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/ 让教学更有效 高效备课 | 物理学科
【学习目标】
1.能完成“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验，能按要求完成实验报告；
2.知道电磁感应现象和感应电流，了解电磁感应在生产生活中的应用。
3.能感受电生磁与磁生电的对称之美，能体会科学家在探索自然规律中的执着追求。
重点：通过实验探究，明确产生感应电流的两个必要条件：一是电路必须闭合；二是闭合电路的一部分导体必须在磁场中做切割磁感线的运动。
难点：准确理解“切割磁感线运动”的物理含义，能够判断导体的运动方向与磁感线方向之间的关系是否构成“切割”。
【自主学习】
1.1821年丹麦物理学家 发现了电流的周围存在 ，也就是说“电能生磁”，同学们，根据逆向思维，利用电流能不能得到电流呢？1831年，英国物理学家 经过10年探索发现了用磁场得到电流的方法。
2.产生感应电流的条件：________闭合电路的一部分导体在_____磁场中做切割磁感线运动。
3.影响感应电流方向的因素:_________的方向、_________的方向。
4.电磁感应现象： 电路的部分导体在 中做 时产生电流的现象，是一种电磁感应现象。电磁感应现象中产生的电流称为 。
5. 发电机就是利用____________制成的，它为人类走进电气时代作出了卓越贡献。电磁感应现象的应用______________变压器、手机无线充电器、电磁炉。
【合作探究】
1、实验：观察发电机模型如何发电
如图所示是发电机的模型，它有一个可以产生磁场的磁体，一个可以在磁场中旋转的线圈。摇动把手，使线圈快速转动，小灯泡就亮了。
发电机模型
实验视频：发电机模型发电
实验表明：发电机的线圈只有在___________时小灯泡才发光，即：磁能产生电。
猜想：发电机发电可能与线圈在磁场中的运动有关。
2.实验探究：探究产生感应电流的条件
（1）实验目的
①探究导体在磁场中运动时产生电流的条件。
②探究导体在磁场中运动时产生电流的方向与哪些因素有关。
（2）实验器材
U 形磁体、导体棒、导线、开关、灵敏电流计和铁架台。
（3）实验设计
将导体棒的两端用细导线悬挂起来，并与灵敏电流计、开关串联组成闭合电路让导体在 U形磁体的磁场中运动，探究产生感应电流的条件和影响电流方向的因素。
实验装置示意图
（4）实验步骤
①按图所示安装实验装置，连接电路。闭合开关，让导体在 U 形磁体的磁场中运动。
②断开开关，让导体在磁场中静止、左右、前后、上下、左右斜向运动，观察灵敏电流计指针偏转情况；
③闭合开关让导体分别做静止、左右、前后、上下、左右斜向观察灵敏电流计指针偏转情况；
④保持导体运动方向不变，交换磁极位置，
观察灵敏电流计指针偏转情况。
视频：探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
（5）实验记录
开关情况 磁极方向 导体棒的运动 电流计是否偏转
断开 上S下N 静止、左右、前后、上下、左右斜向运动
闭合 上S下N 静止、前后、上下运动
左右、左右斜向运动
上N下S 左右、左右斜向运动
（6）实验结论
分析实验记录，可以得出实验结论:
产生感应电流的条件：___________________________
②影响感应电流方向的因素:_________的方向、_________的方向。
（7）反思交流
①如果导体的运动方向与磁感线方向不垂直，导体中能产生电流吗？为什么？
如果导体不动，移动 U 形磁体，导体中能产生电流吗？为什么？
在上述实验过程中，能量是如何转化的？
知识拓展：右手定则
伸开右手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
用右手判断感应电流的方向
1.电磁感应
（1）__________的部分导体在磁场中做_____________运动时产生电流的现象是一种电磁感应。
（2）____________现象中产生的电流称为感应电流。
2.大量实验证明:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生__________；感应电流的方向与_________的方向和___________的方向皆有关。
3.产生感应条件的理解:（1）必须是__________做切割磁感线运动，如果闭合电路的全部在同一磁场中做切割磁感线运动，导体中就________产生感应电流。
（2）电路必须是__________的，如果电路不闭合，即使是一部分导体做切割磁感线运动，也______产生感应电流。
