13.3 专题 传感器研究电磁感应 教学设计 -2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

《实验：用传感器研究电磁感应》教学设计 【课标要求】 通过实验，了解电磁感应现象，了解产生感应电流的条件。知道电磁感应现象的应用及其对现代社会的影响。 【学习目标】 1． 经历感应电流产生条件的探究活动，进一步提高分析论证能力。 2． 通过模仿法拉第的实验，归纳出产生感应电流的条件。 3． 了解电磁感应现象发现的重大历史意义和电磁感应现象的广泛应用，体会科学技术对人类文明的推动作用。 【重难点】 1. 完成实验1，检测目标1； 2. 完成实验2、实验3，检测目标2； 3. 完成活动4，检测目标3。 【教学过程】 实验1：观察“摇绳” 实验，体会感应电流的产生条件。 请你观察屏幕上模拟的电流表表盘示数变化，并思考以下问题： （1） 摇晃导线为什么能发电？满足感应电流的产生条件么？ （2） 你认为东西方向和南北方向摇绳，哪种方式发电更大？（考虑地磁场的分布方向） （3） 拓展：风力发电：类似于摇绳，将机械能转化为电能 实验2：用微电流传感器观察线圈产生的感应电流，熟悉传感器的使用方法。 请你按照以下实验步骤进行实验，并思考相关问题： （1） 将微电流传感器的两条导线分别与蓝色线圈的两个接线柱相连； （2） 白色数据线一端插入到传感器后面的端口中，另一端连到电脑的数据采集器上； （3） 双击电脑桌面上的“DISLab 6.5”,然后点击“专用软件”，再点击第三列的“微弱磁通量变化时的感生电流”，出现模拟电流表表盘； （4） 点击左下角的“开始记录”，东西方向晃动翻转线圈，观察电流表表盘示数变化。 思考：相较于摇动一根导线，晃动线圈时，电流表示数增大还是减小？为什么？ 快速和慢速翻动线圈，感应电流大小有没有区别，为什么？ 实验3：模仿法拉第的实验，验证楞次定律。 请你按照以下实验步骤进行实验，并分析实验现象，验证确定感应电流方向的一般原则——楞次定律。 （1）按实物图，用导线将学生电源（接2V直流电）、小线圈和滑动变阻器连接成闭合回路； 注意：小线圈贴红纸一侧对应的接线柱接电源正极；滑片位于阻值最大处；不要打开电源开关。 （2）按实物图，将大线圈的两个接线柱分别与微电流传感器的两条导线相连，注意传感器的红色线接大线圈贴红 纸一侧对应的接线柱，组成闭合回路； （3）把大、小线圈套在一起； （4）观察两个闭合回路，哪个线圈产生原磁场？哪个线圈产生感应电流？ （5）接通电源，因为标红的接线柱接电源正极，所以线圈中电流方向为逆时针（俯视），则原磁场方向 。 （6）点击右上角关闭当前界面，再点击“通用软件”，在右侧区域选择“示波”方式，点击“开始记录”，可以观察到大线圈中产生的感应电流随时间变化的关系图像； （7）把小线圈从大线圈中拔出，观察到屏幕上有波形，说明 ，而且图像在t轴 ，说明感应电流为 ，感应电流从 线流入传感器，则此时大线圈中感应电流方向为 时针（俯视），感应电流产生的磁场方向为 ； 那么原磁场方向和感应电流磁场方向 ，而此过程中穿过大线圈的磁通量正在 。 （8）再把小线圈放回到大线圈中，观察到图像在t轴 ，说明感应电流为 ，感应电流从 线流入传感器，则此时大线圈中感应电流方向为 时针（俯视），感应电流产生的磁场方向为 ； 那么原磁场方向和感应电流磁场方向 ，而此过程中穿过大线圈的磁通量正在 。 （9）这两个实验现象是否符合楞次定律中确定感应电流的一般原则？ （10）试一试后思考：快速和慢速抽插小线圈，感应电流大小有没有区别，如何从图像上体现出来？为什么？ 活动4：阅读课本中的小故事，体会电磁感应现象的发现开辟了人类社会的电气化时代 但是能源不是取之不尽用之不竭的，在日常生活中要节能减排。 学科网（北京）股份有限公司 $$