人教版 (2019)必修 第三册3 电磁感应现象及应用教学设计

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一、学习目标展示

1．了解电磁感应现象的发现历程。

2．理解感应电流的产生条件，会判断回路中是否有感应电流。

3．了解电磁感应现象的应用。

 二、情景引入

我们知道，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生感应电流。那么，切割磁感线是产生感应电流的唯一方法吗？还有没有其他方法？这些方法有什么内在联系？

了解本节课学习目标

学生观察图片认真思考

有目的的学习

为引入课题做铺垫

讲授新课

【自学感知】

一、划时代的发现

1．“电生磁”的发现

欧斯特发现的电流的磁效应，证实电现象与磁现象是有联系的。

2．法拉第的探索：法拉第提出了“由磁产生电”的设想，并为此进行了长达10年的探索，从中领悟到，“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。

3．电磁感应：“磁生电”的现象。

4．感应电流：电磁感应现象中产生的电流。

二、产生感应电流的条件

1．实验装置

视频演示

2.探究记录

3.探究结果

当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流。

三、电磁感应现象的应用

1．发电机是根据电磁感应原理制造的，它开辟了人类社会的电气化时代。

2．生产、生活中广泛使用的变压器、电磁炉等都是根据电磁感应制造的。

【探究解惑 】 

探究一：穿过闭合电路的磁通量发生变化,大致有几种情况？

【例1】(多选)如图所示,在正方形线圈的内部有一条形磁铁,线圈与磁铁在同一平面内,两者有共同的中心轴线OO',关于线圈中产生感应电流的下列说法正确的是 (　　)

A.当磁铁向纸面外平移时,线圈中不产生感应电流

B.当磁铁向上平移时,线圈中不产生感应电流

C.当磁铁向下平移时,线圈中产生感应电流

D.当磁铁N极向纸外、S极向纸里绕OO'轴转动时,线圈中产生感应电流

答案:ABD

解析:由于线圈与磁铁在同一平面内,两者有共同的中心轴线OO',由条形磁铁的磁感线分布的轴对称性可以判断出此时线圈中的磁通量为零。当磁铁向纸面外平移时,N极发出的磁感线从磁铁外部再回到S极,所以在平移过程中,线圈中没有磁通量的改变,不产生感应电流,A正确;当磁铁向上平移时或者当磁铁向下平移时,线圈始终在条形磁铁的轴线上,所以磁通量始终为零,所以线圈中不产生感应电流,所以B正确,C错误;当磁铁N极向纸外、S极向纸里绕OO'轴转动时,线圈中的磁通量将由零开始逐渐增加,所以磁通量发生了变化,将会产生感应电流,所以D正确。

探究二：对于闭合电路，只要导体切割磁感线就一定产生感应电流吗？

不一定！还要看穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。具体情形如下：

(1)导体是否将磁感线“割断”，如果没“割断”，就不能说切割。如下图所示，(a)、(b)两图中，导体是真“切割”，而(c)图中，导体没有切割磁感线。

(2)即使导体真“切割”了磁感线，还要看穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。如图所示，图中的导体都“切割”了磁感线。对于图甲，不是部分“切割”，穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化，没有感应电流；对于图乙，是部分“切割”，穿过线框的磁感线条数越来越少，线框中有感应电流；

对于图丙，虽然不是部分“切割”，但穿过线框的磁感线条数减少，线框中有感应电流。如图丁所示，虽然是部分“切割”，但穿过闭合回路的磁通量没有变化，所以在线框中没有感应电流。

可见，是不是“部分切割”并不重要，重要看穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。

【例2】如图所示，一有界匀强磁场的宽度为d0，一个边长为l的正方形导线框abcd以速度v匀速通过磁场区域。若d0＞l，线框平面与磁场方向垂直且有两条边与磁场边界平行，则线框穿过磁场的过程中，线框中不产生感应电流的时间应等于(      )

A. 　　　　 B.        C. 　　 D.

答案：C

解析：线框在进入磁场时，cd边切割磁感线，导线框中磁通量增大，产生感应电流；当线框全部进入磁场内时，导线框中的磁通量不变，无感应电流；当线框出磁场时，ab边切割磁感线，导线框中磁通量减少，产生感应电流。故线框中无感应电流的时间为t＝，故选项C正确。

探究三：判断电磁感应现象是否发生的一般流程：

(1)确定研究的闭合回路；

(2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量φ；

(3) 判断磁通量是否发生了变化及是否产生感应电流。

【例3】线圈在长直导线电流的磁场中做如图所示的运动：A.向右平动，B.向下平动，C.绕轴转动(ad边向里)，D.从纸面向纸外做平动，E.向上平动(E线圈有个缺口)，判断线圈中有没有感应电流？

答案:A、E中无感应电流，B、C、D中有感应电流。

解析:五个线圈的原来磁通量都是垂直纸面向里的．对直线电流来说，离电流越远，磁场就越弱。

A．向右平动，穿过线圈的磁通量没有变化，故线圈中没有感应电流。

B．向下平动，穿过线圈的磁通量减少，必产生感应电流。

C．绕轴转动，穿过线圈的磁通量变化(开始时减少)，必产生感应电流。

D．离纸面越远，线圈中磁通量越少，线圈中有感应电流。

E．向上平动，穿过线圈的磁通量增加，但由于线圈没有闭合，因此无感应电流。

学生阅读课文，认真研究，然后填空，对填不出的空重新看书理解并与同桌讨论。

学生理解后记忆

学生思考讨论

并回答

学生独立完成解题过程

在教师的引导下学生分析。

学生思考讨论并在教师的引导下回答

学生练习

把读书自学的机会还给学生。

锻炼学生的逻辑思维能力

帮助学生透彻理解规律的实质。

让学生理解实际情形下所学知识是如何应用的。

锻炼学生的分析能力，

教师引导下的讨论，注重学生的讨论过程，淡化探究的结果，给学生成功的喜悦。

强化所学知识的应用。

课堂小结

梳理自己本节所学知识。

根据学生表述，查漏补缺，

板书设计

13.3《电磁感应现象及应用》

一、划时代的发现

1．“电生磁”的发现：电现象与磁现象是有联系的。

2．法拉第的探索：“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。

3．电磁感应：“磁生电”的现象。

4．感应电流：电磁感应现象中产生的电流。

二、产生感应电流的条件

1.实验装置

2.探究记录

3.探究结果

三、电磁感应现象的应用

1．发电机

2．变压器、电磁炉

教学反思