高中物理人教版选修3-2 4.1 划时代的发现导学案含答案
文档属性
| 名称 | 高中物理人教版选修3-2 4.1 划时代的发现导学案含答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 840.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-05-17 09:39:49 | ||
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文档简介
划时代的发现
诱学·导入·点拨
材料：公元1820年，物理学史上发生了一件具有划时代意义的大事。丹麦的物理学家奥斯特在一次讲学中，他偶然发现了他一直惦记着的电与磁联系的现象。这个现象使他振奋，随后他便通过实验证明了“电生磁”。这一事实震惊了科学界，他的思维和实践突破人类对电与磁认识的局限性，向当时的世人证明了物理学并不是各种自然现象之间零散罗列，各种自然现象之间是存在着相互联系和相互转化的。?
问题：假如你也处在那个时代，对奥斯特的这一惊人发现会作怎样的思考呢？?
导入点拨：很多自然规律都体现出和谐的对称美，电和磁也应当如此。既然电流能在其周围产生磁的效应，那么，磁体周围也应该产生电的效应，即磁也可生电，如果真是如此是否需要条件？这正是物理学发展史上很多物理学家曾经思考和探索过的问题。
知识·巧学·升华
一、奥斯特梦圆“电生磁”?
1.电流的磁效应?
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现载流导体能使小磁针偏转，这种作用称为电流磁效应。?
2.电流磁效应发现的意义?
（1）磁效应的发现证实了电和磁存在着必然的联系，突破了人类对电与磁认识的局限性，掀起了一场研究电与磁关系的革命。?
（2）在奥斯特电流磁效应的影响下，法国物理学家安培研究了不同形状的电流产生的磁场，提出了判断电流产生磁场的右手螺旋定则，并提出了著名的“分子电流假说”，揭示了磁铁和电流的磁场一样，都是由电荷运动产生的。
疑点突破分子电流假说从另一侧面证实了电磁的联系和统一。?
二、法拉第心系“磁生电”?
1.磁生电是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。
深化升华磁生电的本质是磁场的变化和导体与磁场的相对运动。
2.引起电流的原因概括为五类：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁场、在磁场中运动的导体。
3.电磁感应现象?
（1）定义：磁生电的现象叫做电磁感应现象。?
（2）感应电流：在电磁感应现象中产生的电流叫做感应电流。
深化升华电磁感应实质上是其他形式的能转化为电能的过程。
（3）电磁感应发现的意义?
①电磁感应的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生；?
②电磁感应的发现使人们找到了磁生电的条件，开辟了人类的电器化时代。
拓展延伸电磁感应现象的发现，推动了经济和社会的发展，也体现了自然规律的和谐的对称美。
问题·思路·探究
问题1．我们受到静电感应和磁感应（磁化）的启发，由于奥斯特实验成功证实了电可以生磁，因此磁也一定能够生电，只要磁场足够强，就一定能感应出电流。你认为这种说法正确吗？
思路:电和磁有着必然的联系，电能生磁，磁也一定能够生电，但磁生电是有条件的。只有变化的磁场或相对位置的变化才能产生感应电流。磁生电表现为磁场的“变化”和“运动”。也可设计实验探究产生电磁感应现象的条件。?
探究：引起电流的原因概括为五类：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。它们的实质都是磁场的强弱发生变化或磁场的相对位置发生变化，即产生电磁感应现象是有条件的。静止的磁场，由于其强弱和位置都不变，所以都不会产生电磁感应现象。这种用不变的磁作用产生稳定电流的企图正是历史上许多物理学家遭受挫折和失败的原因。因此只要磁场足够强，就一定能感应出电流的说法是错误的。
问题2．法拉第实验表明：在闭合和断开电源时，都会由于电流的变化而产生感应电流，因此这个实验是“电流感应电流”而不是“磁生电”。你的看法如何？?
