高中物理電磁感應(yīng)教案

《電磁感應(yīng)》教學(xué)設(shè)計。

《電磁感應(yīng)》教學(xué)設(shè)計

一、教學(xué)目標(biāo)

1、知識與技能

⑴知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件。

⑵知道感應(yīng)電流的方向與哪些因素有關(guān)。

2、過程與方法

⑴經(jīng)歷實驗探研過程，體驗磁生電的過程

⑵通過探究磁生電的條件，進一步體會電和磁之間的聯(lián)系

3、情感態(tài)度和價值觀

⑴認(rèn)識到自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系的

⑵培養(yǎng)學(xué)生觀察實驗的能力和從實驗事實中歸納、概括物理概念與規(guī)律的能力

三、重點、難點

重點：電磁感應(yīng)現(xiàn)象，感應(yīng)電流的方向跟哪些因素有關(guān)，電磁感應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)化

難點：電磁感應(yīng)現(xiàn)象

四、教學(xué)過程

㈠引入新課

前面我們學(xué)習(xí)過了電流的磁場，我們知道奧斯特實驗揭示了電和磁之間的聯(lián)系，說明電可以生磁。那么，我們可不可以反過來進行逆向思索：磁場能否產(chǎn)生電流呢？怎樣才能使磁生電呢？下面我們來共同設(shè)計實驗進行探究。

㈡新課教學(xué)

1．通過實驗探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象

向?qū)W生交待實驗設(shè)計思想，明確實驗?zāi)康?，師生共同討論要達到此目的需要選擇哪些實驗器材？為什么？如何組裝成實驗電路？

2．教師展示以上實驗器材，注意讓學(xué)生連接電路，嘗試如何能產(chǎn)生電流長

教師啟發(fā)學(xué)生：電流能產(chǎn)生磁場，把導(dǎo)體放在磁場中會不會產(chǎn)生電流？磁場的強弱對實驗是否有影響？導(dǎo)體在磁場中是靜止的還是運動的，請學(xué)生將觀察結(jié)果填寫在上面表格里。

次序

實驗條件

電流表的偏轉(zhuǎn)情況

1

2

3

4

5

實驗完畢，提出問題讓學(xué)生思考：

上述實驗說明磁能生電嗎？（能）

在什么條件下才能產(chǎn)生這種現(xiàn)象？是否導(dǎo)體在磁場中運動就夠了？該怎樣運動呢？

師生共同討論分析上述問題，最后由學(xué)生歸納，概括得出結(jié)論，并由教師板書：

實驗表明：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時，導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流。這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。

講述：電磁感應(yīng)現(xiàn)象是英國的物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)的。這一現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)進一步揭示了電和磁之間的聯(lián)系，導(dǎo)致了發(fā)電機的發(fā)明，開辟了電的時代。

4．探究感應(yīng)電流的方向

提問：我們知道，電流是有方向的，那么感應(yīng)電流的方向是怎樣的呢？它的方向與哪些因素有關(guān)？請同學(xué)們觀察下面的實驗。

演示實驗：保持上述實驗裝置不變，反復(fù)改變磁場方向或改變導(dǎo)體在磁場中的運動方向，請同學(xué)們仔細觀察電流表的偏轉(zhuǎn)方向。

師：在上述實驗中，當(dāng)導(dǎo)體在磁場中左右運動時，你們發(fā)現(xiàn)電流表的指針方向偏轉(zhuǎn)有什么變化？這個現(xiàn)象說明了什么？

生：感應(yīng)電流有方向

師：那感應(yīng)電流方向跟哪些因素有關(guān)呢？

讓學(xué)生猜想感應(yīng)電流方向可能跟什么有關(guān)：是跟導(dǎo)體運動方向有關(guān)還是跟磁場方向有關(guān)？

學(xué)生進行實驗進行探究，讓學(xué)生討論、思考、歸納、概括。

教師板書：導(dǎo)體中感應(yīng)電流的方向，跟導(dǎo)體運動方向和磁感線方向有關(guān)。

5．探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能的轉(zhuǎn)化

師：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，當(dāng)導(dǎo)體做切割磁感線運動時是什么力做功？它消耗了什么能？（機械能）得到了什么能？（電能）

在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中實現(xiàn)了什么能與什么能之間的轉(zhuǎn)化？（機械能與電能的轉(zhuǎn)化）

五、小結(jié)：學(xué)生總結(jié)

延伸閱讀

電磁感應(yīng)現(xiàn)象

經(jīng)驗告訴我們，成功是留給有準(zhǔn)備的人。高中教師要準(zhǔn)備好教案，這是高中教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以讓上課時的教學(xué)氛圍非常活躍，減輕高中教師們在教學(xué)時的教學(xué)壓力。您知道高中教案應(yīng)該要怎么下筆嗎？以下是小編為大家收集的“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”歡迎您閱讀和收藏，并分享給身邊的朋友！

教學(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo)
1、知道磁通量的定義，公式的適用條件，會用這一公式進行簡單的計算．
2、知道什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象．
3、理解“不論用什么方法，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有電流產(chǎn)生”．
4、知道能量守恒定律依然適用于電磁感應(yīng)現(xiàn)象．

