2013人教版选修(3-2)《划时代的发现》word教案.doc

1、课堂教学案 教材 第课（章） 、第节（单元）第课时，2008 年 11 月 16 日 课 题 4.1 划时代的发现 教学模式 学生自主阅读、思考，讨论、交 流学习成果。 教学 目标 （认识 技能 情感） （一）知识与技能 1知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。 2知道电磁感应、感应电流的定义。 （二）过程与方法 领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题 时的重要性。 （三）情感、态度与价值观 1领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。 2以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。 教学重 难 点 重点：知道与电流磁效

2、应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。领悟科学探究的方法 和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。 难点：领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。 教 具 讲义 板 书 设 计 4.1 划时代的发现 1、奥斯特梦圆“电生磁” 2、法拉第心系“磁生电” 3、实例探究 教 学 环 节 学生学习活动的过程与内容 （按环节设计自学、讨论、实践、探索、训练等内容） 第二案 (二次备课) （一）引入新课 电荷能够通过“感应”使附近的导体出现电荷，电流能够在其周围 “感应”出磁场，那么在磁场能否“感应”出电流呢？回答是肯定的，这 就是电磁感应现象。 我们首先来了解科学家

3、们的探究历程。 板书课题划时代的发现 （二）进行新课 1、奥斯特梦圆“电生磁” 引导学生阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。提出以下问题， 引导学生思考并回答： （1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？在这之前，科学 研究领域存在怎样的历史背景？ （2）奥斯特的研究是一帆风顺的吗？奥斯特面对失败是怎样做的？ （3）奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的？用学过的知识如何解 释？ （4）电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。 结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。 （1）许多哲学家提出了各种自然现象之间是相互联系和相互转化的 思想。奥斯特坚信电与磁之间可能存在着某种联

4、系。而在这之前许多物理 学家都坚持认为电与磁是互不相关的。 （2）奥斯特的研究并不是一帆风顺的。经历了好多次失败，但奥斯 特始终没有放弃。直到 1820 年 4 月的一次演讲中他才发现了电流竟使下 面的小磁针发生了转动。也就是电流的磁效应。 （3）奥斯特在 1820 年 4 月的一次演讲中，碰巧在南北方向的导线下 面放置了一枚小磁针。当电源接通时，小磁针发生了转动。说明电流对小 磁针产生了作用，证明电流在其周围产生了磁场。这就是发现电流磁效应 的过程。通过前面的学习，我们知道，地磁场是南北方向的，小磁针静止 时指示南北方向。通电直导线的磁场方向遵守安培定则。当导线南北放置 时，导线下方的磁场方

5、向沿东西方向，当导线通电后，小磁针受到电流的 磁场作用由原来的南北方向转向东西方向。奥斯特从磁针的偏转，确定电 和磁的联系。也就是电流的磁效应。 （4）电流磁效应的发现揭示了电现象和磁现象之间存在的某种联系。 奥斯特的思维和实践突破了人类对电与磁认识的局限性。电流磁效应的发 现引发了科学认识领域的思考，推动了电磁学的发展。 2法拉第心系“磁生电” 引导学生阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。提出以下问题 （1）奥斯特发现电流磁效应引发怎样的哲学思考？法拉第持怎样的观点？ （2）法拉第的研究是一帆风顺的吗？法拉第面对失败是怎样做的？ （3）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么？

6、（4）法拉第经历了多次失败后，终于发现了电磁感应现象，他发现 电磁感应现象的具体的过程是怎样的？之后他又做了大量的实验都取得了 成功，他认为成功的“秘诀”是什么？ （5）从法拉第探索电磁感应现象的历程中，你学到了什么？谈谈自 己的体会。 结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。 （1）奥斯特发现电流磁效应引发了对称性的普遍思考：既然电流能 够引起磁针的运动，那么磁铁也会使导线产生电流。法拉第坚信：磁与电 之间也应该有类似的“感应” 。 （2）法拉第的研究并不是一帆风顺的。经历了好多次失败，但法拉 第始终没有放弃。直到 1831 年 8 月 29 日，他苦苦寻找了 10 年之久的

7、 “磁生电“的效应终于被发现了。 （3）法拉第在 1822 年 12 月、1825 年 11 月、1828 年 4 月作过三次 集中的实验研究，均以失败告终。原因在于，法拉第认为，既然奥斯特的 实验表明有电流就有磁场，那么有了磁场就应该有电流。他在实验中用的 都是恒定电流产生的磁场。 （4）多次失败后，1831 年 8 月 29 日，法拉第终于发 现了电磁感应现象。他把两个线圈绕到同一个铁环上，如 图所示。一个线圈接电源，一个线圈接“电流表” ，在给线 圈通电和断电的瞬间，令一个线圈中就出现电流。之后他 又做了大量的实验都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是：“磁生电” 是一种在变化、运动的过程

