高三物理教案：《電磁感應(yīng)》教學(xué)設(shè)計

　　本文題目：高三物理教案：電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)學(xué)案

　　1、電磁感應(yīng)屬于每年重點考查的內(nèi)容之一，試題綜合程度高，難度較大。

　　2、本章的重點是：電磁感應(yīng)產(chǎn)生的條件、磁通量、應(yīng)用楞次定律和右手定則判斷感應(yīng)電流的方向、感生、動生電動勢的計算。公式E=Blv的應(yīng)用，平動切割、轉(zhuǎn)動切割、單桿切割和雙桿切割，常與力、電綜合考查，要求能力較高。圖象問題是本章的一大熱點，主要涉及ф-t圖、B-t圖、和I-t圖的相互轉(zhuǎn)換，考查楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律的靈活應(yīng)用。

　　3、近幾年高考對本單元的考查，命題頻率較高的是感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件和方向的判定，導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的計算，電磁感應(yīng)現(xiàn)象與磁場、電路、力學(xué)等知識的綜合題，以及電磁感應(yīng)與實際相結(jié)合的問題，如錄音機、話筒、繼電器、日光燈的工作原理等.

　　第一課時 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 楞次定律

　　【教學(xué)要求】

　　1、通過探究得出感應(yīng)電流與磁通量變化的關(guān)系，并會敘述楞次定律的內(nèi)容。

　　2、通過實驗過程的回放分析，體會楞次定律內(nèi)容中“阻礙”二字的含義，感受“磁通量變化”的方式和途徑，并用來分析一些實際問題。

　　【知識再現(xiàn)】

　　一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象—感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件

　　1、內(nèi)容：只要通過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，閉合回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生.

　　2、條件： ①____________; ②____________.

　　二、感應(yīng)電流方向——楞次定律

　　1、感應(yīng)電流方向的判定：方法一：右手定則 ; 方法二：楞次定律。

　　2、楞次定律的內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。

　　3、掌握楞次定律，具體從下面四個層次去理解：

　�、僬l阻礙誰——感應(yīng)電流的磁通量阻礙原磁場的磁通量.

　　②阻礙什么——阻礙的是穿過回路的磁通量的變化，而不是磁通量本身.

　�、廴绾巫璧K——原磁通量增加時，感應(yīng)電流磁場方向與原磁場方向相反;當(dāng)原磁通量減少時，感應(yīng)電流磁場方向與原磁場方向相同，即“增反減同”.

　�、茏璧K的結(jié)果——阻礙并不是阻止，結(jié)果是增加的還增加，減少的還減少.

　　知識點一磁通量及磁通量的變化

　　磁通量變化△ф=ф2-ф1，一般存在以下幾種情形：

　�、偻队懊娣e不變，磁感強度變化，即△ф=△B?S;

　�、诖鸥袘�(yīng)強度不變，投影面積發(fā)生變化，即△ф=B?△S。其中投影面積的變化又有兩種形式：

　　A.處在磁場的閉合回路面積發(fā)生變化，引起磁通量變化;

　　B.閉合回路面積不變，但與磁場方向的夾角發(fā)生變化，從而引起投影面積變化.

　�、鄞鸥袘�(yīng)強度和投影面積均發(fā)生變化，這種情況少見。此時，△ф=B2S2-B1S1;注意不能簡單認為△ф=△B?△S。

　　【應(yīng)用1】如圖所示，平面M的面積為S，垂直于勻強磁場B，求水平面M由此位置出發(fā)繞與B垂直的軸轉(zhuǎn)過60°和轉(zhuǎn)過180°時磁通量的變化量。

　　導(dǎo)示：初位置時穿過M的磁通量為：ф1=B?S;

　　當(dāng)平面M轉(zhuǎn)過60°后，磁感線仍由下向上穿過平面，且θ=60°所以ф2=B?S cos 60°=BS/2。

　　當(dāng)平面轉(zhuǎn)過180°時，原平面的“上面”變?yōu)?ldquo;下面”，而“下面”則成了“上面”，所以對平面M來說，磁感線穿進、穿出的順序剛好顛倒，為了區(qū)別起見，我們規(guī)定M位于起始位置時其磁通量為正值，則此時其磁通量為負值，即：ф3=-BS

　　由上述得，平面M轉(zhuǎn)過60°時其磁通量變化為：

　　△ф1=│ф2-ф1│=BS/2

　　平面M轉(zhuǎn)過180°時其磁通量變化為：

　　△ф2=│ф3-ф1│=2BS。

　　1、必須明確S的物理意義。

　　2、必須明確初始狀態(tài)的磁通量及其正負(一定要注意在轉(zhuǎn)動過程中，磁感線相對于面的穿入方向是否發(fā)生變化)。

　　3、注意磁通量與線圈匝數(shù)無關(guān)。

　　知識點二安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律的比較

　　(1)應(yīng)用現(xiàn)象

　　(2)應(yīng)用區(qū)別：關(guān)鍵是抓住因果關(guān)系

　　①因電而生磁(I→B) →安培定則

　　②因動而生電(v、B→I安)→右手定則

　�、垡螂姸�受力(I、B→F安)→左手定則

　　【應(yīng)用2】兩個線圈套在同一個鐵芯上，線圈的繞向在圖中已經(jīng)表示.左線圈連著平行導(dǎo)軌M和N，導(dǎo)軌電阻不計，在導(dǎo)軌垂直方向上放著金屬棒ab,金屬棒處于垂直紙面向外的勻強磁場中，下列說法中正確的是 ( )

　　A.當(dāng)金屬棒向右勻速運動時，a點電勢高于b點，c點電勢高于d點

　　B.當(dāng)金屬棒向右勻速運動時，b點電勢高于a點，c點與d點為等電勢

　　C.當(dāng)金屬棒向右加速運動時，b點電勢高于a點，c點電勢高于d點

　　D.當(dāng)金屬棒向右加速運動時，b點電勢高于a點，d點電勢高于c點

　　導(dǎo)示：選擇BD。在圖中ab棒和右線圈相當(dāng)于電源。當(dāng)導(dǎo)體棒向右勻速運動時，根據(jù)右手定則，可以判斷b點電勢高于a點，此時通過右線圈在磁通量沒有變化，所以，右線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，c點與d點為等電勢。

　　當(dāng)金屬棒向右加速運動時，b點電勢高于a點，此時通過右線圈在磁通量逐漸增大，根據(jù)楞次定律可以判定d點電勢高于c點。

　　類型一探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件

　　【例1在通電直導(dǎo)線A、B周圍有一個矩形線圈abcd，要使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，你認為有哪些方法?

