电磁感应与电路
第一课时、电路分析
编写 何发东 邓峻峰 审稿 何发东
预习案
一、 基础知识回顾
1、部分电路欧姆定律 (1).定律的内容： 导体中的电流I 跟导体 电压 成正比，跟导体的 电阻 成反比.，公式表示为I
(2)定律的适用条件：
①金属导电和电解液导电；②纯电阻； ③电阻保持恒定。 (3)欧姆定律不适用的几种情况： ①电流I 跟导体两端电压U 不成正比，但仍满足I A.纯电阻金属导 电，电阻因温度变化而变化；B.半导体元件. ②电流I 跟导体两端电压U 不成正比，且不再满足I A.金属导电，但为非纯 电阻(如电动机)；B.气体导电. 2、闭合电路欧姆定律
(1).内容：通过闭合电路的电流，跟 电源电动势 成正比，跟 整个电路的电阻 成反比。 (2)电源路端电压U 与电流I 的关系式： U ＝E －Ir 。 3、电功和电热的关系
(1)纯电阻电路：电流通过纯电阻电路时，它所消耗的电能全部转化为内能，如电炉、 烙铁、白炽灯等。所以在纯电阻电路中，电能全部转化为内能.电功和电热相等，即W ＝
＝Pt ＝ UIt ＝ I 2Rt ＝ U 2/Rt 。电功率和热功率相等，即P ＝P 热＝ UI ＝ I 2R = U 2/R 。 .
(2).非纯电阻电路：电路中含有电动机、电解槽等.在非纯电阻电路中消耗的电能除转化 内能外，还转化成机械能(如电动机)和化学能(如电解槽)。
在非纯电阻电路中：电功大于电热，W >Q ，即UIt >I 2Rt ；电功率大于热功率，即UI >I 2R 在计算电功和电热时只能用各自的定义式.
电功W ＝ UIt 电功率P ＝ UI ； 电热Q ＝ I 2Rt 热功率P 热＝ I 2R 。
4、电源的输出功率随外电阻的变化规律电源的输出功率为P 出=
222
22()()4E E R
I R R R r R r Rr ===
+-+ 。当R ＝r 时，P
出
有最大值，即P 出m ＝ 2
4E r .P 出与外电阻R 的这种函数关系可用如图所示的图象定性地表
示.由图象还可知，对应于电源的非最大输出功率P 可以有两个不同的外电阻R 1和R 2，满足R 1R 2＝r 2.当R
二、预习题
1.导体的电阻式导体本身的一种性质，对于同种材料的导体下列表示正确的是（ AD ） A 横截面积一定，电阻与导体的长度成正比 B 长度一定，电阻与导体的横截面积成正比 C 电压一定，电阻与通过导体的电流成正比 D 电阻一定，电流与导体两端的电压成正比
2.关于电源电动势和电压，以下说法正确的是( AB )
A.在某电路中每通过20 C 的电荷量，电池提供的电能是30 J ，那么这个电池的电动势是1.5 V
B.电源内，电源把其他形式的能转化为电能越多，其电源电动势一定越大
C.电动势就是电源两极间的电压
D.电动势公式E ＝W q 中的“W ”和电压公式U ＝W q
中的“W ”是一样的，都是电场力做功 3.将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d 、U 、E 和Q 表示。下列说法正确的是( AD )
A ．保持U 不变，将d 变为原来的两倍，则E 变为原来的一半
B ．保持E 不变，将d 变为原来的一半，则U 变为原来的两倍
C ．保持d 不变，将Q 变为原来的两倍，则U 变为原来的一半
D ．保持d 不变，将Q 变为原来的一半，则
E 变为原来的一半
4．电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在 测电源电动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中U 为
路端电压，I 为干路电流，a 、b 为图线上的两点，相应状态下电源的 效率分别为ηa 、ηb .由图可知ηa 、ηb 的值分别为( D ) A ．
34、14 B ．13、23 C ．12、12 D ．23、13
教学案
典例分析
例1.如图所示，电流表是完好的，合上开关S后，发现电流表的示数为零，在不拆开电路的前提下，通过电压表测量各连接点间的电压值，可判断故障原因.电压表测量数据为Uab＝Ucd ＝0，Ubc≠0，则该电路的故障原因可能是( )
A.R1断路
B.R2断路
C.R3断路
D.R1、R2、R3均断路
【分析与解答】由电流表的示数为零可知，电路一定有某处断
路.由U ab＝0可知，断点可能为R2或R3；由U cd＝0可知，断点可能为R1或R2；而U bc≠0，说明R1、R3均不可能断开，故断路处一定是R2，所以正确答案为B.
例2.如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P从最高端向下滑动时，
(A)电压表V读数先变大后变小，电流表A读数变大
(B)电压表V读数先变小后变大，电流表A读数变小
(C)电压表V读数先变大后变小，电流表A读数先变小后变大
(D)电压表V读数先变小后变大，电流表A读数先变大后变小
例3.如图所示电路，电源电动势E＝18V，内阻r＝1Ω，相距d＝2cm的两平行金属板水平放置，当变阻器R2的滑动片恰好滑动到中点时，一带电荷量q＝－1×10－7C的液滴恰好静止在电容两极板正中点，此时电流表的读数为2A.已知定值电阻R1＝2Ω，求：
(1)滑动变阻器的最大阻值；
(2)带电液滴的质量；
(3)当把滑动变阻器的滑片P速移到c点后，液滴到达金属板
时的动能为多少？
(1)当P在R2的中点时，由全电路欧姆定律，有
所以R 2＝12Ω.
(2)因为路端电压U ＝E －Ir ＝18V －2×1V ＝16V ，所以A 、B 间的电场强度
(3)当把滑动变阻器的滑动片P 速移到c 点后.