能力目標(biāo)
1、通過實驗的觀察和分析，培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識，分析問題的能力．

情感目標(biāo)
1、學(xué)生認(rèn)識“從個性中發(fā)現(xiàn)共性，再從共性中理解個性，從現(xiàn)象認(rèn)識本質(zhì)以及事物有普遍聯(lián)系的辨證唯物主義觀點．

教學(xué)建議

關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的教學(xué)分析
1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象
利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。
2．產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
①當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場里做切割磁感線的運動時，電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流。
②當(dāng)磁體相對靜止的閉合電路運動時，電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流．
③當(dāng)磁體和閉合電路都保持靜止，而使穿過閉合電路的磁通量發(fā)生改變時，電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流．
其實上述①、②兩種情況均可歸結(jié)為穿過閉合電路的磁通量發(fā)生改變，所以，不論用什么方法，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有電流產(chǎn)生．
3．電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量守恒
電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電能不是憑空產(chǎn)生的，它們或者是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，或者是電能在不同電路中的轉(zhuǎn)移，電磁感應(yīng)現(xiàn)象遵循能量守恒定律．

教法建議
1、課本中得出結(jié)論后的思考與討論，是一個進一步啟發(fā)學(xué)生手腦并用、獨立思考，全面認(rèn)識電磁感應(yīng)現(xiàn)象的題目，教師可根據(jù)學(xué)生實際情況引導(dǎo)學(xué)生思考和討論．
2、本節(jié)課文的最后分析了兩種情況下電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化，這不但能從能量的觀點讓學(xué)生對電磁感應(yīng)有明確的認(rèn)識，而且進一步強化了能量守恒定律的普遍意義．有條件的，可以由教師引導(dǎo)學(xué)生自行分析，以培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識獨立分析問題的能力．

教學(xué)重點和教學(xué)難點
教學(xué)重點：感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件是本節(jié)的教學(xué)重點，而正確理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件是本節(jié)教學(xué)的難點．由于學(xué)生在初中時已經(jīng)接觸過相關(guān)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，因此在講解電流的產(chǎn)生時可以讓學(xué)生通過實驗加深對現(xiàn)象的認(rèn)識，如果條件允許可以讓學(xué)生自己動手實驗，并在教師引導(dǎo)下進行分組討論，教師可以通過問題的設(shè)計來引導(dǎo)實驗的進行，例如：對實驗數(shù)據(jù)表格的設(shè)計以及相關(guān)問題的探討，讓學(xué)生明白感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件．正確理解感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件．

電磁感應(yīng)現(xiàn)象教學(xué)設(shè)計方案

教學(xué)目的：

1、知道磁通量的定義，知道磁通量的國際單位，知道公式的適用條件，會用公式計算．

2、啟發(fā)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象，從中分析歸納通過磁場產(chǎn)生電流的條件．

3、通過實驗的觀察和分析，培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識，分析問題的能力．

教學(xué)重點：感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件

教學(xué)難點：正確理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件．

教學(xué)儀器：電池組，電鍵，導(dǎo)線，大磁針，矩形線圈，碲形磁鐵，條形磁鐵，原副線圈，演示用電流表等．

教學(xué)過程：

一、教學(xué)引入：

在磁可否生電這個問題上，英國物理學(xué)家法拉第堅信，電與磁決不孤立，有著密切的聯(lián)系．為此，他做了許多實驗，把導(dǎo)線放在各種磁場中想得到電流需要一定的條件，他以堅韌不拔的意志歷時10年，終于找到了這個條件，從而開辟了物理學(xué)又一嶄新天地．

電磁感應(yīng)現(xiàn)象：

二、教學(xué)內(nèi)容

1、磁通量（）

復(fù)習(xí)：磁感應(yīng)強度的概念

引入：教師：我們知道，磁場的強弱（即磁感應(yīng)強度）可以用磁感線的疏密來表示．如果一個面積為的面垂直一個磁感應(yīng)強度為的勻強磁場放置，則穿過這個面的磁感線的條數(shù)就是確定的．我們把與的乘積叫做穿過這個面的磁通量．

（1）定義：面積為，垂直勻強磁場放置，則與乘積,叫做穿過這個面的磁通量，用Φ表示．

（2）公式：

（3）單位：韋伯（Wb）1Wb=1T·m2

磁通量就是表示穿過這個面的磁感線條數(shù)．

注意強調(diào)：

①只要知道勻強磁場的磁感應(yīng)強度和所討論面的面積，在面與磁場方向垂直的條件下（不垂直可將面積做垂直磁場方向上的投影．）磁通量是表示穿過討論面的磁感線條數(shù)的多少．在今后的應(yīng)用中往往根據(jù)穿過面的凈磁感線條數(shù)的多少定性判斷穿過該面的磁通量的大?。绻霉絹碛嬎愦磐?，但是只適合于勻強磁場．

②磁通量是標(biāo)量，但是有正負之分，磁感線穿過某一個平面，要注意是從哪一面穿入，哪一面穿出．

2、電磁感應(yīng)現(xiàn)象：

內(nèi)容引入：奧斯特實驗架起了一座連通電和磁的橋梁，此后人們對電能生磁已深信不疑，但磁能否生電呢？

在磁可否生電這個問題上，英國物理學(xué)家法拉第堅信，電與磁決不孤立，有著密切的聯(lián)系．為此，他做了許多實驗，把導(dǎo)線放在各種磁場中想得到電流需要一定的條件，他以堅韌不拔的意志歷時10年，終于找到了這個條件，從而開辟了物理學(xué)又一嶄新天地．

