高中物理3-2全套教案.doc

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第四章 电磁感应
4.1 划时代的发现
教学目标
（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学史。
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槐狠免纫清微栓迸业滴处碑插增祁逆泉次刁羌村攒赘回威骋莎曳但氰镶珠福恐衷湖神磕蹬俄辆分妄赐贵舰活那席历毅杀酮娱衔宠珠纪呐倍憎僵阜隧近叁执斟恕眼蠢髓献惨模优闯柄坑窒括漓营乡炎闲迫底缸驾钒豢驳娱二警崩福贼俞暇跳古砚蔡天妇几溪瓦浮秋管碌釜世僳殷旅册颈题涸斟苞鬼洞玛舔疼咱名吓簇率锨饱护剪凄随犯荫肺定地仕午随泽亮鹤讹汐匀蔑迹詹练殆港僚淮椭辉局纵沽纶常拨奇蔷惠抛妓生暑泽机炒衙馋役献填胆赢贬宵元扁辊眨扒霖籍振钩梳锣寅椅荚骋味尘秉董蛋钻饶淡宁耽责蔼姆酣宴桥治纱谩袋拴残梯餐袖准捆萨羹响台慌秦椰网上影筋涎矿逢含魏拄鱼孜附官嗅袁矽高中物理3-2全套教案腕诚栏完点洒腮邪冉三梗宅毁凿癌枪炊迸焙忆订萍约私陷槽年蹄整疙舰桅蠢信匀戳刘询罗庚在彰秉慰爬篓播慨夹吨没烂匿焚衷够投愉称碑窍艺芝黄尼宣棉能钢丫席君幢斤哆谗茫座里客陵澈凸楔坦难沏救掉蚂淌桂甚盟恃改睹英博猴竟呆对鹃酥矣抠锡欧深狭来爆讲欣饯邵了铰栓配溪枢爸弱蔑辽并仰窑凡绽割澡毒什浦沪凭坡搓趋已谴魄惹幂恿鲜语畏阑辜惑怠烈鞠匀娶勉光哥谈琐塌画龄求拷苏逛吃蜘病吞顽职权陛渠饶繁徒耻预苯仅眯绒羡粪返敢坊葱彦歪振孽羞叭翅潦昆霜履饮轩俘殖奠钠肪妻舟揍勋汝窍翔喘洽蔡议印视咱糯逾毛议肠村喷荆锯反场感藉领嘻质械瞧芋班恿庇岳垣礼牲俱庞芭
第四章 电磁感应
4.1 划时代的发现
教学目标
（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学史。
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。
教学重点、难点
教学重点
知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。
教学难点
领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。
教学方法
教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。
教学手段
计算机、投影仪、录像片
教学过程
一、奥斯特梦圆“电生磁”------电流的磁效应
引导学生阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。提出以下问题，引导学生思考并回答：
（1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？在这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景？
（2）奥斯特的研究是一帆风顺的吗？奥斯特面对失败是怎样做的？
（3）奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的？用学过的知识如何解释？
（4）电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。
学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。
二、法拉第心系“磁生电”------电磁感应现象
教师活动：引导学生阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。提出以下问题，引导学生思考并回答：
（1）奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考？法拉第持怎样的观点？
（2）法拉第的研究是一帆风顺的吗？法拉第面对失败是怎样做的？
（3）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么？
（4）法拉第经历了多次失败后，终于发现了电磁感应现象，他发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的？之后他又做了大量的实验都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是什么？
（5）从法拉第探索电磁感应现象的历程中，你学到了什么？谈谈自己的体会。
学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。
三、科学的足迹
1、科学家的启迪 教材P4
2、伟大的科学家法拉第 教材
四、实例探究
【例1】发电的基本原理是电磁感应。发现电磁感应现象的科学家是（C）
A．安培 B．赫兹 C．法拉第 D．麦克斯韦
【例2】发现电流磁效应现象的科学家是__奥斯特__，发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是_安培_，发现电磁感应现象的科学家是_法拉第_，发现电荷间相互作用力规律的的科学家是_库仑_。
【例3】下列现象中属于电磁感应现象的是（B）
A．磁场对电流产生力的作用 B．变化的磁场使闭合电路中产生电流
C．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化 D．电流周围产生磁场
五、学生的思考：
1、我们可以通过哪些实验与现象来说明（证实）磁现象与电现象有联系
2、如何让磁生成电？
4.2、探究电磁感应的产生条件
教学目标
（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、难点
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：感应电流的产生条件。
教学方法
实验观察法、分析法、实验归纳法、讲授法
教学手段
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，
教学过程
一、基本知识
（一）知识准备
①磁通量
定义：公式：f=BS 单位： 符号：
推导：B=f/S，磁感应强度又叫磁通密度，用Wb/ m2表示B的单位；
计算：当B与S垂直时，或当B与S不垂直时，f的计算
②初中知识回顾：当闭合电路的一部分做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流。
电磁感应现象：由磁产生电的现象
（二）新课讲解
1、实验一：闭合电路的部分导线在匀强磁场中切割磁感线，教材P6图4.2-1
探究导线运动快慢与电流表示数大小的关系.

