第一节 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：
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。
教学用具：
计算机、投影仪、录像片
教学过程：
（一）引入新课
在上一册（选修3—1）我们学习了有关电场 ( http: / / www.21cnjy.com )和磁场的知识，对电现象和磁现象有了较为深刻的理解。我们已经知道电荷能够通过“感应”使附近的导体出现电荷，电流能够在其周围“感应”出磁场，那么在磁场能否“感应”出电流呢？回答是肯定的，这就是电磁感应现象。从这节课开始，我们就来学习这方面的知识。
我们首先来了解科学家们的探究历程。
（二）新课教学
1、奥斯特梦圆“电生磁”
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。
（1）许多哲学家提出了各种自然现象之间是相 ( http: / / www.21cnjy.com )互联系和相互转化的思想。奥斯特坚信电与磁之间可能存在着某种联系。而在这之前许多物理学家都坚持认为电与磁是互不相关的。
（2）奥斯特的研究并不是一帆风顺的。经历了 ( http: / / www.21cnjy.com )好多次失败，但奥斯特始终没有放弃。直到1820年4月的一次演讲中他才发现了电流竟使下面的小磁针发生了转动。也就是电流的磁效应。
（3）奥斯特在1820年4 ( http: / / www.21cnjy.com )月的一次演讲中，碰巧在南北方向的导线下面放置了一枚小磁针。当电源接通时，小磁针发生了转动。说明电流对小磁针产生了作用，证明电流在其周围产生了磁场。这就是发现电流磁效应的过程。通过前面的学习，我们知道，地磁场是南北方向的，小磁针静止时指示南北方向。通电直导线的磁场方向遵守安培定则。当导线南北放置时，导线下方的磁场方向沿东西方向，当导线通电后，小磁针受到电流的磁场作用由原来的南北方向转向东西方向。奥斯特从磁针的偏转，确定电和磁的联系，也就是电流的磁效应。
（4）电流磁效应的发现揭示了电现象和磁现象之间存在的某种联系。
奥斯特的思维和实践突破了人类对电与磁认识的局限性。电流磁效应的发现引发了科学认识领域的思考，推动了电磁学的发展。
教师活动：倾听学生回答，及时给出点评。
［课件演示］电流的磁效应。通过课件演示增加学生的感性认识。
2．法拉第心系“磁生电”
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 ( http: / / www.21cnjy.com )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。
（1）奥斯特发现电流磁效应引发了对 ( http: / / www.21cnjy.com )称性的普遍思考：既然电流能够引起磁针的运动，那么磁铁也会使导线产生电流。法拉第坚信：磁与电之间也应该有类似的“感应”。
（2）法拉第的研究并不是一帆风顺的 ( http: / / www.21cnjy.com )。经历了好多次失败，但法拉第始终没有放弃。直到1831年8月29日，他苦苦寻找了10年之久的“磁生电“的效应终于被发现了。
（3）法拉第在1822年12月、1825年1 ( http: / / www.21cnjy.com )1月、1828年4月作过三次集中的实验研究，均以失败告终。原因在于，法拉第认为，既然奥斯特的实验表明有电流就有磁场，那么有了磁场就应该有电流。他在实验中用的都是恒定电流产生的磁场。
（4）多次失败后，1831 ( http: / / www.21cnjy.com )年8月29日，法拉第终于发现了电磁感应现象。他把两个线圈绕到同一个铁环上，如图所示。一个线圈接电源，一个线圈接“电流表”，在给线圈通电和断电的瞬间，另一个线圈中就出现电流。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：“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。
（5）法拉第探索电磁感应 ( http: / / www.21cnjy.com )现象的历程经历了10年之久，经历了大量的失败，但法拉第凭借自己的坚定信念和对科学的执著追求，勇敢地面对失败，一次又一次，最终成功属于坚持不懈的有心人，他成功了。作为现代的中学生就要学习法拉第不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。
教师及时给出点评。
［课件演示］电磁感应现象。通过课件演示 ( http: / / www.21cnjy.com )增加学生的感性认识。电磁感应现象产生的条件将在下节课深入学习，本节课不宜过多地展开。让学生体会一下最终法拉第成功的原因，在于“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。
（三）实例探究
有关物理学史的知识
【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（ ）
A．安培 B．赫兹 C．法拉第 D．麦克斯韦
解析：该题考查有关物理学史的知识，应知道法拉第发现了电磁感应现象。
答案：C
【例2】发现电流磁效应现象的科学家是_ ( http: / / www.21cnjy.com )__________，发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是__________，发现电磁感应现象的科学家是___________，发现电荷间相互作用力规律的的科学家是___________。
解析：该题考查有关物理学史的知识。
答案：奥斯特 安培 法拉第 库仑
对概念的理解和对物理现象的认识
【例3】下列现象中属于电磁感应现象的是（ ）
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
解析：电磁感应现象指的是在磁场产生电流的现象，选项B是正确的。
答案：B
作业
认真阅读教材，领悟科学家奥斯特发现 ( http: / / www.21cnjy.com )电流磁效应现象和法拉第发现电磁感应现象的探究历程。阅读教材第4页“科学足迹”，体会科学家们不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志，学习科学家们的人格魅力.第五节 电磁感应现象的两类情况
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：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
教学用具：多媒体课件
教学过程：
（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、感生电场与感生电动势
投影教材图4.5-1，穿过闭会回路 ( http: / / www.21cnjy.com )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。
（三）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 ( http: / / www.21cnjy.com )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2A
3．在如图所示的磁场中，磁感应强度均匀增加，下列说法正确的是（AC）
A．a点电势高于b点
B. a点电势低于b点
C．该过程中产生的电动势为感生电动势
D. 该过程中产生的电动势为动生电动势
小结: 感生电动势和动生电动势产生的原理，电动势大小的计算，方向的判断方法。
作业：完成问题与练习
磁场变强第三节 传感器的应用（二）
教学目标：
1．知道电饭锅的结构和原理，加深对温度传感器的应用认识。
2．了解测温仪，知道应用温度传感器测量温度的优点。
3．了解鼠标器的主要结构，知道其工作原理。
4．了解光传感器的应用——火灾报警器。
教学重点：各种传感器的应用原理及结构。
教学难点：各种传感器的应用原理及结构。
教学方法：PPT课件，演示实验，讲授
教学用具：PPT课件, 鼠标器
教学过程：
（一）引入新课
传感器的应用已经渗透到环境 ( http: / / www.21cnjy.com )保护、交通运输、航天、军事以及家庭生活等各领域．例如，空调、电冰箱、微波炉、消毒碗柜等与温度控制相关的家用电器，几乎都要使用温度传感器．光传感器的应用也十分广泛，如电脑上的鼠标器、路灯的自动控制及火灾报警器等．
这节课我们就来学习温度传感器和光传感器的应用实例。
（二）新课教学
1．温度传感器的应用——电饭锅
学生阅读教材，回答问题：
（1）电饭锅中温度传感器的主要元件是什么？
（2）感温铁氧体的组成物质是什么？
（3）感温铁氧体有何特点？
（4）什么是“居里点”？
学生回答：
（1）感温铁氧体
（2）氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成
（3）常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，温度达到约103℃，失去铁磁性．
（4）居里点，又称居里温度，即指103℃
观察演示实验
现象：当感温铁氧体的温度升高到一定数值时，感温铁氧体与磁铁分离。说明温度升高到一定数值时，感温铁氧体的磁性消失。
投影电饭锅的结构示意图:
学生思考并回答教材“思考与讨论”中的问题，了解电饭锅的工作原理:
(1).开始煮饭时为什么要压下开关按钮？手松开后这个按钮是否恢复到图示的状态？为什么？
(2).煮饭时水沸腾后锅内是否回大致保持一定的温度？为什么？
(3).饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变化？这时电饭锅会自动地发生哪些动作？
(4).如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电？
学生回答：
（1）开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态。
（2）水沸腾后，锅内大致保持100℃不变。
（3）饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度 ( http: / / www.21cnjy.com )升高，当温度升至“居里点103℃”时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而停止加热．
（4）如果用电饭锅烧水，水 ( http: / / www.21cnjy.com )沸腾后，锅内保持100℃不变，温度低于“居里点103℃”，电饭锅不能自动断电。只有水烧干后，温度升高到103℃才能自动断电。
总结：开始煮饭时，用手压下开关按钮 ( http: / / www.21cnjy.com )，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态，则触点接通，电热板通电加热，水沸腾后，由于锅内保持100℃不变，故感温磁体仍与永磁体相吸，继续加热，直到饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点103℃”时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而停止加热．
如图是电饭煲的电路图，S1是一个控温开关， ( http: / / www.21cnjy.com )手动闭合后，当此开关温度达到居里点（103℃）时，会自动断开．S2是一个自动控控温开关，当温度低于70℃时，会自动闭合；温度高于80℃时会自动断开，红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯
2．温度传感器的应用——测温仪
背景资料：2003年的那个春天， ( http: / / www.21cnjy.com )一头恶魔冲进中华大地，一夜之间，国人无不谈S ARS色变．但在全国人民的共同努力下，终于将这头恶魔降服，并彻底消灭，在抗击SARS的过程中，许多公共场合都使用了非接触式红外测温仪。
阅读教材，思考并回答有关问题：
（1）温度传感器测温仪有何优点？
（2）常见的测温元件有哪些？
学生回答：
（1）可以远距离读取温度的数值．因为温度信号变成电信号后可以远距离传输．
（2）热敏电阻、金属热电阻、热电偶及红外线敏感元件等．
3．光传感器的应用——鼠标器
阅读教材，思考并回答有关问题：
（1）机械式鼠标器的内部组成是什么？
（2）简述机械式鼠标器的工作原理。
学生回答：
（1）滚球、滚轴与码盘、红外发射管与红外接收管．
（2）鼠标器移动时，滚球运动通过滚轴带动 ( http: / / www.21cnjy.com )两个码盘转动，红外接收管就收到断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号，计算机分别统计两个方向的脉冲信号，红外接收管处理后就使屏幕上的光标产生相应的位移。
4．光传感器的应用——火灾报警器
阅读教材，思考并回答有关问题：
以利用烟雾对光的散射来工作的火灾报 ( http: / / www.21cnjy.com )警器为例，简述其工作原理：报警器带孔的罩子内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平时，光电三极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态．烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小．与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报．
课堂总结：
各种传感器广泛应用于人们日常生活、 ( http: / / www.21cnjy.com )生产中，如空调、电冰箱、电饭堡、火灾报警器、路灯自动控制、电脑鼠标器等．传感器把所感受到的物理量，如力、热、磁、光、声等，转换成便于测量的电压、电流等，与电路相结合达到自动控制的目的。
作业：1.阅读课文
2.完成问题与练习
电饭锅
测温仪
温度传感器
鼠标器
火灾报警器
光传感器
传感器的应用第四节 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、。
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：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
教学用具：多媒体电脑、投影仪、投影片。
教学过程：
（一）引入新课
教师：在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？
在电磁感应现象中，磁通量发生变化的方式有哪些情况？
恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件是什么？
在电磁感应现象中，既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电
动势。在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。下面我们就来探讨感应电动势的大小决定因素。
（二）新课教学
1、感应电动势
( http: / / www.21cnjy.com )
教师：在图a与图b中，若电路是断开的，有无电流？有无电动势？
学生：电路断开，肯定无电流，但有电动势。
教师：电动势大，电流一定大吗？
学生：不一定，电流的大小由电动势和电阻共同决定。
教师：图b中，哪部分相当于a中的电源？
学生：螺线管相当于电源。
教师：图b中，哪部分相当于a中电源内阻？
学生：线圈自身的电阻。
教师：在电磁感应现象中，不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势.有感应电动势是电磁感应现象的本质。
2、电磁感应定律
感应电动势跟什么因素有关？现在演示前节课中三个成功实验，用CAI课件展示出这三个电路图，同时提出三个问题供学生思考：
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )
丙
问题1：在实验中，电流表指针偏转原因是什么
问题2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系
问题3：第一个成功实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同
学生：穿过电路的Φ变化产生E感产生I感.
