高中物理选修课:电磁感应现象
1.教材分析:
该部分作为高中物理选修课3-2第一章的第一节,是电磁学的核心内容之一,在整个高中物理中占有非常重要的地位。该部分揭示了磁与电的内在联系,并通过探索性实验的方法,总结出“磁产生电”的规律。在课本中起到承上启下的作用,是学生以后学习法拉第电磁感应定律、楞次定律、交流电产生等的基础。
教学重点:磁电现象的实验探索及磁电产生的条件
教学难点:利用磁通量的变化解释磁电现象的条件。
利用动画模拟实验(重点:展示磁力线),引导学生从具体的实验现象中概括出抽象的磁力线数量变化(磁通量的变化)。
2、学习情况分析:
1、学习者特点:学习对象为省示范性高中二年级理科实验班的学生,具有较为扎实的知识基础和较强的能力。
2、知识能力基础:学生在初中阶段学习过“电磁感应现象”,知道产生感应电流的条件是闭合电路的一部分切割磁力线。
在学生学习上一章《磁场》时,老师首先打下了磁通量的概念基础。
3. 本节课预期学习难点:通过设计实验探究磁电现象,根据收集到的实验信息获取证据,通过分析、推理、判断,总结出获得感应电流的一般条件,并与磁通量等抽象的物理概念建立联系。
3.教学特色:
1.利用主题学习网站进行教学的主要目的是借助互联网丰富的多媒体资源和交互功能,引导学生自主开展科学探究活动。
2、在线测试实时检测学习成果,教学、练习、评测同步进行。
3、论坛——实现师生、生与生之间多种形式的即时互动。
4、STS教学理念:课前让学生自主设计实验方案,课上进行实验研究并从中总结物理规律,体现从生活到物理的思路。然后通过生产生活实例的分析,把物理规律再次运用到实际生活中,从物理到生活,并通过课后的小实验、小制作,注重学生的动手实践和切身感受,进一步深化物理规律与实际生活的联系。
4.教学过程:
1.教学简介:
在磁能不能产生电的问题上,英国物理学家法拉第坚信,电和磁绝不是孤立的,而是紧密相关的。为此,他做了很多实验,把导线置于各种磁场中,以获得电流,而这需要一定的条件。凭借着不屈的意志,他终于在10年后找到了这个条件,从而开辟了物理学的新天地。
电磁感应现象:
2. 教学内容
1. 磁通量
回顾:磁感应强度的概念
导言: 老师:我们知道,磁场的强弱(即磁感应强度)可以用磁通线的疏密来表示。如果将一个面积为的面垂直置于一个磁感应强度为的均匀磁场中,那么穿过这个面的磁通线条数是一定的。我们把与穿过这个面的磁通量的乘积称为。
(1)定义:面积为,与它垂直于均匀磁场放置。和的乘积称为通过此表面的磁通量网校头条,用Φ表示。
(2)公式:
(3)单位:韦伯(Wb)1Wb=1Tm2
磁通量是指通过该表面的磁力线的数量。
注意:
①只要知道均匀磁场的磁感应强度和所研究表面的面积,在表面垂直于磁场的条件下(若不垂直,则可沿垂直于磁场的方向投影面积即可)。磁通量就是穿过所研究表面的磁通线的条数。在以后的应用中,常常以穿过表面的净磁通线条数来定性判断穿过表面的磁通量大小。若用公式计算磁通量高中物理电磁学难点,只适用于均匀磁场。
②磁通量是标量,但可以是正数,也可以是负数。磁力线通过一个平面时,要注意从哪边进入,从哪边出来。
2、电磁感应现象:
内容简介:奥斯特的实验架起了一座连接电和磁的桥梁,从此人们坚信电能产生磁,但是磁能产生电吗?
在磁能不能产生电的问题上,英国物理学家法拉第坚信,电和磁绝不是孤立的,而是紧密相关的。为此,他做了很多实验,把导线置于各种磁场中,以获得电流,而这需要一定的条件。凭借着不屈的意志,他终于在10年后找到了这个条件,从而开辟了物理学的新天地。
3.实验演示
实验一:学生实验——导体在磁场中切割磁力线的运动
观察现象:AB移动切割磁力线,可见电流表指针发生偏转。
同学们得出一个初步结论:当闭合回路中导体的一部分移动,切割磁力线时,电路中就会有电流通过。
现象分析:如图1所示,当导体不切割磁力线时,电路中没有电流;当它切割磁力线时,闭合电路中有电流。回忆一下磁通量的定义(师生讨论)对于一个闭合回路,磁场是不会变化的,只是因为AB的运动改变了回路在磁场中的面积,使穿过回路的磁通量发生变化,于是回路中就有电流产生。
问题:在其他情况下磁通量的变化是否也会产生感应电流?
实验 2:演示实验 - 将条形磁铁插入线圈
观察问题:
A.插入或取出条形磁铁时,可以看到电流表的指针偏转。
B、当磁铁与线圈相对静止时,可见电流表指针不发生偏转。
现象分析:(师生讨论)对于线圈环,当线圈与磁铁沿轴线有相对运动时,磁场因磁铁的远近而变化,但不会改变,所以穿过线圈的磁通量会发生变化,产生感应电流。当磁铁静止时,在线圈处不会改变,所以没有感应电流。

实验三:演示实验-原次级线圈实验演示
实验观察:当移动变阻器滑块(或通断开关)时,电流表指针发生偏转。当A电流稳定时,电流表指针不偏转。
现象分析:对于线圈来说高中物理电磁学难点,滑块移动或者开关通断,引起A中电流的变化,则磁场发生变化,穿过B的磁通量发生变化,于是在B中产生感应电流。当A中电流稳定时,磁场没有变化,磁通量也没有变化,B中就没有感应电流。
老师总结:不同实验的共同点是:只要通过闭合电路的磁通量发生变化,不管是什么原因引起磁通量的变化,在闭合电路中都会产生感应电流。
综上所述:
无论采用何种方式,只要通过闭合电路的磁通发生变化,就会在闭合电路中产生电流,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。
电磁感应现象中的能量转换:
引导学生讨论、分析以上三个实验中的能量转化。
3.示例解释
4.老师总结:
能量守恒定律是一条普遍定律,同样适用于电磁感应现象。电磁感应现象中产生的电能并不是凭空产生的,而是要么由其他形式的能量转化成电能,要么在不同的电路之间转移。
5.布置家庭作业
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