1、第四章 电磁感应 4.1 划时代的发现 教学目标 （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。 教学重点、难点 教学重点 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。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。 教学难点 领悟科学探究的方法和艰难历程。
2、培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。 教学方法 教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。 教学手段 计算机、投影仪、录像片 教学过程 一、奥斯特梦圆“电生磁”-电流的磁效应 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。 学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发
3、表自己的见解。 二、法拉第心系“磁生电”-电磁感应现象 教师活动：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，引导 学生思考并回答： （1）奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考？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？ （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。 学生活动：结合思考题，
4、认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。 三、科学的足迹 1、科学家的启迪 教材 P4 2、伟大的科学家法拉第 教材 四、实例探究 【例 1】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_。 【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 五、学
5、生的思考： 1、我们可以通过哪些实验与现象来说明（证实）磁现象与电现象有联系 2、如何让磁生成电？ 4.2、探究电磁感应的产生条件 教学目标 （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。 教学重点、难点 教学重点：通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。 教学难点：感应电流的产生条件。 教学方法 实验观察法、分析法、实验归纳法、讲授
6、法 教学手段 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， 教学过程 一、基本知识 （一）知识准备 磁通量 定义：公式：=BS 单位： 符号： 推导：B=/S，磁感应强度又叫磁通密度，用 Wb/ m2 表示 B 的单位； 计算：当 B 与 S 垂直时，或当 B 与 S 不垂直时，的计算 初中知识回顾：当闭合电路的一部分做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流。 电磁感应现象：由磁产生电的现象 （二）新课讲解 1、实验一：闭合电路的部分导线在匀强磁场中切割磁感线，教材 P6 图 4.2-1 探究导线运动快慢与电流表示数大小的关系. 实验
7、二：向线圈中插入磁铁,或把磁铁从线圈中抽出,教材 P6 图 4.2-2 探究磁铁插入或抽出快慢与电流表示数大小的关系 2、模仿法拉第的实验：通电线圈放入大线圈或从大线圈中拔 出，或改变线圈中电流的大小（改变滑线变阻器的滑片位 置） ，教材 P7 图 4.2-3 探究将小线圈从大线圈中抽出或放入快慢与电流表示数的 关系 3、分析论证： 实验一：磁场强度不发生变化，但闭合线圈的面积发生变化； 实验二：磁铁插入线圈时，线圈的面积不变，但磁场由弱变强； 磁铁从线圈中抽出时，线圈的面积也不改变，磁场由强变弱； 实验三：通电线圈插入大线圈时，大线圈的面积 不变，但磁场由弱变强； 通电线圈从大线圈中抽出时，
8、大线圈的 面积也不改变，但磁场由强变弱； 当迅速移动滑线变阻器的滑片，小线圈 中的电流迅速变化，电流产生的磁场也随 之而变化，而大线圈的面积不发生变化， 但穿过线圈的磁场强度发生了变化。 4、归纳总结： 在几种实验中，有的磁感应强度没有发生变化，面积发生了变化；而又有的线圈的 面积没有变化，但穿过线圈的磁感应强度发生了变化。其共同点是穿过线圈的磁通量发生 了变化。磁通量变化的快慢与闭合回路中感应电流的大小有关。 结论：只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。 5、课堂总结：1、产生感应电流的条件：电路闭合；穿过闭合电路的磁通量发生改变 2、电磁感应现象：利用磁场产生电流的