由全电路欧姆定律知I=，当电路中的总电阻一定时，E感越大，I越大，指针偏转越大。
磁通量变化相同，但磁通量变化的快慢不同。
教师：磁通量变化的快慢用磁通量的变化率来描述，即单位时间内磁通量的变化量，用公式表示为。从上面的三个实验，同学们可归纳出什么结论呢？
学生：实验甲中，将条形磁铁快插入（或拔出）比慢插入或（拔出）时，大，
I感大，E感大。
实验乙中，导体棒运动越快，越大，I感越大，E感越大。
实验丙中，开关断开或闭合，比开关闭合时移动滑动变阻器的滑片时大，I感大，E感大。
从上面的三个实验我们可以发现，越大，E感越大，即感应电动势的大小完全由磁通量的变化率决定。精确的实验表明：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路磁通量的变化率成正比，即E∝。这就是法拉第电磁感应定律。
（师生共同活动，推导法拉第电磁感应定律的表达式）
设t1时刻穿过回路的磁通量为Φ1，t2时刻穿过回路的磁通量为Φ2，在时间Δt=t2－t1内磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2－Φ1，磁通量的变化率为，感应电动势为E，则
E=n
在国际单位制中，电动势单位是伏（V）， ( http: / / www.21cnjy.com )磁通量单位是韦伯（Wb），时间单位是秒（s），可以证明式中比例系数k=1，（同学们可以课下自己证明），则上式可写成
E=
设闭合电路是一个n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同，这时相当于n个单匝线圈串联而成，因此感应电动势变为
E=n
3、导线切割磁感线时的感应电动势
导体切割磁感线时，感应电动势如何 ( http: / / www.21cnjy.com )计算呢？用CAI课件展示如图所示电路，闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度为B，ab的长度为L，以速度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势？
解析：设在Δt时间内导体棒由原来的位置运动到a1b1，这时线框面积的变化量为
ΔS=LvΔt
穿过闭合电路磁通量的变化量为
ΔΦ=BΔS=BLvΔt
据法拉第电磁感应定律，得
E==BLv
问题：当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角θ，感应电动势可用上面
的公式计算吗？
如图所示电路，闭合电路的一部分导体处于匀强磁场中，导体棒以v斜向切割磁感线，求产生的感应电动势。
解析：可以把速度v分解为 ( http: / / www.21cnjy.com )两个分量：垂直于磁感线的分量v1=vsinθ和平行于磁感线的分量v2=vcosθ。后者不切割磁感线，不产生感应电动势。前者切割磁感线，产生的感应电动势为
E=BLv1=BLvsinθ
［强调］在国际单位制中，上式中B、L、v的单位分别是特斯拉（T）、米（m）、米每秒（m/s），θ指v与B的夹角。
4、反电动势
引导学生讨论教材图4.3-3中，电动机线 ( http: / / www.21cnjy.com )圈的转动会产生感应电动势。这个电动势是加强了电源产生的电流，还是削弱了电源的电流？是有利于线圈转动还是阻碍线圈的转动？
( http: / / www.21cnjy.com )
学生讨论后发表见解。
教师总结点评。电动机转动时产生的 ( http: / / www.21cnjy.com )感应电动势削弱了电源的电流，这个电动势称为反电动势。反电动势的作用是阻碍线圈的转动，这样线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能，电能转化为其它形式的能。
讨论：如果电动机因机械阻力过大而停止转动，会发生什么情况？这时应采取什么措施？
学生讨论，发表见解。电动机停止转 ( http: / / www.21cnjy.com )动，这时就没有了反电动势，线圈电阻一般都很小，线圈中电流会很大，电动机可能会烧毁。这时，应立即切断电源，进行检查。
系统归纳：
感应电动势为E
E=n
在国际单位制中，电动势单位是伏（V），磁通量单位是韦伯（Wb），时间单位是秒（s），
E=BLv1=BLvsinθ
［强调］在国际单位制中，上式中B、L、v的单位分别是特斯拉（T）、米（m）、米每秒（m/s），θ指v与B的夹角。
练习巩固（课堂作业）：
【例1】如图所示，有一弯 ( http: / / www.21cnjy.com )成θ角的光滑金属导轨POQ，水平放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，有一金属棒MN与导轨的OQ边垂直放置，当金属棒从O点开始以加速度a向右匀加速运动t秒时，棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是多少
解：由于导轨的夹角为θ，开始运动t秒时，金属棒切割磁感线的有效长度为：
L=stanθ=at2tanθ
据运动学公式，这时金属棒切割磁感线的速度为v=at
由题意知B、L、v三者互相垂直，有
E=BLv=Bat2tanθ·at=Ba2t3tanθ
即金属棒运动t秒时，棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是E=Ba2t3tanθ.
【例2】（2001年上海）如图 ( http: / / www.21cnjy.com )所示，固定于水平面上的金属框cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动.此时abed构成一个边长L的正方形，棒电阻r，其余电阻不计，开始时磁感应强度为B。
（1）若以t=0时起，磁感应强度均匀增加，每秒增加量k，同时保持棒静止，求棒中的感应电流。
（2）在上述情况中，棒始终保持静止，当t=t1时需加垂直于棒水平外力多大
（3）若从t=0时起，磁感应强 ( http: / / www.21cnjy.com )度逐渐减小，当棒以恒定速度v向右匀速运动，可使棒中不产生I感，则磁感应强度应怎样随时间变化 （写出B与t的关系式）
解析：（1）据法拉第电磁感应定律，回路中产生的感应电动势为
E==kL2
回路中的感应电流为
I=
（2）当t=t1时，B=B0+kt1
金属杆所受的安培力为
F安=BIL=（B0+kt1）
据平衡条件，作用于杆上的水平拉力为
F=F安=（B0+kt1）
（3）要使棒中不产生感应电流，则通过闭合回路的磁通量不变，即
B0L2=BL（L+v t）
解得
B=
作业布置：
学习小组课下做一做教材13页上“做一做”栏目中的小实验，思考并回答该栏目中的问题。
将“问题与练习”中的第2、3、6、7题做在作业本上，思考并完成其他题目
乙
甲第二节 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：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
教学用具：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）引入新课
“科学技术是第一生产力。”在漫漫的人类 ( http: / / www.21cnjy.com )历史长河中，随着科学技术的进步，一些重大发现和发明的问世，极大地解放了生产力，推动了人类社会的发展，特别是我们刚刚跨过的二十世纪，更是科学技术飞速发展的时期。经济建设离不开能源，人类发明也离不开能源，而最好的能源是电能，可以说人类离不开电。饮水思源，我们忘不了为发现和使用电能做出卓越贡献的科学家——法拉第。
1820年奥斯特发现了电流的磁效应，法拉 ( http: / / www.21cnjy.com )第由此受到启发，开始了“由磁生电”的探索，经过十年坚持不懈的努力，于1831年8月29日发现了电磁感应现象，开辟了人类的电气化时代。
本节课我们就来探究电磁感应的产生条件。
（二）新课教学
1、实验观察
（1）闭合电路的部分导体切割磁感线
在初中学过，当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，如图4.2-1所示。
演示：导体左右平动，前后运动、上下运动。观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表1中。如图所示。
观察实验，记录现象。
表1
导体棒的运动 表针的摆动方向 导体棒的运动 表针的摆动方向
向右平动 向左 向后平动 不摆动
向左平动 向右 向上平动 不摆动
向前平动 不摆动 向下平动 不摆动
结论：只有左右平动时，导体棒切割磁感线，有电流产生，前后平动、上下平动，导体棒都不切割磁感线，没有电流产生。
还有哪些情况可以产生感应电流呢？
（2）向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出
演示：如图4.2-2所示。把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，从线圈中拔出，或静止地放在线圈中。观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表2中。
( http: / / www.21cnjy.com )
观察实验，记录现象。
表2
磁铁的运动 表针的摆动方向 磁铁的运动 表针的摆动方向
N极插入线圈 向右 S极插入线圈 向左
N极停在线圈中 不摆动 S极停在线圈中 不摆动
N极从线圈中抽出 向左 S极从线圈中抽出 向右
结论：只有磁铁相对线圈运动时，有电流产生。磁铁相对线圈静止时，没有电流产生。
（3）模拟法拉第的实验
演示：如图4.2-3所示。线圈A通 ( http: / / www.21cnjy.com )过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端与电流表连接，把线圈A装在线圈B的里面。观察以下几种操作中线圈B中是否有电流产生。把观察到的现象记录在表3中。
( http: / / www.21cnjy.com )
观察实验，记录现象。
表3
操作 现象
开关闭合瞬间 有电流产生
开关断开瞬间 有电流产生
开关闭合时，滑动变阻器不动 无电流产生
开关闭合时，迅速移动变阻器的滑片 有电流产生
结论：只有当线圈A中电流变化时，线圈B中才有电流产生。
2、分析论证
分组讨论，学生代表发言。
演示实验1中，部分导体切割磁感线，闭 ( http: / / www.21cnjy.com )合电路所围面积发生变化（磁场不变化），有电流产生；当导体棒前后、上下平动时，闭合电路所围面积没有发生变化，无电流产生。