思路:电流的变化会引起周围的磁场发生变化，而磁场的变化又会引起电磁感应现象。
探究：变化的电流与产生的感应电流是通过其周围的磁场作为纽带联系在一起的。电流的变化会引起周围的磁场发生变化，变化的磁场又会产生电磁感应现象。因此电流感应电流只是一种表面现象，而不是问题的实质，从根本上讲还是磁生电。因此抓问题的实质是进行科学探究的基本方法，绝不能只看现象而忽视了规律的内在联系。
典题·热题·新题
例1．电流的磁效应使人们发明了电磁铁，电磁铁的应用非常广泛，请举例说明电磁铁在技术中的应用。?
思路解析：本题考查的是电磁铁在生活中的应用，注意观察生活，可以拆开身边的一些用旧了的小电器。一方面锻炼了自己的动手能力，另一方面也培养了自己对科学探究的兴趣。
答案：电磁继电器、电动机、扬声器、录音机磁头、录像机磁鼓、电磁铁起重机等等。
深化升华电磁铁的实质是电流的磁效应，电流的通断可以控制磁性的有无，电流的大小可以控制磁性的强弱，其应用主要体现在控制电路中。
例2．图为模拟法拉第实验示意图，根据电磁感应现象是一种在变化、运动中才能出现的效应，试分析或亲自实验在何种情况下电阻中有感应电流流过。?
思路解析：本题是法拉第实验的一个模拟，主要是体验科学探究的过程。只有在开关接通或断开时，才会引起磁场的变化。而磁场的变化又会使右边的闭合回路产生感应电流。?
答案：在开关S断开的瞬间或开关S闭合的瞬间，电阻中才有感应电流产生。
方法归纳只有在磁场变化或发生位置变化时，才会产生电磁感应现象。
例3．磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量。如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由1平移到2，第二次将线框绕cd边翻转到2，分析是否会产生电磁感应现象。??
思路解析：本题主要考查对电磁感应现象的理解。第一次将线框由1平移到2，线框所在处的磁场发生变化，所以会产生电磁感应现象。第二次将线框绕cd边翻转到2，在翻转过程中线框相对磁场的位置发生了变化，因此也会发生电磁感应现象。?
答案：都会发生电磁感应现象。
方法归纳根据导体与磁场的相对位置是否变化判断电磁感应现象也是一种常用的方法。
诱学·导入·点拨
材料：公元1820年，物理学史上发生了一件具有划时代意义的大事。丹麦的物理学家奥斯特在一次讲学中，他偶然发现了他一直惦记着的电与磁联系的现象。这个现象使他振奋，随后他便通过实验证明了“电生磁”。这一事实震惊了科学界，他的思维和实践突破人类对电与磁认识的局限性，向当时的世人证明了物理学并不是各种自然现象之间零散罗列，各种自然现象之间是存在着相互联系和相互转化的。?
问题：假如你也处在那个时代，对奥斯特的这一惊人发现会作怎样的思考呢？?
导入点拨：很多自然规律都体现出和谐的对称美，电和磁也应当如此。既然电流能在其周围产生磁的效应，那么，磁体周围也应该产生电的效应，即磁也可生电，如果真是如此是否需要条件？这正是物理学发展史上很多物理学家曾经思考和探索过的问题。
知识·巧学·升华
一、奥斯特梦圆“电生磁”?
1.电流的磁效应?
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现载流导体能使小磁针偏转，这种作用称为电流磁效应。?
2.电流磁效应发现的意义?
（1）磁效应的发现证实了电和磁存在着必然的联系，突破了人类对电与磁认识的局限性，掀起了一场研究电与磁关系的革命。?
（2）在奥斯特电流磁效应的影响下，法国物理学家安培研究了不同形状的电流产生的磁场，提出了判断电流产生磁场的右手螺旋定则，并提出了著名的“分子电流假说”，揭示了磁铁和电流的磁场一样，都是由电荷运动产生的。
疑点突破分子电流假说从另一侧面证实了电磁的联系和统一。?
二、法拉第心系“磁生电”?
1.磁生电是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。
深化升华磁生电的本质是磁场的变化和导体与磁场的相对运动。
2.引起电流的原因概括为五类：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁场、在磁场中运动的导体。
3.电磁感应现象?