　　導(dǎo)示: 當(dāng)AB中電流大小、方向發(fā)生變化、abcd線圈左右、上下平移、或者繞其中某一邊轉(zhuǎn)動等都可以使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。

　　類型二感應(yīng)電流方向的判定

　　判定感應(yīng)電流方向的步驟：

　�、偈紫让鞔_引起感應(yīng)電流的原磁場方向.

　�、诖_定原磁場的磁通量是如何變化的.

　�、鄹鶕�(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場方向——“增反減同”.

　�、芾�用安培定則確定感應(yīng)電流的方向.

　　【例2導(dǎo)線框abcd與導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線通有恒定電流I，當(dāng)線圈由左向右勻速通過直導(dǎo)線時，線圈中感應(yīng)電流的方向是( )

　　A.先abcd后dcba，再abcd

　　B.先abcd，后dcba

　　C.始終dcba

　　D.先dcba，后abcd，再dcba

　　導(dǎo)示：選擇D。當(dāng)線圈由左向右勻速通過直導(dǎo)線時，穿過線圈的磁通量先向外增大，當(dāng)導(dǎo)線位于線圈中間時磁通量減小為O;然后磁通量先向里增大，最后又減小到O。

　　類型三楞次定律推論的應(yīng)用

　　楞次定律的“阻礙”含義，可以推廣為下列三種表達方式：

　�、僮璧K原磁通量(原電流)變化.(線圈的擴大或縮小的趨勢)—“增反減同”

　�、谧璧K(磁體的)相對運動，(由磁體的相對運動而引起感應(yīng)電流).—“來推去拉”

　�、蹚哪芰渴睾憬嵌确治觯耗芰康霓D(zhuǎn)化是通過做功來量度的，這一點正是楞次定律的根據(jù)所在，楞次定律是能量轉(zhuǎn)化和守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)。

　　【例3光滑固定導(dǎo)體M、N水平放置，兩根導(dǎo)體捧P、Q平行放于導(dǎo)軌上，形成一個閉合回路.當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時( )

　　A、P、Q將互相靠攏

　　B、P、Q將互相遠離

　　C、磁鐵的加速度仍為g

　　D、磁鐵的加速度小于g

　　導(dǎo)示： 方法一：設(shè)磁鐵下端為N極，如圖所示，根據(jù)楞次定律可判斷P、Q中的感應(yīng)電流方向。根據(jù)左手定則可判斷P、Q所受安培力的方向。可見P、Q將互相靠攏。由于回路所受安培力的合力向下，由牛頓第三定律，磁鐵將受到反作用力，從而加速度小于g。當(dāng)磁鐵下端為S極時，根據(jù)類似的分析可得到相同的結(jié)果。所以，本題應(yīng)選A、D。

　　方法二：根據(jù)楞次定律知：“感應(yīng)電流的磁場總要阻礙原磁通量的變化”，為阻礙原磁通量的增加，P、Q只有互相靠攏來縮小回路面積，故A正確，B錯。楞次定律可以理解為感應(yīng)電流的磁場總要阻礙導(dǎo)體間的相對運動，可把PQMN回路等看為一個柱形磁鐵，為了阻礙磁鐵向下運動，等效磁鐵的上面必產(chǎn)生一個同名磁極來阻礙磁鐵的下落，故磁鐵的加速度必小于g，故C錯D正確。

　　1、如圖是某同學(xué)設(shè)計的用來測量風(fēng)速的裝置。請解釋這個裝置是怎樣工作的。

　　2、已知一靈敏電流計，當(dāng)電流從正接線柱流入時，指針向正接線柱一側(cè)偏轉(zhuǎn)，現(xiàn)把它與線圈串聯(lián)接成圖示電路，當(dāng)條形磁鐵按如圖所示情況運動時，以下判斷正確的是( )

　　A.甲圖中電流表偏轉(zhuǎn)方向向右

　　B.乙圖中磁鐵下方的極性是N極

　　C.丙圖中磁鐵的運動方向向下

　　D.丁圖中線圈的繞制方向與前面三個相反

　　3、(贛榆縣教研室2008年期末調(diào)研)如甲圖所示，

　　光滑的水平桌面上固定著一根絕緣的長直導(dǎo)線，可以自由移動的矩形導(dǎo)線框abcd靠近長直導(dǎo)線放在桌面上。當(dāng)長直導(dǎo)線中的電流按乙圖所示的規(guī)律變化時(甲圖中電流所示的方向為正方向)，則()

　　A.在t2時刻，線框內(nèi)沒有電流，線框不受力

　　B.t1到t2時間內(nèi)，線框內(nèi)電流的方向為abcda

　　C.t1到t2時間內(nèi)，線框向右做勻減速直線運動

　　D.t1到t2時間內(nèi)，線框受到磁場力對其做負功

　　高三物理教案：電磁感應(yīng)復(fù)習(xí)學(xué)案答案：1.略 2.ABD 3.BD