演示实验2中，磁体相对线圈运动，线圈内 ( http: / / www.21cnjy.com )磁场发生变化，变强或者变弱（线圈面积不变），有电流产生；当磁体在线圈中静止时，线圈内磁场不变化，无电流产生。（如图4.2-4）
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
演示实验3中，通、断电瞬间， ( http: / / www.21cnjy.com )变阻器滑动片快速移动过程中，线圈A中电流变化，导致线圈B内磁场发生变化，变强或者变弱（线圈面积不变），有电流产生；当线圈A中电流恒定时，线圈内磁场不变化，无电流产生。（如图4.2-5）
3、归纳总结
请大家思考以上几个产生感应电流的实例，能否从本质上概括出产生感应电流的条件？
实例1中，部分导体切割磁感 ( http: / / www.21cnjy.com )线，磁场不变，但电路面积变化，从而穿过电路的磁通量变化，从而产生感应电流；实例2中，导体插入、拔出线圈，线圈面积不变，但磁场变化，同样导致磁通量变化，从而产生感应电流；实例3中，通断电的瞬间，滑动变阻器的滑动片迅速滑动的瞬间，都引起线圈A中电流的变化，最终导致线圈B中磁通量变化，从而产生感应电流。从这三个实例看见，感应电流产生的条件，应是穿过闭合电路的磁通量变化。
引起感应电流的表面因素很多，但本质的原因是磁通量的变化。因此，电磁感应现象产生的条件可以概括为：
只要穿过闭合电路的磁通量变化，闭合电路中就有感应电流产生。
（三）实例探究
关于磁通量的计算
【例1】如图所示，在磁感应强度为 B的匀强 ( http: / / www.21cnjy.com )磁场中有一面积为S的矩形线圈abcd，垂直于磁场方向放置，现使线圈以ab边为轴转180°，求此过程磁通量的变化？
错解：初态，末态，故。
错解分析：错解中忽略了磁通量的正、负。
正确解法：初态中，末态，故
关于电磁感应现象产生的条件
【例2】在图所示的条件下，闭合矩形线圈中能产生感应电流的是（ ）
答案：EF
【例3】（综合性思维点拨）如图（甲）所示，有 ( http: / / www.21cnjy.com )一通电直导线MN水平放置，通入向右的电流I，另有一闭合线圈P位于导线正下方且与导线位于同一竖直平面，正竖直向上运动。问在线圈P到达MN上方的过程中，穿过P的磁通量是如何变化的？在何位置时P中会产生感应电流？
解：根据直流电流磁场特点，靠近导线处磁场强， ( http: / / www.21cnjy.com )远离导线处磁场弱。把线圈P从MN下方运动到上方过程中的几个特殊位置如图（乙）所示，可知Ⅰ→Ⅱ磁通量增加，Ⅱ→Ⅲ磁通量减小，Ⅲ→Ⅳ磁通量增加，Ⅳ→Ⅴ磁通量减小，所以整个过程磁通量变化经历了增加→减小→增加→减小，所以在整个过程中P中都会有感应电流产生。
关于电磁感应现象的实际应用
【例4】如图所示是生产中常用 ( http: / / www.21cnjy.com )的一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A跟电源连接，线圈B的两端接在一起，构成一个闭合回路。在断开开关S的时候，弹簧E并不能立即将衔铁D拉起，因而不能使触头C（连接工作电路）立即离开，过一段时间后触头C才能离开，延时继电器就是这样得名的。试说明这种继电器的原理。
解析：线圈A与电源连接，线圈A中 ( http: / / www.21cnjy.com )有恒定电流，产生恒定磁场，有磁感线穿过线圈B，但穿过线圈B的磁通量不变化，线圈 B中无感应电流。断开开关S时，线圈A中电流迅速减减小为零，穿过线圈B的磁通量也迅速减少，由于电磁感应，线圈B中产生感应电流，由于感应电流的磁场对衔铁D的吸引作用，触头C不离开；经过一小段时间后感应电流减弱，感应电流磁场对衔铁D的吸引力减小，当弹簧E的作用力比磁场力大时，才将衔铁D拉起，触头C离开。
巩固练习
1.关于磁通量、磁通密度、磁感应强度，下列说法正确的是 （ ）
A．磁感应强度越大的地方，磁通量越大
B．穿过某线圈的磁通量为零时，由B=可知磁通密度为零
C．磁通密度越大，磁感应强度越大
D．磁感应强度在数值上等于1 m2的面积上穿过的最大磁通量
答案：CD
2.下列单位中与磁感应强度的单位“特斯拉”相当的是 （ ）
A．Wb/m2 B．N/A·m
C．kg/A·s2 D．kg/C·m
答案：ABC
3.关于感应电流，下列说法中正确的是 （ ）
A．只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流
B．只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流
C．若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流
D．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流
答案：D
4.在一长直导线中通以如图所示的恒定电流时 ( http: / / www.21cnjy.com )，套在长直导线上的闭合线环（环面与导线垂直，长直导线通过环的中心），当发生以下变化时，肯定能产生感应电流的是 （ ）
A．保持电流不变，使导线环上下移动
B．保持导线环不变，使长直导线中的电流增大或减小
C．保持电流不变，使导线在竖直平面内顺时针（或逆时针）转动
D．保持电流不变，环在与导线垂直的水平面内左右水平移动
解析：画出电流周围的磁感线分布情况。
答案：C
5.如图所示，环形金属软弹簧，套在条形磁铁的中心位置。若将弹簧沿半径向外拉，使其面积增大，则穿过弹簧所包围面积的磁通量将 （ ）
A．增大 B．减小
C．不变 D．无法确定如何变化
答案：B
6.行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最 ( http: / / www.21cnjy.com )后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。上述不同现象中所包含的相同的物理过程
A．物体克服阻力做功
B．物体的动能转化为其他形式的能量
C．物体的势能转化为其他形式的能量
D．物体的机械能转化为其他形式的能量
解析：都是宏观的机械运动对应的能量形式——机械能的减少，相应转化为其他形式能（如内能、电能）。能的转化过程也就是做功的过程。
答案：AD
7.在无线电技术中，常有这样的要求 ( http: / / www.21cnjy.com )：有两个线圈，要使一个线圈中有电流变化时，对另一个线圈几乎没有影响。图16-1-9中，最能符合这样要求的一幅图是 （ ）
答案：D
作业
书面完成P8“问题与练习”第5、6、7题；思考并回答第1、2、3、4题第六节 互感和自感
教学目标：
（一）知识与技能
1．知道什么是互感现象和自感现象。
2．知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素。
3．知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。
4．能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。
（二）过程与方法
1．通过对两个自感实验的观察和讨论，培养学生的观察能力和分析推理能力。
2．通过自感现象的利弊学习，培养学生客观全面认识问题的能力。
（三）情感、态度与价值观
自感是电磁感应现象的特例，使学生初步形成特殊现象中有它的普遍规律，而普遍规律中包含了特殊现象的辩证唯物主义观点
教学重点：互感和自感的应用与分析
教学难点：互感和自感的应用与分析
教学方法：复习讨论，教师讲授启发
教学用具：自感现象示教板，多媒体课件
教学过程：
（一）引入新课
提问：在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？
引起回路磁通量变化的原因有哪些？
（1）在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？
（2）当电路自身的电流发生变化时，会不会产生感应电动势呢？
本节课我们学习这方面的知识。
（二）新课教学
1、互感现象
教师：在法拉第的实验中两个线圈并没有用导 ( http: / / www.21cnjy.com )线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？请同学们用学过的知识加以分析说明。
学生：当一个线圈中的电流变化时， ( http: / / www.21cnjy.com )它产生的磁场就发生变化，变化的磁场在周围空间产生感生电场，在感生电场的作用下，另一个线圈中的自由电荷定向运动，于是产生感应电动势。
总结：当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。互感现象产生的感应电动势，称为互感电动势。
教师：利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈。因此，互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。请大家举例说明。
学生：变压器，收音机里的磁性天线。
2、自感现象
教师：我们现在来思考第二个问题：当电路自身的电流发生变化时，会不会产生感应电动势呢？下面我们首先来观察演示实验。
［实验1］演示通电自感现象。
画出电路图（如图所示），A ( http: / / www.21cnjy.com )1、A2是规格完全一样的灯泡。闭合电键S，调节变阻器R，使A1、A2亮度相同，再调节R1，使两灯正常发光，然后断开开关S。重新闭合S，观察到什么现象？（实验反复几次）
现象：跟变阻器串联的灯泡A2立刻正常发光，跟线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来。
提问：为什么A1比A2亮得晚一些？试用所学知识（楞次定律）加以分析说明。
学生：电路接通时，电流由零开始增加， ( http: / / www.21cnjy.com )穿过线圈L的磁通量逐渐增加，L中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍L中电流增加，即推迟了电流达到正常值的时间。
［实验2］演示断电自感。
画出电路图（如图所示）接通电路，待灯泡A正常发光。然后断开电路，观察到什么现象？
现象：S断开时，A灯突然闪亮一下才熄灭。
提问：为什么A灯不立刻熄灭？
学生：当S断开时，L中的电流 ( http: / / www.21cnjy.com )突然减弱，穿过L的磁通量逐渐减少，L中产生感应电动势，方向与原电流方向相同，阻碍原电流减小。L相当于一个电源，此时L与A构成闭合回路，故A中还有一段持续电流。灯A闪亮一下，说明流过A的电流比原电流大
教师：用多媒体课件在屏幕上打出i—t变化图，如下图所示.