9、现象叫电磁感应现象 3、感应电流：由磁场产生的电流叫感应电流 6、例题分析 例 1、右图哪些回路中比会产生感应电流 例 2、如图，要使电流计 G 发生偏转可采用的方法是 A、K 闭合或断开的瞬间 B、K 闭合，P 上下滑动 C、在 A 中插入铁芯 D、在 B 中插入铁芯 7、练习与作业 1、关于电磁感应，下列说法中正确的是 A 导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流 B 导体做切割磁感线的运动，导体内一定会产生感应电流 C 闭合电路在磁场中做切割磁感线的运动，电路中一定会产生感应电流 D 穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流 2、恒定的匀强磁场中有一圆形闭合圆形线圈，线圈
10、平面垂直于磁场方向，当线圈在此磁场 中做下列哪种运动时，线圈中能产生感应电流 A 线圈沿自身所在的平面做匀速运动 B 线圈沿自身所在的平面做加速直线运动 C 线圈绕任意一条直径做匀速转动 D 线圈绕任意一条直径做变速转动 3、如图，开始时距形线圈平面与磁场垂直，且一半在匀强磁场外，另一半在匀强磁场内， 若要使线圈中产生感应电流，下列方法中可行的是 A 以 ab 为轴转动 B 以 oo/为轴转动 C 以 ad 为轴转动（转过的角度小于 600） D 以 bc 为轴转动（转过的角度小于 600） 4、如图，距形线圈 abcd 绕 oo/轴在匀强磁场中匀速转动，下列说法中正确的是 A 线圈从图示位置
11、转过 90的过程中，穿过线圈的磁通量不断减小 B 线圈从图示位置转过 90的过程中，穿过线圈的磁通量不断增大 C 线圈从图示位置转过 180的过程中，穿过线圈的磁通量没有发生变化 D 线圈从图示位置转过 360的过程中，穿过线圈的磁通量没有发生变化 6、在无限长直线电流的磁场中，有一闭合的金属线框 abcd，线框平面与直导线 ef 在同一 平面内（如图） ，当线框做下列哪种运动时，线框中能产生感应电流 A、水平向左运动 B、竖直向下平动 C、垂直纸面向外平动 D、绕 bc 边转动 4.3 法拉第电磁感应定律 教学目标 （一）知识与技能 1知道什么叫感应电动势。 2知道磁通量的变化率是表示磁通量
12、变化快慢的物理量，并能区别 、 、E=/ t。 3理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。 4知道 E=BLvsin 如何推得。 5会用 E=n/t 和 E=BLvsin 解决问题。 （二）过程与方法 通过推导到线切割磁感线时的感应电动势公式 E=BLv，掌握运用理论知识探究问题的方法。 （三）情感、态度与价值观 1从不同物理现象中抽象出个性与共性问题，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与 个性的辩证唯物主义思想。 2了解法拉第探索科学的方法，学习他的执著的科学探究精神。 教学重点、难点 教学重点：法拉第电磁感应定律。 教学难点：平均电动势与瞬时电动势区别。 教学方法 演示法、归纳法、类比法
13、 教学手段 多媒体电脑、投影仪、投影片。 教学过程 一、基本知识 1、感应电动势 电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象 产生感应电流的条件：线路闭合，闭合回路中磁通量发生变化。 感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势 产生条件：回路中的磁通量发生变化但回路不一定闭合 与什么因素有关：穿过线圈的磁通量的变化快慢（/ t）有关（由前提节的实验分析可得） 注意：磁通量的大小;磁通量的变化;磁通量的变化快慢（/t）的区分 2、法拉第电磁感应定律 内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一回路的磁通量的变化率成正比。 公式：单匝线圈：E= /t 多匝线圈：E=n /t 适用范围
14、：普遍适用 3、导线切割磁感线时产生的感应电动势 计算公式：E=BL vsin。导线的运动方向与磁感线的夹角。 推导方法： 条件：导线的运动方向与导线本身垂直 适用范围：匀强磁场，导线切割磁感线 单位：1V=1T1m1m/s=1Wb/s 4、反电动势 电动机转动时，线圈中也会产生感应电动势，感应电动势总要削弱电源电动势的作用，我 们就把感应电动势称为反电动势；其作用是阻碍线圈的转动。教材 P12。 电动机在使用时的注意点： 二、例题分析 例 1、如图，导体平行磁感线运动，试求产生的感应电动势的大小（速度与 磁场的夹角，导线长度为 L） 例 2、如右图,电容器的电容为 C,两板的间距为 d,两板
15、间静止一个质量为 m,电量为+q 的微 粒,电容器 C 与一个半径为 R 的圆形金属环相连, 金属环内部充 满垂直纸面向里的匀强磁场.试求: B/ t 等于多少? 例 3、如右图, 无限长金属三角形导轨 COD 上放一根无限长金属导体棒 MN,拉动 MN 使它 以速度 v 向右匀速运动,如果导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体, 电阻率都相同,那么 MN 运动过程中,闭合回路的 A 感应电动势保持不变 B 感应电动流保持不变 C 感应电动势逐渐增大 D 感应电动流逐渐增大 三、练习与作业 1、如右图，平行放置的金属导轨 M、N 之间的距离为 L；一金属杆长为 2L，一端以转轴 o/固定在导轨 N