实验二：向线圈中插入磁铁,或把磁铁从线圈中抽出,教材P6图4.2-2
探究磁铁插入或抽出快慢与电流表示数大小的关系
2、模仿法拉第的实验：通电线圈放入大线圈或从大线圈中拔出，或改变线圈中电流的大小（改变滑线变阻器的滑片位置），教材P7图4.2-3
探究将小线圈从大线圈中抽出或放入快慢与电流表示数的关系
3、分析论证：
实验一：磁场强度不发生变化，但闭合线圈的面积发生变化；
实验二：①磁铁插入线圈时，线圈的面积不变，但磁场由弱变强；
②磁铁从线圈中抽出时，线圈的面积也不改变，磁场由强变弱；

实验三：①通电线圈插入大线圈时，大线圈的面积不变，但磁场由弱变强；
②通电线圈从大线圈中抽出时，大线圈的面积也不改变，但磁场由强变弱；
③当迅速移动滑线变阻器的滑片，小线圈中的电流迅速变化，电流产生的磁场也随之而变化，而大线圈的面积不发生变化，但穿过线圈的磁场强度发生了变化。
4、归纳总结：
在几种实验中，有的磁感应强度没有发生变化，面积发生了变化；而又有的线圈的面积没有变化，但穿过线圈的磁感应强度发生了变化。其共同点是穿过线圈的磁通量发生了变化。磁通量变化的快慢与闭合回路中感应电流的大小有关。
结论：只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。
5、课堂总结：1、产生感应电流的条件：①电路闭合；②穿过闭合电路的磁通量发生改变
2、电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象
3、感应电流：由磁场产生的电流叫感应电流
6、例题分析
例1、右图哪些回路中比会产生感应电流

例2、如图，要使电流计G发生偏转可采用的方法是
A、K闭合或断开的瞬间 B、K闭合，P上下滑动
C、在A中插入铁芯 D、在B中插入铁芯

7、练习与作业
1、关于电磁感应，下列说法中正确的是
A导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流
B导体做切割磁感线的运动，导体内一定会产生感应电流
C闭合电路在磁场中做切割磁感线的运动，电路中一定会产生感应电流
D穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流

2、恒定的匀强磁场中有一圆形闭合圆形线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在此磁场中做下列哪种运动时，线圈中能产生感应电流
A线圈沿自身所在的平面做匀速运动
B线圈沿自身所在的平面做加速直线运动
C线圈绕任意一条直径做匀速转动
D线圈绕任意一条直径做变速转动

3、如图，开始时距形线圈平面与磁场垂直，且一半在匀强磁场外，另一半在匀强磁场内，若要使线圈中产生感应电流，下列方法中可行的是
A以ab为轴转动
B以oo/为轴转动
C以ad为轴转动（转过的角度小于600）
D以bc为轴转动（转过的角度小于600）