结论：导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。自感现象中产生的电动势叫自感电动势。
提问：在断电自感的实验中，为什么开关断开后，灯泡的发光会持续一段时间？甚至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。
学生分组讨论。
师生共同活动：推断出能量可能存储在磁场中。
以上只能是一种推断，电磁场具有能量还需要进一步的实验验证。
教师：自感电动势的大小决定于哪些因素呢？请同学们阅读教材内容。然后用自己的语言加以概括，并回答有关问题。
教材最后一段说，线圈能够体现电的“惯性”，应该怎样理解？电的“惯性”大小与什么有关？
学生：当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势 ( http: / / www.21cnjy.com )都要阻碍线圈中电流的变化，使线圈中的电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零，因此可以借用力学中的术语，说线圈能够体现电的“惯性”。线圈的自感系数越大，这个现象越明显，可见，电的“惯性”大小决定于线圈的自感系数。
自感电动势的大小与线圈中电流的变化率成正比，与线圈的自感系数L成正比。写成公式为
E =L
L叫自感系数，自感系数是用来表示线圈的自感特性的物理量。
实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大。另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。
自感系数的单位：亨利，符号H，更小的单位有毫亨（mH）、微亨（μH）
1H=103 mH 1H=106μH
小结：
1当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。互感现象产生的感应电动势，称为互感电动势。
2导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。自感现象中产生的电动势叫自感电动势。
练习巩固（课堂作业）：
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
3．磁通量的单位是韦伯，磁感强度的单位是特斯拉，自感系数的单位是亨利。
4．如图所示，L为一个自感系 ( http: / / www.21cnjy.com )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
5．如图所示是一演示实验的电路 ( http: / / www.21cnjy.com )图。图中L是一带铁芯的线圈，A是一灯泡。起初，开关处于闭合状态，电路是接通的。现将开关断开，则在开关断开的瞬间，通过灯泡A的电流方向是从b端经灯泡到a端.这个实验是用来演示断电现象的。
6．如图所示的电路中，灯泡A1、A2的规格完全相同，自感线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是 （ C ）
A．当接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后A2比A1亮
B．当接通电路时，A1和A2始终一样亮
C．当断开电路时，A1和A2都过一会儿熄灭
D．当断开电路时，A2立即熄灭，A1过一会儿熄灭
7．如图所示电路中，A1、A2是两只相同的电流表，电感线圈L的直流电阻与电阻R阻值相等.下面判断正确的是 （ BD ）
A．开关S接通的瞬间，电流表A1的读数大于A2的读数
B．开关S接通的瞬间，电流表A1的读数小于A2的读数
C．开关S接通电路稳定后再断开的瞬间，电流表A1的读数大于A2的读数
D．开关S接通电路稳定后再断开的瞬间，电流表A 1数等于A2的读数
课堂小结：互感和自感的产生，自感系数，通电自感与断电自感的分析与判断
作业布置：
1、认真阅读教材。
2、思考并完成“问题与练习”中的习题第一节 交变电流
教学目标：
1．理解交变电流的产生原理
2．掌握交变电流的变化规律及表示方法
3．理解交流电的瞬时值，最大值及中性面的概念
4．培养观察能力、空间想象能力以及立体图转化为平面图形的能力
教学重点：交变电流产生的物理过程分析
教学难点：交变电流的变化规律及应用
教学方法：启发 引导 讲授
教学用具：发动机模型
教学过程：
（一）引入新课
（二）新课教学
1.交变电流
恒定电流：大小和方向都不随时间而改变的电流。
交变电流：方向随时间周期性变化的电流。 ( http: / / www.21cnjy.com )与直流电相比，交流电有许多优点，如：可以利用变压器升高或降低电压，利于长途传输；可以驱动结构简单，运行可靠的感应电动机。
2.交变电流的产生
演示实验：手摇发电机使小灯泡发亮 课件观察交变电流的产生。
结论：
（1）．线圈转动过程中电流的大小做周期性变化，中性面位置（B⊥S）最小，与中性面垂直的位置（B∥S）最大。
（2）．线圈每经中性面一次，感应电流方向改变一次，线圈转动一周，感应电流方向改变两次。
3.交变电流的变化规律
设线圈从中性面以角速度ω开始转动，经时间t，线圈转过θ=ωt，此时V与B夹角也为θ，令ab=dc=L，ad=bc=L′，则线圈面积S=LL′。此时，ab与dc边产生的电动势大小均为BLVSinωt，整个线圈中产生的瞬时电动势大小为：e=2BLVSinωt，又V=，有：
令Em=BωS有：（Em为最大值）
若电路总电阻为R，则瞬时电流为：
同理可得电路的某段电压的瞬时值。
结论：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的感应电流是按正弦规律变化的，这种交变电流叫正弦交流电。
4.交变电流的图象
（1）．正弦交流电图象（可用示波器观察到）
（2）．几种常见的交变电流波形
5.例题
（1）、有人说，线圈平面转到中性面的瞬间穿 ( http: / / www.21cnjy.com )过线圈磁通量最大，因而线圈中感应电动势最大；线圈平面与中性面垂直的瞬间，穿过线圈中磁通量为零，因而线圈中感应电动势为零，这种说法对不对？为什么？
解析：这种说法不对。在中性面时，各边都不切割磁感线，电动势为0，在与中性面垂直的位置，线圈切割磁感线的速度最大，电动势最大。
（2）、一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t的变化如图，则说法正确的是（ D ）
A．t2时刻通过线圈的磁通量最大；
B．t1时刻通过线圈的磁通量为零；
C．t3时刻通过线圈的磁通量的变化率最大；
D．每当电动势变换方向时，通过线圈的磁通量都为最大。
（3）、边长为20cm正方形线圈绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动，转速为n=120r/min，磁感应强度为B=0.2T，求转动中最大感应电动势及其位置。若以图示位置为计时起点，写出电动势的瞬时表达式 e=3.2π
（4）、发电机的转子是匝数为100匝， ( http: / / www.21cnjy.com )边长为20cm的正方形线圈，将它置于磁感应强度B=0.05T的匀强磁场中，绕着垂直于磁场方向的轴以ω＝100πrad/s的角速度转动，当线圈平面与磁场方向垂直时开始计时。线圈和外电路的总电阻R＝100Ω。
①写出交流电流瞬时值表达式
②线圈从计时开始，转过π/3过程中通过线圈某一截面的电荷量为多少？
在中性面时，，转过π/3 时，，，通过导体截面的电荷量
6.练习
（1）、某交流发电机正常工作时，电动势E=Emsinωt，当磁感应强度增大到原来的2倍，转速变为原来的1/3，其它条件不变时，感应电动势的表达式为
（2）、对于如图所示的电流i随时间t作周期性变化的图象，下列说法中正确的是（ AC ）
A、电流大小变化，方向不变，是直流电
B、电流大小、方向都变化，是交流电
C、电流最大值为0.2A，周期为0.01s
D、电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电
（3）、面积为S的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，从中性面起以角速度ω匀速转动，在t时刻线圈磁通量的瞬时值为（ B ）
A、BS B、BScosωt C、BSsinωt D、BS/sinωt
（4）、如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁感线的轴匀速转动，已知线圈在转动中产生的感应电动势最大值为 (V)，转动的角速度为ω(rad/s)。若线圈转到图示位置开始计时，那么下列四个式子中正确表达了该线圈上产生的电动势e随时间变化的函数式是（ BC ）
A、e=sinωt B、e=cosωt
C、e=sin(ωt+π/2) D、e=cos(ωt+π/2)
（5）、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图象如图所示，由图可以知道（ BD ）
A、0.01s时刻线圈处于中性面位置
B、0.01s时刻穿过线圈的磁通量为零
C、0.02s时刻穿过线圈的磁通量为零
D、0.02s时刻穿过线圈的磁通量为最大
课堂小结：本节需要掌握的有交变电流 ( http: / / www.21cnjy.com )的含义，明确两个特殊位置：中性面以及与之处置的平面，会写交变电流瞬时值的表达式，知道磁通量的变化与感应电流变化的关系。
作业：完成问题与练习
B⊥S，φ最大，各边不切割磁感应线，无感应电流——中性面
B∥S，φ=0，垂直切割，感应电流最大
B∥S，φ=0，
a（b）d（c）垂直切割，感应电流最大
B⊥S，φ最大，各边不切割磁感应线，无感应电流——中性面第四节 传感器的应用实验
教学目标：
1、知道二极管的单向导电性和发光二极管的发光特性.
2、知道晶体三极管的放大特性.
3、掌握逻辑电路的基本知识和基本应用.
4、综合实验培养动手能力，体会物理知识实际中的应用.
教学重点：
1、了解斯密特触发器的工作特点，能够分析光控电路的工作原理。
2、温度报警器的电路工作原理
教学难点：光控电路和温度报警器电路的工作原理。
教学方法：PPT课件，演示实验，讲授
教学用具：PPT课件
教学过程：
（一）引入新课
随着人们生活水平的提高，传感 ( http: / / www.21cnjy.com )器在工农业生产中的应用越来越广泛，如走廊里的声、光控开关、温度报警器、孵小鸡用的恒温箱、路灯的自动控制、银行门口的自动门等，都用到了传感器．传感器的工作离不开电子电路，传感器只是把非电学量转换成电学量，对电学量的放大，处理均是通过电子元件组成的电路来完成的．
这节课我们就来动手组装光控开关或温度报警器。
（二）新课教学
1．实验1 光控开关
实验原理及知识准备
如图所示光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻，R1的最大电阻为51 kΩ，R2为 330 kΩ，试分析其工作原理．
工作原理：白天，光强度较大，光敏电阻RG电阻 ( http: / / www.21cnjy.com )值较小，加在斯密特触发器A端的电压较低，则输出端Y输出高电平，发光二极管LED不导通；当天色暗到一定程度时，RG的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端 A的电压上升到某个值（1.6V），输出端Y突然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED导通发光（相当于路灯亮了），这样就达到了使路灯天明熄灭，天暗自动开启的目的
问题：要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些还是调小些？为什么？
分析：应该把R1的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端A电压达到某个值（如1.6V，就需要RG的阻值达到更大，即天色更暗。
问题：用白炽灯模仿路灯，为何要用到继电器？
分析：由于集成电路允许通过的电流较小，要用白炽灯泡模仿路灯，就要使用继电器来启闭工作电路．
如图所示电磁继电器工作电路，图中虚线框内即为电磁继电器，D为动触点，E为静触点．试分析电磁继电器的工作原理．
