青海教师招聘高中物理《探究感应电流产生条件》教案

http://qinghai.hteacher.net 2023-01-06 16:57 青海教师招聘 [您的教师考试网]

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【教学目标】

1.知识与技能

(1).理解什么是电磁感应现象;

(2).知道产生感应电流的条件;

(3).会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。

(4).理解磁通量的变化的含义。

2.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

3.情感、态度与价值观

(1).通过观察演示实验，归纳出利用磁场产生电流的条件，培养学生的观察概况能力。

【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】

闭合电路磁通量的变化。

【教学过程】

(一)复习导入

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：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φ表示。

(2)公式：φ=B·S

(3)单位：韦伯(wb) 1wb=1T·m2

磁通量就是表示穿过这个面的磁感线条数。

“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。

本节课我们就来探究电磁感应的产生条件。

(二)新课讲授

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

演示：导体左右平动，前后运动、上下运动。观察电流表的指针观察实验，记录现象。

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

向右平动向左向后平动不摆动

向左平动向右向上平动不摆动

向前平动不摆动向下平动不摆动

结论：只有左右平动时，导体棒切割磁感线，有电流产生，前后平动、上下平动，导体棒都不切割磁感线，没有电流产生。

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：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。

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极插入线圈向右 S极插入线圈向左

N极停在线圈中不摆动 S极停在线圈中不摆动

N极从线圈中抽出向左 S极从线圈中抽出向右

结论：只有磁铁相对线圈运动时，有电流产生。磁铁相对线圈静止时，没有电流产生。

(3)模拟法拉第的实验

演示：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

观察实验，记录现象。

开关闭合瞬间有电流产生

开关断开瞬间有电流产生

开关闭合时，滑动变阻器不动无电流产生

开关闭合时，迅速移动变阻器的滑片有电流产生

结论：只有当线圈A中电流变化时，线圈B中才有电流产生。

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?

实例1中，部分导体切割磁感线，磁场不变，但电路面积变化，从而穿过电路的磁通量变化，从而产生感应电流;实例2中，导体插入、拔出线圈，线圈面积不变，但磁场变化，同样导致磁通量变化，从而产生感应电流;实例3中，通断电的瞬间，滑动变阻器的滑动片迅速滑动的瞬间，都引起线圈A中电流的变化，最终导致线圈B中磁通量变化，从而产生感应电流。从这三个实例看见，感应电流产生的条件，应是穿过闭合电路的磁通量变化。

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：

只要穿过闭合电路的磁通量变化，闭合电路中就有感应电流产生。

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?

下面从能量角度分析电磁感应现象。

[分析] 实验一、消耗机械能---电能发电机实验三、电能由a螺线管转移到b螺线管变压器

结论：电磁感应现象同样遵循能量转化与守恒定律。

【小结作业】

教师小结：本节课我们通过实验探究，总结出了磁生电的条件：即穿过闭合回路的磁通量发生变化，在闭合回路中就产生感应电流。其中我们对磁通量的变化应该加深理解，磁通量的变化包括B的大小方向变化，S的大小和方向的变化，还有磁场和平面间的夹角变化都可能引起回路的磁通量的变化，从而使回路产生感应电流。查阅资料并自主设计实验进行验证。

【板书设计】

第二节：探究电磁感应的产生条件

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φ表示。磁通量就是表示穿过这个面的磁感线条数。

2、公式：φ=B·S

3、单位：韦伯(wb) 1wb=1T·m2

二、产生感应电流的条件

1、闭合回路

2、回路中的磁通量发生变化，B、S、θ变化。

三、电磁感应中的能量转化

电磁感应现象同样遵循能量转化与守恒定律。

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