（3）感应电流的产生条件：需同时满足两个关键条件，缺一不可。一是电路必须______，若电路断开，即便导体做后续运动，也只会产生________而非电流；二是闭合电路中的一部分导体，要在磁场中做切割磁感线运动（导体运动方向与磁感线不平行，垂直或斜切均可）。
4.电磁感应现象的应用
（1）发电机就是利用____________制成的，它为人类走进电气时代作出了卓越贡献。
(2)生活中常用的一种动圈式话筒、变压器、手机无线充电器、电磁炉都是应用_________原理制成的。
动圈式话筒 变压器 手机无线充电 电磁炉
【归纳整理】
1.闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生感应电流；感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向皆有关。
2.电磁感应：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象。
3.感应电流：电磁感应中产生的电流
4.电磁感应现象的应用
发电机、动圈式话筒、变压器、手机无线充电器、电磁炉
【课堂练习】
1．如图所示实验装置中，和动圈式话筒的工作原理相同的是 （ ）
A． B．C． D．
2.如图所示，当导体棒ab （选填“上下”或“左右”）移动时，灵敏电流计的指针会发生偏转，这是因为闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动，导体中就会产生电流。
3. 如图所示，质量和形状完全相同的金属线框A和塑料线框B，从同一高度同时自由落下，途中经过某一磁场区域（“×”表示磁场方向垂直纸面向里）。不计空气阻力，由于 现象，线框 （选填“A”或“B”）中会有电流产生，使该线框的一部分重力势能转化为 能。
【课后巩固】
1. （课本160页第2题）下列说法中正确的是（　　）。
A. 只要导体在磁场中运动，就会产生感应电流
B. 电动机是利用电磁感应现象制成的
C. 电磁感应现象是电能转化为机械能的过程
D. 产生感应电流的电路必须是闭合的
2. （课本160页第3题）如图所示，a 表示垂直于纸面的一根导体，是闭合电路的一部分。它在各图中按所示方向运动时，不会产生感应电流的是（　　）。
3. （课本161页第4题）图 19—8 是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装 置。闭合开关后，导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。
（1） 要使电路中产生感应电流，可行的操作是 __________________________________________；
（2） 要使感应电流的方向发生改变，可以采取的两种方法是：
方法一：_______________________________________________________。
方法二：_______________________________________________________。
4. （课本161页第5题） 如图所示的实验装置，闭合开关，先将导体ab 水平用力向右移动，导体 cd 是否会随之运动？为什么？
5.* （课本161页第6题） 如图所示，磁感线垂直纸面向里，用“×”表示，导体棒 ab 在磁场中沿金属导轨向右做切割磁感线运动，导体棒 cd 静止在导轨上，则导体棒 cd 中的电流方向是________（选填“从 c 到 d”或“从 d 到 c”）。
1．下列有关“电与磁”的四幅图，描述正确的是（　　）
A．图甲中，验电器的金属箔片张开，是因为异种电荷相互吸引
B．图乙中，导线中有电流通过时，下方的小磁针会发生偏转，说明电流周围存在磁场
C．图丙中，由小磁针静止时N极的指向可以判断螺线管的b端与电源正极连接
D．图丁中，动圈式话筒的原理与电动机工作原理相同
2. 如图所示，风吹小风车，电流表的指针会发生偏转。选项图中的四个物理实验能解释其工作原理的是（　　）
A． B．C．D．
3.如图所示为“探究感应电流产生的条件”的实验装置，蹄形磁体放置在水平桌面上。
（1）要使电路中有电流，导体ab、开关、灵敏电流计和导线必须构成 电路；
（2）闭合开关后，导体ab沿 （选填“水平”或“竖直”）方向运动时，电流计指针不偏转，只有导体做切割磁感线运动，电路中才有 产生；
（3）做切割磁感线运动的导体ab，在电路中相当于 ；
（4）若要改变电流计指针偏转的方向，你的做法是 （写出一种方法即可）；