分析：当线圈 A中通电时，铁芯中产生磁场， ( http: / / www.21cnjy.com )吸引衔铁B向下运动，从而带动触点D向下与E接触，将工作电路接通，当线圈A中电流为零时，电磁铁失去磁性，衔铁B在弹簧作用下拉起，带动触点D与E分离，自动切断工作电路．
问题：说明控制电路的工作原理。
分析：天较亮时，光敏电阻RG阻值 ( http: / / www.21cnjy.com )较小，斯密特触发器输入端A电势较低，则输出端Y输出高电平，线圈中无电流，工作电路不通；天较暗时，光敏电阻RG电阻增大，斯密特触发器输入端A电势升高，当升高到一定值，输出端Y由高电平突然跳到低电平，有电流通过线圈A，电磁继电器工作，接通工作电路，使路灯自动开启；天明后，RG阻值减小，斯密特触发器输入端A电势逐渐降低，降到一定值，输出端 Y突然由低电平跳到高电平，则线圈A不再有电流，则电磁继电器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭．
2．实验2 温度报警器
上一节我们学习了火灾报警器 ( http: / / www.21cnjy.com )，它是利用烟雾对光的散射作用，使火灾发出的光引起光敏电阻的阻值变化，从而达到报警的目的．这种设计其敏感性是否值的怀疑，你想过吗？既然发生火灾时，环境温度要升高，我们能不能用温度传感器来做成火灾报警器呢？
温度报警器的工作电路，如图所示。试分析其工作原理：
（三）课堂总结、点评
本节课主要学习了以下几个问题：
作业：阅读课文，完成问题与练习
光控开关
温度报警器
传感器的应用实例第二节 描述交变电流的物理量
教学目标：
（一）知识与技能
1．理解什么是交变电流的最大值和有效值，知道它们之间的关系．
2．理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系，知道我国生产和生活用电的周期（频率）的大小．
（二）过程与方法
1、用等效的方法得出描述交变电流的有效值。
2、通过演示实验和例题分析使学生正确理解并掌握有效值、最大值的概念。
（三）情感、态度与价值观
通过对描述交变电流的物理量的学习，体会描述复杂事物的复杂性，树立科学、严谨的学习和认识事物的态度。
教学重点：交变电流的有效值．
教学难点：对交变电流有效值的理解和相关的计算．
教学方法：复习引导、启发、讲授
教学用具：白炽灯，电视机、洗衣机、电冰箱的说明书
教学过程：
（一）引入新课
（二）新课教学
1.描述交变电流变化快慢的物理量
(1)．周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间，用T表示，单位是s．
(2)．频率：1s内交变电流完成周期性变化的次数，用f表示，单位是Hz．
二者关系：
我国工农业及生活用电的周期为0.02s，频率为50Hz，电流方向每秒改变100次．
2.描述交变电流大小的物理量
（1）．峰值
峰值在实际中有一定的指导意义，所有使 ( http: / / www.21cnjy.com )用交流的用电器，其最大耐值应大于其使用的交流电压的峰值，电容器上的标称电压值是电容器两极间所允许电压的最大值．
线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时，电动势的最大值 ．
（2）．瞬时值
它是反映不同时刻交流电的大小和方向，正弦交流瞬时值表达式为：，.应当注意必须从中性面开始．
（３）．有效值
定义：使交变电流和恒定 ( http: / / www.21cnjy.com )电流通过相同阻值的电阻，如果它们在一个周期内产生的热量相等，就把这一恒定电流的电流值I与电压值U叫做这一交变电流的电流与电压的有效值．
正弦交变电流的有效值与最大值之间的关系：
任何交变电流都有有效值，但上述关系只限于正弦交变电流，对其他形式的交变电流并不适用．
交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值；交流电压表和交流电流表的示数是有效值；交变电流的数值在无特别说明时都是指有效值．
有效值与平均值不同
（４）．平均值
交变电流的平均值其数值可用 计算．
在计算交变电流通过导体产生的焦耳热，做功的电功率以及保险丝的熔断电流时，只能用交变电流的有效值．
在计算通过导体某一截面的电量时，只能用交变电流的平均值，
3.疑难辨析
交流电的电动势瞬时值和穿过线圈面积的磁通量的变化率成正比。当线圈在匀强磁场中匀速转动时，线圈磁通量也是按正弦（或余弦）规律变化的，若从中性面开始计时，t=0时，磁通量最大，φ应为余弦函数，此刻变化率为零（切线斜率为零），t=时，磁通量为零，此刻变化率最大（切线斜率最大），因此从中性面开始计时，感应电动势的瞬时表达式是正弦函数，如上图所示分别是φ=φcosωt和e=εsinωt。
4.例题
例1：有一正弦交流电源，电压有效值U=120V，频率为f=50Hz向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U0=60V，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？
解析:由正弦交流电的最大值与有效值U的关系得：Um=120V（≈168V）．交流电的瞬时表达式为U=120sin100t V．当U=U0=60V（≈84V）时，由t1=1/600s ．
画出一个周期内交流电的U-t图象如图，其中阴影部分对应的时间t1表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1．可以求得一个周期内能发光的时间：t=T-4t1=
一小时内霓虹灯发光的时间为： t=
例2：如图表示一交流电随时间而变化的图象．此交流电流的有效值是：
A. A B.5A C. 4A D.3.5A
解析:图中所给的交流电流不是正弦交流电．因此这交流电的有效值需根据有效值的定义解决．
设某一导体的电阻为R，让此交流电通过该电阻．根据焦耳定律，前半个周期（0.01S）该电流生的热量为，后半周期（0.01S）的热量则为．在一个周期内（）交变电流通过电阻R产生的热量Q=+．
设交流电的有效值为I，根据有效值的定义：==+，
则有．答案B
5.练习
（1）、某线圈在匀强磁场中转动所产生的电动势变化规律为e=εsinωt，保持其它条件不变，使该线圈的转速和匝数同时增加一倍，则此时所产生的电动势的瞬时表达式为（ Ｃ ）
A、e=2εsin2ωt B、e=2εsinωt C、e=4εsin2ωt D、e=4εsinωt
（2）、正弦交流电压的峰值为10V，周期为0.2S，将此电压接在10的电阻上，在0.05s内电阻上产生的热量（ Ｄ ）
A、可能为零 B、一定为0 .25J
C、不可能大于0.25J D、可能小于是0.25J
（3）、一交流电流的图象如图所示，由图可知（Ｃ ）
A．该交流电流即时值表达式为i＝10sin628t A
B．该交流电流的频率为50 Hz
C．该交流电流通过10Ω电阻时，电阻消耗的电功率为10W
D．用电流表测该电流其示数为10 A
（4）、一台发电机产生的电动 ( http: / / www.21cnjy.com )势的瞬时值表达式为：e = 311sin314t V，则此发电机产生的电动势的最大值为３１１V，有效值为２２０V，发电机转子的转速为５０转/秒，产生的交流电的频率为５０Hz．
课堂小结：本节讲述的描述交变电流的物理量，理解周期与频率的含义及其关系，对交变电流的四值要有清楚的认识，知道什么情况下用哪个值。
作业：完成问题与练习第一节 传感器及其工作原理
教学目标：
1.知道什么是传感器，理解各类传感器的工作原理
2.知道光敏电阻特点及作用
3.掌握热敏电阻和金属电阻的特点及区别
4.理解霍尔元件的原理及作用会用得各类元件(热敏电阻、光敏电阻、霍尔元件等)设计简单的控制电路
教学重点：认识各种常见的传感器；了解光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件的工作原理。
教学难点：光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件的工作原理
教学方法：PPT课件，演示实验，讲授
教学用具：PPT课件,光敏电阻，干簧管等
教学过程：
（一）引入新课
教师：引导学生看教材55页“勇气号”火星探 ( http: / / www.21cnjy.com )测器的彩色照片；列举生活中的一些自动控制实例，如遥控器控制电视开关、日光控制路灯的开关、声音强弱控制走廊照明灯开关等，激发学生学习兴趣，引出课题。
学生：列举自己知道的自动控制的其他实例。如当走近自动门时，门会自动打开；电梯关门，当两门靠拢到接触人体时，门又会重新自动打开等等。
演示实验：
干簧管控制电路的通断: 如图，小盒子A的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开关，但是把磁铁B放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移走，灯泡熄灭.
（演示实验1：干簧管传感器）
（演示实验1：干簧管传感器）（干簧管的实物及原理图）
学生对干簧管并不熟悉，因此才有了好奇。声光控开关在生活中很普及，所以又有亲切感
学生活动：
①当冰箱内的温度高于设定值时，制冷系统自动启动，而当温度低于设定值时，制冷系统又会自动停止。冰箱的控制，是通过温度传感器实现的。
②楼梯道的电灯，晚上，有人经过楼道时，开 ( http: / / www.21cnjy.com )关自动接通，灯就亮；白天，不管是否有人经过，开关都是断开的，灯总是不亮，这种开关用的就是声光传感器。
③为了防止火灾的发生，在宾馆房间的天花板上大多有一个小盒子，当房间失火时它能感知出现的烟雾，通过电路发出警报，这个小盒子就是烟雾传感器
（二）新课教学
1、什么是传感器
(1)．传感器是指这样一类元件 ( http: / / www.21cnjy.com )：它能够感知诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并把它们按照一定的规律转化成电压、电流等电学量，或转化为电路的通断。
(2)．传感器的作用是什么：传感器的作用是把非电学量转化为电学量或电路的通断，从而实现很方便地测量、传输、处理和控制。
为了制作传感器，需要一些元器件，下面我们就来看几个实际的例子。
2、光敏电阻
【演示实验】比较光敏电阻在不同光照条件下的电阻之不同
空穴和自由电子的形成，是由于光照和温度升高载流子获得能量
现象：光敏电阻在被光照射时电阻发生明显变化。普通电阻则不会发生变化。
问题：
（1）光敏电阻的电阻率与什么有关？
（2）光敏电阻受到光照时会发生什么变化？怎样解释？
（3）光敏电阻能够将什么量转化为什么量？
学生回答：
（1）光敏电阻的电阻率与光照强度有关。
（2）光敏电阻受到光照时电阻会变小。硫化镉是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照增强，载流子增多，导电性能变好。
（3）光敏电阻能够将光学量转化为电阻这个电学量。
3．热敏电阻和金属热电阻
1、金属导线
2、热敏电阻
问题：
（1）金属导体与半导体材料的导电性能与温度的变化关系是否相同？
（2）热敏电阻和金属热电阻各有哪些优缺点？
（3）热敏电阻和金属热电阻能够将什么量转化为什么量？
学生回答：
（1）金属导体与半导体材料的导电性能与温度的变化关系不相同。金属导体的导电性能随温度升高而降低；半导体材料的导电性能随温度升高而变好。
（2）热敏电阻灵敏度高，但化学稳定性较差，测量范围较小；金属热电阻的化学稳定性较好，测量范围较大，但灵敏度较差。
（3）热敏电阻或金属热电阻能够将热学量转化为电阻这个电学量。
问题：如图，当被测物体左右方向发生位移 ( http: / / www.21cnjy.com )时，电介质板随之在电容器两极板之间移动，如果测出了电容的变化，就能知道物体位置的变化，用什么方法可以检测电容的变化？
学生回答：电容式传感器能够把位移这个力学量转化为电容这个电学量。
其它电容传感器：电容式压力传感器、电容式位移传感器、电容式角度测试仪、电容式电解液液面升降测试器
4．霍尔元件
1879年美国物理学家霍尔观察到，在匀强磁场 ( http: / / www.21cnjy.com )中放置一个矩形截面的载流导体，当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了电势差。人们把这样的现象称为霍尔效应，所产生的电势差叫霍尔电压。人们利用霍尔效应做成了霍尔元件。