8、中才能出现的效应。 （5）法拉第探索电磁感应现象的历程经历了 10 年之久，经历了大量 的失败，但法拉第凭借自己的坚定信念和对科学的执著追求，勇敢地面对 失败，一次又一次，最终成功属于坚持不懈的有心人，他成功了。作为现 代的中学生就要学习法拉第不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。 （三）课堂总结 总结课堂内容，培养学生概括总结能力。 让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己 的知识框架。 （四）实例探究 有关物理学史的知识 【例 1】 （2004，上海综合）发电的基本原理是电磁感应。发现电磁 感应现象的科学家是（ C ） A安培 B赫兹 C法拉第 D麦克斯 韦 【例 2】发现

9、电流磁效应现象的科学家是_奥斯特_，发现通电导线在 磁场中受力规律的科学家是_安培 ，发现电磁感应现象的科学家是 法拉 第_，发现电荷间相互作用力规律的的科学家是_库仑_。 对概念的理解和对物理现象的认识 【例 3】下列现象中属于电磁感应现象的是（B ） A磁场对电流产生力的作用 B变化的磁场使闭合电路中产生电流 C插在通电螺线管中的软铁棒被磁化 D电流周围产生磁场 作业 布置 教后感 课堂教学案 教材 第 4 课（章） 、第 2 节（单元）第 2 课时，2008 年 11 月 19 日 课 题 4.2 探究电磁感应的产生条件 教学模式 观察法、分析法、归纳法、讲授 法 教学 目标 （认识 技

10、能 情感） （一）知识与技能 1知道产生感应电流的条件。 2会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。 （二）过程与方法 学会通过实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法 （三）情感、态度与价值观 渗透物理学方法的教育，通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。举例说 明电磁感应在生活和生产中的应用。 教学重 难 点 重点：通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。 难点：感应电流的产生条件。 教 具 条形磁铁（两个） ，导体棒，示教电流表，线圈（粗、细各一个） ，学生电源，开关，滑动变阻器，导线若干 板 书 设 计 4.2 探究电磁感应的产生条件 一、实验观察 （1）闭合电

11、路的部分导体切割磁感线 （2）向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出 （3）模拟法拉第的实验 二、结论： 三、实例探究 教 学 环 节 学生学习活动的过程与内容 （按环节设计自学、讨论、实践、探索、训练等内容） 第二案 (二次备课) （一）引入新课 本节课我们就来探究电磁感应的产生条件。 （二）进行新课 1、实验观察 （1）闭合电路的部分导体切割磁感线 如图 4.2-1 所示。 演示：导体左右平动，前后运动、上下运动。 观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表 1 中。 学生：观察实验，记录现象。 表 1 导体棒的运动 表针的摆动方向 导体棒的运动 表针的摆动方向 向右平动 向左 向后平动 不摆

12、动 向左平动 向右 向上平动 不摆动 向前平动 不摆动 向下平动 不摆动 结论：只有左右平动时，导体棒切割磁感线，有电流产生，前后平动、 上下平动，导体棒都不切割磁感线，没有电流产生。 还有哪些情况可以产生感应电流呢？ （2）向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出 演示：如图 4.2-2 所示。把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，从线圈 中拔出，或静止地放在线圈中。观察电流表的指针，把观察到的现象记录 在表 2 中。 学生：观察实验，记录现象。 表 2 磁铁的运动 表针的摆动 方向 磁铁的运动 表针的摆动方向 N 极插入线圈 向右 S 极插入线圈 向左 N 极停在线圈中 不摆动 S 极停在线圈中 不

13、摆动 N 极从线圈中抽 出 向左 S 极从线圈中抽出 向右 结论：只有磁铁相对线圈运动时，有电流产生。磁铁相对线圈静止时， 没有电流产生。 （3）模拟法拉第的实验 演示：如图 4.2-3 所示。线圈 A 通过变阻器和开关连接到电源上，线 圈 B 的两端与电流表连接，把线圈 A 装在线圈 B 的里面。观察以下几种操 作中线圈 B 中是否有电流产生。把观察到的现象记录在表 3 中。 学生：观察实验，记录现象。 表 3 操作 现象 开关闭合瞬间 有电流产生 开关断开瞬间 有电流产生 开关闭合时，滑动变阻器不动 无电流产生 开关闭合时，迅速移动变阻器的滑 片 有电流产生 结论：只有当线圈 A 中电流变