16、 上，并与 M 无摩擦接触，杆从垂直于导轨的位置，在导轨平面内以角速度 顺时针匀速转动至另一端 o/脱离导轨 M。若两导挥间是一磁感应强度为 B ，方向垂直于 纸面向里的匀强磁场，不计一切电阻，则在上述整个转动过程中 A、金属杆两端的电压不断增大 B、o /端的电势总是高于 o 端的电势 C、两导轨间的最大电压是 2BL2 D、两导轨间的平均电压是 271/2BL2/2 2、如右图，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，一直角边长度为 a，电阻为 R 的等腰直角三 角形导线框以速度 v 垂直于斜边方向在纸面内运动，磁场与纸面垂直，则导 线框的斜边产生的感应电动势为 ，导线框中的感应电流强度为 。
17、3、如左图，一边长为 a，电阻为 R 的正方形导线框，以恒定的速度 v 向右进入以 MN 为边 界的匀强磁场，磁场方向垂直于线框平面，磁感应强度为 B，MN 与线 框的边成 45角，则在线框进入磁场过程中产生的感应电流的最大值等 于 4、如图，长为 L 的金属杆在垂直纸面向里的磁感应强度为 B 的匀强磁 场中，沿逆时针方向绕 o 点在纸面内匀速转动，若角速度为，则杆两 端 a、b 和 o 间的电势差 U a o= 以及 Ubo= 5、半径为 10cm、电阻为 0.2的闭合金属圆环放在匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环所在 平面，当磁感应强度为 B 从零开始随时间 t 成正比增加时，环中感应电 流为
18、 0.1A。试写出 B 与 t 的关系式（ B、t 的单位分别取 T、s） 6、如图，导线全部为裸导线，半径为 r 的圆内有垂直于圆平面的匀强磁场，感应强度为 B。一根长度大于 2r 的导线 MN 以速度 v 在圆环上无摩擦地自左端匀速滑动到右端，电路 的固定电阻为 R，其余电阻不计，试求 MN 从圆环的左端滑到右端的过程中电阻 R 上的电 流强度的平均值及通过的电量。 4.4 楞次定律 教学目标 （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。 3能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向 4掌握右手定则，并理解
19、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 1通过实践活动，观察得到的实验现象，再通过分析论证，归纳总结得出结论。 2通过应用楞次定律判断感应电流的方向，培养学生应用物理规律解决实际问题的能 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，并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。 教学重点、难点 教学重点：1楞次定律的获得及理解。 2应用楞次定律判断感应电流的方向。 3利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。 教学难点：楞次定律的理解及实际应用。 教学
20、方法 发现法，讲练结合法 教学手段 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。 教学过程 一、基本知识 1实验 (1)选旧干电池用试触的方法查明电流方向与 电流表指针偏转方向的关系 明确：对电流表而言，电流从哪个接线柱流入， 指针向哪边偏转 (2)闭合电路的一部分导体做切割磁感线的情 况 a磁场方向不变，两次改变导体运动方向，如导体向右和向左运动 b导体切割磁感线的运动方向不变，改变磁场方向 根据电流表指针偏转情况，分别确定出闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线 运动时，产生的感应电流方向 感应电流的方向跟导体运动方向和磁场方向都有关系感应电流的方向可以用右手定 则加以判
21、定 右手定则：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，拇指指向导体运动方向，其余四指指的就是感应电流的方向 (3)闭合电路的磁通量发生变化的情况： 实线箭头表示原磁场方向，虚线箭头表示感应电流磁场方向 分析： (甲)图：当把条形磁铁 N 极插入线圈中时，穿过线圈的磁通量增加，由实验可知，这 时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反 (乙)图：当把条形磁铁 N 极拔出线圈中时，穿过线圈的磁通量减少，由实验可知，这 时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同 (丙)图：当把条形磁铁 S 极插入线圈中时，穿过线圈的磁通量增加，由实验可知，这 时感应电流的磁场