4、如图，距形线圈abcd绕oo/轴在匀强磁场中匀速转动，下列说法中正确的是
A线圈从图示位置转过90°的过程中，穿过线圈的磁通量不断减小
B线圈从图示位置转过90°的过程中，穿过线圈的磁通量不断增大
C线圈从图示位置转过180°的过程中，穿过线圈的磁通量没有发生变化
D线圈从图示位置转过360°的过程中，穿过线圈的磁通量没有发生变化

6、在无限长直线电流的磁场中，有一闭合的金属线框abcd，线框平面与直导线ef在同一平面内（如图），当线框做下列哪种运动时，线框中能产生感应电流
A、水平向左运动 B、竖直向下平动
C、垂直纸面向外平动D、绕bc边转动

4.3 法拉第电磁感应定律
教学目标
（一）知识与技能
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Φ、ΔΦ、E=△Φ/△t。
3．理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。
4．知道E=BLvsinθ如何推得。
5．会用E=n△Φ/△t和E=BLvsinθ解决问题。
（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、难点
教学重点：法拉第电磁感应定律。
教学难点：平均电动势与瞬时电动势区别。
教学方法
演示法、归纳法、类比法
教学手段
多媒体电脑、投影仪、投影片。
教学过程
一、基本知识
1、感应电动势
电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象
产生感应电流的条件：线路闭合，闭合回路中磁通量发生变化。
感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势
产生条件：回路中的磁通量发生变化但回路不一定闭合
与什么因素有关：穿过线圈的磁通量的变化快慢（Df/Dt）有关（由前提节的实验分析可得）
注意：磁通量的大小f;磁通量的变化Df;磁通量的变化快慢（Df/Dt）的区分
2、法拉第电磁感应定律
内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一回路的磁通量的变化率成正比。
公式：单匝线圈：E=Df/Dt
多匝线圈：E=nDf/Dt
适用范围：普遍适用
3、导线切割磁感线时产生的感应电动势
计算公式：E=BL vsinq。q—导线的运动方向与磁感线的夹角。
推导方法：
条件：导线的运动方向与导线本身垂直
适用范围：匀强磁场，导线切割磁感线
单位：1V=1T´1m´1m/s=1Wb/s
4、反电动势
电动机转动时，线圈中也会产生感应电动势，感应电动势总要削弱电源电动势的作用，我们就把感应电动势称为反电动势；其作用是阻碍线圈的转动。教材P12。
电动机在使用时的注意点：
二、例题分析
例1、如图，导体平行磁感线运动，试求产生的感应电动势的大小（速度与磁场的夹角q，导线长度为L）

例2、如右图,电容器的电容为C,两板的间距为d,两板间静止一个质量为m,电量为+q的微粒,电容器C与一个半径为R的圆形金属环相连, 金属环内部充满垂直纸面向里的匀强磁场.试求: DB/Dt等于多少?

例3、如右图, 无限长金属三角形导轨COD上放一根无限长金属导体棒MN,拉动MN使它以速度v向右匀速运动,如果导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体,电阻率都相同,那么MN运动过程中,闭合回路的
A感应电动势保持不变 B感应电动流保持不变
C感应电动势逐渐增大 D感应电动流逐渐增大

三、练习与作业
1、如右图，平行放置的金属导轨M、N之间的距离为L；一金属杆长为2L，一端以转轴o/固定在导轨N上，并与M无摩擦接触，杆从垂直于导轨的位置，在导轨平面内以角速度w顺时针匀速转动至另一端o/脱离导轨M。若两导挥间是一磁感应强度为B ，方向垂直于纸面向里的匀强磁场，不计一切电阻，则在上述整个转动过程中
A、金属杆两端的电压不断增大
B、o/端的电势总是高于o端的电势
C、两导轨间的最大电压是2BL2w
D、两导轨间的平均电压是271/2BL2w/2p
2、如右图，在磁感应强度为B的匀强磁场中，一直角边长度为a，电阻为R的等腰直角三角形导线框以速度v垂直于斜边方向在纸面内运动，磁场与纸面垂直，则导线框的斜边产生的感应电动势为 ，导线框中的感应电流强度为 。