14、化时，线圈 B 中才有电流产生。 3、归纳总结 大家回想一下什么是磁通量？写出计算公式和它的单位。说出磁通量 的物理意义以及引起磁通量变化的因素。 （1）一个面积为 S 的平面垂直一个磁感应强度为 B 的匀强磁场放置， 则 B 与 S 的乘积叫做穿过这个面的磁通量。 （2）公式： =BS （3）单位：韦伯（Wb） 1Wb=1T1m 2=1Vs （4）物理意义：磁通量表示穿过这个面的磁感线条数。对于同一个 平面，当它跟磁场方向垂直时，磁场越强，穿过它的磁感线条数越多，磁 通量就越大。当它跟磁场方向平行时，没有磁感线穿过它，则磁通量为零。 （5）磁场变化、面积变化都会引起磁通量的变化。 电磁感应现

15、象产生的条件可以概括为： 只要穿过闭合电路的磁通量变化，闭合电路中就有感应电流产生。 （三）实例探究 关于磁通量的计算 【例 1】如图所示，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中有 一面积为 S 的矩形线圈 abcd，垂直于磁场方向放置，现使 线圈以 ab 边为轴转 180，求此过程磁通量的变化？ 关于电磁感应现象产生的条件 【例 2】在图所示的条件下，闭合矩形线圈中能产生感应电流的是（ ） 关于电磁感应现象的实际应用 【例 3】如图所示是生产中常用的一种延时继电器的示意图。铁芯上 有两个线圈 A 和 B。线圈 A 跟电源连接，线圈 B 的两端接在一起，构成一 个闭合回路。在断开开关 S 的时候，弹

16、簧 E 并不能立即将衔铁 D 拉起，因 而不能使触头 C（连接工作电路）立即离开，过一段时间后触头 C 才能离 开，延时继电器就是这样得名的。试说明这种继电器的原理。 C磁通密度越大，磁感应强度越大 D磁感应强度在数值上等于 1 m2 的 面积上穿过的最大磁通量 2.下列单位中与磁感应强度的单位 “特斯拉”相当的是 （ ） AWb/m 2 BN/A m Ckg/As 2 Dkg/Cm 作业 布置 书面完成 P8“问题与练习”第 5、6、7 题；思考并回答第 1、2、3、4 题。 教后感 课堂教学案 教材 第 4 课（章） 、第 3 节（单元）第 3 课时，2008 年 11 月 21 日 课

17、题 4.3 楞次定律(1) 教学模式 发现法，讲练结合法 教学 目标 （认识 技能 情感） （一）知识与技能 1掌握楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流方向。 2培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力。 （二）过程与方法 通过应用楞次定律判断感应电流方向，培养学生应用物理规律解决实际问题能力。 （三）情感、态度与价值观 在本节课的学习中，同学们直接参与物理规律的发现过程，体验了一次自然规律发现过 程中的乐趣和美的享受。 教学重 难 点 重点： 1应用楞次定律判断感应电流的方向。 2利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。 难点：楞次定律的理解及实际应用。 教 具

18、干电池、灵敏电流表、外标有明确绕向的大线圈、条形磁铁、导线。 板 书 设 计 4.3 楞次定律(1) 1、楞次定律 2、楞次定律的应用 3、实例探究 教 学 环 节 学生学习活动的过程与内容 （按环节设计自学、讨论、实践、探索、训练等内容） 第二案 (二次备课) （一）引入新课 演示按下图将磁铁从线圈中插入和拔出，引导学生观察现象，提出： 为什么在线圈内有电流？ 插入和拔出磁铁时，电流方向一样吗？为什么？ 怎样才能判断感应电流的方向呢？ 本节我们就来学习感应电流方向的判断方法。 （二）进行新课 1、楞次定律 实验目的研究感应电流方向的判定规律。 实验步骤 （1）按右图连接电路，闭合开关，记录下

19、 G 中流入电流方向与电流表 G 中指针偏转方向的关 系。 （如电流从左接线柱流入，指针向右偏还是向左偏?） （2）记下线圈绕向，将线圈和灵敏电流计构成通路。 （3）把条形磁铁 N 极（或 S 极）向下插入线圈中，并从线圈中拔出， 每次记下电流表中指针偏转方向，然后根据步骤（1）结论，判定出感应 电流方向，从而可确定感应电流的磁场方向。 根据实验结果，填表： 磁铁运动情况 N 极下插 N 极上拔 S 极下插 S 极上拔 磁铁产生磁场方 向 线圈磁通量变化 感应电流磁场方 向 问题：N 极向下插入线圈中，磁铁在线圈中产生的磁场方向如何? (磁铁在线圈中产生的磁场方向向下。) 问题：在这种情况下，