所以液滴将向上极板A 移动.由动能定理，有
例4. 三只灯泡L 1、L 2和L 3的额定电压分别为1.5V 、1.5V 和2.5V ，它们的额定电流都为0.3A 。若将它们连接成右图1、图2所示电路，且灯泡都正常发光。 （1）试求图1电路的总电流和电阻R 2消耗的电功率； （2）分别计算两电路电源提供的电功率，并说明哪个电路更节能。
22
118
2A 21
22
E I R R R r =
==++++，27616
V/m ,210
80010/kg 810kg;
10U E Eq mg d m Eq g ---===??===?，又因为所以121218
()(212)
2121
16.8V 16V
E U R R R R r '=
+=?+++++=＞2
72812221110()(16.816)J=410J.
2
22A
A U d q mg mv q mv U U --'-=?'=-=-
?
比题图1的电路更节能。
【点评】灯泡正常发光、用电器正常工作隐含电器两端的电压等于额定电压，电器中通过的电流等于额定电流，电器消耗的电功率等于额定功率
练习案
基础巩固题
1．当电阻两端加上某一稳定电压时，通过该电阻的电荷量为0.3C，消耗的电能为0.9J。为在相同时间内使0.6C的电荷量通过该电阻，在其两端需加的电压和消耗的电能分别是（）
（A）3V，1.8J （B）3V，3.6J
（C）6V，l.8J （D）6V，
3.6J
2一个T型电路如图所示，电路中的电阻R1＝10 Ω，R2＝120 Ω，R3＝40 Ω．另有一测试电源，电动势为100 V，内阻忽略不计．则
A．当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40 ΩB．当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40 Ω
c d
C ．当ab 两端接通测试电源时，cd 两端的电压为80 V
D ．当cd 两端接通测试电源时，ab 两端的电压为80 V
解析： 本题考查电路的串并联知识。当cd 端短路时，R 2与R 3并联电阻为30Ω后与R 1串 联，ab 间等效电阻为40Ω，A 对；若ab 端短路时，R 1与R 2并联电阻为8Ω后与R 3串联，
cd 间等效电阻为128Ω，B 错；但ab 两端接通测试电源时，电阻R 2未接入电路，cd 两端的
电压即为R 3的电压，为U cd = 40
50×100V=80V，C 对；但cd 两端接通测试电源时，电阻R 1未
接入电路，ab 两端电压即为R 3的电压，为U ab =40
160×100V=25V，D 错。
3.用电压表检查图3电路中的故障，测得U ad =5.0V, U cd =0V, U bc =0V, U ab =5.0V, 则此故障可能是（ ）
A.L 断路
B.R 断路
C.R′ 断路
D.S 断路
解析：由测得U ad =5.0V 和U ab =5.0V 可知, 电键S 、灯泡L 、电阻R′ 均为通路，由U cd =0V, U bc =0V 可知电路为断路故障（电路中无电流），所以故障可能是R 断路，正确选项为B.
4．如图所示，电动势为E 、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接。只合上开关S 1，三个灯泡都能正常工作。如果再合上S 2，则下列表述正确的是
A ．电源输出功率减小
B ．L 1上消耗的功率增大
C ．通过R 1上的电流增大
D ．通过R 3上的电流增大
5.如图4所示，将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环，接入电路中，电路与圆环的O点固定，P为与圆环良好接触的滑动头．闭合开关S，在滑动头P缓
慢地由m点经n点移到q点的过程中，电容器C所带的电荷量将( )
A．由小变大 B．由大变小
C．先变小后变大 D．先变大后变小
答案：C
6在如图所示的闪光灯电路中，电源的电动势为E，电容器的电容为C。当闪光灯两端电压达到击穿电压U时，闪光灯才有电流通过并发光，正常工作时，闪光灯周期性短暂闪光，则可以判定
A．电源的电动势E一定小于击穿电压U
B．电容器所带的最大电荷量一定为CE
C．闪光灯闪光时，电容器所带的电荷量一定增大
D．在一个闪光周期内，通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等
7.在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示．下列比值正确的是
A．U1/I不变，ΔU1/ΔI不变．
B．U2/I变大，ΔU2/ΔI变大．
C．U2/I变大，ΔU2/ΔI不变．
D ．U 3/I 变大，ΔU 3/ΔI 不变．
答案：ACD 【解析】 当滑动变阻器的滑动触头P 向下滑动时，R 2接入电路部分阻值增大，由欧姆定律可知R 1=U 1/I =ΔU 1/ΔI ，因R 1为定值电阻，所以U 1/I 不变，ΔU 1/ΔI 不变选项A 正确； U 2/I= R 2的阻值，所以变大；U 3/I 等于外电路的总阻值，所以变大；由E= U 3 +U
内
可知，ΔU 3/ΔI=ΔU 内/ΔI 等于电源内阻不变；ΔU 2/ΔI 等于除R 2以外的其它部分电阻之和，所以ΔU 2/ΔI 不变。综上所述可知，正确选项为ACD 。
能力提升题
8：图示电路中，R 1＝12Ω，R 2＝6Ω，滑动变阻器R 3上标有“20Ω，2A”字样，理想电压表的量程有0-3V 和0-15V 两档，理想电流表的量程有0-0.6A 和0-3A 两档。闭合电键S ，将滑片P 从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为2.5V 和0.3A ；继续向右移动滑片P 到另一位置，电压表指针指在满偏的1/3，电流表指针
指在满偏的1/4，则此时电流表示数为__________A ，该电源的电动势为__________V 。
9右图中图线①表示某电池组的输出电压一电流关系，图线②表示其输出功率一电流关系．该电池组的内阻为＿＿＿＿＿Ω．当电池组的输出功率为120W 时，电池组的输出电压是＿＿＿＿＿V ．
答案：5 30
解析：由电池组的输出电压一电流关
系可知，该电池组的内阻为5Ω．由输出功率一电流关系图线可知，当电池组的输出功率为120W 时，输出电流为4A ，对应电池组的输出电压是30V ．
10两个额定电压为220V 的白炽灯L 1和L 2的U —I 特性曲线如图所示。.L 2的额定功率约为 W ；现将L 1和L 2串联后接在220V 的电源上，电源内阻忽略不计.此时L 2的实际功率约为
W.