（5）若用导线代替电流计，再给你一个小磁针，则可利用该装置完成的实验是 。
4．在学习了“什么情况下磁能生电”后，小明同学在课后重新组装好实验装置进行了实验，请回答下列问题：
（1）小明连接好电路后，就立即把导体棒ab沿上下、左右、前后运动，发现电流计的指针始终不动，经检查，各处接线完好，则他实验过程中可能出现的问题是 ，由此小明得出产生感应电流必备的一个条件是 。
（2）小明改正错误后，让悬挂着的导体棒ab在磁场中左右运动或斜着运动时发现电流计指针发生偏转，而上下运动时指针不偏转，由此小明总结得出当闭合电路的一部分导体 时，导体中就会产生感应电流，这种现象叫 。
（3）下列电器中，也是应用该原理工作的是______
A．电铃 B．电风扇 C．动圈式话筒 D．扬声器
（4）从能量转化的角度分析，感应电流的产生过程中是将 能转化为电能。
（5）若将电流计换成 ，可以探究磁场对通电导体的作用。
（6）细心的小明发现，当导体棒由向左运动改为向右运动时，电流计指针偏转的方向也随之改变。于是他提出了自己的猜想：产生的感应电流的方向与 有关。
【课后评价】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。
【参考答案】
【课前预习】
答案： 1.奥斯特 磁场 法拉第 2.闭合 磁场 3. 磁场 导体运动 4. 闭合 磁场 切割磁感线运动 感应电流5. 电磁感应 发电机、动圈式话筒、
【合作探究】
探究点一：
答案：1.磁场中转动 2.(5)不偏转 不偏转 偏转 偏转方向不同 (6)①闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。②磁场 导体运动 （7）①答案：能，只要是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，导体中就能产生感应电流，导体的运动方向与磁感线方向不一定垂直。②答案：能，导体不动，移动蹄形磁体，导体同样能做切割磁感线运动，所以导体中也能产生感应电流。③答案：机械能转化为电能。
探究点二：
答案: 1.(1) 闭合电路 切割磁感线(2) 电磁感应2. 感应电流 磁场 导体运动 3.(1) 部分导体 不会 (2) 闭合 不会 (3) 闭合 感应电压4.(1) 电磁感应 磁电感应
【课堂练习】
1.【答案】C
【详解】当人对着动圈式话筒说话时，它会产生随人的声音变化而变化的电流，即：闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时能够产生感应电流，其工作原理是电磁感应现象。
A．图中有电源，通电后，磁场中的线圈会受力运动，说明通电导线在磁场中受力的作用，故A不符合题意；
B．图中是奥斯特实验，说明了通电导线周围存在着磁场，故B不符合题意；
C．图中没有电源，当ab做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，其工作原理是电磁感应现象，故C符合题意；
D．图中是验电器，验电器的原理是同种电荷相互排斥，故D不符合题意。
2.【答案】左右 切割磁感线
【详解】[1] [2]根据电磁感应现象可知，当闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流，因此磁铁不动、闭合开关，导体棒沿左右方向运动时，导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，电流表指针会发生偏转。
3.【答案】电磁感应 A 电
【详解】[1][2][3]金属线框A是导体，在下落过程中经过磁场区域时，会做切割磁感线运动，由于电磁感应现象，线框A中会有电流产生。在这个过程中，线框A的一部分重力势能通过电磁感应转化为电能。而塑料线框B是绝缘体，不会发生电磁感应现象，也就不会产生电流。
【课后巩固】
基础练习
1.答案：D
解析：只有闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动时，才会产生感应电流，因此A选项错误。电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，而不是电磁感应现象，故B选项错误。电磁感应现象是将机械能转化为电能的过程，而不是电能转化为机械能，故C选项错误。
产生感应电流的电路必须是闭合的：根据电磁感应的条件，产生感应电流的电路必须是闭合的，这样才能形成电流，故D选项正确。
2.答案：C