20、通过线圈的磁通量如何变化? (磁通量增加。) 问题 1：感应电流的方向如何? 问题 2：感应电流的磁场方向如何? (感应电流的磁场方向向上。) 问题 3：再把该磁铁从线圈中拔出时，磁铁在线圈中产生磁场方向如 何? (磁铁在线圈中产生的磁场方向向下。) 问题 4：磁铁拔出时，通过线圈的磁通量如何变化? (通过线圈的磁通量减小。) 问题 5：感应电流的方向如何? (感应电流的方向如图所示。) 问题 6：感应电流的磁场方向如何?(感应电流的磁场方向向下。 ) 问题 7：S 极向下插入线圈中，情况怎样呢? 1、磁铁在线圈中产生的磁场方向向上。 2、通过线圈的磁通量增加。 3、感应电流的方向如图所示。

21、4、感应电流的磁场方向向下。 问题 8：再把 S 极从线圈中拔出时，情况如何? 1、磁铁在线圈中产生的磁场方向向上。 2：通过线圈的磁通量减小。 3：感应电流的方向如图所示。 4：感应电流的磁场方向向上。 问题 9：通过上面的实验，同学们发现了什么? 1：当磁铁移近或插入线圈时，线圈中感应电流的磁场方向与原磁场 方向相反；当磁铁离开线圈或从线圈中拔出时，线圈中感应电流的磁场方 向与原磁场方向相同。 2：当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反； 当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。 3：当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场阻碍磁通量增加； 当穿过线圈的

22、磁通量减少时，感应电流的磁场阻碍磁通量减少。 总结：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感 应电流的磁通量的变化，这就是楞次定律。 说明： （1） “阻碍”并不是“阻止” ，一字之差，相去甚远。要知道原磁场 是主动的，感应电流的磁场是被动的，原磁通仍要发生变化，感应电流的 磁场只是起阻碍变化而已。 （2）楞次定律判断感应电流的方向具有普遍意义。 在磁体靠近（或远离）线圈过程中，都要克服电磁力做功，克服电磁 力做功的过程就是将其他形式的能转化为电能的过程。 正是“阻碍”的形成产生了电磁感应现象。 2、楞次定律的应用 应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤： （1）明确原磁场的方向

23、。 （2）明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少。 （3）根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。 （4）利用安培定则确定感应电流的方向。 1、开关断开前，线圈 M 中的电流在线圈 N 中产生的磁场方向向哪？ 2、开关断开瞬间，线圈 N 中磁通量如何变化 ? 3：线圈 N 中感应电流的磁场方向如何？ 4：线圈 N 中感应电流的方向如何？ 5：利用楞次定律判定感应电流方向的思路可以概括为以下框图。 1、线圈 ABCD 所在处磁场方向向哪？ 2：感应电流的磁场方向向哪？ 3：穿过线圈 ABCD 的磁通量应如何变化？ 4：线圈 ABCD 应向哪个方向平移？ （三）课堂总结、点评 （四）实例探究 楞次定律

24、的应用 【例 1】 如图所示，试判定当开关 S 闭合和断开瞬间，线圈 ABCD 的电流方向。 （忽略导线 GH 的磁场作用） 【例 2】 如图所示，当条形磁铁突然向闭合铜环运动时，铜环里产生 的感应电流的方向怎样？铜环运动情况怎样？ 【例 3】 如图所示，固定于水平面上的光滑平行导 电轨道 AB、CD 上放着两根细金属棒 ab、cd.当一条形磁铁自上而下竖直 穿过闭合电路时，两金属棒 ab、cd 将如何运动？磁 铁的加速度仍为 g 吗？ 作业 布置 教后感 课堂教学案 教材 第课（章） 、第节（单元）第课时，2008 年 11 月 25 日 课 题 4.3 楞次定律(2) 教学模式 发现法，讲

25、练结合法 教学 目标 （认识 技能 情感） （一）知识与技能 1能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向 2掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。 （二）过程与方法 通过应用楞次定律判断感应电流方向，培养学生应用物理规律解决实际问题能力。 （三）情感、态度与价值观 在头脑中进一步强化“实践是检验真理的唯一标准”这一辩证唯物主义观点。 教学重 难 点 重点： 1应用楞次定律判断感应电流的方向。 2利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。 难点：楞次定律的理解及实际应用。 教 具 干电池、灵敏电流表、外标有明确绕向的大线圈、条形磁铁、导线。 板 书 设 计 4.3