22、方向跟磁铁的磁场方向相反 (丁)图：当条形磁铁 S 极拔出线圈中时，穿过线圈的磁通量减少，由实验可知，这时 感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同 通过上述实验，引导学生认识到：凡是由磁通量的增加引起的感应电流，它所激发的 磁场一定阻碍原来磁通量的增加；凡是由磁通量的减少引起的感应电流，它所激发的磁场 一定阻碍原来磁通量的减少在两种情况中，感应电流的磁场都阻碍了原磁通量的变化 2、实验结论：楞次定律-感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引 起感应电流的磁通量的变化 说明：对“阻碍”二字应正确理解“阻碍”不是“阻止”，而只是延缓了原磁通的 变化，电路中的磁通量还是在变化的例如：当原
23、磁通量增加时，虽有感应电流的磁场的 阻碍，磁通量还是在增加，只是增加的慢一点而已实质上，楞次定律中的“阻碍”二字， 指的是“反抗着产生感应电流的那个原因” 3、应用楞次定律判定感应电流的步骤(四步走) (1)明确原磁场的方向； (2)明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少； (3)根据楞次定律，判定感应电流的磁场方向； (4)利用安培定则判定感应电流的方向 4、推论：当导线切割磁感线时可用右手定则来判定，即大拇指与四指垂直，让磁感 线垂直穿过手心，大拇指指向导线的运动方向，则四指的指向为感应电流的方向 二、例题分析 例 1、在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈 M 相接，如图，
24、导轨上 放一根导线 ab，磁感线垂直于导轨所在平面。欲使 M 所包围的 小闭合线圈 N 产生顺时针方向的感应电流，则导线的运动情况 可能是 A、匀速向右运动 B、加速向右运动 C、减速向右运动 D、加速向左运动 例 2、如图，水平地面上方有正交的匀强磁场和匀强电场，电场竖直 向下，磁场垂直纸面向里，半圆形铝框从直径出于水平位置时开 始下落，不计阻力，a、b 两端落到地面的次序是 A、a 先于 b B、b 先于 a C、a、 b 同时落地 D、无法判定 例 3、如图，电容器 PQ 的电容为 10F，垂直于回路的磁场的磁感应 强度以 510-3T/s 的变化率均匀增加，回路面积为 10-2m2。则
25、 PQ 两 极电势差的绝对值为 V。P 极所带电荷的种类为 ，带电量为 C。 三、练习与作业 1、一根沿东西方向的水平导线，在赤道上空自由落下的过程中，导线上各点的电势 A、东端最高 B、西端最高 C、中点最高 D、各点一样高 2、如右图，匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里，a、b、c、d 为圆形线圈上等距离的四点， 现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形，设线圈导线不可伸长， 且线圈仍处于原先所在的平面内，则在线圈发生形变的过程中 A、线圈中将产生 abcd 方向的感应电流 B、线圈中将产生 adcb 方向的感应电流 C、线圈中将产生感应电流的方向先是 abcd，后是 adcb D、线圈中无感
26、应电流 3、如右图，一均匀的扁平条形磁铁的轴线与一圆形线圈在同一平面内，磁铁中心与圆心重 合。为了在磁铁开始运动时在线圈中得到逆时针方向的感应电流，磁 铁的运动方式应是 A、 N 极向纸内，S 极向纸外，使磁铁绕 O 点转动 B、S 极向纸内，N 极向纸外，使磁铁绕 O 点转动 C、使磁铁在线圈平面内绕 O 点顺时针转动 D、使磁铁在线圈平面内绕 O 逆时针转动 4、如右图，ab 是一个可绕垂直于纸面的轴 O 转动的闭合距形导线框， E 是电源，当滑线 变阻器 R 的滑片 P 自左向右滑行时，线框 ab 将 A、保持静止不动 B、沿逆时针方向转动 C、沿顺时针方向转动 D、 发生转动，但电源极
27、性不明，无法确定转动方向。 4.5 感生电动势和动生电动势 教学目标 （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动势及其区别与联系。 （二）过程与方法 通过同学们之间的讨论、研究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。 教学重点、难点 教学重点：感生电动势与动生电动势的概念。 教学难点：对感生电动势与动生电动势实质的理解。 教学方法 讨论法，讲练结合法 教学手段 多媒体课件 教学活动 （一）引入新课 什么是电源？什么是电动势？ 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
28、。 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 W/q，叫做电源的 电动势。用 E 表示电动势，则：E=w/q 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 投影教材图 4.5-1，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
29、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。 例题：教材 P22，例题分析 2、洛伦兹力与动生电动势 （投影）教材 P23 的思考与讨论 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。 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
