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1、温-高中物理选修3-2第四章电磁感应 4.1 划时代的发现 （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。 1、奥斯特梦圆“电生磁” 18世纪中叶,科学家仍认为电和磁是互不相关的，摩擦生热现象和蒸汽 机的出现实现了热运动和机械运动相互转化。1803年,奥斯特指出:运 动、热、空气、光、电
2、、磁等，不再是零散的罗列，我们将把整个宇宙 纳在一个体系中 年，奥斯特发现电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象存在联 系奥斯特发现的电流磁效应，使整个科学界受到了极大的震动，它证 实电现象与磁现象是有联系的。法拉第赞扬道：“它突然打开了科学中 一个黑暗领域的大门，使其充满光明。” 2、法拉第心系“磁生电” 漫长而艰苦的探究过程，归纳概括了五种由磁生电的方法 启示: (1)抹去科学学家头上的光环，正确认识失败 (2)科学是人做的，科学是为人的 (3)正确的指导思想（自然现象的相互联系）加上艰苦探究过程才可取得 成功. (4)如果自己有这样的机会，也会成为一个发现者。 4.2 探究电磁感应产生条件
3、（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:学会通过提出问题、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:通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产件。 教学难点:感应电流的产生条件。 一、复习磁通量：1定义： 面积为S，垂直匀强磁场B放置，则B与S乘 积，叫做穿过这个面的磁通量，用表示。 2公式：=BS 注：要求B与面积要垂直。 不垂直时：=BS sin 3注意： (1)磁通
4、量就是表示穿过这个面的磁感线条数。 (2)磁通量与线圈的匝数无关。 (3) 磁通量是一个标量，但有正负,遵从代数运算法则 4.引起磁通量变化的因素： (1）B发生变化；（2）S发生变化；（3）B与S的夹角发生变化。 二、电磁感应的产生条件 1、利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流。 2、实验观察 运动的磁铁 变化的电流(电键闭合.断开的瞬间;变阻器滑片移动.) 观察.讨论.归纳 3、结论：无论用什么方法，只要使闭合电路的磁通量发生变化，闭合 电流中就会有感应电流产生 4、产生感应电流的条件： （1）电路闭合 （2）磁通量发生变化 4.3 法拉第电磁感应定律 （一）知识与技能
5、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变化快慢的物理量，并能区别 、 / 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会用和E=BLvsin解决问题。 6. 了解反电动势的概念 （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:法拉第电磁感应定律。 教学难点:1.区别、 / t
6、。区别平均电动势与瞬时电动 势。3.反电动势 一、感应电动势 1、在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。产生感应电动势的 那部分导体就相当于电源。感应电动势与什么因素有关？ 、磁通量的变化率 表示磁通量的变化快慢 二、法拉第电磁感应定律： 1、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率 / t成正比 2、数学表达式 若有n匝线圈，则相当于有n个电源串联，总电动势为： 注意：公式中应取绝对值，不涉及正负，感应电流的方向另行判 断。 磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化不同。磁通量为零，磁通量的 变化率不一定为零;磁通量的变化大，磁通量的变化率也不一定大。 / t 在t图象上表
7、示切线的斜率 三、导体作切割磁感线运动 理论探究：如图所示闭合线圈一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强 度是B，ab以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势 回路在时间t内增大的面积为：S=Lvt 穿过回路的磁通量的变化为：=BS=BLvs 产生的感应电动势为：=blv 若导体斜切磁感线: 说明：、导线运动方向和磁感线平行时，E=0 2、 速度V为平均值（瞬时值），E就为平均值（瞬时值） 、注意导线的长度L和速度V有效值的确定 4.速度V是导体棒相对于磁场的速度 例1：如图，匀强磁场的磁感应电动势为B，长为L的金属棒ab在垂直于B 的平面内运动，速度v与L成角，求金属棒ab产生的感应电动势
8、。 （E=BLVsin) 0. a 0. b 0. 0. v 例2：半径为R的半圆形导线在匀强磁场B中，以速度V向右匀速运动时， E=？ （E=2BRV） 问题：公式 和的关系 1、 求出的是平均感应电动势，E和某段时间或者某个过程对应，而 求出的是瞬时感应电动势，E和某个时刻或者某个位置对应。 2、求出的是整个回路的感应电动势，而不是回路中某部分导体的 电动势。回路中感应电动势为零时，但是回路中某段导体的感应电动势 不一定为零。如右图。 3 具有更普遍的意义， 是的推论 4、公式中v若代表平均速度，则求出的E就为平均感应电动势。 四、反电动势 1、电动机转动时产生的感应电动势削弱了电源的电流
9、，这个电动势称 为反电动势。反电动势的作用是阻碍线圈的转动。这样，要维持线圈原 来的转动就必须向其提供电能，电能转化为其它形式的能。 2、电动机停止转动，这时就没有了反电动势，线圈电阻一般都很小， 线圈中电流会很大，电动机可能会烧毁。这时，应立即切断电源，进行 检查。 4.4 楞次定律 1楞次定律的探究过程及理解。 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。 一、楞次定律 1、内容：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 2、对“阻碍”的理解： 谁起阻碍作用？感应电流产生的磁