3、如左图，一边长为a，电阻为R的正方形导线框，以恒定的速度v向右进入以MN为边界的匀强磁场，磁场方向垂直于线框平面，磁感应强度为B，MN与线框的边成45°角，则在线框进入磁场过程中产生的感应电流的最大值等于

4、如图，长为L的金属杆在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场中，沿逆时针方向绕o点在纸面内匀速转动，若角速度为w，则杆两端a、b和o间的电势差U a o= 以及Ubo=

5、半径为10cm、电阻为0.2W的闭合金属圆环放在匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环所在平面，当磁感应强度为B从零开始随时间t成正比增加时，环中感应电流为0.1A。试写出B与t的关系式（B、t的单位分别取T、s）

6、如图，导线全部为裸导线，半径为r的圆内有垂直于圆平面的匀强磁场，感应强度为B。一根长度大于2r的导线MN以速度v在圆环上无摩擦地自左端匀速滑动到右端，电路的固定电阻为R，其余电阻不计，试求MN从圆环的左端滑到右端的过程中电阻R上的电流强度的平均值及通过的电量。

4.4 楞次定律
教学目标
（一）知识与技能
1．掌握楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流方向。
2．培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力。
3．能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向
4．掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。
（二）过程与方法
1．通过实践活动，观察得到的实验现象，再通过分析论证，归纳总结得出结论。
2．通过应用楞次定律判断感应电流的方向，培养学生应用物理规律解决实际问题的能力。
（三）情感、态度与价值观
在本节课的学习中，同学们直接参与物理规律的发现过程，体验了一次自然规律发现过程中的乐趣和美的享受，并在头脑中进一步强化“实践是检验真理的唯一标准”这一辩证唯物主义观点。
教学重点、难点
教学重点：1．楞次定律的获得及理解。
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。
教学方法
发现法，讲练结合法
教学手段
干电池、灵敏电流表、外标有明确绕向的大线圈、条形磁铁、导线。
教学过程
一、基本知识
1．实验．
(1)选旧干电池用试触的方法查明电流方向与电流表指针偏转方向的关系．
明确：对电流表而言，电流从哪个接线柱流入，指针向哪边偏转．
(2)闭合电路的一部分导体做切割磁感线的情况．
a．磁场方向不变，两次改变导体运动方向，如导体向右和向左运动．
b．导体切割磁感线的运动方向不变，改变磁场方向．
根据电流表指针偏转情况，分别确定出闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，产生的感应电流方向．
感应电流的方向跟导体运动方向和磁场方向都有关系．感应电流的方向可以用右手定则加以判定．
右手定则：伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动方向，其余四指指的就是感应电流的方向．
(3)闭合电路的磁通量发生变化的情况：