26、楞次定律(2) 1、楞次定律的应用 2右手定则 教 学 环 节 学生学习活动的过程与内容 （按环节设计自学、讨论、实践、探索、训练等内容） 第二案 (二次备课) （一）引入新课 1、楞次定律的应用 应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤： （1）明确原磁场的方向。 （2）明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少。 （3）根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。 （4）利用安培定则确定感应电流的方向。 2右手定则 当闭合电路的一部分做切割磁感线运动时，如何应用楞次定律判定感 应电流的方向呢？ 如图所示，光滑金属导轨的一部分处在匀强磁场中， 当导体棒 AB 向右匀速运动切割磁感线时，判断 AB 中感 应

27、电流方向。 1：当 AB 棒向右切割磁感线时，感应电流方向如何？ 2：如果磁通量的变化是由导体切割磁感线引起的， 感应电流的方向可以由右手定则来判断。 右手定则的内容： 伸开右手让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁 感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指指的就是感应 电流的方向。 3、用右手定则重做例 3，看结果是否一样？ 说明：右手定则实际上是楞次定律的一种具体表现形式，它们在本质 上是一致的。只不过导体切割磁感线时，用右手定则判断感应电流方向更 方便。 练习： 1.如图所示，有一固定的超导圆环，在其右端放一条形磁铁，此时圆 环中无电流，当把磁铁向右方移走时，由

28、于电磁感应，在超导圆环中产生 了一定的电流.则以下判断中正确的是 （ ） A.此电流方向如箭头所示，磁铁移走后，此电流继续维持 B.此电流方向与箭头方向相反，磁铁移走后，此电流很快消失 C.此电流方向如箭头所示，磁铁移走后，此电流很快消失 D.此电流方向与箭头方向相反，磁铁移走后，此电流继续维持 2如图所示，一平面线圈用细杆悬于 P 点，开始时细杆处于水平位 置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂 直，当线圈第一次通过位置和位置时，顺着磁场方向看去，线圈中感 应电流的方向分别为 （ ） A.逆时针方向,逆时针方向 B.逆时针方向,顺时针方向 C.顺时针方向,顺时针方

29、向 D.顺时针方向,逆时针方向 3如图所示，ab 是一个可绕垂直于纸面的轴 O 转动的闭合矩形线框， 当滑动变阻器的滑片 P 自左向右滑动时，从纸外向纸内看，线框 ab 将 （ ） A.保持静止不动 B.逆时针转动 C.顺时针转动 D.发生转动，但因电源极性不明，无法确定转动方向 作业 布置 完成 “问题与练习” 教后感 课堂教学案 教材 第 4 课（章） 、第 5 节（单元）第 6 课时，2008 年 12 月 6 日 课 题 4.5 电磁感应定律的应用 教学模式 观察法、分析法、归纳法、讲授 法 教学 目标 （认识 技能 情感） （一）知识与技能 1知道感生电场。 2知道感生电动势和动生电

30、动势及其区别与联系。 （二）过程与方法 增强对两种电动势的认知深度，同时提高学习物理的兴趣。 （三）情感、态度与价值观 通过对相应物理学史的了解，培养热爱科学、尊重知识的良好品德。 教学重 难 点 重点：感生电动势与动生电动势的概念。 难点：对感生电动势与动生电动势实质的理解。 教 具 板 书 设 计 4.5 电磁感应定律的应用 1、感应电场与感生电动势 2、洛伦兹力与动生电动势 教 学 环 节 学生学习活动的过程与内容 （按环节设计自学、讨论、实践、探索、训练等内容） 第二案 (二次备课) (一）引入新课 问题 1：我们在恒定电流一章中学过电源和电动势。大家回顾一下， 什么是电源？什么是电动

31、势？ 1：电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。 2：如果电源移送电荷 q 时非静电力所做的功为 W，那么 W 与 q 的比 值 ，叫做电源的电动势。用 E 表示电动势，则：qWE 问题 2：电源有好多种，比如干电池、手摇发电机等。请分别说出这 些电源中的非静电力作用和能量转化情况。(干电池中的非静电力是化学作 用，把化学能转化为电能；手摇发电机的非静电力是电磁作用，把机械能 转化为电能。) 问题 3：不同的电源，非静电力可能不同，但从能量转化的角度看， 他们所起的作用是相同的，都是把其他形式能转化为电能。从这个角度看， 电源的电动势所描述的物理意义是什么？请举例说明。 (电动势

