青海教師招聘高中物理《探究感應(yīng)電流產(chǎn)生條件》教案

http://qinghai.hteacher.net 2023-01-06 16:57 青海教師招聘 [您的教師考試網(wǎng)]

【教學(xué)目標(biāo)】

1.知識(shí)與技能

(1).理解什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象;

(2).知道產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件;

(3).會(huì)使用線圈以及常見磁鐵完成簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)。

(4).理解磁通量的變化的含義。

2.過(guò)程與方法

學(xué)會(huì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察、記錄結(jié)果、分析論證得出結(jié)論的科學(xué)探究方法

3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀

(1).通過(guò)觀察演示實(shí)驗(yàn)，歸納出利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條件，培養(yǎng)學(xué)生的觀察概況能力。

【教學(xué)重點(diǎn)】

通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和實(shí)驗(yàn)探究，理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。

【教學(xué)難點(diǎn)】

閉合電路磁通量的變化。

【教學(xué)過(guò)程】

(一)復(fù)習(xí)導(dǎo)入

磁通量(φ)的概念：

什么叫磁通量?它是如何定義的?公式是怎樣的?通常情況下如何表示?

(1)定義：面積為s，垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)b放置，則b與s乘積，叫做穿過(guò)這個(gè)面的磁通量，用φ表示。

(2)公式：φ=B·S

(3)單位：韋伯(wb) 1wb=1T·m2

磁通量就是表示穿過(guò)這個(gè)面的磁感線條數(shù)。

“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。”在漫漫的人類歷史長(zhǎng)河中，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，一些重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的問(wèn)世，極大地解放了生產(chǎn)力，推動(dòng)了人類社會(huì)的發(fā)展，特別是我們剛剛跨過(guò)的二十世紀(jì)，更是科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)期。經(jīng)濟(jì)建設(shè)離不開能源，人類發(fā)明也離不開能源，而最好的能源是電能，可以說(shuō)人類離不開電。飲水思源，我們忘不了為發(fā)現(xiàn)和使用電能做出卓越貢獻(xiàn)的科學(xué)家——法拉第。

1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，法拉第由此受到啟發(fā)，開始了“由磁生電”的探索，經(jīng)過(guò)十年堅(jiān)持不懈的努力，于1831年8月29日發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，開辟了人類的電氣化時(shí)代。

本節(jié)課我們就來(lái)探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件。

(二)新課講授

1、實(shí)驗(yàn)觀察

(1)閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線

在初中學(xué)過(guò)，當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流

演示：導(dǎo)體左右平動(dòng)，前后運(yùn)動(dòng)、上下運(yùn)動(dòng)。觀察電流表的指針觀察實(shí)驗(yàn)，記錄現(xiàn)象。

導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng) 表針的擺動(dòng)方向導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng) 表針的擺動(dòng)方向

向右平動(dòng) 向左向后平動(dòng) 不擺動(dòng)

向左平動(dòng) 向右向上平動(dòng) 不擺動(dòng)

向前平動(dòng) 不擺動(dòng) 向下平動(dòng) 不擺動(dòng)

結(jié)論：只有左右平動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒切割磁感線，有電流產(chǎn)生，前后平動(dòng)、上下平動(dòng)，導(dǎo)體棒都不切割磁感線，沒(méi)有電流產(chǎn)生。

還有哪些情況可以產(chǎn)生感應(yīng)電流呢?

(2)向線圈中插入磁鐵，把磁鐵從線圈中拔出

演示：把磁鐵的某一個(gè)磁極向線圈中插入，從線圈中拔出，或靜止地放在線圈中。觀察電流表的指針，把觀察到的現(xiàn)象記錄。

磁鐵的運(yùn)動(dòng) 表針的擺動(dòng)方向磁鐵的運(yùn)動(dòng) 表針的擺動(dòng)方向

N極插入線圈向右 S極插入線圈向左

N極停在線圈中不擺動(dòng) S極停在線圈中不擺動(dòng)

N極從線圈中抽出向左 S極從線圈中抽出向右

結(jié)論：只有磁鐵相對(duì)線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)，有電流產(chǎn)生。磁鐵相對(duì)線圈靜止時(shí)，沒(méi)有電流產(chǎn)生。

(3)模擬法拉第的實(shí)驗(yàn)

演示：線圈A通過(guò)變阻器和開關(guān)連接到電源上，線圈B的兩端與電流表連接，把線圈A裝在線圈B的里面。觀察以下幾種操作中線圈B中是否有電流產(chǎn)生。把觀察到的現(xiàn)象記錄