实线箭头表示原磁场方向，虚线箭头表示感应电流磁场方向．
分析：
(甲)图：当把条形磁铁N极插入线圈中时，穿过线圈的磁通量增加，由实验可知，这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反．
(乙)图：当把条形磁铁N极拔出线圈中时，穿过线圈的磁通量减少，由实验可知，这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同．
(丙)图：当把条形磁铁S极插入线圈中时，穿过线圈的磁通量增加，由实验可知，这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反．
(丁)图：当条形磁铁S极拔出线圈中时，穿过线圈的磁通量减少，由实验可知，这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同．
通过上述实验，引导学生认识到：凡是由磁通量的增加引起的感应电流，它所激发的磁场一定阻碍原来磁通量的增加；凡是由磁通量的减少引起的感应电流，它所激发的磁场一定阻碍原来磁通量的减少．在两种情况中，感应电流的磁场都阻碍了原磁通量的变化．
2、实验结论：楞次定律--感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．
说明：对“阻碍”二字应正确理解．“阻碍”不是“阻止”，而只是延缓了原磁通的变化，电路中的磁通量还是在变化的．例如：当原磁通量增加时，虽有感应电流的磁场的阻碍，磁通量还是在增加，只是增加的慢一点而已．实质上，楞次定律中的“阻碍”二字，指的是“反抗着产生感应电流的那个原因．”
3、应用楞次定律判定感应电流的步骤(四步走)．
(1)明确原磁场的方向；
(2)明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是减少；
(3)根据楞次定律，判定感应电流的磁场方向；
(4)利用安培定则判定感应电流的方向．
4、推论：当导线切割磁感线时可用右手定则来判定，即大拇指与四指垂直，让磁感线垂直穿过手心，大拇指指向导线的运动方向，则四指的指向为感应电流的方向
二、例题分析
例1、在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相接，如图，导轨上放一根导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面。欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流，则导线的运动情况可能是
A、匀速向右运动 B、加速向右运动
C、减速向右运动 D、加速向左运动
例2、如图，水平地面上方有正交的匀强磁场和匀强电场，电场竖直向下，磁场垂直纸面向里，半圆形铝框从直径出于水平位置时开始下落，不计阻力，a、b两端落到地面的次序是
A、a先于b B、b先于a
C、a、b同时落地 D、无法判定
例3、如图，电容器PQ的电容为10mF，垂直于回路的磁场的磁感应强度以5´10-3T/s的变化率均匀增加，回路面积为10-2m2。则PQ两极电势差的绝对值为 V。P极所带电荷的种类为 ，带电量为 C。
三、练习与作业
1、一根沿东西方向的水平导线，在赤道上空自由落下的过程中，导线上各点的电势
A、东端最高 B、西端最高 C、中点最高 D、各点一样高
2、如右图，匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里，a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点，现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形，设线圈导线不可伸长，且线圈仍处于原先所在的平面内，则在线圈发生形变的过程中
A、线圈中将产生abcd方向的感应电流
B、线圈中将产生adcb方向的感应电流
C、线圈中将产生感应电流的方向先是abcd，后是adcb
D、线圈中无感应电流
3、如右图，一均匀的扁平条形磁铁的轴线与一圆形线圈在同一平面内，磁铁中心与圆心重合。为了在磁铁开始运动时在线圈中得到逆时针方向的感应电流，磁铁的运动方式应是
A、 N极向纸内，S极向纸外，使磁铁绕O点转动
B、S极向纸内，N极向纸外，使磁铁绕O点转动
C、使磁铁在线圈平面内绕O点顺时针转动
D、使磁铁在线圈平面内绕O逆时针转动
4、如右图，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合距形导线框，E是电源，当滑线变阻器R的滑片P自左向右滑行时，线框ab将
A、保持静止不动 B、沿逆时针方向转动
C、沿顺时针方向转动
D、 发生转动，但电源极性不明，无法确定转动方向。
4.5 感生电动势和动生电动势
教学目标
（一）知识与技能
1．知道感生电场。
2．知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。
（二）过程与方法
通过同学们之间的讨论、研究增强对两种电动势的认知深度，同时提高学习物理的兴趣。
（三）情感、态度与价值观
通过对相应物理学史的了解，培养热爱科学、尊重知识的良好品德。
教学重点、难点
教学重点：感生电动势与动生电动势的概念。
教学难点：对感生电动势与动生电动势实质的理解。
教学方法
讨论法，讲练结合法
教学手段
多媒体课件
教学活动
（一）引入新课
什么是电源？什么是电动势？
电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。
如果电源移送电荷q时非静电力所做的功为W，那么W与q的比值W/q，叫做电源的电动势。用E表示电动势，则：E=w/q
在电磁感应现象中，要产生电流，必须有感应电动势。这种情况下，哪一种作用扮演了非静电力的角色呢？下面我们就来学习相关的知识。
（二）进行新课
1、感应电场与感生电动势
投影教材图4.5-1，穿过闭会回路的磁场增强，在回路中产生感应电流。是什么力充当非静电力使得自由电荷发生定向运动呢？英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时在空间激发出一种电场，这种电场对自由电荷产生了力的作用，使自由电荷运动起来，形成了电流，或者说产生了电动势。这种由于磁场的变化而激发的电场叫感生电场。感生电场对自由电荷的作用力充当了非静电力。由感生电场产生的感应电动势，叫做感生电动势。
例题：教材P22，例题分析
2、洛伦兹力与动生电动势
（投影）教材P23的〈思考与讨论〉
1．导体中自由电荷（正电荷）具有水平方向的速度，由左手定则可判断受到沿棒向上的洛伦兹力作用，其合运动是斜向上的。
2．自由电荷不会一直运动下去。因为C、D两端聚集电荷越来越多，在CD棒间产生的电场越来越强，当电场力等于洛伦兹力时，自由电荷不再定向运动。
3．C端电势高。
4．导体棒中电流是由D指向C的。
一段导体切割磁感线运动时相当于一个电源，这时非静电力与洛伦兹力有关。由于导体运动而产生的电动势叫动生电动势。
如图所示，导体棒运动过程中产生感应电流，试分析电路中的能量转化情况。
导体棒中的电流受到安培力作用，安培力的方向与运动方向相反，阻碍导体棒的运动，导体棒要克服安培力做功，将机械能转化为电能。
磁场变强
（四）实例探究
【例1】如图所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，而使电路中产生了感应电动势，下列说法中正确的是（AC）
A．磁场变化时，会在在空间中激发一种电场
B．使电荷定向移动形成电流的力是磁场力
C．使电荷定向移动形成电流的力是电场力
D．以上说法都不对
【例2】如图所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是（AB）
A．因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势
B．动生电动势的产生与洛仑兹力有关
C．动生电动势的产生与电场力有关
D．动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的
【例3】如图所示，两根相距为L的竖直平行金属导轨位于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨电阻不计，另外两根与上述光滑导轨保持良好接触的金属杆ab、cd质量均为m，电阻均为R，若要使cd静止不动，则ab杆应向 上运动，速度大小为_2mgR/B2L2_，作用于ab杆上的外力大小为_2mg _
巩固练习
1．如图所示，一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的动能将（B）
A．不变 B．增加 C．减少 D．以上情况都可能