（1）定义：磁生电的现象叫做电磁感应现象。?
（2）感应电流：在电磁感应现象中产生的电流叫做感应电流。
深化升华电磁感应实质上是其他形式的能转化为电能的过程。
（3）电磁感应发现的意义?
①电磁感应的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生；?
②电磁感应的发现使人们找到了磁生电的条件，开辟了人类的电器化时代。
拓展延伸电磁感应现象的发现，推动了经济和社会的发展，也体现了自然规律的和谐的对称美。
问题·思路·探究
问题1．我们受到静电感应和磁感应（磁化）的启发，由于奥斯特实验成功证实了电可以生磁，因此磁也一定能够生电，只要磁场足够强，就一定能感应出电流。你认为这种说法正确吗？
思路:电和磁有着必然的联系，电能生磁，磁也一定能够生电，但磁生电是有条件的。只有变化的磁场或相对位置的变化才能产生感应电流。磁生电表现为磁场的“变化”和“运动”。也可设计实验探究产生电磁感应现象的条件。?
探究：引起电流的原因概括为五类：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。它们的实质都是磁场的强弱发生变化或磁场的相对位置发生变化，即产生电磁感应现象是有条件的。静止的磁场，由于其强弱和位置都不变，所以都不会产生电磁感应现象。这种用不变的磁作用产生稳定电流的企图正是历史上许多物理学家遭受挫折和失败的原因。因此只要磁场足够强，就一定能感应出电流的说法是错误的。
问题2．法拉第实验表明：在闭合和断开电源时，都会由于电流的变化而产生感应电流，因此这个实验是“电流感应电流”而不是“磁生电”。你的看法如何？?
思路:电流的变化会引起周围的磁场发生变化，而磁场的变化又会引起电磁感应现象。
探究：变化的电流与产生的感应电流是通过其周围的磁场作为纽带联系在一起的。电流的变化会引起周围的磁场发生变化，变化的磁场又会产生电磁感应现象。因此电流感应电流只是一种表面现象，而不是问题的实质，从根本上讲还是磁生电。因此抓问题的实质是进行科学探究的基本方法，绝不能只看现象而忽视了规律的内在联系。
典题·热题·新题
例1．电流的磁效应使人们发明了电磁铁，电磁铁的应用非常广泛，请举例说明电磁铁在技术中的应用。?
思路解析：本题考查的是电磁铁在生活中的应用，注意观察生活，可以拆开身边的一些用旧了的小电器。一方面锻炼了自己的动手能力，另一方面也培养了自己对科学探究的兴趣。
答案：电磁继电器、电动机、扬声器、录音机磁头、录像机磁鼓、电磁铁起重机等等。
深化升华电磁铁的实质是电流的磁效应，电流的通断可以控制磁性的有无，电流的大小可以控制磁性的强弱，其应用主要体现在控制电路中。
例2．图为模拟法拉第实验示意图，根据电磁感应现象是一种在变化、运动中才能出现的效应，试分析或亲自实验在何种情况下电阻中有感应电流流过。?
思路解析：本题是法拉第实验的一个模拟，主要是体验科学探究的过程。只有在开关接通或断开时，才会引起磁场的变化。而磁场的变化又会使右边的闭合回路产生感应电流。?
答案：在开关S断开的瞬间或开关S闭合的瞬间，电阻中才有感应电流产生。
方法归纳只有在磁场变化或发生位置变化时，才会产生电磁感应现象。
例3．磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量。如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由1平移到2，第二次将线框绕cd边翻转到2，分析是否会产生电磁感应现象。??
思路解析：本题主要考查对电磁感应现象的理解。第一次将线框由1平移到2，线框所在处的磁场发生变化，所以会产生电磁感应现象。第二次将线框绕cd边翻转到2，在翻转过程中线框相对磁场的位置发生了变化，因此也会发生电磁感应现象。?
答案：都会发生电磁感应现象。
方法归纳根据导体与磁场的相对位置是否变化判断电磁感应现象也是一种常用的方法。