如图，霍尔元件是在一个很小的矩形半导体（例如砷化铟）薄片上，制作4个电极E、F、M、N而成。若在E、F间通入恒定的电流I，同时外加与薄片垂直的匀强磁场B，薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下发生偏转，使M、N间出现电压UH。这个电压叫霍尔电压，其决定式为。式中为薄片的厚度，为霍尔系数，它的大小与薄片的材料有关
设载流子的电荷量为q，沿电流方向定 ( http: / / www.21cnjy.com )向运动的平均速率为v，单位体积内自由移动的载流子数为n，垂直电流方向导体板的横向宽度为a，则电流的微观表达式为
①
载流子在磁场中受到的洛伦兹力
载流子在洛伦兹力作用下侧移，两个侧面出现电势差，载流子受到的电场力为
当达到稳定状态时，洛伦兹力与电场力平衡，即 ②
由①②式得 ③
式中的nq与导体的材料有关，对于确定的导体，nq是常数。令，则上式可写为
④
一个确定的霍尔元件的d、k、为定值，再保持I不变，则UH的变化就与B成正比。这样，霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转化为电压这个电学量。
课堂小结：本节讲了传感器的概念，三个电阻（光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻），一个元件（霍尔元件）
作业：整理本节知识点4霍尔元件第四节 变压器
教学目标：
（一）知识与技能
1、认识生活中的变压器
2、了解变压器的结构
3、理解变压器原、副线圈上的电压与匝数的关系
4、通过探究锻炼动手能力和处理数据的能力
（二）过程与方法
1、做好教材中“思考与讨论”的演示实验，同时进一步补充两个小实验：变压器升压和降压的效果
2、通过观察和分析，让学生明确变压器的基本结构和工作原理
3、通过实验，探究变压器电压与匝数的关系
4、总结归纳，得出结论
（三）情感态度与价值观
1、通过教师的引导及对问题探究中的相互交流、讨论，促进师生之间、生生之间的合作互动，使学生实现知识和能力的协调发展。
2、通过一定数量的科学探究，学生经历与科学研究工作相近或相似的过程，从中获取知识和技能，体验其中的乐趣和曲折，感悟科学思想，培育科学精神。
教学重点：变压器工作原理和工作规律
教学难点：变压器漏磁现象和互感原理
教学方法：启发、讨论、讲授
教学用具：可拆式变压器、学生电源、灯泡、万用表、导线若干、多媒体课件，学生变压器
教学过程：
（一）导入课题
通过实例导入为了适应不同电压的需要，要有一种能改变交流电压的设备——变压器
幻灯片出示生活中的变压器的图片，变压器由哪几部分组成？它又是怎样工作的呢？
（二）新课教学
1、变压器的结构
演示实验1：拆开可拆变压器的各组成部分， ( http: / / www.21cnjy.com )让学生观察．然后把可拆变压器的两个线圈分别与照明电源和小灯泡连接，观察到小灯泡正常发光．用投影显示出单相变压器的结构示意图及电路图，如图1所示．结合图示和实物介绍变压器各部分的名称．
图1
2、变压器的工作原理
师：变压器的工作原理是什么？当变压器的 ( http: / / www.21cnjy.com )原线圈接上交变电源后，副线圈两端为何会有电压而使灯泡发光呢？请同学们用以前所学的知识解释产生这一现象的原因和过程．
生：把交变电压加在原线圈上，原线圈 ( http: / / www.21cnjy.com )中的交变电流在铁芯中产生交变的磁通量，这个交变的磁通量不但穿过原线圈，也穿过副线圈，所以也在副线圈中激发感应电动势。如果副线圈两端连着负载，副线圈中就会产生感应电流。互感现象是变压器工作的基础。
师：这时的副线圈就可以作为电源使用，当把用电器接在副线圈两端时，副线圈电路中就出现电流．若从能的转化角度看，变压器是怎样转化和传输能量的？
生：原线圈输入的电能先转化成原副线圈中的交变磁场能，再转化成变压器副线圈输出的电能．
师：那么，为什么说铁芯是变压器 ( http: / / www.21cnjy.com )的重要组成部分？
演示实验2 使可拆变压器的铁芯由不闭合到闭合，如图2所示，接在副线圈两端的小灯泡亮度从较小到正常发光．
图2
生：若无铁芯或铁芯不闭合时， ( http: / / www.21cnjy.com )原线圈中的磁感线只有一小部分贯穿副线圈，大部分漏失在外，有了闭合铁芯，由于铁芯被磁化，绝大部分磁感线集中在铁芯内部，贯穿副线圈，大大增强了变压器传输电能的作用
师：可见，漏失的磁感线不能起到传输电能的作用．有了闭合铁芯后，漏失的磁感线大大减少，但能完全避免漏失吗？
生：不能，仍会有一小部分磁感线漏失在周围空间．
学生实验：直流电源接在原线圈两端，小灯泡还能亮吗？调节直流电压的大小呢？
3、实验探究变压器输出电压和哪些因素有关
(1)、提出问题：变压器输出电压与哪些因素有关？
(2)、猜想与假设：
①演示实验3 如图3所示，将绝缘导线逐渐绕上铁芯，小灯泡逐渐变亮；将导线逐圈拉出，小灯泡逐渐变暗．让学生观察后分析得出结论．
图3
②演示实验4、调节输入电压的大小和改变原线圈的匝数，观察小灯泡亮度的变化
猜想：变压器的输出电压U2可能与输入电压U1,与原、副线圈的匝数N1,N2有关
(3)、制定计划：
①、保持N1和U1不变，研究U2和N2的关系
②、保持N2和U1不变，研究U2和N1的关系
③、保持N1和N2不变，研究U2和U1的关系
(4)、进行实验与收集数据
次数 方法 N1 N2 U1 U2
1 控制N1 ，U1相同
2
3
4
5 控制N2 ，U1相同
6
7 控制N1 ，N2相同
8
9
10
(5)交流讨论，归纳总结：原副线圈上的电压与其匝数成正比，即Ｕ1／Ｕ2＝ｎ1／ｎ2．
4、理论上推导出理想变压器Ｕ1／Ｕ2＝ｎ1／ｎ2
①因无漏磁，通过原、副线圈的磁通量及其变化率都相等，即
Φ1＝Φ2，ΔΦ1＝ΔΦ2．
②原、副线圈产生的感应电动势分别为
1＝ｎ1（ΔΦ1／Δｔ），2＝ｎ2（ΔΦ2／Δｔ）．
③因原、副线圈没有电阻，原副线圈两端电压与电动势的关系分别为
Ｕ1＝1，Ｕ2＝2．
④由此可得出原副线圈的电压与匝数的关系为
Ｕ1／Ｕ2＝ｎ1／ｎ2．
总结：实验和理论推导得出了相同的结论，前提是无漏磁和线圈无电阻
5、引导学生思考：
什么情况下变压器可以用作升压使用？什么情况下变压器可以用作降压使用？
当ｎ1＞ｎ2时，Ｕ1＞Ｕ2，作降压变压器使用；
当ｎ1＜ｎ2时，Ｕ1＜Ｕ2，作升压变压器使用。
学生实验：体验变压器的升压和降压的原理！
课堂小结：
(1)、变压器的基本结构及其工作原理
(2)、变压器原、副线圈的匝数与电压的关系
作业：完成问题与练习第五节 电能的输送
教学目标：
(一)知识与技能
1、知道“便于远距离输送”是电能的优点之一；知道输电的过程。
2、知道什么是导线上的功率损耗和电压损耗；知道如何减小损耗。
3、理解为什么远距离输电要用高压。
4、会设计电能输送的示意图，并理解电压损耗和能量损耗的关系。
5、培养学生综合全面的分析问题和解决问题的能力。
6、培养学生实事求是的科学态度。
（二）过程与方法
1、利用研究性学习小组的调查和学生合作学习相互结合，探索物理规律。
2、利用多媒体课件与课堂演示实验相互结合，探究物理规律。
（三）情感态度与价值观
1、通过我国超导研究的介绍，激发学生的爱国热情。
2、通过对实际生活中的电能输送问题分析讨论，激发学生探索物理规律的热情。
3、通过学生对用电情况调查和计算，培养学生从身边事做起养成节约能源的好习惯。
4、体验合作探究学习的快乐，调节人际交往能力，协调能力。
教学重点：设计电能输送的示意图，并理解输电过程中的电压损耗和能量损耗的关系。
教学难点：输电过程中要保证输送功率不变，理解输电过程中的电压损耗和能量损耗的关系。
教学方法：探究、讲授、讨论、练习
教学用具：录像资料，多媒体课件。
教学过程：
(一)新课引入
1、简单说明总理的关于科学 ( http: / / www.21cnjy.com )发展与和谐社会的论述。要实现可持续发展，就是要使有限的能源发挥最大效益。
2、我国缺电现状，图片和网上新闻资料，西部地区缺电严重。你能根据所学的物理知识，从研究者的角度对电能的节约输送给几点更好的建议？
师：我国最大的发电站是三峡。三峡电站 ( http: / / www.21cnjy.com )对我们华东输送了很多的电能（图表资料）黑板画图电站至华东地区为分析后面的输电图做铺垫。
师：从三峡到华东地区遥遥数千里怎样减小输电过程中的能量损耗是值得探索的问题。
（二）新课教学
1、布置合作学习任务：请以学习小组为单位展开讨论，从减小电阻方面考虑，你有什么好的建议呢？并将你们的讨论结果写在合作学习交流卡上。
学习小组合作学习。学生在学习小组中发表意见，在组内及组与组之间互动交流。
2、学习小组讨论结果
（1）、选择较好的结果投影并分析。
（2）、提问其他同学补充分析。
学生小声议论并补充自己的意见。
3、研究小组给出的调查结果
第一小组：介绍金属电阻率知识，和我国超导的现 ( http: / / www.21cnjy.com )状调查结果。得出ρ的减小是有限的，根据交流卡上的题目，计算导线截面积S。培养学生计算能力，截面积S的计算结果为96000mm2这样粗的导线实际是不可能有的，通过计算让学生知道S的增大是有限的。
讨论第二个方案：即从减小电流方面考虑。
设疑，引导学生思索；
师：对于减小电流我有一个很好的创意说出来同学 ( http: / / www.21cnjy.com )们看行不行？如上面例题中只要将输入功率从200KW减小到2KW这样就可以使输电电流减小到原来的1/100了。这样做可以吗？
生积极参与，积极思考。师生互动讨论，请学生发表自己的见解。
4、师生互动学习
根据：P=UI（知要减小I而且P不变，则必 ( http: / / www.21cnjy.com )须升高电压U。
计算说明，如果能使输电线路中的电流减小为原来的1%则能量损耗就可以减小为原来的1/10000 。
利用多媒体课件互动，解决教学难点 ( http: / / www.21cnjy.com )。用多媒体，把电能输送的示意图，制成拼图游戏，降低难度，并使学生接受快。
请画好图的同学到前面来，组合输电原理示意图。请同学在课件上标出，输电示意图中的各部分电压关系，能量关系。
（板书）
一、输电线上的功率损失：
输电功率P 输入给用电设备的功率P ′
输电线上的功率损失△P：△P=P—P ′=I2R
减少功率损失：（1）减小输电线的电阻 （2）减小输电电流
如何减少输电线的电阻：
（1）减少材料的电阻率ρ（铝或铜，金银最好但不可行）
（2）减少输电线的长度L(不可行)
（3）增加导线的横截面积S
1. 输电导线上的功率损失分析：
（1）减小导线的电阻可减小损失功率，但有限
（2）减小输送电流可大大减小损失功率，在线路和输送功率不变时，可提高输送电压以减小输送电流
（3）在输送功率和线路一定时，线路损失功率与输送电压的二次方成反比，即：
二、输电线上的电压损失
发电厂的输送电压U 用电设备两端电压U′
输电导线电阻两端的电压△U：△U=U—U ′=IR
三、常用的几种输电模式：
1、低压输电
输电功率为100kw以下，距离为几百米以内，一般采用220V的电压输电
2、高压输电
输电功率为几千千瓦以下，距离为几十千米到几百千米，一般采用35kV或110kv的电压输电
3、超高压输电
输送功率为10万千瓦以上，距离几百千米，需采用220kv或更高的电压输电
四、远距离输电示意图
简单输送电路的计算步骤：
（1）画出供电电路图
（2）以变压器铁心为界划分各个回路，各回路可独立运用欧姆定律，分析回路中的电压，电流和功率等参数
（3）各回路间可通过变压器的电压关系和初、次级功率相同的关系相联系
例 学校有一台应急备用发电机，内 ( http: / / www.21cnjy.com )阻为r=1Ω，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻为R=4Ω，全校22个教室，每个教室用“220V，40W”的灯6盏，要求所有灯都正常发光，则：⑴发电机的输出功率多大？⑵发电机的电动势多大？⑶输电线上损耗的电功率多大？
解析 ⑴所有灯都正常工作的总功率为22×6×40=5280W，
用电器总电流为A，
输电线上的电流A，
降压变压器上：U2=4U2/=8 80V，
升压变压器的次级：=+ U2 =6×4+ 880=904V．
升压变压器的初级：U1=U1//4=226V，输入电流为I1=4I1/=24A，