3、實驗演示

實驗1：學(xué)生實驗——導(dǎo)體在磁場中切割磁力線的運動

觀察現(xiàn)象：AB做切割磁感線運動，可見電流表指針偏轉(zhuǎn)．

學(xué)生得到初步結(jié)論：當(dāng)閉合回路中的部分導(dǎo)體做切割磁感線的運動時，電路中有了電流．

現(xiàn)象分析：如圖1導(dǎo)體不切割磁力線時，電路中沒有電流；而切割磁力線時閉合電路中有電流．回憶磁通量定義（師生討論）對閉合回路而言，所處磁場未變，僅因為AB的運動使回路在磁場中部分面積變了，使穿過回路的磁通變化，故回路中產(chǎn)生了電流．

設(shè)問：那么在其它情況下磁通變化是否也會產(chǎn)生感應(yīng)電流呢？

實驗2：演示實驗——條形磁鐵插入線圈

觀察提問：

A、條形磁鐵插入或取出時，可見電流表的指針偏轉(zhuǎn)．

B、磁鐵與線圈相對靜止時，可見電流表指針不偏轉(zhuǎn)．

現(xiàn)象分析：（師生討論）對線圈回路，當(dāng)線圈與磁鐵有沿軸線的相對運動時，所處磁場因磁鐵的遠離和靠近而變化，而未變，故穿過線圈的磁通變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，而當(dāng)磁鐵不動時，線圈處，不變，故無感應(yīng)電流．

實驗3：演示實驗——關(guān)于原副線圈的實驗演示

實驗觀察：移動變阻器滑片（或通斷開關(guān)），電流表指針偏轉(zhuǎn)．當(dāng)A中電流穩(wěn)定時，電流表指針不偏轉(zhuǎn)．

現(xiàn)象分析：對線圈，滑片移動或開關(guān)通斷，引起A中電流變，則磁場變，穿過B的磁通變，故B中產(chǎn)生感應(yīng)電流．當(dāng)A中電流穩(wěn)定時，磁場不變，磁通不變，則B中無感應(yīng)電流．

教師總結(jié)：不同的實驗，其共同處在于：只要穿過閉合回路的磁通量的變化，不管引起磁通量變化的原因是什么，閉合電路中都有感應(yīng)電流產(chǎn)生．

結(jié)論：

無論用什么方法，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路就有電流產(chǎn)生，這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流．

電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化：

引導(dǎo)學(xué)生討論分析上述三個實驗中能量的轉(zhuǎn)化情況．

3、例題講解

4、教師總結(jié)：

能量守恒定律是一個普遍定律，同樣適合于電磁感應(yīng)現(xiàn)象．電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電能不是憑空產(chǎn)生的，它們或者是其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能，或者是電能在不同電路中的轉(zhuǎn)移．

5、布置作業(yè)

電磁感應(yīng)現(xiàn)象教學(xué)設(shè)計方案

教學(xué)目的：

1、知道磁通量的定義，知道磁通量的國際單位，知道公式的適用條件，會用公式計算．

2、啟發(fā)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象，從中分析歸納通過磁場產(chǎn)生電流的條件．

3、通過實驗的觀察和分析，培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識，分析問題的能力．

教學(xué)重點：感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件

教學(xué)難點：正確理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件．

教學(xué)儀器：電池組，電鍵，導(dǎo)線，大磁針，矩形線圈，碲形磁鐵，條形磁鐵，原副線圈，演示用電流表等．

教學(xué)過程：

一、教學(xué)引入：

在磁可否生電這個問題上，英國物理學(xué)家法拉第堅信，電與磁決不孤立，有著密切的聯(lián)系．為此，他做了許多實驗，把導(dǎo)線放在各種磁場中想得到電流需要一定的條件，他以堅韌不拔的意志歷時10年，終于找到了這個條件，從而開辟了物理學(xué)又一嶄新天地．

電磁感應(yīng)現(xiàn)象：

二、教學(xué)內(nèi)容

1、磁通量（）

復(fù)習(xí)：磁感應(yīng)強度的概念

引入：教師：我們知道，磁場的強弱（即磁感應(yīng)強度）可以用磁感線的疏密來表示．如果一個面積為的面垂直一個磁感應(yīng)強度為的勻強磁場放置，則穿過這個面的磁感線的條數(shù)就是確定的．我們把與的乘積叫做穿過這個面的磁通量．

（1）定義：面積為，垂直勻強磁場放置，則與乘積,叫做穿過這個面的磁通量，用Φ表示．

（2）公式：

（3）單位：韋伯（Wb）1Wb=1T·m2

磁通量就是表示穿過這個面的磁感線條數(shù)．

注意強調(diào)：

②磁通量是標(biāo)量，但是有正負之分，磁感線穿過某一個平面，要注意是從哪一面穿入，哪一面穿出．

2、電磁感應(yīng)現(xiàn)象：

內(nèi)容引入：奧斯特實驗架起了一座連通電和磁的橋梁，此后人們對電能生磁已深信不疑，但磁能否生電呢？

在磁可否生電這個問題上，英國物理學(xué)家法拉第堅信，電與磁決不孤立，有著密切的聯(lián)系．為此，他做了許多實驗，把導(dǎo)線放在各種磁場中想得到電流需要一定的條件，他以堅韌不拔的意志歷時10年，終于找到了這個條件，從而開辟了物理學(xué)又一嶄新天地．