30、 体运动而产生的电动势叫动生电动势。 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。 导体棒中的电流受到安培力作用，安培力的方向与运动方向相反， 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。 （四）实例探究 【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 【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
31、通过，下列说法中正确的是 （AB） A因导体运动而产生的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的原因是一样的 【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 上运动，速度大小为 _2mgR/B2L2_，作用于 ab 杆上的外力大小为_2mg _ 巩固练习 1如图所示，一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做 圆周
32、运动，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的动能将（B ） A不变 B增加 C减少 D以上情况都可能 2穿过一个电阻为 l 的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟 均匀地减少 2Wb，则（BD） A线圈中的感应电动势一定是每秒减少 2V B线圈中的感应电动势一定是 2V C线圈中的感应电流一定是每秒减少 2A D线圈中的感应电流一定是 2A 磁场变强 3在匀强磁场中，ab、cd 两根导体棒沿两根导轨分别以速度 v1、v 2 滑动，如图所示，下 列情况中，能使电容器获得最多电荷量且左边极板带正电的 是（C） Av 1v 2，方向都向右 Bv 1v 2，方向都向左 Cv 1v2，v 1 向右，v 2 向左
33、Dv 1v2，v 1 向左，v 2 向右 4如图所示，面积为 0.2m2 的 100 匝线圈处在匀强磁场 中，磁场方问垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为 B=（2+0.2 t）T ，定值电阻 R1=6，线圈电阻 R2=4，求： （1）磁通量变化率，回路的感应电动势；（4V ） （2）a、b 两点间电压 Uab（2.4A ） 5如图所示，在物理实验中，常用“冲击式电流计”来测定通过某闭合电路的电荷 量探测器线圈和冲击电流计串联后，又能测定磁场的磁感应强度已知线圈匝数为 n， 面积为 S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为 R，把线圈放在被测匀强磁场中，开始时 线圈与磁场方向垂直，现将
34、线圈翻转 180，冲击式电流计测出通过线圈的电荷量为 q，由 此可知，被测磁场的磁磁感应强度 B=_qR/2nS_ 6如图所示，A、B 为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖 直固定在相同高度两个相同的磁性小球，同时从 A、B 管上端的管口无初速释放，穿过 A 管的小球比穿过 B 管的小球先落到地面下面对于两管的描述中可能正确的是（AD） AA 管是用塑料制成的，B 管是用铜制成的 BA 管是用铝制成的，B 管是用胶木制成的 CA 管是用胶木制成的，B 管是用塑料制成的 DA 管是用胶木制成的，B 管是用铝制成的 4.6 互感和自感 一、教学目标： （一）知识与技能 了解互感
35、和自感现象 了解自感现象产生的原因 知道自感现象中的一个重要概念自感系数，了解它的单位及影响其大小的因素 （二）过程与方法： 引导学生从事物的共性中发掘新的个性，从发生电磁感应现象的条件和有关电磁感应 得规律，提出自感现象，并推出关于自感的规律。会用自感知识分析，解决一些简单的问 题，并了解自感现象的利弊以及对它们的防止和利用 （三）情感、态度、价值观 培养学生的自主学习的能力，通过对已学知识的理解实现知识的自我更新，以适应社 会对人才的要求 二、重点、难点及解决办法 1重点：自感现象及自感系数 2难点： 自感现象的产生原因分析 通、断电自感的演示实验中现象解释 3解决办法： 通过分析实验电路
36、和直观的演示实验，引导学生运用已学的电磁感应知识进行分析、归 纳，再利用电路中的并联规律，从而帮助学生突破本节重点、排除难点。 三学生活动设计： 启发引导学生利用前面学过的电路知识及电磁感应知识，分析通电自感和断电自感的电 路图，预测将会产生的实验现象，然后再通过观察实验现象验证自身的思维，并归纳总结 自感现象这一规律产生的原因。 四教具准备 通、断电自感演示装置，电池四节（带电池盒）导线若干 五重点、难点的学习与目标完成过程 引入新课 问题情景：发生电磁感应的条件是什么？怎样得到这种条件，也就是让闭合回路 中磁通量发生变化？下面这两种电路中当电键断开和闭合瞬间会发生电磁感应现象吗？ 如果会发