因此升压变压器的输入功率P1=U1I1=5424W，
发电机的输出功率P= P1+Pr=6000 W
⑵发电机的电动势E=U1+I1r=250V
⑶输电线上损耗的电功率PR=IR2R=144W
小结
我们今天通过电能输送的学习掌握了， ( http: / / www.21cnjy.com )
1、输电的原理示意图
2、并知道了导线上的电压损失，功率损失
3、会用电压关系和能量关系分析输电问题。（注意哪里是导线电压，哪里是输出电压，哪里是输入电压）
作业 P49 问题与练习 1、2题第三节 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 ( http: / / www.21cnjy.com )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：楞次定律的理解和应用
教学难点：楞次定律的理解和应用
教学方法：教师启发讲授，学生讨论
教学用具：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）引入新课
［演示］按下图将磁铁从线圈中插入和拔出，引导学生观察现象，提出：
①为什么在线圈内有电流？
②插入和拔出磁铁时，电流方向一样吗？为什么？
③怎样才能判断感应电流的方向呢？
本节我们就来学习感应电流方向的判断方法。
（二）新课教学
演示实验
［实验目的］研究感应电流方向的判定规律。
［实验步骤］
（1）按右图连接电路，闭合开关，记录下G中流入电流方向与电流表G中指针偏转方向的关系。（如电流从左接线柱流入，指针向右偏还是向左偏 ）
（2）记下线圈绕向，将线圈和灵敏电流计构成通路。
（3）把条形磁铁N极（或 ( http: / / www.21cnjy.com )S极）向下插入线圈中，并从线圈中拔出，每次记下电流表中指针偏转方向，然后根据步骤（1）结论，判定出感应电流方向，从而可确定感应电流的磁场方向。
学生活动内容
根据实验结果，填表：
磁铁运动情况 N极下插 N极上拔 S极下插 S极上拔
磁铁产生磁场方向
线圈磁通量变化
感应电流磁场方向
通过上面的实验，同学们发现了什么
学生活动内容
当磁铁移近或插入线圈时，线圈中感应电 ( http: / / www.21cnjy.com )流的磁场方向与原磁场方向相反；当磁铁离开线圈或从线圈中拔出时，线圈中感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。
当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。
当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场阻碍磁通量增加；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场阻碍磁通量减少。
物理学家楞次概括了各种实验结果，在1834年提出了感应电流方向的判定方法，这就是楞次定律。投影打出楞次定律的内容。
感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，这就是楞次定律。
（1）“阻碍”并不是“阻止”，一字之差 ( http: / / www.21cnjy.com )，相去甚远。要知道原磁场是主动的，感应电流的磁场是被动的，原磁通仍要发生变化，感应电流的磁场只是起阻碍变化而已。
（2）楞次定律判断感应电流的方向具有普遍意义。
楞次定律符合能量守恒。从上面的实验可以发 ( http: / / www.21cnjy.com )现：感应电流在闭合电路中要消耗能量，在磁体靠近（或远离）线圈过程中，都要克服电磁力做功，克服电磁力做功的过程就是将其他形式的能转化为电能的过程。
楞次定律也符合唯物辩证法。唯物辩证法认 ( http: / / www.21cnjy.com )为：“矛盾是事物发展的动力”。电磁感应中，矛盾双方即条形磁铁的磁场（B原）和感应电流的磁场（B感），两者都处于同一线圈中，且感应电流的磁场总要阻碍原磁场的变化，形成既相互排斥又相互依赖的矛盾，在回路中对立统一，正是“阻碍”的形成产生了电磁感应现象。
2、楞次定律的应用
应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤：
（1）明确原磁场的方向。
（2）明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少。
（3）根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。
（4）利用安培定则确定感应电流的方向。
( http: / / www.21cnjy.com )
开关断开前，线圈M中的电流在线圈N中产生的磁场方向向哪？ 向下。
开关断开瞬间，线圈N中磁通量如何变化 减少。
线圈N中感应电流的磁场方向如何？ 向下（阻碍磁通量减少）。
线圈N中感应电流的方向如何？ 由下向上，整个回路是顺时针电流。
利用楞次定律判定感应电流方向的思路可以概括为以下框图。
( http: / / www.21cnjy.com )
3．右手定则
当闭合电路的一部分做切割磁感线运动时，如何应用楞次定律判定感应电流的方向？
如果磁通量的变化是由导体切割磁感线引起的，感应电流的方向可以由右手定则来判断。
右手定则的内容：
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，拇指指向导体运动的方向，其余四指指的就是感应电流的方向。
巩固练习
1．根据楞次定律知感应电流的磁场一定是 （ ）
A.阻碍引起感应电流的磁通量 B.与引起感应电流的磁场反向
C.阻碍引起感应电流的磁通量的变化
D.与引起感应电流的磁场方向相同
答案：C
2．如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd.则 （ ）
A.若线圈向右平动，其中感应电流方向是a→b→c→d
B.若线圈竖直向下平动，无感应电流产生
C.当线圈以cd边为轴转动时，其中感应电流方向是a→b→c→d
D.当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是a→b→c→d
答案：BCD
3．如图所示，一水平放置的矩形闭合线框abc ( http: / / www.21cnjy.com )d，在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，如图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，在这个过程中，线圈中感应电流 （ ）
A.沿abcd流动
B.沿dcba流动
C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动
D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动
答案：A
点评：明确N极附近磁感线的分布情况由穿过磁感线的条数判定磁通量变化,再用楞次定律分段研究
4．如图所示，两个相同的铝环套在一根光滑杆上，将一条形磁铁向左插入铝环的过程中两环的运动情况是 （ ）
A.同时向左运动，间距增大
B.同时向左运动，间距不变
C.同时向左运动，间距变小
D.同时向右运动，间距增大
答案：C
点评：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥
5．如图所示，匀强磁场垂直于圆 ( http: / / www.21cnjy.com )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.线圈中产生感应电流的方向先是abcd，后是adcb
D.线圈中无感应电流产生
答案：A
课堂小结：
应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤：
（1）明确原磁场的方向。
（2）明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少。
（3）根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。
（4）利用安培定则确定感应电流的方向。
右手定则的内容：
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，拇指指向导体运动的方向，其余四指指的就是感应电流的方向。
作业布置：1、认真阅读教材。
2、思考并完成 “问题与练习”中的题题目第三节 电感和电容对交变电流的影响
教学目标：
（一）知识与技能
1、理 ( http: / / www.21cnjy.com )解为什么电感对交变电流有阻碍作用．
2、知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小，知道感抗与哪些因素有关．
3、知道交变电流能通过电容器．知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用．
4、知道用容抗来表示电容对交变电流阻碍作用的大小，知道容抗与哪些因素有关．
（二）过程与方法
使学生理解如何建立新的物理模型而培养学生处理解决新问题能力．
（三）情感态度与价值观
1、 ( http: / / www.21cnjy.com )通过电感和电容对交流电的阻碍作用体会事物的相对性与可变性．
2、让学生充分体会通路与断路之间的辩证统一性．
3、培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度．
教学重点：交流与直流的区别
教学难点：感抗的概念及影响感抗大小的因素和容抗的概念及影响容抗大小的因素
教学方法：讲授、启发、讨论
教学用具：学生电源、灯泡、电感线圈、电容器
教学过程：
（一）引入新课：
在直流电流电路中，电压 、电流 和电阻 的关系遵从欧姆定律，在交流电路中，如果电路中只有电阻，例如白炽灯、电炉等，实验和理论分析都表明，欧姆定律仍适用．但是如果电路中包括电感、电容，情况就要复杂了．
（二）新课教学：
1、电感对交变电流的阻碍作用：
实验：把一线圈与小灯泡串联后先后接到直流电源和交流电源上，观察现象：
现象：接直流的亮些，接交流的暗些．
引导学生得出结论：接交流的电路中电流小，间接表明电感对交流有阻碍作用．
为什么电感对交流有阻碍作用？
引导学生解释原因：交流通过线圈时 ( http: / / www.21cnjy.com )，电流时刻在改变．由于线圈的自感作用，必然要产生感应电动势，阻碍电流的变化，这样就形成了对电流的阻碍作用．
电感对电流阻碍作用的大小用感抗来表示。
问：感抗的大小与那些因素有关呢？
引导学生回答自感系数大小的决定因素。
总结：感抗的大小与线圈的自感系数和交变电流的频率有关，线圈的感系数越大，电流的频率越大。电感对交变电流的阻碍作用就越大，感抗也就越大。
介绍：自感现象在各种电器设备和无线电 ( http: / / www.21cnjy.com )技术中有广泛的应用，自感线圈是交流电路中的重要原件。扼流线圈就是利用电感阻碍交流的作用制成的，有低频扼流圈和高频扼流圈
低频扼流圈
构造：线圈绕在铁心上，匝数多，电阻小
引导学生分析对比自感知识，得出低频扼流圈的作用：“通直流、阻交流”
高频扼流圈
构造：线圈绕在铁氧体上，匝数少
对比说明L铁心易磁化，L较大，铁氧体不易磁化，L较小。
作用：通低频，通直流，阻高频
2、交变电流能够通过电容器
实验：把白炽灯和电容器串联起来分别接在交流和直流电路里．
现象：接通直流电源，灯泡不亮，接通交流电源，灯泡能够发光．
结论：直流不能通过电容器．交流能通过交流电．
引导学生分析原因：直流不能通过 ( http: / / www.21cnjy.com )电容器是容易理解的，因为电容器的两个极板被绝缘介质隔开了．电容器接到交流电源时，实际上自由电荷也没有通过两极间的绝缘介质，只是由于两极板间的电压在变化，当电压升高时，电荷向电容器的极板上聚集，形成充电电流；当电压降低时，电荷离开极板，形成放电电流．电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流“通过”了电容器．
3、电容器对交变电流的阻碍作用
将电容器从电路中取下，使灯泡直接接入交流电源观察发光情况。
现象：比接的电容器时亮得多。
问：为什么？