11.在如图所示的电路中，电源的电动势E =3.0V ，内阻r =1.0Ω；电阻R 1=10Ω，R 2=10Ω，
R 3=30Ω，R 4=35Ω；电容器的电容C =100μF 。电容器原来
不带电。求接通电键K 后流过R 4=的总电量。 解析：闭合电路的总电阻为R =
()123123
R R R R R R ++++r ，
12.如图所示的电路中，电源电动势E =6.00V ，其内阻可忽略不计．电阻的阻值分别为
R 1=2.4k Ω、R 2=4.8k Ω，电容器的电容C =4.7μF ．闭合开关S ，待电流稳定后，用电压
表测R 1两端的电压，其稳定值为1.50V ．
R 2 3
E
（1）该电压表的内阻为多大?
（2）由于电压表的接入，电容器的带电量变化了多少?
【解析】：(1)设电压表的内阻为r R ，测得1R 两端的电压为1U ，1R 与
r R 并联后的总电阻为R ，则有
v
R R R 1
111+
= ①
由以上各式解得 1112R E Q C U R R ??
?=-
?+??
带入数据，可得 6
2.3510C Q -?=?
第二课时、电学实验（一）
编写何发东邓峻峰审稿何发东
预习案
一、基础知识回顾
测量仪器的读数方法：
1需要估读的测量仪器：在常用的测量仪器中，刻度尺、螺旋测微器、电流表、电压表、天平、弹簧秤等读数时都需要估读.因为最终的读数要以有效数字的形式给出，而有效数字的最后一位数字为估计数字，在实际操作中，究竟估读到哪一位数字，应由测量仪器的精度(即最小分度值)和实验误差要求两个因素共同决定.
根据仪器的最小分度可以分别采用1/2、1/5、1/10的估读方法，一般：
最小分度是2的，(包括0.2、0.02等)，采用1/2估读，如安培表0～0.6A挡；
最小分度是5的，(包括0.5、0.05等)，采用1/5估读，如安培表0～15V挡；
最小分度是1的，(包括0.1、0.01等)，采用1/10估读，如刻度尺、螺旋测微器、安培表0～3A挡、电压表0～3V挡等，测量精度要求不高或仪器精度不够高时，可采用1/2估读. 2不需要估读的测量仪器：游标卡尺、秒表、电阻箱在读数时不需要估读；欧姆表刻度不均匀，可以不估读或按半刻度估读.
(1)游标卡尺的读数：游标卡尺的测量值由主尺读数和游标尺读数两部分组成.按照游标的精度不同可分为三种：(a)10等分游标，其精度为0.1mm；(b)20等分游标，其精度为0.05mm；
(c)50等分游标，精度为0.02mm.游标卡尺的读数方法是：以游标零刻度线为准在主尺上读出整毫米数L1，再看游标尺上哪条刻度线与主尺上某刻度线对齐，由游标上读出毫米以下的小数L2，则总的读数为：L1＋L2.
(2)机械秒表的读数：机械秒表的长针是秒针，转一周是30s.因为机械表采用的齿轮传动，指针不可能停留在两小格之间；所以不能估读出比0.1s更短的时间.位于秒表上部中间的小圆圈里面的短针是分针，分针走一周是15min，每小格为0.5min.秒表的读数方法是：t ＝短针读数(t1)＋长针读数(t2).
(3)电阻箱：能直接在面版上读出接入电阻值大小的变阻器.读数方法是：各旋扭对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数，它们之和就是电阻箱接入电路的阻值.使用电阻箱时要特别注意通过的电流不能超过其允许的最大电流值.
二、预习题
1在通用技术课上，某小组在组装潜艇模型时，需要一枚截面为外方内圆的小螺母，如图所示.现需要精确测量小螺母的内径，可选用的仪器有：
A.50等分的游标卡尺
B.螺旋测微器
(1)在所提供的仪器中应选用 A .
(2)在测量过程中，某同学在小螺母中空部分360°范围内选取不同的位
置进行多次测量取平均值的目的是减少误差。
2.(1)在测定金属的电阻率实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图1所示，读数为0.617 mm.
(2)在用单摆测定重力加速度实验中，用游标为20分度的游标卡尺测量摆球的直径，示数如图2所示，读数为0.675cm.
3如图所示，甲为电流表的表盘，乙为电压表的表盘，分别按大小量程读数，正确的是( AC )
A.0.70A0.14A
B.0.73A0.146A
C.11.4V 2.28V
D.12.8V 2.28V
4. 多用电表是实验室和日常实验中常用的仪器之一，它具有测量电压、电流和电阻等多种测量功能，如图所示，是多用电表的内部电路图，在进行电阻的测量时，应将单刀多掷开关S拨到 3 或4的位置；若测量电压时只有50V和250V的两个量程，测量时需250V 的量程，应将开关S拨到的6位置；若测量电流时只有25mA和100mA两个量程，测量时需100mA的量程，应将开关S拨到1的位置..
教学案
典例分析
例1用如图所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T.请根据下列步骤
完成电阻测量：
①旋动部件S ，使指针对
准电流的“0”刻线.
②将K旋转到电阻挡“×100”的
位置.
③将插入“＋”、“－”插孔的表
笔短接，旋动部件T ，使指针对准电阻的0 (填
“0刻线”或“∞刻线”).
④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小.
为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理
的步骤，并按的顺序进行操作，再完成读数测
量.（ADC ）
A.将K旋转到电阻挡“×1k”的位置
B.将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C.将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D.将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准
【分析与解答】注意欧姆挡中指针从左向右偏转.指针偏角过小说明量程选择过小.
例2.一直流电压表，量程为1 V，内阻为1 000Ω,现将一阻
值为5000~7000Ω之间的固定电阻R1与此电压表串联，以扩大
电压表的量程.为求得扩大后量程的准确值，再给定一直流电
源（电动势E为6~7 V，内阻可忽略不计），一阻值R2=2000Ω
的固定电阻，两个单刀开关S1、S2及若干线.
（1）为达到上述目的，将答题卡上对应的图连成一个完整的
实验电路图.