3、實驗演示

實驗1：學(xué)生實驗——導(dǎo)體在磁場中切割磁力線的運動

觀察現(xiàn)象：AB做切割磁感線運動，可見電流表指針偏轉(zhuǎn)．

學(xué)生得到初步結(jié)論：當(dāng)閉合回路中的部分導(dǎo)體做切割磁感線的運動時，電路中有了電流．

現(xiàn)象分析：如圖1導(dǎo)體不切割磁力線時，電路中沒有電流；而切割磁力線時閉合電路中有電流．回憶磁通量定義（師生討論）對閉合回路而言，所處磁場未變，僅因為AB的運動使回路在磁場中部分面積變了，使穿過回路的磁通變化，故回路中產(chǎn)生了電流．

設(shè)問：那么在其它情況下磁通變化是否也會產(chǎn)生感應(yīng)電流呢？

實驗2：演示實驗——條形磁鐵插入線圈

觀察提問：

A、條形磁鐵插入或取出時，可見電流表的指針偏轉(zhuǎn)．

B、磁鐵與線圈相對靜止時，可見電流表指針不偏轉(zhuǎn)．

現(xiàn)象分析：（師生討論）對線圈回路，當(dāng)線圈與磁鐵有沿軸線的相對運動時，所處磁場因磁鐵的遠離和靠近而變化，而未變，故穿過線圈的磁通變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，而當(dāng)磁鐵不動時，線圈處，不變，故無感應(yīng)電流．

實驗3：演示實驗——關(guān)于原副線圈的實驗演示

實驗觀察：移動變阻器滑片（或通斷開關(guān)），電流表指針偏轉(zhuǎn)．當(dāng)A中電流穩(wěn)定時，電流表指針不偏轉(zhuǎn)．

現(xiàn)象分析：對線圈，滑片移動或開關(guān)通斷，引起A中電流變，則磁場變，穿過B的磁通變，故B中產(chǎn)生感應(yīng)電流．當(dāng)A中電流穩(wěn)定時，磁場不變，磁通不變，則B中無感應(yīng)電流．

教師總結(jié)：不同的實驗，其共同處在于：只要穿過閉合回路的磁通量的變化，不管引起磁通量變化的原因是什么，閉合電路中都有感應(yīng)電流產(chǎn)生．

結(jié)論：

無論用什么方法，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路就有電流產(chǎn)生，這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流．

電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化：

引導(dǎo)學(xué)生討論分析上述三個實驗中能量的轉(zhuǎn)化情況．

3、例題講解

4、教師總結(jié)：

能量守恒定律是一個普遍定律，同樣適合于電磁感應(yīng)現(xiàn)象．電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電能不是憑空產(chǎn)生的，它們或者是其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能，或者是電能在不同電路中的轉(zhuǎn)移．

5、布置作業(yè)

