河北省石家庄二中高中物理 4探究电磁感应的产生条件 6页

第二节：探究电磁感应的产生条件 ‎ ‎【学习目标】：‎ ‎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。‎ ‎3．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 ‎4．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。‎ ‎【学习重点】：通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。‎ ‎【学习难点】：感应电流的产生条件。‎ ‎【学习方法】：实验观察法、分析法、实验归纳法、讲授法 ‎【实验器具】：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，‎ ‎【学习过程】：‎ ‎（一）复习磁通量（φ）的概念：‎ 什么叫磁通量？它是如何定义的？公式是怎样的？通常情况下如何表示？‎ ‎（1）定义： ，用 表示。磁通量就是表示穿过这个面的 。‎ ‎（2）公式：‎ ‎（3）单位： 1wb= T·m2‎ ‎（二）引入新课 ‎“科学技术是第一生产力。”在漫漫的人类历史长河中，随着科学技术的进步，一些重大发现和发明的问世，极大地解放了生产力，推动了人类社会的发展，特别是我们刚刚跨过的二十世纪，更是科学技术飞速发展的时期。经济建设离不开能源，人类发明也离不开能源，而最好的能源是电能，可以说人类离不开电。饮水思源，我们忘不了为发现和使用电能做出卓越贡献的科学家——法拉第。‎ ‎1820年奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第由此受到启发，开始了“由磁生电”‎ 的探索，经过十年坚持不懈的努力，于‎1831年8月29日发现了电磁感应现象，开辟了人类的电气化时代。‎ ‎（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 在初中学过，当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，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。如图所示。‎ 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 向后平动 向左平动 向上平动 向前平动 向下平动 结论： ‎ 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。‎ 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 S极插入线圈 N极停在线圈中 S极停在线圈中 N极从线圈中抽出 S极从线圈中抽出 结论： ‎ ‎（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。‎ 观察实验，记录现象。表3‎ 操作 现象 开关闭合瞬间 开关断开瞬间 开关闭合时，滑动变阻器不动 开关闭合时，迅速移动变阻器的滑片 结论：‎ ‎2、分析论证 分组讨论，学生代表发言。‎ 演示实验1中，部分导体切割磁感线，闭合电路所围面积发生变化（磁场不变化），有电流产生；当导体棒前后、上下平动时，闭合电路所围面积没有发生变化，无电流产生。‎ 演示实验2中，磁体相对线圈运动，线圈内磁场发生变化，变强或者变弱（线圈面积不变），有电流产生；当磁体在线圈中静止时，线圈内磁场不变化，无电流产生。（如图4.2-4）‎ ‎ ‎ 演示实验3中，通、断电瞬间，变阻器滑动片快速移动过程中，线圈A中电流变化，导致线圈B内磁场发生变化，变强或者变弱（线圈面积不变），有电流产生；当线圈A中电流恒定时，线圈内磁场不变化，无电流产生。（如图4.2-5）‎ ‎3、归纳总结 请大家思考以上几个产生感应电流的实例，能否从本质上概括出产生感应电流的条件？‎ 教师点拨：引起感应电流的表面因素很多，但本质的原因是磁通量的变化。因此，电磁感应现象产生的条件可以概括为： 。‎ ‎4、电磁感应中的能量转化 电有电场能，磁有磁场能，电磁感应与能量守恒与转化有无关系呢？‎ ‎[分析] 实验一、消耗机械能---电能è发电机 实验三、电能由a螺线管转移到b螺线管è变压器 结论： 。‎ ‎【课堂练习】：‎ ‎1.关于磁通量、磁通密度、磁感应强度，下列说法正确的是（ ）‎ A．磁感应强度越大的地方，磁通量越大 B．穿过某线圈的磁通量为零时，由B=可知磁通密度为零 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（ ）‎ A．Wb/m2 B．N/A·m C．kg/A·s2 D．kg/C·m ‎3.关于感应电流，下列说法中正确的是（ ）‎ A．只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流 B．只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流 C．若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流 D．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应 电流 ‎4.在一长直导线中通以如图所示的恒定电流时，套在长直导线上的闭合线环（环面与导线垂直，长直导线通过环的中心），当发生以下变化时，肯定能产生感应电流的是（ ）‎ A．保持电流不变，使导线环上下移动 B．保持导线环不变，使长直导线中的电流增大或减小 C．保持电流不变，使导线在竖直平面内顺时针（或逆时针）转动 D．保持电流不变，环在与导线垂直的水平面内左右水平移动 ‎5.如图所示，环形金属软弹簧，套在条形磁铁的中心位置。若将弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，则穿过弹簧所包围面积的磁通量将（ ）‎ A．增大 B．减小 C．不变 D．无法确定如何变化 ‎6.‎ 行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同现象中所包含的相同的物理过程 A．物体克服阻力做功 B．物体的动能转化为其他形式的能量 C．物体的势能转化为其他形式的能量 D．物体的机械能转化为其他形式的能量 ‎