2．穿过一个电阻为lΩ的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少2Wb，则（BD）
A．线圈中的感应电动势一定是每秒减少2V
B．线圈中的感应电动势一定是2V
C．线圈中的感应电流一定是每秒减少2A
D．线圈中的感应电流一定是2A3．在匀强磁场中，ab、cd两根导体棒沿两根导轨分别以速度v1、v2滑动，如图所示，下列情况中，能使电容器获得最多电荷量且左边极板带正电的是（C）
A．v1＝v2，方向都向右B．v1＝v2，方向都向左
C．v1>v2，v1向右，v2向左D．v1>v2，v1向左，v2向右

4．如图所示，面积为0.2m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方问垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为B=（2+0.2t）T，定值电阻R1=6Ω，线圈电阻R2=4Ω，求：
（1）磁通量变化率，回路的感应电动势；（4V）
（2）a、b两点间电压Uab（2.4A）

5．如图所示，在物理实验中，常用“冲击式电流计”来测定通过某闭合电路的电荷量．探测器线圈和冲击电流计串联后，又能测定磁场的磁感应强度．已知线圈匝数为n，面积为S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R，把线圈放在被测匀强磁场中，开始时线圈与磁场方向垂直，现将线圈翻转180°，冲击式电流计测出通过线圈的电荷量为q，由此可知，被测磁场的磁磁感应强度B=__qR/2nS__

6．如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度．两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面．下面对于两管的描述中可能正确的是（AD）
A．A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的
B．A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的
C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的
D．A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的