電磁感應(yīng)綜合與拓展

電磁感應(yīng)綜合與拓展
一、知識地圖
根據(jù)考綱的要求，本章內(nèi)容可以分成這樣幾部分，即：電磁感應(yīng)現(xiàn)象、楞次定律；法拉第電磁感應(yīng)定律、自感；電磁感應(yīng)與電路規(guī)律的綜合應(yīng)用；電磁感應(yīng)與力學(xué)規(guī)律的綜合應(yīng)用。其中楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律是電磁感應(yīng)這一章中最重要、最基本的定律，電磁感應(yīng)與電路規(guī)律的綜合應(yīng)用、電磁感應(yīng)與力學(xué)規(guī)律的綜合應(yīng)用，也是復(fù)習(xí)的重點和難點。另外，電磁感應(yīng)知識在實際中的應(yīng)用廣泛如：自感、日光燈原理、磁懸浮原理、電磁阻尼、超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用等。
二、應(yīng)考指南
電磁感應(yīng)是高中物理中的主干和核心知識之一，本章從研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象入手，通過實驗總結(jié)出了產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件和判定感應(yīng)電流方向的一般方法——楞次定律，給出了確定感應(yīng)電動勢大小的一般規(guī)律——法拉第電磁感應(yīng)定律．楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律是解決電磁感應(yīng)問題的重要依據(jù)，復(fù)習(xí)中必須深入理解和熟練掌握；同時由于電磁感應(yīng)的題型大多與實際問題相聯(lián)系，往往綜合性較強，與前面的知識聯(lián)系較多，涉及到力和運動、動量、能量、直流電路、安培力等多方面的知識，解題時一般要從以下兩個方面分析：（1）受力情況、運動情況的動態(tài)分析。（2）功能分析，電磁感應(yīng)過程往往涉及多種能量形式的轉(zhuǎn)化。力學(xué)與本章內(nèi)容結(jié)合的題目以及電學(xué)與本章結(jié)合的題目是復(fù)習(xí)中應(yīng)強化訓(xùn)練的重要內(nèi)容．本章重在考查學(xué)生綜合運用知識、分析解決實際問題的能力，綜合性強，能力要求高，在高考中常以壓軸題出現(xiàn)。電磁感應(yīng)的圖像問題也是高考中常見的題型之一。
全章蘊含了豐富的科學(xué)思維方法，如：歸納與演繹、抽象與概括、能的觀點、等效的方法、數(shù)學(xué)方法等。
三、好題精析
例1、近期《科學(xué)》中文版的文章介紹了一種新技術(shù)——航天飛纜，航天飛纜是用柔性
纜索將兩個物體連接起來在太空飛行的系統(tǒng)。飛纜系統(tǒng)在太空飛行中能為自身提供電能和拖曳力，它還能清理“太空垃圾”等。從1967年至1999年的17次試驗中，飛纜系統(tǒng)試驗已獲得部分成功。該系統(tǒng)的工作原理可用物理學(xué)的基本定律來解釋。
下圖為飛纜系統(tǒng)的簡化模型示意圖，圖中兩個物體P，Q的質(zhì)量分別為mp，mQ，柔性金屬纜索長為Z，外有絕緣層，系統(tǒng)在近地軌道作圓周運動，運動過程中Q距地面高為h。設(shè)纜索總保持指向地心，P的速度為υp。已知地球半徑為R，地面的重力加速度為g。
(1)飛纜系統(tǒng)在地磁場中運動，地磁場在纜索所在處的磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直
于紙面向外。設(shè)纜索中無電流，問纜索P、Q哪端電勢高?此問中可認(rèn)為纜索各處的速度均近似等于υp，求P、Q兩端的電勢差；
(2)設(shè)纜索的電阻為R1，如果纜索兩端物體P、Q通過周圍的電離層放電形成電流，相應(yīng)的電阻為R2，求纜索所受的安培力多大；
(3)求纜索對Q的拉力FQ。

例2、如圖所示，固定于水平桌面上的金屬框架cdef，處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒ab擱在框架上，可無摩擦滑動。此時，adeb構(gòu)成一個邊長為l的正方形。棒的電阻為r，其余部分電阻不計。開始時磁感強度為B0。
⑴若從t=0時刻起，磁感強度均勻增加，每秒增量為k，同時保持棒靜止。求棒中的感應(yīng)電流。在圖上標(biāo)出感應(yīng)電流的方向。
⑵在上述⑴情況中。始終保持棒靜止，當(dāng)t=t1s末時需加的垂直于棒的水平拉力為多大？
⑶若從t=0時刻起，磁感強度逐漸減小，當(dāng)棒以恒定速度v。向右做勻速運動時，可使棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，則磁感強度應(yīng)怎樣隨時間變化(寫出B與t的關(guān)系式)。

例3、圖中a1b1c1d1和a2b2c2d2為在同一豎直平面內(nèi)的金屬導(dǎo)軌，處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌所在平面（紙面）向里。導(dǎo)軌的a1b1段與a2b2段是豎直的，距離為l1；c1d1段與c2d2段也是豎直的，距離為l2。x1y1與x2y2為兩根用不可伸長的絕緣輕線相連的金屬細桿，質(zhì)量分別為和m1和m2，它們都垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌保持光滑接觸。兩桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路的總電阻為R。F為作用于金屬桿x1y1上的豎直向上的恒力。已知兩桿運動到圖示位置時，已勻速向上運動，求此時作用于兩桿的重力的功率的大小和回路電阻上的熱功率。

例4、如圖所示，兩根豎直放置在絕緣地面上的金屬導(dǎo)軌的上端，接有一個電容為C的電容器，框架上有一質(zhì)量為m、長為l的金屬棒，平行于地面放置，與框架接觸良好且無摩擦，棒離地面的高度為h，磁感強度為B的勻強磁場與框架平面垂直．開始時，電容器不帶電．將金屬棒由靜止釋放，問：棒落地時的速度為多大？（整個電路電阻不計）
例5、在有線電話網(wǎng)中，電話機是通過兩條導(dǎo)線和電信局的交換機傳送和接收電信號。如果不采取措施，發(fā)話者的音頻信號必會傳到自己的受話器中，使自己聽到自己的講話聲音，這就是“側(cè)音”。較大的側(cè)音會影響接聽對方的講話，故必須減小或消除。如圖所示是一電話機的消“側(cè)音”電路與交換機的連接示意圖。圖中的兩個變壓器是完全相同的，a、b、c、d、e、f六個線圈的匝數(shù)相同。打電話時，對著話筒發(fā)話，把放大后的音頻電壓加到變壓器的線圈a，從線圈c和b輸出大小相等但隨聲頻變化的電壓，c兩端的電壓產(chǎn)生的電流IL通過線圈e和兩導(dǎo)線L、電信局的交換機構(gòu)成回路，再通過交換機傳到對方電話機,對方就聽到發(fā)話者的聲音。同時由于線圈e中有電流通過，在線圈f中也會有電壓輸出，放大后在自己的電話機的受話器上發(fā)出自己的講話聲，這就是上面講的“側(cè)音”。為了消除這個側(cè)音，可以把線圈b的電壓加在線圈d上，并通過R調(diào)節(jié)d中的電流Id。那么為達到消側(cè)音的目的，1應(yīng)與（）相接；4應(yīng)與（）相接，并使Id()IL(填“小于”、“大于”、或“等于”)。對方講話時，音頻電壓通過交換機和兩條導(dǎo)線L加到本機，那么通過R的電流為多少？
四、變式遷移
1、兩根足夠長的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離為L。導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒ab和cd，構(gòu)成矩形回路，如圖所示．兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為m，電阻皆為R，回路中其余部分的電阻可不計．在整個導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B．設(shè)兩導(dǎo)體棒均可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑行．開始時，棒cd靜止，棒ab有指向棒cd的初速度v0．若兩導(dǎo)體棒在運動中始終不接觸，求：
（1）在運動中產(chǎn)生的焦耳熱最多是多少．
（2）當(dāng)ab棒的速度變?yōu)槌跛俣鹊?/4時，cd棒的加速度是多少？