32、描述了电源把其他形式能转化为电能的本领，即表征非静电力 对自由电荷做功的本领。不如，干电池的电动势是 1.5V，表示把 1C 正电 荷从电源负极搬到正极，非静电力做功 1.5 J，而蓄电池电动势是 2.0V，表 示把 1C 正电荷从电源负极搬到正极，非静电力做功 2.0 J，我们说蓄电池 把化学能转化为电能的本领比干电池大。) 在电磁感应现象中，要产生电流，必须有感应电动势。这种情况下， 哪一种作用扮演了非静电力的角色呢？下面我们就来学习相关的知识。 （二）进行新课 1、感应电场与感生电动势 看书本图，穿过闭会回路的磁场增强，在回路中产生感应电流。是什 么力充当非静电力使得自由电荷发生定向运动

33、呢？英国物理学家麦克斯韦 认为，磁场变化时在空间激发出一种电场，这种电场对自由电荷产生了力 的作用，使自由电荷运动起来，形成了电流，或者说产生了电动势。这种 由于磁场的变化而激发的电场叫感生电场。感生电场对自由电荷的作用力 充当了非静电力。由感生电场产生的感应电动势，叫做感生电动势。 问题 4：感生电场的方向应如何判断？(回想：感应电流的方向如何判 断？电流的方向与电荷移动的方向有何关系？) 析：感应电流的方向用楞次定律判定。电流的方向与正电荷移动的方 向相同。感生电场的方向与正电荷受力的方向相同，因此，感生电场的方 向也可以用楞次定律判定。 问题 5：若导体中的自由电荷是负电荷，能否用楞次定

34、律判定？ 析：能。因为负电荷的运动可以等效为正电荷在反方向上的运动。 问题 6：被加速的电子带什么电？(负电) 问题 7：电子逆时针运动，等效电流方向如何？(顺时针。) 问题 8：加速电场的方向如何？(顺时针。) 问题 9：使电子加速的电场是什么电场？(感生电场。) 问题 10：电磁铁的磁场怎样变化才能产生顺时针方向的感生电场？为 什么？ (增强。因为感应电流的磁场方向与电磁铁的磁场方向相反。感应电流 的磁场阻碍磁通量的变化。感生电场是磁场变强引起的。因此，电磁铁的 电流变大才能使电子加速。) 问题 11：如果电流的方向与图示方向相反，请自己判断一下，为使电 子加速，电流又应怎样变化？ 2、洛

35、伦兹力与动生电动势 析：1导体中自由电荷（正电荷）具有水平方向的速度，由左手定 则可判断受到沿棒向上的洛伦兹力作用，其合运动是斜向上的。 2自由电荷不会一直运动下去。因为 C、D 两端聚集电荷越来越 多，在 CD 棒间产生的电场越来越强，当电场力等于洛伦兹力时，自由电 荷不再定向运动。 3C 端电势高。 4导体棒中电流是由 D 指向 C 的。 总结：一段导体切割磁感线运动时相当于一个电源，这时非静电 力与洛伦兹力有关。由于导体运动而产生的电动势叫动生电动势。 问题 12：如图所示，导体棒运动过程中产生感应电流，试分析电路中 的能量转化情况。 析：导体棒中的电流受到安培力作用，安培力的方向与运动

36、方向相反， 阻碍导体棒的运动，导体棒要克服安培力做功，将机械能转化为电能。 （三）实例探究 感生电场与感生电动势 【例 1】 如图所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变 化，而使电路中产生了感应电动势，下列说法中正确的是（ AC ） A磁场变化时，会在在空间中激发一种电场 B使电荷定向移动形成电流的力是磁场力 C使电荷定向移动形成电流的力是电场力 D以上说法都不对 洛仑兹力与动生电动势 【例 2】如图所示，导体 AB 在做切割磁感线运动时，将产生一个电 动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是（AB ） A因导体运动而产生感应电动势称为动生电动势 B动生电动势的产生与洛仑兹力

37、有关 C动生电动势的产生与电场力有关 D动生电动势和感生电动势产生原因是一样的 解析：如图所示，当导体向右运动时，其内部的自由电子因 受向下的洛仑兹力作用向下运动，于是在棒的 B 端出现负电荷， 而在棒的 A 端显示出正电荷，所以 A 端电势比 B 端高棒 AB 就相当于一个电源，正极在 A 端。 综合应用 【例 3】如图所示，两根相距为 L 的竖直平行金属 导轨位于磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁 场中，导轨电阻不计，另外两根与上述光滑导轨保持良 好接触的金属杆 ab、cd 质量均为 m，电阻均为 R，若要 使 cd 静止不动，则 ab 杆应向_运动，速度大 小为_，作用于 ab