觀察實(shí)驗(yàn)，記錄現(xiàn)象。

開關(guān)閉合瞬間有電流產(chǎn)生

開關(guān)斷開瞬間有電流產(chǎn)生

開關(guān)閉合時(shí)，滑動(dòng)變阻器不動(dòng) 無(wú)電流產(chǎn)生

開關(guān)閉合時(shí)，迅速移動(dòng)變阻器的滑片有電流產(chǎn)生

結(jié)論：只有當(dāng)線圈A中電流變化時(shí)，線圈B中才有電流產(chǎn)生。

2、分析論證

分組討論，學(xué)生代表發(fā)言。

演示實(shí)驗(yàn)1中，部分導(dǎo)體切割磁感線，閉合電路所圍面積發(fā)生變化(磁場(chǎng)不變化)，有電流產(chǎn)生;當(dāng)導(dǎo)體棒前后、上下平動(dòng)時(shí)，閉合電路所圍面積沒(méi)有發(fā)生變化，無(wú)電流產(chǎn)生。

演示實(shí)驗(yàn)2中，磁體相對(duì)線圈運(yùn)動(dòng)，線圈內(nèi)磁場(chǎng)發(fā)生變化，變強(qiáng)或者變?nèi)?線圈面積不變)，有電流產(chǎn)生;當(dāng)磁體在線圈中靜止時(shí)，線圈內(nèi)磁場(chǎng)不變化，無(wú)電流產(chǎn)生。(如圖4.2-4)

演示實(shí)驗(yàn)3中，通、斷電瞬間，變阻器滑動(dòng)片快速移動(dòng)過(guò)程中，線圈A中電流變化，導(dǎo)致線圈B內(nèi)磁場(chǎng)發(fā)生變化，變強(qiáng)或者變?nèi)?線圈面積不變)，有電流產(chǎn)生;當(dāng)線圈A中電流恒定時(shí)，線圈內(nèi)磁場(chǎng)不變化，無(wú)電流產(chǎn)生。(如圖4.2-5)

3、歸納總結(jié)

請(qǐng)大家思考以上幾個(gè)產(chǎn)生感應(yīng)電流的實(shí)例，能否從本質(zhì)上概括出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件?

實(shí)例1中，部分導(dǎo)體切割磁感線，磁場(chǎng)不變，但電路面積變化，從而穿過(guò)電路的磁通量變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流;實(shí)例2中，導(dǎo)體插入、拔出線圈，線圈面積不變，但磁場(chǎng)變化，同樣導(dǎo)致磁通量變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流;實(shí)例3中，通斷電的瞬間，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片迅速滑動(dòng)的瞬間，都引起線圈A中電流的變化，最終導(dǎo)致線圈B中磁通量變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流。從這三個(gè)實(shí)例看見，感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，應(yīng)是穿過(guò)閉合電路的磁通量變化。

引起感應(yīng)電流的表面因素很多，但本質(zhì)的原因是磁通量的變化。因此，電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件可以概括為：

只要穿過(guò)閉合電路的磁通量變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。

4、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化

電有電場(chǎng)能，磁有磁場(chǎng)能，電磁感應(yīng)與能量守恒與轉(zhuǎn)化有無(wú)關(guān)系呢?

下面從能量角度分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

[分析] 實(shí)驗(yàn)一、消耗機(jī)械能---電能發(fā)電機(jī) 實(shí)驗(yàn)三、電能由a螺線管轉(zhuǎn)移到b螺線管變壓器

結(jié)論：電磁感應(yīng)現(xiàn)象同樣遵循能量轉(zhuǎn)化與守恒定律。

【小結(jié)作業(yè)】

教師小結(jié)：本節(jié)課我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，總結(jié)出了磁生電的條件：即穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化，在閉合回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流。其中我們對(duì)磁通量的變化應(yīng)該加深理解，磁通量的變化包括B的大小方向變化，S的大小和方向的變化，還有磁場(chǎng)和平面間的夾角變化都可能引起回路的磁通量的變化，從而使回路產(chǎn)生感應(yīng)電流。查閱資料并自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

【板書設(shè)計(jì)】

第二節(jié)：探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件

一、復(fù)習(xí)磁通量

1、定義：面積為S，垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)b放置，則b與s乘積，叫做穿過(guò)這個(gè)面的磁通量，用φ表示。磁通量就是表示穿過(guò)這個(gè)面的磁感線條數(shù)。

2、公式：φ=B·S

3、單位：韋伯(wb) 1wb=1T·m2

二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件

1、閉合回路

2、回路中的磁通量發(fā)生變化，B、S、θ變化。

三、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化

電磁感應(yīng)現(xiàn)象同樣遵循能量轉(zhuǎn)化與守恒定律。