10、场 阻碍什么？引起感应电流的磁通量的变化 “阻碍”就是感应电流的磁场总与原磁场的方向相反吗？不一定! 阻碍是阻止吗？否，只是使磁通量的变化变慢 楞次定律表述二：感应电流的效果总是阻碍导体和引起感应电流的磁体 间的相对运动.(原因） 从磁通量变化的角度看：感应电流总要阻碍磁通量的变化 从导体和磁体的相对运动的角度看：感应电流总要阻碍相对运动 3、应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤： （1）明确穿过闭合电路原磁场的方向。 （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。 二右手定则： 注意引导学生由楞次定律过渡到
11、右手定则，并用该定则熟练地判断导体 棒切割磁感线时产生的感应电流的方向 楞次定律与右手定则比较：楞次定律的应用具有普遍性，而右手定则的 应用则具有局限性 4.5 感生电动势和动生电动势 1知道感生电场，会用楞次定律判断感生电场的方向。 2知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。 一、感生电场与感生电动势 一个闭合电路静止于磁场中,由于磁场强弱的变化,闭合电路内产生了感 应电动势. 比较感应电场和静电场 (1) 产生原因不同: 静电场由静电荷产感生电场由变化磁场产生 (2)电场线的分布不同: 静电场电场线起于正电荷终止于负电荷,不可能闭合. 变化磁场产生的涡旋电场,其电场线没有起点,终点,是闭
12、合的. (3)电场力做功情况不同: 静电场中电场力做功和路径无关,只和移动电荷初末位置的电势差有关. 涡旋电场中移动电荷时,电场力做功和路径有关,因此不能引用“电势“,“电 势能“等概念. 1、变化的的磁场能在周围空间激发电场,这种电场叫感生电场 2、由感生电场产生的感应电动势称为感生电动势. 3、感生电动势在电路中的作用就是电源,其电路就是内电路,当它与外电 路连接后就会对外电路供电. 4、感生电场是产生感生电流或感生电动势的原因，感生电场对电荷的 作用力提供非静电力 5、感生电场的方向同样可由楞次定律判断. 二、洛伦兹力与动生电动势 一段导线在做切割磁感应线的运动时相当于电源，这时的非静电
13、力与洛 伦兹力有关。 由于导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势。 总结1、感应电场：由变化的磁场激发的电场 2、感生电动势：由感生电场产生的感 应电动势称为感生电动势.感生电 场对电荷的作用力提供非静电力 3、动生电动势:由于导体运动而产生的感应电动势.其非静电力与洛伦兹 力有关。 4.6 互感和自感 1知道什么是互感现象和自感现象。 2知道自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、断电自感现象的原因及磁场 的能量转化问题。 1、 互感现象 2、 1、 两个没有用导线直接相连的线
14、圈，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。互感现象中产生的感 应电动势，称为互感电动势。 2、互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,且可发生于任 何两个相互靠近的电路之间. 3、利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈。因此， 互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。 2、 自感现象 1、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。 2、自感现象中产生的电动势叫自感电动势。 3 、自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化。 注意： “阻碍”不是“阻止”，只是变化变慢了，即起延迟电流变化的作 用。 三、自感系数 1、自感
15、电动势的大小：与电流的变化率成正比 2、自感系数 L简称自感或电感 （1）决定线圈自感系数的因素： 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。 （2）自感系数的单位：亨利，简称亨，符号是 H。 常用单位：毫亨（m H） 微亨（H） 3.自感系数决定于线圈电的“惯性”大小. 四、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 开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，能量储存在磁场中，开关断 开时，线圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。 电流越大,磁场越
16、强,磁场能越大. 4.7 涡 流 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。 1.当穿过块状导体的磁通量发生变化时,导体中将产生旋涡状的感应电 流-涡流. 2.金属块中的涡流也要产生焦耳热. 3.涡流的应用 a.真空冶炼炉 b.探雷器 c.安检门 涡流的减少 线圈中流过变化的电流,在铁芯中产生的涡流使铁芯发热,浪费了能量,还 可能损坏电器。 减少涡流的途径: a.增大铁芯材料的电阻率,常用的材料是硅钢。 b.用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。 二.电磁阻尼 当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力,安培力的方向总 是阻碍导体的运动-电磁阻尼 三.电磁驱动 如磁场相对于导体转动,在导体中会产生感应电流,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