答：电容器对交流的阻碍作用
电容器对交流阻碍作用的大小用容抗来表示。
影响容抗大小的因素：C和f
实验表明：电容器的电容越大，电流频率越大，容抗越小。
介绍：电容和电感广泛存在。
学生思考：
使用220V交流电源的电气设备和 ( http: / / www.21cnjy.com )电子仪器，金属外壳和电源之间都有良好的绝缘，但是有时候用手触摸外壳仍会感到“麻手”，用试电笔测试时，氖管发光，这是什么？
原因：与电源相连的机芯和金属外壳可以看作电容器的两个极板，电源中的交变电流能够
通过这个“电容器”．虽然这一点“漏 ( http: / / www.21cnjy.com )电”一般不会造成人身危险，只是为了在机身和外壳间真的发生漏电时确保安全，电气设备和电子仪器的金属外壳都应该接地．
电容不仅存在于成形的电容 ( http: / / www.21cnjy.com )器中，也存在于电路的导线、元件、机壳间．有时候这种电容的影响是很大的，当交变电流的频率很高时更是这样．同样，电感也不仅存在于线圈中，长距离输电线的电感和电容都很大，它们造成的电压损失常常比电阻造成的还要大．
总结：
电容：通高频，阻低频．
电感：通低频，阻高频．
课堂小结：
一、电感对交变电流有阻碍作用
电感在电路中具有“能直流，阻交流，通低频，阻高频”的性质。
感抗：表示电感对交流阻碍作用的大小，线圈的自感系数和交变电流的频率越大，感抗也就越大
二、电容器对交变电流的作用
电容器在电路中具有“隔直流，通交流，阻低频，通高频”的性质。
容抗：表示电容器对交流阻碍作用的大小。电容器的电容越大，交流频率越高，容抗就越小。
作业：完成问题与练习第七节 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
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：
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
教学用具：电机、变压器铁 ( http: / / www.21cnjy.com )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）。
教学过程：
（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 ( http: / / www.21cnjy.com )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。而铁芯中的涡流被限制在狭窄的薄片之内，回路的电阻很大，涡流大为减弱，涡流产生的热量也减少。
2、电磁阻尼
阅读教材30页上的“思考与讨论”，分组讨论，然后发表自己的见解。
导体在磁场中运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。
［演示2］电磁阻尼。
按照教材“做一做”中叙述的内容，演示电表指针在偏转过程中受到的电磁阻尼现象。
［演示3］如图所示，弹簧下端悬挂一根磁铁，将 ( http: / / www.21cnjy.com )磁铁托起到某高度后释放，磁铁能振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一固定线圈，磁铁会很快停下来。上述现象说明了什么？
当磁铁穿过固定的闭合线圈时，在闭合线圈 ( http: / / www.21cnjy.com )中会产生感应电流，感应电流的磁场会阻碍磁铁和线圈靠近或离开，也就是磁铁振动时除了空气阻力外，还有线圈的磁场力作为阻力，安培阻力相对较大，因而磁铁会很快停下来。
3、电磁驱动
［演示4］电磁驱动。
演示教材31页的演示实验。引导学生观察并解释实验现象。
磁场相对于导体运动时，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来，这种现象称为电磁驱动。
交流感应电动机就是应用电磁驱动的原理工作的。简要介绍交流感应电动机的工作过程。
（三）实例探究
【例1】如图所示是高频焊接原理示意图．线圈中 ( http: / / www.21cnjy.com )通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是（AD）
A．电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快
B．电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快
C．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小
D．工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大
巩固练习
1．如图所示，一块长方形光 ( http: / / www.21cnjy.com )滑铝板水平放在桌面上，铝板右端拼接一根与铝板等厚的条形磁铁，一质量分布均匀的闭合铝环以初速度v从板的左端沿中线向右端滚动，则（B）
A．铝环的滚动速度将越来越小
B．铝环将保持匀速滚动
C．铝环的运动将逐渐偏向条形磁铁的N极或S极
D．铝环的运动速率会改变，但运动方向将不会发生改变
2．如图所示，闭合金属环从曲面上h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速为零，摩擦不计，曲面处在图示磁场中，则（BD）
A．若是匀强磁场，环滚上的高度小于h
B．若是匀强磁场，环滚上的高度等于h
C．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于h
D．若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h
3．如图所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动，如果发现小球做减速运动，则小球的材料可能是（CD）
A．铁 B．木 C．铜 D．铝
4．如图所示，圆形金属环竖 ( http: / / www.21cnjy.com )直固定穿套在光滑水平导轨上，条形磁铁沿导轨以初速度v0向圆环运动，其轴线在圆环圆心，并与环面垂直，则磁铁在穿过环过程中，做减速运动．（选填“加速”、“匀速”或“减速”）
5．如图所示，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环在A点由静止释放向右摆至最高点B．不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（B）
A．A、B两点在同一水平线 B．A点高于B点
C．A点低于B点 D．铜环将做等幅摆动
小结：涡流的产生原理，电磁阻尼和电磁驱动的原理及以及与能量观点的结合分析。
作业：
1、认真阅读教材。
2、思考并完成“问题与练习”中的习题。
3、收集“涡流的利用和防止”方面的资料，课后交流第二节 传感器的应用（一）
教学目标：
1．了解传感器应用的一般模式
2．理解应变式力传感器的应用――电子秤的工作原理
3．理解声传感器的应用――话筒的工作原理
4．理解温度传感器的应用――电熨斗的工作原理
5．会用各类传感器（力传感器、声传感器、温度传感器等）设计简单的控制电路
教学重点：各种传感器的应用原理及结构。
教学难点：各种传感器的应用原理及结构。
教学方法：PPT课件，演示实验，讲授
教学用具：PPT课件, 电熨斗，话筒
教学过程：
（一）引入新课
教师：上节课我们学习了传感器及其工 ( http: / / www.21cnjy.com )作原理。传感器是能够感知诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并把它们按照一定的规律转化成电压、电流等电学量，或转化为电路通断的一类元件。请大家回忆一下光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件各是把什么物理量转化为电学量的元件？
学生：光敏电阻将光学量转化为电阻这个电 ( http: / / www.21cnjy.com )学量。热敏电阻将温度这个热学量转化为电阻这个电学量。霍尔元件把磁感应强度这个磁学量转化为电压这个电学量。
（二）新课教学
1．传感器应用的一般模式
2．力传感器的应用——电子秤
阅读教材，思考并回答问题：
（1）电子秤使用的测力装置是什么？它是由什么元件组成的？
（2）简述力传感器的工作原理。
（3）应变片能够把什么力学量转化为什么电学量？
应变片测力原理如图所示：
应变片能够把物体形变这个力学量转化为电压这个电学量
学生回答：
（1）力传感器，金属梁和应变片
（2）两个应变片的形变引起电阻变化致使两个应变片的电压差变化
（3）物体的形变这个力学量转换为电学量
3．声传感器的应用——话筒
阅读教材，思考并回答问题：
（1）话筒的作用是什么？
（2）说明动圈式话筒的工作原理和工作过程。
（3）说明电容式话筒的工作原理和工作过程。这种话筒的优点是什么？
（4）驻极体话筒的工作原理是什么？有何优点？
学生回答：
（1）话筒的作用是把声音信号转化为电信号。
（2）动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象。膜 ( http: / / www.21cnjy.com )片接收到声波后引起振动，连接在膜片上的线圈随着一起振动，线圈在永磁体的磁场里振动从而产生感应电流（电信号），感应电流的大小和方向都变化，振幅和频率的变化都由声波决定，这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中就发出放大的声音。
（3）电容式话筒的工作原理：利用电容器 ( http: / / www.21cnjy.com )充放电形成的充放电电流。薄金属膜M和固定电极N形成一个电容器，被直流电源充电．当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流，于是电阻R两端就输出了与声音变化规律相同的电压．优点：保真度好。
（4）驻极体话筒的原理同电容式话筒，只是其内部感受声波的是驻极体塑料薄膜．优点：体积小，重量轻，价格便宜，灵敏度高，工作电压低。
说明：驻极体话筒利用了电介质的 ( http: / / www.21cnjy.com )极化现象：将电介质放入电场中，在前后两个表面上会分别出现正电荷与负电荷的现象．某些电介质在电场中被极化后，去掉外加电场，仍然会长期保持被极化的状态，这种材料称为驻极体．
结论：不同的声波信号，荧光屏上显示的波形不同。说明话筒产生的电信号是由接收到的声波控制的。
4．温度传感器的应用——电熨斗
温度传感器是应用最广泛的传感 ( http: / / www.21cnjy.com )器之一，它能把温度的高低转变成电信号，通常是利用物体的某一物理性质随温度的变化而改变的特性制成的．电熨斗就是靠温度传感器来控制温度的。
电熨斗就装有双金属片温度传感器。这种传感器的作用是控制电路的通断。
投影：电熨斗结构图（如图所示）
思考与讨论：
（1）常温下，上、下触点应是接触的还是分离的？当温度过高时，双金属片将怎样起作用？
（2）熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度，这是如何使用调温旋钮来实现的？
学生回答：
（1）常温下，上、下触点应是接触的，但温度 ( http: / / www.21cnjy.com )过高时，由于双金属片受热膨胀系数不同，上部金属膨胀大，下部金属膨胀小，则双金属片向下弯曲，使触点分离，从而切断电源，停止加热．温度降低后，双金属片恢复原状，重新接通电路加热，这样循环进行，起到自动控制温度的作用．
（2）熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定 ( http: / / www.21cnjy.com )不同的温度，此时可通过调温旋钮调节升降螺丝，升降螺丝带动弹性钢片升降，从而改变触点接触的难易，达到控制在不同温度的目的．
课堂总结、点评
本节课主要学习了以下几个问题：
力传感器的应用——电子秤
传感器的应用 声传感器的应用——话筒
温度传感器的应用——电熨斗
力传感器是把力信号转换成电信号；声传感器是把声音信号转换为电信号，而温度传感器往往是用来进行自动控制．
作业：问题与练习