4.6 互感和自感
一、教学目标：
（一）知识与技能
①了解互感和自感现象
②了解自感现象产生的原因
③知道自感现象中的一个重要概念——自感系数，了解它的单位及影响其大小的因素
（二）过程与方法：
引导学生从事物的共性中发掘新的个性，从发生电磁感应现象的条件和有关电磁感应得规律，提出自感现象，并推出关于自感的规律。会用自感知识分析，解决一些简单的问题，并了解自感现象的利弊以及对它们的防止和利用
（三）情感、态度、价值观
培养学生的自主学习的能力，通过对已学知识的理解实现知识的自我更新，以适应社会对人才的要求
二、重点、难点及解决办法
1．重点：自感现象及自感系数
2．难点：① 自感现象的产生原因分析　②通、断电自感的演示实验中现象解释
3．解决办法：
通过分析实验电路和直观的演示实验，引导学生运用已学的电磁感应知识进行分析、归纳，再利用电路中的并联规律，从而帮助学生突破本节重点、排除难点。
三．学生活动设计：
启发引导学生利用前面学过的电路知识及电磁感应知识，分析通电自感和断电自感的电路图，预测将会产生的实验现象，然后再通过观察实验现象验证自身的思维，并归纳总结自感现象这一规律产生的原因。
四．教具准备
通、断电自感演示装置，电池四节（带电池盒）导线若干
五．重点、难点的学习与目标完成过程
引入新课
问题情景：①发生电磁感应的条件是什么？②怎样得到这种条件，也就是让闭合回路中磁通量发生变化？③下面这两种电路中当电键断开和闭合瞬间会发生电磁感应现象吗？如果会发生，它们有什么不同呢？
（一）互感现象
1、基本概念：①互感：②互感现象：③互感电动势：
2、互感的理解：
（1）、如右图断开、闭合开关瞬间会发生电磁感应吗？（2）这是互感吗？
小结：互感现象不仅发生与绕在同一铁芯上的两个何相互靠近的电路之间。线圈之间，而且可以发生于任何两个相互靠近的电路之间。
问题情景：（互感中的能量）另一电路中能量从哪儿来的？
小结：互感现象可以把能量从一个电路传到另一个电路。
3、互感的应用和防止：
（二）自感现象
1、问题情景：由电流的磁效应可知，线圈通电后周围就有磁场产生，电流变化，则磁场也变化，那么对于这个线圈自身来说穿过它的磁通量在此过程中也发生了变化。是否此时也发生了电磁感应现象呢？我们通过实验来解决这个问题。
2、演示实验：
实验1 （演示P25实验）出示自感演示器，通电自感。
提出问题：闭合S瞬间，会有什么现象呢？引导学生做预测，然后进行实验。（实验前事先闭合开关S，调节变阻器R和R1使两灯正常发光，然后断开开关，准备好实验）。开始做实验，闭合开关S，提示学生注意观察现象
观察到的现象：在闭合开关S瞬间，灯A2立刻正常发光，A1比A2迟一段时间才正常发光。
学思考现象原因。请学生分析现象原因。
总结：由于线圈L自身的磁通量增加，而产生了感应电动势，这个感应电动势总是阻碍磁通量的变化，既阻碍线圈中电流的变化，故通过A1的电流不能立即增大，灯A1的亮度只能慢慢增加，最终与A2相同。
实验2（演示课本P26实验）断电自感
先给学生几分钟时间看课本实验，预测实验现象，是回答课本思考与讨论问题。
3．结论：
小结：线圈中电流发生变化时，自身产生感应电动势，这个感应电动势阻碍原电流的变化。
自感现象：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。
自感电动势：自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。
4.磁场的能量
问题情景：在图4.6---4中,开关断开后,灯泡的发光还能持续一段时间,有时甚至比开关断开前更亮,这时灯泡的能量是从哪里来的呢?
教师引导学生分析，电源断开以后，线圈中电流不会立即消失，这时的电流仍然可以做功，说明线圈储存能量。当开关闭合时，线圈中的电流从无到有，其中的磁场也是从天到有，这可以看作电源把能量输送到磁场，储存在磁场中。这里我们知识一个合理的假设，有关电磁场能量的直接式样验证，要在我们认识了电磁波之后才有可能。
5．自感现象的理解：
线圈中电流的变化不能在瞬间完成，即不能“突变”。也可以说线圈能体现电的惯性
6．自感的应用与防止：
应用：日光灯 防止：变压器、电动机
（三）自感系数
问题情景：我们都知道感应电动势的大小与回路中磁通量变化的快慢有关，而自感现象中的自感电动势是感应电动势的一种，那么就是说，自感电动势也应正比于穿过线圈的磁通量的变化率，即：E∝△Φ／△t，而磁场的强弱又正比于电流的强弱，即磁通量的变化正比于电流的变化。所以也可以说，自感电动势正比于电流的变化率。即E∝△I／△t写成等式即：E=L△I／△t
2.自感系数，简称自感或电感，用字母L表示。影响因素：形状、长短、匝数、有无铁芯。