38、杆上的外力大小为_ 解析：应用感应电动势的计算式、安培力的计算式、物体的平衡知识 求解。 解法一：因 cd 杆处于静止状态，故向上的安培力等于重力，即 mgBIL 回路中电流 REI2 又 v 联立解得 ，方向竖直向上.2LBg ab 棒匀速运动时： 0ImF 故 gIg 磁场变强 作业 布置 问题与练习 教后感 课堂教学案 教材 第 4 课（章） 、第 6 节（单元）第 7 课时，2008 年 12 月 6 日 课 题 4.6 互感和自感（1） 教学模式 通过演示实验，引导学生观察现 象、分析实验 教学 目标 （认识 技能 情感） （一）知识与技能 1知道什么是互感现象和自感现象。 2知道自

39、感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因 素。 3知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。 4能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象原因及磁场的能量转化问 题。 （二）过程与方法 1通过对两个自感实验的观察和讨论，培养学生的观察能力和分析推理能力。 2通过自感现象的利弊学习，培养学生客观全面认识问题的能力。 （三）情感、态度与价值观 自感是电磁感应现象的特例，使学生初步形成特殊现象中有它的普遍规律，而普遍规律 中包含了特殊现象的辩证唯物主义观点。 教学重 难 点 重点： 1自感现象。2自感系数。 难点：分析自感现象。 教 具 自感现象示教板 板 书 设 计 4.

40、6 互感和自感 1、互感现象 实例探究 2、自感现象 3自感系数 4磁场的能量 教 学 环 节 学生学习活动的过程与内容 （按环节设计自学、讨论、实践、探索、训练等内容） 第二案 (二次备课) （一）引入新课 问题：在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？ 析：只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，回路中就有感应电流产生. 问题：引起回路磁通量变化的原因有哪些？ 析：磁场的变化；回路面积的变化；电流的变化引起磁场的变化等。 问题：这里有两个问题需要我们去思考： （1）在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中 的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？ （2）当电路自身

41、的电流发生变化时，会不会产生感应电动势呢？ 本节课我们学习这方面的知识。 （二）进行新课 1、互感现象 问题：我们现在来思考第一个问题：在法拉第的实验中两个线圈并没 有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产 生感应电动势呢？请同学们用学过的知识加以分析说明。 学生：当一个线圈中的电流变化时，它产生的磁场就发生变化，变化 的磁场在周围空间产生感生电场，在感生电场的作用下，另一个线圈中的 自由电荷定向运动，于是产生感应电动势。 总结：当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现 象，称为互感。互感现象产生的感应电动势，称为互感电动势。 举例：变压器，收音机里的磁性

42、天线。 析：互感现象有其有利的一面，也有其不利的一面。任何两个相互靠 近的电路之间都会存在互感现象。互感现象有时会影响电路的正常工作， 这是就要设法减小电路间的互感。 2、自感现象 问题：我们现在来思考第二个问题：当电路自身的电流发生变化时， 会不会产生感应电动势呢？下面我们首先来观察演示实验。 实验 1演示通电自感现象。 出示示教板，画出电路图（如图所示） ，A 1、A 2 是规格完全一样的灯 泡。闭合电键 S，调节变阻器 R，使 A1、A 2 亮度相同，再调节 R1，使两灯 正常发光，然后断开开关 S。重新闭合 S，观察到什么现象？（实验反复 几次） 析：跟变阻器串联的灯泡 A2 立刻正常

43、发光，跟线圈 L 串联的灯泡 A1 逐渐亮起来。 问题：为什么 A1 比 A2 亮得晚一些？试用楞次定律加以分析说明。 析：分组讨论（可以提醒学生这时出现了新电源，电源在哪里？电动 势方向又如何？） 总结：电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈 L 的磁通量逐渐增 加，L 中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍 L 中电流 增加，即推迟了电流达到正常值的时间。 实验 2演示断电自感。 出示示教板，画出电路图（如图所示）接通电路，待灯泡 A 正常 发光。然后断开电路，观察到什么现象？ 析：S 断开时，A 灯突然闪亮一下才熄灭。 问题：为什么 A 灯不立刻熄灭？ 分组讨论（可以提醒学生