2、如下圖所示，固定在豎直平面內(nèi)的兩根平行金屬導(dǎo)軌的間距為L，上端連一電容為C的電容器，其耐壓足夠大。空間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場，其磁感強度為B。一根質(zhì)量為m的金屬桿PP′水平地卡在導(dǎo)軌上，釋放后，此桿沿導(dǎo)軌無摩擦地下滑。經(jīng)過一段時間，到圖示時刻其下落速度為v1。假定導(dǎo)軌足夠長，導(dǎo)軌、金屬桿和連接導(dǎo)線的電阻均可忽略。
試求：金屬板PP′的速度從v1變化到v2的過程中，電容器吸收的能量△E。

參考答案
三、好題精析
例1、〖解析〗（1）纜索的電動勢E＝Blv0，P、Q兩點電勢差UPQ＝BlvP，，P點電勢高
纜索電流安培力
（2）Q的速度設(shè)為vQ，Q受地球引力和纜索拉力FQ作用
①
P、Q角速度相等②
又③
聯(lián)立①、②、③解得
〖點評〗本題綜合性較強，是電磁感應(yīng)、萬有引力、向心力等知識的綜合，同時考察考生理解能力、推理能力、分析綜合能力和考查考生信息攝取、提煉、加工能力及構(gòu)建物理模型的抽象概括能力.具有一定的難度。
例2、〖解析〗⑴磁感強度均勻增加時，感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電流，由楞次定律，判定感應(yīng)電流逆時針方向。
⑵t=t1s末棒靜止，水平方向受拉力F外和安培力F安，F(xiàn)外=F安=BIl，又B=B0+kt1，故F外=(B0+kt1)。
⑶棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，由法拉第電磁感應(yīng)定律，知
，也就是回路內(nèi)總磁通量保持不變。而在t時刻的磁通量φ=BS=Bl(l+vt)，由φ0=φ可得：B0l2=B(l+vt)l，.
〖點評〗考查法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律、閉合電路歐姆定律、安培力和磁通量等電磁學(xué)的重要概念和規(guī)律，在能力上考查綜合分析問題能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力。
本題第⑶問中回路面積和磁場都變化，以往考題要么回路面積不變，磁場均勻變化，要么磁場不變，回路面積發(fā)生變化。在第⑶問中，其實有兩個電動勢，一是ab棒切割磁感線產(chǎn)生的向上的感應(yīng)電動勢，二是由磁場變化產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，這兩個電動勢方向相反，從而回路本身無電流。
在第⑶問中，若磁場仍以k均勻增加，且ab棒向右勻速運動，則t時刻回路的總電動勢E等于ba棒切割磁感線產(chǎn)生的Eba與磁場增強產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E法之和。
，，
故
例3、〖解析〗解法1：設(shè)桿向上的速度為v，因桿的運動，兩桿與導(dǎo)軌構(gòu)成的回路的面積減少，從而磁通量也減少。由法拉第電磁感應(yīng)定律，回路中的感應(yīng)電動勢的大小
①
回路中的電流②
電流沿順時針方向。兩金屬桿都要受到安培力作用，作用于桿x1y1的安培力為
③
方向向上，作用于桿x2y2的安培力為④
方向向下，當(dāng)桿作勻速運動時，根據(jù)牛頓第二定律有
⑤
解以上各式得⑥⑦
作用于兩桿的重力的功率的大小⑧
電阻上的熱功率⑨
由⑥⑦⑧⑨式，可得
解法2：回路中電阻上的熱功率等于運動過程中克服安培力做功功率，當(dāng)桿作勻速運動時，根據(jù)牛頓第二定律有
電路中克服安培力做功功率為：
將代入可得
〖點評〗本題是雙桿的平衡問題，難點在于金屬棒不等長即導(dǎo)軌不等間距。當(dāng)桿作勻速運動時，安培力合力向下，對整體受力分析，處于平衡狀態(tài)，列出方程就能順利求解I與v值。
例4、〖解析〗本題要抓幾個要點：①電路中有無電流？②金屬棒受不受安培力作用？若有電流，受安培力作用，它們怎樣計算？③金屬棒做什么運動？
金屬棒向下加速，因而電路中有給電容器充電形成的電流，金屬棒除了重力外，還受安培力作用。在很短一段時間△t內(nèi)，電容極板上增加了電量ΔQ時，電路中瞬間電流為I=,
而Q=CUc，△Q=C△Uc,又因電路無電阻，故電源路端電壓U=E=Blv,而U=Uc，有
△Uc=BL△v．∴I==CBla①
根據(jù)牛頓第二定律：mg-BIl=ma②由①②得a=,a=恒量，所以金屬棒做勻加速運動．落地瞬時速度v=
〖點評〗本題中電流強度的確定是關(guān)鍵，是本題的難點，突破了這一難點，以后的問題即可迎刃而解．金屬棒下落過程中克服安培力做功，使金屬棒的機械能減少，轉(zhuǎn)化為電能，儲存在電容器里，故機械能不守恒．金屬棒下落中減少的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化的電能，還有一部分轉(zhuǎn)化為動能．
例5、解析：發(fā)話時，假定某一時刻通過線圈a的電流是從上端流入，而且增大，則在線圈c和b上感應(yīng)的電壓都是上正下負，e中形成的電流在變壓器鐵芯中產(chǎn)生的磁場的磁感線是逆時針方向的；1和3，2和4相接時，b的感應(yīng)電壓在d中形成的電流在鐵芯中產(chǎn)生的磁感線是順時針的，由于e和d的匝數(shù)相同，只要調(diào)節(jié)R使e、d中的電流強度相等，則e和d產(chǎn)生的磁場就完全抵消，通過線圈f的磁通量始終為零，f中沒有感應(yīng)電動勢，受話器中沒有發(fā)話者的聲音，從而消除側(cè)音。對方發(fā)話時，從交換機傳來的音頻電壓加到電話機上，假設(shè)某一時刻在線圈e和c中形成的電流是從c的下端流入且增大，則b線圈的1端為負，d線圈的3端為負，感應(yīng)電壓值相同，在bdR回路中沒有電流，d中不會產(chǎn)生磁場抵消e的磁場，f中有e產(chǎn)生的磁場的磁感線通過，磁通量會發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，放大后在受話器中發(fā)出對方的聲音。
四、變式遷移
1．2．△E=m(v22-v12)CB2l2。