（2）连线完成以后，当S 1与S 2均闭合时，电压表的示数为0.90 V ；当S 1闭合，S 2断开时，电压表的示数为0.70 V ，由此可以计算出改装后电压表的量程为 V ，电源电动势为
V.
例3.一毫安表头
满偏电流为9.90 mA ，内阻约为300 Ω．要求将此毫安表头改装成量程
为1 A 的电流表，其电路原理如图所示．图中○A 是量程为2 A 的标准电流表，R 0为电阻箱，R 为滑动变阻器，S 为开关，E 为电源． ?完善下列实验步骤：
①将虚线框内的实物图按电路原理图连线；
②将滑动变阻器的滑动头调至 端（填“a ”或“b ”），电阻箱R 0的阻值调至零； ③合上开关；
④调节滑动变阻器的滑动头，增大回路中的电流，
使标准电流表读数为1 A ；
⑤调节电阻箱R 0的阻值，使毫安表指针接近满偏，此时标准电流表的读数会 （填“增大”、“减小”或“不变”）；
⑥多次重复步骤④⑤，直至标准电流表的读数
为 ，同时毫安表指针满偏． ?回答下列问题：
①在完成全部实验步骤后，电阻箱使用阻值的读数为3.1
Ω，由此可知毫安表头的内阻为 ．
②用改装成的电流表测量某一电路中的电流，电流表指针半偏，此时流过电阻箱的电流为 A ．
③对于按照以上步骤改装后的电流表，写出一个可能影响它的准确程度的因素： 。
A mA ＋
－R 0 S E
（2）毫安表满偏时，通过电阻箱R 0
的电流为I-Ig ，毫安表头的内阻为rg=()g
g
I I I - R 0
=310Ω。
改装成量程为1 A 的电流表，为毫安表并联一个3.1Ω的电阻。电流表指针半偏时，总电流0.5A ，流过毫安表的电流为
1
2
×9.90 mA=4.95 mA ，此时流过电阻箱的电流为500mA-4.95 mA=495 mA=0.495A 。
例4某同学利用如下图所示的电路，研究加在标有“3.8V ,0.3A”的小电珠两端的电压和通过它的电流的关系，得到如下表所示的数据.
由这些数据：
(1)描绘出小电珠的U －I 曲线；
(2)比较U 1＝1.0V 和U 2＝3.0V 时小电珠的电阻大小，并说明其不同的原因；
(3)小电珠两端的电压从零变化到额定电压时，小电珠的最大电阻是多少？最大电功率是多少？
(4)通过小电珠的电流等于零时，这个小电珠的电阻是多少？ 【分析与解答】 (1)见图.
电压变大，电流变大，热功率也变大，温度升高，电阻变大.
(4)由图线可知，电流很小时，是一条直线，电阻看作不变，
12 1.00
(2) 6.250.160
3.0010.90.274
R R =Ω=Ω
=Ω=Ω
max max
3.80
(3)12.30.31
3.800.310W=1.178W
U R I P UI ==Ω=Ω==?0.20020.100
U R I
==Ω=Ω
练习案
基础巩固题
1.用游标卡尺测一金属管的内径和外径时，分别如图(a)(b)所示，则这根金属管的内径读数是
2.150 cm，外径读数是 4.290 cm，管壁的厚度是 1.070 cm.
2.如图所示，螺旋测微器的读数为 1.315 mm，秒表的读数为 104.6 s.
3.如图所示为一只两用电表的原理图，下列说法正确的是( CD )
A.只合上S1可作电流表
B.只合上S3可作电流表
C.只合上S3可作电压表
D.合上S1和S2可作电流表
4.(1)用多用表的欧姆挡测量阻值约为几十kΩ的电阻R，以下给出的是可能的操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆挡调零旋钮，把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上 c a b e .
a.将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，断开两表笔
b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出RX的阻值后，断开两表笔
c.旋转S使其尖端对准欧姆挡×1k
d.旋转S使其尖端对准欧姆挡×100
e.旋转S使其尖端对准交流500V挡，并拔出两表笔
根据图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为 30kΩ .
5.如图所示为多用表的刻度盘，若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，则：
(1)所测电阻的阻值为1300 Ω，如果用此多用表测量一个阻值为2.0×104Ω的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是×1k (选“×10”、“×100”、“×1k”).
(2)用此多用表进行测量，当量程分别选用“50mA”和“250mA”的电流挡先后测量电流时，表针如图所示，则所测电流分别为27.0 mA，135 mA.
(3)当选用“10V”的电压挡测量电压时，表针也指于图中位表针也指于图中位置，则所测电压为 5.4 V.
能力提升题
6.有一个小灯泡标有“6V,0.6W”的字样，现在要描绘这个灯泡的I－U图线，有下列器材可
供选择：
A.电压表(0～5V ，内阻10k Ω)
B.电压表(0～10V ，内阻20k Ω)
C.电流表(0～0.3A ，内阻1Ω)
D.电流表(0～0.6A ，内阻0.4Ω)
E.滑动变阻器(30Ω，2A)
F.学生电源(直流9V)，还有开关和导线
(1)实验中电压表应选 B ，电流表应选 C .(用序号字母表示) (2)为使实验误差尽可能减小，在图中画出实验电路图.
【解析】 (1)电压表选B ；小灯泡的额定电流为 。电流表选C .小灯泡电阻 大小，采取安培表外接法.I －U 图象电压从零开始，滑动 变阻器采用分压接法.(2)略.
7.如图所示为某同学实验得到的一小灯泡灯丝的完整伏 安(U －I )特性曲线.在方框中画出该同学实验电路图(根据电路图可得该小灯泡灯丝的U －I 关系完整曲线)并在图上标明所选器材的代号.
A.电压表V1(0～3V ，内阻5.0k Ω)
B.电压表V2(0～6V ，内阻8.0k Ω)
C.电流表A1(0～0.6A ，内阻3.0Ω)
【解析】从图中可看出，电流小于0.5A ，电压小于6V ，
仪表选V 2、A 1.依据参数、方便原则，滑动变阻器选R 1，分压接法.小灯泡电阻大约 大小，采取安培表外接法.