44、这时出现了新电源，电源在哪里？电动 势方向又如何？） 师生共同活动：当 S 断开时，L 中的电流突然减弱，穿过 L 的磁通量 逐渐减少，L 中产生感应电动势，方向与原电流方向相同，阻碍原电流减 小。L 相当于一个电源，此时 L 与 A 构成闭合回路，故 A 中还有一段持续 电流。灯 A 闪亮一下，说明流过 A 的电流比原电流大。 在黑板上画出 it 变化图，如下图所示. （师生共同活动：总结上述两个实验得出结论） 导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现 象。自感现象中产生的电动势叫自感电动势。 问题：自感现象有其有利的一面，也有其有害的一面。 请同学们课下查阅资料，举出自感现象在电工

45、技术和电子技 术中有哪些应用，又有哪些需要避免的实例。 3自感系数 问题：自感电动势大小决定于哪些因素呢？说出自感电动势的大小的 计算公式。阅读教材内容。然后用自己的语言加以概括，并回答有关问题。 结论：自感电动势的大小与线圈中电流的变化率 成正比，与线圈tI 的自感系数 L 成正比。写成公式为 E =L tI 问题：电流的变化率是什么？(与磁通量的变化率 相似，电流的t 变化率反映电流变化的快慢，其值等于电流的变化与所用时间的比值。) 问题：什么叫自感系数呢？(自感系数是用来表示线圈的自感特性的物 理量。) 问题：线圈的自感系数与哪些因素有关？(线圈的自感系数与线圈的大 小、形状、圈数、是否

46、带有铁芯等因素有关。) (：实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大。另外，带 有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。) 问题：自感系数的单位是什么？(亨利，符号 H，更小的单位有毫亨 （mH） 、微亨（H） 1H=103 mH 1H=106H) 4磁场的能量 问题：在断电自感的实验中，为什么开关断开后，灯泡的发光会持续 一段时间？甚至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。 师生共同活动：推断出能量可能存储在磁场中。 说明：以上只能是一种推断，电磁场具有能量还需要进一步实验验证。 问题：教材最后一段说，线圈能够体现电的“惯性” ，应该怎样理解？ 电的“惯性”大小与什么有关？ 分析：

47、当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势都要阻碍线圈中电流 的变化，使线圈中的电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零，因 此可以借用力学中的术语，说线圈能够体现电的“惯性” 。线圈的自感系 数越大，这个现象越明显，可见，电的“惯性”大小决定于线圈的自感系 数。 （三）实例探究 自感现象的分析与判断 【例 1】如图所示，电路甲、乙中，电阻 R 和自感线圈 L 的电阻值都 很小，接通 S，使电路达到稳定，灯泡 D 发光。则 （ AD ） A在电路甲中，断开 S，D 将逐渐变暗 B在电路甲中，断开 S，D 将先变得更亮，然后渐渐变暗 C在电路乙中，断开 S，D 将渐渐变暗 D在电路乙中，断开 S，D

48、 将变得更亮，然后渐渐变暗 【例 2】如图所示，自感线圈的自感系数很大，电阻为零。电键 K 原 来是合上的，在 K 断开后，分析： （1）若 R1R 2，灯泡的亮度怎样变化？ （2）若 R1R 2，灯泡的亮度怎样变化？ 解析：灯泡的亮度由它的实际功率 I2R 即流过 灯泡中的电流来决定。因而必须从题设条件出发 讨论在各种情况下流过灯泡中的电流。 K 断开后，原来电源提供给小灯泡的电流立 即消失，但 L 中因自感而产生逐渐减弱的电流流过小灯泡，使小灯泡逐渐 变暗到熄灭。 （1）因 R1R 2，即 I1I 2，所以小灯泡在 K 断开后先突然变到某一 较暗状态，再逐渐变暗到最后熄灭。 （2）因 R1

49、R 2，即 I1I 2，小灯泡在 K 断开后电流从原来的 I2 突变 到 I1（方向相反） ，然后再渐渐变小，最后为零，所以灯泡在 K 断开后先 变得比原来更亮，再逐渐变暗到熄灭。 作业 布置 完成“问题与练习”中的习题。 教后感 课堂教学案 教材 第 4 课（章） 、第 6 节（单元）第 9 课时，2008 年 12 月 9 日 课 题 4.6(2)日光灯的工作原理 教学模式 通过演示实验，引导学生观察现 象、分析实验 教学 目标 （认识 技能 情感） （一）知识与技能 能够利用电磁感应部分知识分析日光灯的工作原理。 （二）过程与方法 1培养学生的观察能力和分析推理能力。 2培养学生客观全面认识问题的能力。 （三）情感、态度与价值观 日光灯的工作原理是自感现象的特例，使学生初步形成特殊现象中有它的普遍规律，而 普遍规律中包含了特殊