37、生，它们有什么不同呢？ （一）互感现象 1、基本概念：互感：互感现象：互感电动势： 2、互感的理解： （1） 、如右图断开、闭合开关瞬间会发生电磁感应吗？（2）这是互感吗？ 小结：互感现象不仅发生与绕在同一铁芯上的两个何相互靠近的电路之间。线圈之间，而 且可以发生于任何两个相互靠近的电路之间。 问题情景：（互感中的能量）另一电路中能量从哪儿来的？ 小结：互感现象可以把能量从一个电路传到另一个电路。 3、互感的应用和防止： （二）自感现象 1、问题情景：由电流的磁效应可知，线圈通电后周围就有磁场产生，电流变化，则磁场也 变化，那么对于这个线圈自身来说穿过它的磁通量在此过程中也发生了变化。是否此时
38、也 发生了电磁感应现象呢？我们通过实验来解决这个问题。 2、演示实验： 实验 1 （演示 P25 实验）出示自感演示器，通电自感。 提出问题：闭合 S 瞬间，会有什么现象呢？引导学生做预测，然后进行实验。 （实验前事 先闭合开关 S，调节变阻器 R 和 R1 使两灯正常发光，然后断开开关，准备好实验） 。开始 做实验，闭合开关 S，提示学生注意观察现象 观察到的现象：在闭合开关 S 瞬间，灯 A2 立刻正常发光，A 1 比 A2 迟一段时间才正常发光。 学思考现象原因。请学生分析现象原因。 总结：由于线圈 L 自身的磁通量增加，而产生了感应电动势，这个感应电动势总是阻碍磁 通量的变化，既阻碍线
39、圈中电流的变化，故通过 A1 的电流 不能立即增大，灯 A1 的亮度只能慢慢增加，最终与 A2 相同。 实验 2（演示课本 P26 实验）断电自感 先给学生几分钟时间看课本实验，预测实验现象，是 回答课本思考与讨论问题。 3结论： 小结：线圈中电流发生变化时，自身产生感应电动势，这个感应电动势阻碍原电流的变化。 自感现象：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。 自感电动势：自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。 4.磁场的能量 问题情景：在图 4.6-4 中,开关断开后 ,灯泡的发光还能持续一段时间,有时甚至比开关断开 前更亮,这时灯泡的能量是从哪里来的呢? 教师引导学生
40、分析，电源断开以后，线圈中电流不会立即消失，这时的电流仍然可以做功， 说明线圈储存能量。当开关闭合时，线圈中的电流从无到有，其中的磁场也是从天到 有，这可以看作电源把能量输送到磁场，储存在磁场中。这里我们知识一个合理的假 设，有关电磁场能量的直接式样验证，要在我们认识了电磁波之后才有可能。 5自感现象的理解： 线圈中电流的变化不能在瞬间完成，即不能“突变” 。也可以说线圈能体现电的惯性 6自感的应用与防止： 应用：日光灯 防止：变压器、电动机 （三）自感系数 问题情景：我们都知道感应电动势的大小与回路中磁通量变化的快慢有关，而自感现 象中的自感电动势是感应电动势的一种，那么就是说，自感电动势也
41、应正比于穿过线圈的 磁通量的变化率，即：Et ，而磁场的强弱又正比于电流的强弱，即磁通量的变 化正比于电流的变化。所以也可以说，自感电动势正比于电流的变化率。即 EIt 写成等式即：E=LIt 2.自感系数，简称自感或电感，用字母 L 表示。影响因素：形状、长短、匝数、有无铁芯。 3单位：亨利 符号：H 常用单位：毫亨（mH） 微亨（H ） （四）实例探究 【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
42、乙中，断开 S，D 将渐渐变暗 D在电路乙中，断开 S，D 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？ 巩固练习 1下列关于自感现象的说法中，正确的是（ACD） A自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象 B线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反 C线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关 D加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大 2关于线圈的自感系数，下面说法正确的是（D ）
43、A线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大 B线圈中电流等于零时，自感系数也等于零 C线圈中电流变化越快，自感系数越大 D线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定 4如图所示，L 为一个自感系数大的自感线圈，开关闭合后， 小灯能正常发光，那么闭合开关和断开开关的瞬间，能观察到的现 象分别是（A） A小灯逐渐变亮，小灯立即熄灭 B小灯立即亮，小灯立即熄灭 C小灯逐渐变亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭 D小灯立即亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭 六、课堂小结 、自感现象是电磁感应现象中特殊情形，它的产生原因是由于通过导体自身的电流发生 变化 、自感电动势的大小与电流变化快慢和自感系数有关，它总是