電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用

作為杰出的教學(xué)工作者，能夠保證教課的順利開展，作為高中教師就要好好準(zhǔn)備好一份教案課件。教案可以讓學(xué)生能夠聽懂教師所講的內(nèi)容，幫助高中教師能夠更輕松的上課教學(xué)。關(guān)于好的高中教案要怎么樣去寫呢？下面是小編為大家整理的“電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用”，僅供參考，希望能為您提供參考！

選修3-2第四章第5節(jié)《電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用》
一、教材分析
由感生電場產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢—感生電動勢，由導(dǎo)體運動而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢—動生電動勢。這是按照引起磁通量變化的原因不同來區(qū)分的。感生電動勢與動生電動勢的提出，涉及到電磁感應(yīng)的本質(zhì)問題，但教材對此要求不高。教學(xué)中要讓學(xué)生認(rèn)識到變化的磁場可以產(chǎn)生電場，即使沒有電路，感生電場依然存在，這是對電磁感應(yīng)現(xiàn)象認(rèn)識上的飛躍。

二、教學(xué)目標(biāo)
1．知識目標(biāo)：
（1）．知道感生電場。
（2）．知道感生電動勢和動生電動勢及其區(qū)別與聯(lián)系。
2．能力目標(biāo)：
理解感生電動勢與動生電動勢的概念
3．情感、態(tài)度和價值觀目標(biāo)：
（1）。通過同學(xué)們之間的討論、研究增強對兩種電動勢的認(rèn)知深度，同時提高學(xué)習(xí)物理的興趣。
（2）。通過對相應(yīng)物理學(xué)史的了解，培養(yǎng)熱愛科學(xué)、尊重知識的良好品德。

三、教學(xué)重點難點
重點：感生電動勢與動生電動勢的概念。
難點：對感生電動勢與動生電動勢實質(zhì)的理解。

四、學(xué)情分析
學(xué)生學(xué)習(xí)了《楞次定律》、《法拉第電磁感應(yīng)定律》內(nèi)容之后，本節(jié)重點是使學(xué)生理解感生電動勢和動生電動勢的概念，因此要想方設(shè)法引導(dǎo)學(xué)生通過課前預(yù)習(xí)和課堂上的探究性學(xué)習(xí)來達到這個目的。

五、教學(xué)方法
1．分組探究討論法，講練結(jié)合法
2．學(xué)案導(dǎo)學(xué)：見后面的學(xué)案。
3．新授課教學(xué)基本環(huán)節(jié)：預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑→情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)→合作探究、精講點撥→反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)

六、課前準(zhǔn)備
1．學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：結(jié)合本節(jié)學(xué)案來預(yù)習(xí)本節(jié)課本內(nèi)容。
2．教師的教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件制作，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課內(nèi)探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué)案。
3．教學(xué)環(huán)境的設(shè)計和布置：以學(xué)習(xí)小組為單位課前預(yù)習(xí)討論兩個重要概念及其實質(zhì)。
七、課時安排：1課時
八、教學(xué)過程
(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
檢查落實了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對性。