8现要描绘一个额定电压为4V ，额定功率为1.6W 的小灯泡的伏安特性曲线，要求所测电压范围为0.1～4V.现有器材：A.直流电源(电动势E ＝4V ，内阻不计)；B.电压表；C.电流表；D.滑动变阻器R 1(0～30Ω)；E.滑动变阻器R 2(0～200Ω)，开关S 一个，导线若干. (1)如果既要满足要求，又要方便，应选用的滑动变阻器是 D
.
0.6
A=0.1 A 6P I U ==2A
36
60,0.6v x x R R U R P R R ==Ω=Ω比较与A
6
12,0.5v x x R R R R R =Ω=Ω比较与
(2)请在虚线框内画出实验电路图.
【分析与解答】 (1)灯泡的电阻
。若采用限流接法，滑动变阻器选R 1时，小灯泡上电压的调压范围是 滑动变阻器选R 2时，同理，得 都不符合要求.采用分压接法，都符合，但R 1的阻值小，
调节方便，故选R 1.(2)略
第三课时、电学实验（二）
22
4=101.6
U R P =Ω=Ω灯min 104
U E 1V>0.1V,1030
R E U R R ?==++灯
滑
灯
≤≤，min 104
0.19V>0.1V,10200
U ?==+
《法拉第电磁感应定律》教学设计 陕西省西安市田家炳中学简波 一、设计思想 法拉第电磁感应定律是电磁学的核心内容。从知识发展来看，它既与电场、磁场和稳恒电流有紧密联系，又是后面学习交流电、电磁振荡和电磁波的基础。它既是本章的教学重点，也是教学难点。 在学习本节内容之前，学生已经掌握了恒定电流、电磁感应现象和磁通量的相关知识，并且也知道了变化量和变化率的概念。学生已经具备了很强的实验操作能力，而且本节课的实验也是上节课所演示过的，只不过研究的侧重点不同。因此，有条件的学校可将本节课的演示实验改为学生分组实验。另外，学生对物理学的研究方法已有较为深刻的认识，在自主学习、合作探究等方面的能力有了较高的水平。 本节课的重点法拉第电磁感应定律的建立过程，设计中采用了让学生自己设计方案，自己动手做实验，思考讨论，教师引导找出规律的方法，使学生能够深刻理解法拉第电磁感应定律的建立过程。对于公式，让学生自己根据法拉第电磁感应定律，动手推导，使学生深刻理解。 本节课的难点是对、、物理意义的理解，在难点的突破上，采用 了类比的方法。把、、、E和υ、Δυ、、a类比起来，使学生更 容易理解、、和E之间的联系。 二、教学目标 （一）知识和能力目标 1．知道感应电动势的概念，会区分Φ、ΔΦ、的物理意义。 2．理解法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式，并能应用解答有关问题。 3．知道公式的推导过程及适用条件，并能应用解答有关问题。
4．通过学生对实验的操作、观察、分析，找出规律，培养学生的动手操作能力，观察、分析、总结规律的能力。 （二）过程与方法目标 1．教师通过类比法引入感应电动势，通过演示实验，指导学生观察分析，总结规律。 2．学生积极思考认真比较，理解感应电动势的存在，通过观察实验现象的分析讨论，总结影响感应电动势大小的因素。 （三）情感、态度、价值观目标 1．通过学生之间的讨论、交流与协作探究，培养学生之间的团队合作精神。 2．让学生在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，增进学生学习物理的情感。 三、教学重点 法拉第电磁感应定律的建立过程以及对公式Ｅ＝、的理解。 四、教学难点 对Φ、ΔΦ、物理意义的理解。 五、教学准备 准备实验仪器：电流计、蹄形磁铁、螺线管、铁芯、学生电源、变阻器、开关、导线若干。（若为分组实验，应准备若干组器材） 六、教学过程 （一）引入新课 教师和学生一起回顾第一节中的三个实验。在这三个实验中，闭合电路中都产生了感应电流，则电路中必须要有电源，电源提供了电动势，从而产生电流。在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。那么感应电动势的大小跟哪些因素有关呢？本节课我们就来共同研究这个问题。 （二）讲授新课 ＊感应电动势
《电磁感应》章节复习教案 第二课时：电磁感应综合问题 课型：复习课 时间：2015/04/22 班级：高二（1）班 教者：许军义 教学目标： （一）知识与技能 1．进一步掌握感应电流的产生条件、方向的判断、大小的计算。 2. 掌握解决电磁感应中电路问题，力学问题，能量问题，图像问题的分析方法及思路。 （二）过程与方法 通过电磁感应中的电路问题，力学问题，能量问题，图像问题的分析方法及思路的教学，使学生的解题能思路、解题能力和解题方法得到进一步的提高，初步达到高考要求。 （三）情感、态度与价值观 培养学生学以致用的思想，用辩证唯物主义的观点认识问题的态度。 教学重点：电磁感应综合问题分析方法及思路 教学难点：1.电磁感应与电路问题综合中等效电路分析。 2.电磁感应与力学问题综合中受力截面图分析及运动过程分析。 教学过程： 一、组织教学，清点人数。 二、导入教学，展示目标。 三、新课教学： （一）、电磁感应与电路知识的综合应用 用电路规律求解，主要1、解决电磁感应与电路问题的分析方法及思路。 （1）、确定电源： 首先判断产生电磁感应现象的那一部分导体就是电源，其次利用 或 求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向。 （2）、分析电路结构，画等效电路图。 （3）、利有欧姆定律，串并联规律等。 2、例题分析 {例1} 匀强磁场的磁感应强度为B ，磁场宽度为d ，一正方形金属框连长为L,每边电阻 t n E ??Φ=θsin BLv E =