44、阻碍导体中电流的变化。 七、布置作业： 课后习题 4.7 涡流 教学目标 （一）知识与技能 1知道涡流是如何产生的。 2知道涡流对我们有不利和有利的两方面，以及如何利用和防止。 3知道电磁阻尼和电磁驱动。 （二）过程与方法 培养学生客观、全面地认识事物的科学态度。 （三）情感、态度与价值观 培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。 教学重点、难点 教学重点 1涡流的概念及其应用。 2电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。 教学难点 电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。 教学方法 通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验 教学手段 电机、变压器铁芯、演示涡流生热装置（可拆变压器） 、电磁阻尼演示装置（示教电流表
45、、 微安表、弹簧、条形磁铁） ，电磁驱动演示装置（U 形磁铁、能绕轴转动的铝框） 。 教学活动 （一）引入新课 出示电动机、变压器铁芯，引导学生仔细观察其铁芯有什么特点？ 它们的铁芯都不是整块金属，而是由许多薄片叠合而成的。 为什么要这样做呢？用一个整块的金属做铁心不是更省事儿？学习了涡流的知识，同学们 就会知道其中的奥秘。 （二）进行新课 1、涡流 演示 1涡流生热实验。 在可拆变压器的一字铁下面加一块厚约 2mm 的铁板，铁 板垂直于铁芯里磁感线的方向。在原线圈接交流电。几分钟后， 让学生摸摸铁芯和铁板，比较它们的温度，报告给全班同学。 为什么铁芯和铁板会发热呢？原来在铁芯和铁板中有涡流
46、产生。安排学生阅读教材，了解什么叫涡流？ 当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的导体中就会 产生感应电流。这种电流看起来很像水的旋涡，所以叫做涡流。 课件演示，涡流的产生过程，增强学生的感性认识。 因为铁板中的涡流很强，会产生大量的热。而铁芯中的涡流被限制在狭窄的薄片之内， 回路的电阻很大，涡流大为减弱，涡流产生的热量也减少。 2、电磁阻尼 阅读教材 30 页上的“思考与讨论” ，分组讨论，然后发表自己的见解。 导体在磁场中运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力的 方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。 演示 2电磁阻尼。 按照教材“做一做”中叙述的内容，演示电表指针在偏转过
47、程中受到 的电磁阻尼现象。 演示 3如图所示，弹簧下端悬挂一根磁铁，将磁铁托起到某高度 后释放，磁铁能振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一固定线圈， 磁铁会很快停下来。上述现象说明了什么？ 当磁铁穿过固定的闭合线圈时，在闭合线圈中会产生感应电流，感应电流的磁场会阻 碍磁铁和线圈靠近或离开，也就是磁铁振动时除了空气阻力外，还有线圈的磁场力作为阻 力，安培阻力较相对较大，因而磁铁会很快停下来。 3、电磁驱动 演示 4电磁驱动。 演示教材 31 页的演示实验。引导学生观察并解释实验现象。 磁场相对于导体运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来， 这种现象称为电磁驱动。 交流感
48、应电动机就是应用电磁驱动的原理工作的。简要介绍交流感应电动机的工作过 程。 （四）实例探究 【例 1】如图所示是高频焊接原理示意图线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的 金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属融化，把工件焊接 在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是（AD ） A电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快 B电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快 C工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的 电阻小 D工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的 电阻大 巩固练习 1如图所示，一块长方形光滑铝板水平放在桌面上，铝板右端拼接一根与铝板等厚的 条形磁铁，一质量分布均匀的闭合铝环以初速度 v 从板的左端沿中线向右端滚动，则 （B ） A铝环的滚动速度将越来越小 B铝环将保持匀速滚动 C铝环的运动将逐渐偏向条形磁铁的 N 极或 S 极 D铝环的运动速率会改变，但运动方向将不会发生改变 2如图所示，闭合金属环从曲面上 h 高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速 为零，摩擦不计，曲面处在图示磁场中，则（BD） A若是匀强磁场，环滚上的高度小于 h B若是匀强磁场，环滚上的高度等于 h C若是非匀强磁场，环滚上的高