（二）情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。
什么是電源？什么是電動勢？
電源是通過非靜電力做功把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。
如果電源移送電荷q時非靜電力所做的功為W，那么W與q的比值，叫做電源的電動勢。用E表示電動勢，則：
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，要產(chǎn)生電流，必須有感應(yīng)電動勢。這種情況下，哪一種作用扮演了非靜電力的角色呢？下面我們就來學(xué)習(xí)相關(guān)的知識。
設(shè)計意圖：步步導(dǎo)入，吸引學(xué)生的注意力，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。
（三）合作探究、精講點撥。
1、感應(yīng)電場與感生電動勢
投影教材圖4.5-1，穿過閉會回路的磁場增強，在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。是什么力充當(dāng)非靜電力使得自由電荷發(fā)生定向運動呢？英國物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，磁場變化時在空間激發(fā)出一種電場，這種電場對自由電荷產(chǎn)生了力的作用，使自由電荷運動起來，形成了電流，或者說產(chǎn)生了電動勢。這種由于磁場的變化而激發(fā)的電場叫感生電場。感生電場對自由電荷的作用力充當(dāng)了非靜電力。由感生電場產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，叫做感生電動勢。
2、洛倫茲力與動生電動勢
（投影）思考與討論。
1．導(dǎo)體中自由電荷（正電荷）具有水平方向的速度，由左手定則可判斷受到沿棒向上的洛倫茲力作用，其合運動是斜向上的。
2．自由電荷不會一直運動下去。因為C、D兩端聚集電荷越來越多，在CD棒間產(chǎn)生的電場越來越強，當(dāng)電場力等于洛倫茲力時，自由電荷不再定向運動。
3．C端電勢高。
4．導(dǎo)體棒中電流是由D指向C的。
一段導(dǎo)體切割磁感線運動時相當(dāng)于一個電源，這時非靜電力與洛倫茲力有關(guān)。由于導(dǎo)體運動而產(chǎn)生的電動勢叫動生電動勢。
如圖所示，導(dǎo)體棒運動過程中產(chǎn)生感應(yīng)電流，試分析電路中的能量轉(zhuǎn)化情況。
導(dǎo)體棒中的電流受到安培力作用，安培力的方向與運動方向相反，阻礙導(dǎo)體棒的運動，導(dǎo)體棒要克服安培力做功，將機械能轉(zhuǎn)化為電能。
（四）實例探究
感生電場與感生電動勢
【例1】如圖所示，一個閉合電路靜止于磁場中，由于磁場強弱的變化，而使電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢，下列說法中正確的是（）
A．磁場變化時，會在在空間中激發(fā)一種電場
B．使電荷定向移動形成電流的力是磁場力
C．使電荷定向移動形成電流的力是電場力
D．以上說法都不對
洛侖茲力與動生電動勢
【例2】如圖所示，導(dǎo)體AB在做切割磁感線運動時，將產(chǎn)生一個電動勢，因而在電路中有電流通過，下列說法中正確的是（）
A．因?qū)w運動而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為動生電動勢
B．動生電動勢的產(chǎn)生與洛侖茲力有關(guān)
C．動生電動勢的產(chǎn)生與電場力有關(guān)
D．動生電動勢和感生電動勢產(chǎn)生的原因是一樣的
解析：如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體向右運動時，其內(nèi)部的自由電子因受向下的洛侖茲力作用向下運動，于是在棒的B端出現(xiàn)負電荷，而在棒的A端顯示出正電荷，所以A端電勢比B端高．棒AB就相當(dāng)于一個電源，正極在A端。
綜合應(yīng)用
【例3】如圖所示，兩根相距為L的豎直平行金屬導(dǎo)軌位于磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中，導(dǎo)軌電阻不計，另外兩根與上述光滑導(dǎo)軌保持良好接觸的金屬桿ab、cd質(zhì)量均為m，電阻均為R，若要使cd靜止不動，則ab桿應(yīng)向_________運動，速度大小為_______，作用于ab桿上的外力大小為____________
答案：1.AC2.AB3.向上2mg

（四）反思總結(jié)，當(dāng)堂檢測。
教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，并進行當(dāng)堂檢測。
設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)并對所學(xué)內(nèi)容進行簡單的反饋糾正。（課堂實錄）

（五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。
結(jié)合學(xué)案進一步加深對相關(guān)概念的理解和記憶，練習(xí)學(xué)案習(xí)題，并完成本節(jié)的課后練習(xí)及課后延伸拓展作業(yè)。
設(shè)計意圖：布置下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè)，并對本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時批閱本節(jié)的延伸拓展訓(xùn)練。

九、板書設(shè)計
一、感應(yīng)電場與感生電動勢
磁場的變化而激發(fā)的電場叫感生電場。感生電場對自由電荷的作用力充當(dāng)了非靜電力。由感生電場產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，叫做感生電動勢。
二、洛倫茲力與動生電動勢
一段導(dǎo)體切割磁感線運動時相當(dāng)于一個電源，這時非靜電力與洛倫茲力有關(guān)。由于導(dǎo)體運動而產(chǎn)生的電動勢叫動生電動勢。

十、教學(xué)反思