均为R ，金属框以速度V 匀速穿过磁场区域，其平面始终一磁感线方向垂直，如图所示。则线圈进入磁场磁场过程中a 、b 两点间电压Uab= ；穿出磁场磁场过程中a 、b 两点间电压Uab= 。 {解题方法过程} 学生活动：画出线圈进入磁场和穿出磁场过程中 等效电路 师生活动：根据等效电路及电路知识确定线圈进 入磁场和穿出磁场过程中a 、b 两点间 电压Uab 答案：进入磁场过程:Uab=BLV/4 穿出磁场过程:Uab=3BLV/4 (二)、电磁感应中的动力学问题 1、解决电磁感应与动力学问题的分析方法及思路： 教师活动：展示电磁感应中的动力学问题解题的基本思路方框图，并讲解。 学生活动：看图理解。 2、例题分析 {例2}如图所示，足够长的光滑平行金属导轨cd 和ef ，水平放置且相距L ，在其左端各固定一个半径为r 的四分之三金属光滑圆环，两圆环面平行且竖直。在水平导轨和圆环上各有一根与导轨垂直的金属杆，两金属杆与水平导轨、金属圆环形成闭合回路，两金属杆质量均为m 。整个装置放在磁感应强度大小为B 、方向竖直向上的匀强磁场中。当用水平向右的恒力F= 3 mg 拉细杆a ，经很长一段时间后，杆b 恰好静止在圆环上某处，试求： （1）此时回路中的感应电流； （2）此时杆b 的位置距圆环最低点的高度。 {解题方法过程} 学生活动：1、分析a 杆最终运动状态。 2、据a 3、画b 杆受力截面图。 a d b c 电路分析 确定电源 （E ，r ） 感应电流确定导体所受的安培力 受力分析确定合外力 a v 与a 方向关运动状态分析 临界状态
专题电磁感应与电路 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
专题 4 电磁感应与电路 思想方法提炼 电磁感应是电磁学的核心内容，也是高中物理综合性最强的内容之一，高考每年必考。题型有选择、填空和计算等，难度在中档左右，也经常会以压轴题出现。 在知识上，它既与电路的分析计算密切相关，又与力学中力的平衡、动量定理、功能关系等知识有机结合；方法能力上，它既可考查学生形象思维和抽象思维能力、分析推理和综合能力，又可考查学生运用数知识(如函数数值讨论、图像法等)的能力。 高考的热点问题和复习对策： 1.运用楞次定律判断感应电流(电动势)方向，运用法拉第电磁感应定律，计算感应电动势大小.注重在理解的基础上掌握灵活运用的技巧. 2.矩形线圈穿过有界磁场区域和滑轨类问题的分析计算。要培养良好的分析习惯，运用动力学知识，逐步分析整个动态过程，找出关键条件，运用运动定律特别是功能关系解题。 3.实际应用问题，如日光灯原理、磁悬浮原理、电磁阻尼等复习时应多注意。 此部分涉及的主要内容有： 1.电磁感应现象. (1)产生条件：回路中的磁通量发生变化. (2)感应电流与感应电动势：在电磁感应现象中产生的是感应电动势，若回路是闭合的，则有感应电流产生；若回路不闭合，则只有电动势，而无电流. (3)在闭合回路中，产生感应电动势的部分是电源，其余部分则为外电路. 2.法拉第电磁感应定律：E=n ，E=BLvsinq ， 注意瞬时值和平均值的计算方法不同. 3.楞次定律三种表述： (1)感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化(涉及到：原磁场方向、磁通量增减、感应电流的磁场方向和感应电流方向等四方面).右手定则是其中一种特例. (2)感应电流引起的运动总是阻碍相对运动. (3)自感电动势的方向总是阻碍原电流变化. 4.相关链接 (1)受力分析、合力方向与速度变化，牛顿定律、动量定理、动量守恒定律、匀速圆周运动、功和能的关系等力学知识. (2)欧姆定律、电流方向与电势高低、电功、电功率、焦耳定律等电路知识. (3)能的转化与守恒定律. 感悟 · 渗透 · 应用 【例1】三个闭合矩形线框Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处在同一竖直平面内，在线框的正上方有一条固定的长直导线，导线中通有自左向右的恒定电流，如图所示，若三个闭合线框分别做如下运动：Ⅰ沿垂直长直 导线向下运动，Ⅱ沿平行长直 导线方向平动，Ⅲ绕其竖直中心 轴OO ′转动. (1)在这三个线框运动的过程中， 哪些线框中有感应电流产生 方向如何 (2)线框Ⅲ转到图示位置的瞬间，是否有感应电流产生 【解析】此题旨在考查感应电流产生的条件.根据直线电流周围磁场的特点，判断三个线框运动过程中，穿过它们的磁通量是否发生变化. (1)长直导线通有自左向右的恒定电流时，导线周围空间磁场的强弱分布不变，但离导线越远，磁场越弱，磁感线越稀；离导线距离相同的地方，磁场强弱相同. t ??Φ
电磁感应发电机教 案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
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3 板书：电磁感应：利用磁场产生电流的现象叫～ 感应电流：电磁感应现象中产生的电流 教师介绍法拉第的事迹 让学生感受科学家顽强的钻研精神 二、探究“产生感应电流的条件” 1、问题1：导体在磁场中怎样运动才会产生感应电流呢？ 结论——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时，导体中就会产生感应电流。 2、问题2：感应电流的方向与哪些因素有关？ 演示：改变切割方向或磁场方向 结论：改变导体切割磁感线的方向或 改变磁场方向，感应电流的方向会改变；若同时改变两者方向，则感应电流方向不变。 3、问题3：感应电流的大小与哪些因素有关？ 演示：改变切割速度或磁场强弱 结论：切割速度增大或磁场增强，感应电流的强度会增大。 4、问题4：在上述活动中，闭合电路的哪一部分相当于电源？ 导体在磁场中 的运动情况 感应 电流 电路闭合 静止 切割磁感线 不切割磁感线 电路断 开 静止 切割磁感线 不切割磁感线 学生：仔细观察实验，完成书上左图所示的表格，并能归纳产生感应电流的条件 观察电流表指针偏转方向 仔细观察电流表指针的偏转幅度 答：切割磁感线的导体相当于电源 培养学生的观察、归纳能力 通过实验，让学生获得感性认识，并通过分析上升的理性认识阶段 教师活动 学生活动 点评 三、发电机 1、手摇发电机的组成：磁体、线圈 2、摇动手柄，小灯会发光，这说明了什么？ 说明电路中有电流产生 电流表的指针左右摇摆 学生观察并分析、