解析：结合图形可知，磁场方向竖直向下，A、B选项中导体会切割磁感线显而易见，故可以产生感应电流；D选项中导线的运动可以分解水平方向和竖直方向，水平方向可以产生感应电流，而竖直方向不会产生电流，C选项导体没有切割磁感线，故不会产生感应电流。
3.答案：(1)导体棒水平运动 (2)调换N、S 极位置 改变导体棒运动方向
4.答案：cd会随之运动
解析：ab 、cd与导线.开关组成了一个闭合电路，导体ab水平向右移动时,切割磁感线,产生感应电流,导体cd中也有电流通过,通电导体在磁场中会受到力的作用,所以od会运动起来
5．答案： 从c到d
解析：导体棒 在磁场中沿金属导轨向右做切割磁感线运动，伸开右手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向，则电流的方向是从 到 ，故 中的电流方向是从 到 。
能力提升
1.【答案】B
【详解】A．图甲中，验电器的金属箔片张开，是因为同种电荷相互排斥，故A错误；
B．图乙中，导线中有电流通过时，下方的小磁针会发生偏转，说明小磁针受到磁力的作用，说明电流周围存在磁场，故B正确；
C．图丙中，由小磁针静止极的指向说明螺线管的左端为极，右端为极，由右手定则得，电流从螺线管的左端流入，右端流出，说明螺线管的端与电源正极连接，故C错误；
D．图丁中，动圈式话筒的原理是电磁感应现象，电动机工作原理是通电导体在磁场中受力的作用，故D错误。
2.【答案】B
【详解】风吹小风车，电流表的指针会发生偏转，是电磁感应现象；
A．如图为奥斯特实验，说明电流存在磁场，属于电流的磁效应，故A不符合题意；
B．如图所示，当开关闭合后，金属棒左右切割磁感线，产生感应电流，是电磁感应现象，故B符合题意；
C．如图所示，电路中有电源，闭合开关时，导体棒在磁场中受力的作用，故C不符合题意；
D．如图所示，是探究电磁铁磁性与匝数的关系，属于电流的磁效应，故D不符合题意。
故选B。
3.【答案】(1)闭合 (2)竖直 感应电流 (3)电源 (4)见解析 (5)奥斯特实验
【详解】（1）要产生感应电流，首先电路得是闭合的，这样才能形成电流的通路，所以导体ab、开关、灵敏电流计和导线必须构成闭合电路。
（2）[1][2]U形磁体的磁场中磁感线是竖直方向的，导体ab沿竖直方向运动时，没有切割磁感线，所以不会产生感应电流，电流计指针不偏转；只有导体做切割磁感线运动时，才会产生感应电流。
（3）做切割磁感线运动的导体ab，能产生感应电流，就像电源能提供电压一样（使电路中产生电流），所以运动的导体ab在电路中相当于电源。
（4）感应电流的方向与导体切割磁感线的方向、磁场方向有关。所以保持磁场方向不变，改变导体切割磁感线的方向（比如原来向右切割，现在向左切割）；或者保持导体切割磁感线的方向不变，改变磁场方向（比如把磁体的N、S极对调），都能改变感应电流的方向，从而改变电流计指针偏转的方向。
（5）用导线代替电流计，再给你一个小磁针，可以通过小磁针是否偏转，探究电流的周围是否存在磁场，即奥斯特实验。
4.【答案】(1) 开关没有闭合 电路为闭合电路
(2)在磁场中做切割磁感线运动 电磁感应现象 (3)C (4)机械 (5)电源 (6)导体切割磁感线的方向
【详解】（1）[1][2]连接电路过程中，开关是断开的。连接好电路后，立即实验，却没有产生感应电流。此时电路是断开的，说明电路断开，即没有构成闭合电路时，是不能产生感应电流的。
（2）[1][2]导体棒左右运动或者斜着运动，是切割磁感线运动的；上下运动时，没有切割磁感线。这说明只有导体切割磁感线时，才能产生感应电流。闭合电路的部分导体在磁场中切割磁感线时，电路中会产生电流，这种现象叫做电磁感应现象。
（3）A．电铃是利用电流来工作的。故A不符合题意；
B．电风扇是利用电流来工作的。故B不符合题意；
C．对着话筒说话时，声波导致线圈与磁体之间发生相对运动，闭合电路的部分导体切割磁感线，在导体中产生与声波变化规律相同的电流，将声信号转化为电信号。故C符合题意；
D．扬声器工作时，变化的电流通过线圈，产生变化的磁场，与永磁体相互作用，引发发声体振动，将电信号转化为声信号。故D不符合题意。
故选C。
（4）外力对导体做功，使其运动起来切割磁感线，在闭合电路中产生感应电流。将机械能转化为电能。
（5）若将电流计换成电源，当电流通过导体时，因为磁场对通电导体产生力的作用，导体就会运动。这可以探究磁场对通电导体的作用。
（6）导体运动方向发生变化，即切割磁感线的方向发生变化时，电流计指针偏转方向也发生变化，即感应电流方向发生了变化。这说明感应电流方向与导体切割磁感线的方向有关。
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