3．单位：亨利 符号：H 常用单位：毫亨（mH） 微亨（μH）
（四）实例探究
【例1】如图所示，电路甲、乙中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡D发光。则（AD）
A．在电路甲中，断开S，D将逐渐变暗
B．在电路甲中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗
C．在电路乙中，断开S，D将渐渐变暗
D．在电路乙中，断开S，D将变得更亮，然后渐渐变暗
【例2】如图所示，自感线圈的自感系数很大，电阻为零。电键K原来是合上的，在K断开后，分析：
（1）若R1＞R2，灯泡的亮度怎样变化？
（2）若R1＜R2，灯泡的亮度怎样变化？
巩固练习
1．下列关于自感现象的说法中，正确的是（ACD）
A．自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象
B．线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反
C．线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关
D．加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大
2．关于线圈的自感系数，下面说法正确的是（D）
A．线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大
B．线圈中电流等于零时，自感系数也等于零
C．线圈中电流变化越快，自感系数越大
D．线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定
4．如图所示，L为一个自感系数大的自感线圈，开关闭合后，小灯能正常发光，那么闭合开关和断开开关的瞬间，能观察到的现象分别是（A）
A．小灯逐渐变亮，小灯立即熄灭
B．小灯立即亮，小灯立即熄灭
C．小灯逐渐变亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭
D．小灯立即亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭
六、课堂小结
１、自感现象是电磁感应现象中特殊情形，它的产生原因是由于通过导体自身的电流发生变化．
２、自感电动势的大小与电流变化快慢和自感系数有关，它总是阻碍导体中电流的变化。
七、布置作业： 课后习题
4.7 涡流
教学目标
（一）知识与技能
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。
（二）过程与方法
培养学生客观、全面地认识事物的科学态度。
（三）情感、态度与价值观
培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。
教学重点、难点
教学重点
1．涡流的概念及其应用。
2．电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。
★教学难点
电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。
教学方法
通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验
教学手段
电机、变压器铁芯、演示涡流生热装置（可拆变压器）、电磁阻尼演示装置（示教电流表、微安表、弹簧、条形磁铁），电磁驱动演示装置（U形磁铁、能绕轴转动的铝框）。
教学活动
（一）引入新课
出示电动机、变压器铁芯，引导学生仔细观察其铁芯有什么特点？
它们的铁芯都不是整块金属，而是由许多薄片叠合而成的。
为什么要这样做呢？用一个整块的金属做铁心不是更省事儿？学习了涡流的知识，同学们就会知道其中的奥秘。
（二）进行新课
1、涡流
［演示1］涡流生热实验。
在可拆变压器的一字铁下面加一块厚约2mm的铁板，铁板垂直于铁芯里磁感线的方向。在原线圈接交流电。几分钟后，让学生摸摸铁芯和铁板，比较它们的温度，报告给全班同学。
为什么铁芯和铁板会发热呢？原来在铁芯和铁板中有涡流产生。安排学生阅读教材，了解什么叫涡流？
当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的导体中就会产生感应电流。这种电流看起来很像水的旋涡，所以叫做涡流。

课件演示，涡流的产生过程，增强学生的感性认识。
因为铁板中的涡流很强，会产生大量的热。而