电磁感应定律应用 【学习目标】 1．了解感生电动势和动生电动势的概念及不同。 2．了解感生电动势和动生电动势产生的原因。 3．能用动生电动势和感生电动势的公式进行分析和计算。 【要点梳理】 知识点一、感生电动势和动生电动势 由于引起磁通量的变化的原因不同感应电动势产生的机理也不同，一般分为两种：一种是磁场不变，导体运动引起的磁通量的变化而产生的感应电动势，这种电动势称作动生电动势，另外一种是导体不动，由于磁场变化引起磁通量的变化而产生的电动势称作感生电动势。 1．感应电场 19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦在他的电磁场理论中指出，变化的磁场会在周围空间激发一种电场，我们把这种电场叫做感应电场。 静止的电荷激发的电场叫静电场，静电场的电场线是由正电荷发出，到负电荷终止，电场线不闭合，而感应电场是一种涡旋电场，电场线是封闭的，如图所示，如果空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在电场力的作用下定向移动，而产生感应电流，或者说导体中产生感应电动势。 要点诠释：感应电场是产生感应电流或感应电动势的原因，感应电场的方向也可以由楞次定律来判断。感应电流的方向与感应电场的方向相同。 2．感生电动势 （1）产生：磁场变化时会在空间激发电场，闭合导体中的自由电子在电场力的作用下定向运动，产生感应电流，即产生了感应电动势。 （2）定义：由感生电场产生的感应电动势成为感生电动势。 （3）感生电场方向判断：右手螺旋定则。 3、感生电动势的产生 由感应电场使导体产生的电动势叫做感生电动势，感生电动势在电路中的作用就是充当电源，其电路是内电路，当它和外电路连接后就会对外电路供电。 变化的磁场在闭合导体所在的空间产生电场，导体内自由电荷在电场力作用下产生感应电流，或者说产生感应电动势。其中感应电场就相当于电源内部所谓的非静电力，对电荷产生作用。例如磁场变化时产生的感应电动势为cos B E nS t ?θ?= ． 知识点二、洛伦兹力与动生电动势 导体切割磁感线时会产生感应电动势，该电动势产生的机理是什么呢？导体切割磁感线产生的感应电动势与哪些因素有关？他是如何将其他形式的能转化为电能的？ 1、动生电动势
电磁感应与电路 1、如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=1T，平行导轨宽 l=1m。两根相同的金属杆MN、PQ在外力作用下均以v=1m/s 的速度贴着导轨向左匀速运动，金属杆电阻为r="0.5" ?。导轨 右端所接电阻R=1?，导轨电阻不计。（已知n个相同电源的并 联，等效电动势等于任意一个电源的电动势，等效内阻等于任 意一个电源内阻的n分之一） （1）运动的导线会产生感应电动势，相当于电源。用电池等符号画出这个装置的等效电路图（2）求10s内通过电阻R的电荷量以及电阻R产生的热量 2、如图所示，宽度为L＝0.20 m的足够长的平行光滑金属导轨固 定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为R=1.0Ω的电阻。导轨 所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B="0.50" T。一根质量为m=10g的导体棒MN放在导轨上与导轨接触良好， 导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。现用一平行于导轨的拉力拉 动导体棒沿导轨向右匀速运动，运动速度v="10" m/s，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。求： （1）在闭合回路中产生的感应电流的大小；（2）作用在导体棒上的拉力的大小； 3、如图所示，带有微小开口（开口长度可忽略）的单匝线圈处于垂直 纸面向里的匀强磁场中，线圈的直径为m，电阻,开口 处AB通过导线与电阻相连，已知磁场随时间的变化图 像如乙图所示，求：⑴线圈AB两端的电压大小为多少？⑵在前2 秒内电阻上的发热量为多少？
4、（12分）如图所示，在竖直向上磁感强度为B的匀 强磁场中，放置着一个宽度为L的金属框架，框架的右 端接有电阻R．一根质量为m，电阻忽略不计的金属棒 受到外力冲击后，以速度v沿框架向左运动．已知棒与 框架间的摩擦系数为μ，在整个运动过程中，通过电阻 R的电量为q，设框架足够长．求： （1）棒运动的最大距离；（2）电阻R上产生的热量。 5、（15分）如图所示，两平行金属导轨间的距离 L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37o，在导 轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于 导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势 E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源。现把一个质量 m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。 导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨 接触的两点间的电阻R0=2.5Ω，金属导轨的其它电阻不 计，g取10m/s2。已知sin37o=0.60， cos37o=0.80，试求： ⑴通过导体棒的电流⑵导体棒受到的安培力大小⑶导体棒受到的摩擦力的大小。 6、（10分）如图所示，固定于水平桌面上足够长的 两平行光滑导轨PQ、MN，其电阻不计，间距 d=0.5m，P、M两端接有一只理想电压表，整个装置 处于竖直向下的磁感应强度B0＝0.2T的匀强磁场中， 两金属棒L1、L2平行地搁在导轨上，其电阻均为r＝ 0.1Ω，质量分别为M1=0.3kg和M2＝0.5kg。固定棒L1，使L2在水平恒力F=0.8N的作用下，由静止开始运动。试求： (1) 当电压表读数为U=0.2V时，棒L2的加速度为多大； (2)棒L2能达到的最大速度v m.
江苏省仪征市月塘中学九年级物理下册《电磁感应发电机》教案苏科版【教学目标】 1、知道电磁感应现象． 2、知道产生感应电流的条件． 3、知道电磁感应现象中，影响感应电流方向的因素． 4、知道发电机的工作原理及工作过程中能量的转化关系． 5、知道交流电的概念． 【教学重点】 电磁感应；感应电流产生的条件；发电机的原理． 【教学难点】 产生感应电流的条件． 【教学程序】 〖复习旧知〗 直流电动机的工作原理是什么？ 〖引入新课〗 既然电流能产生磁场，那么能否用磁产生电？ 〖新课教学〗 一、电磁感应 ※活动16.7观察“磁生电”现象 1、电磁感应：利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应。 电磁感应最早是由英国物理学家法拉第发现的。 2、感应电流：电磁感应产生的电流叫做感应电流。 3、感应电流产生的条件 ※活动16.8探究感应电流 （1）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。 （2）改变磁感线方向或改变导体运动方向，感应电流的方向就会改变，即感应电流的方向与磁感线方向和导体运动方向有关。 （3）在电磁感应现象中，做切割磁感线运动的那部分导体相当于电源。 四、交流发电机 ※活动16.9观察手摇发电机发电 1、手摇发电机主要是由磁体（定子）和可以转动的线圈（转子）等组成。 2、交流发电机的线圈转动一周，线圈中的电流就重复发生相同的变化，这种变化叫做周期性变化。 3、交流电：周期性改变方向的电流叫做交流电。 4、我国日常生活中使用的交流电，每秒钟完成50个周期性变化（即频率为50Hz）。 5、发电机工作过程中能量转化 在发电过程中，机械能除了转化为电能外，由于线圈中存在电阻，电流经过时会发热，因此还有部分能量转化为内能。 五、生活·物理·社会 阅读课本P54“电从发电厂到千家万户” 〖小结〗 电磁感应；发电机的工作原理及能量转化关系。 〖练习〗
§ 4.3 法拉第电磁感应定律 编写 薛介忠 【教学目标】 知识与技能 ● 知道什么叫感应电动势 ● 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、t ??Φ ● 理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式 ● 知道E =BLv sin θ如何推得 ● 会用t n E ??Φ=和E =BLv sin θ解决问题 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 情感态度与价值观 ● 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 ● 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 【重点难点】 重点：法拉第电磁感应定律 难点：平均电动势与瞬时电动势区别 【教学内容】 [导入新课] 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，电路中产生电流的条件是什么？ 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。 [新课教学] 一．感应电动势 1．在图a 与图b 中，若电路是断开的，有无电流？有无电动势？ 电路断开，肯定无电流，但有电动势。 2．电流大，电动势一定大吗？ 电流的大小由电动势和电阻共同决定，电阻一定的情况下，电流越大，表明电动势越大。 3．图b 中，哪部分相当于a 中的电源？螺线管相当于电源。 4．图b 中，哪部分相当于a 中电源内阻？螺线管自身的电阻。 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。
专题六 电磁感应 教案 一． 专题要点 1.感应电流：⑴产生条件：闭合电路的磁通量发生变化。⑵方向判断：楞次定律和右手定则。⑶“阻碍”的表现：阻碍磁通量的变化（增反减同），阻碍物体间的相对运动（来斥去吸），阻碍原电流的变化（自感现象）。 2.感应电动势的产生： ⑴感生电场：英国物理学家麦克斯韦的电磁场理论认为，变化的磁场周围产生电场，这种电场叫感生电场。感生电场是产生感生电动势的原因。 ⑵动生电动势：由于导体的运动而产生的感应电动势为动生电动势。产生动生电动势的那部分导体相当于电源 3.感应电动势的分类、计算 二． 考纲要求 考点 要求 考点解读 电磁感应现象 Ⅰ 本专题有对单一知识点的考查，也有对其它知识的综合考查考查的主要内容有楞次定律和法拉第电磁感应定律尤其是电磁感应与动力学、电路、能量守恒定律、图像相互结合的题目 磁通量 Ⅰ 法拉第电磁感应定律 Ⅱ 楞次定律 Ⅱ 自感、涡流 Ⅰ
三．教法指引 此专题复习时，可以先让学生完成相应的习题，在精心批阅之后以题目带动知识点，进行适当提炼讲解。这一专题的知识点较为综合，高考要求普遍较高，属于必考知识点因为这部分的综合题较多，二轮复习时还是要稳扎稳打，从基本规律，基本解题步骤出发再进行提升。 四．知识网络 五．典例精析 题型1.（楞次定律的应用和图像）如图甲所示，存在有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L，在磁场区域的左侧相距为L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直. 现使线框以速度v匀速穿过磁场区域以初始位置为计时起点，规定电流逆时针方向时的电流和电动势方向为正，B垂直纸面向里时为正，则以下关于线框中的感应电动势、磁通量、感应电流、和电功率的四个图象描述不正确的是（）
§4.4法拉第电磁感应定律 ——感应电动势的大小 昌吉市第四中学 常志平 【教学依据】 人教版高中物理选修3－2第四章第四节 【教学流程】 1．感应电动势：创设问题情景→设计问题→迁移类比→回答问题→定义概念 2．法拉第电磁感应定律：创设问题情景→提出问题→设计实验→进行实验→分析与论证→交流与评估→总结规律→规律应用 【教材分析】 本节是选修3－2模块的一个二级主题“电磁感应”的一节内容（另外两个二级主题分别是交变电流和传感器）。本模块的大部分内容都要求通过实验、探究与活动来展现。应让学生尽可能多的经历一些探究的过程，领悟物理学研究的思想和方法。结合这一要求，虽然本节教材没有安排实验，然而我认为在本节教学设计中根据教材前后内容的承接关系及学生的认知能力和特点，还是以实验定性探究来突破重难点和落实三维目标。 由于高中阶段电磁感应定律的定量实验很难完成，因而【新课程标准】没有要求通过定量实验来研究，但应通过定性的实验让学生观察磁通量的变化快慢是影响感应电动势的主要因素，从而直接给出法拉第电磁感应定律和公式。要求学生能应用电磁感应定律解释一些生活和技术中的现象，要会应用电磁感应定律计算有关问题。 就本节内容而言，“法拉第电磁感应定律”是电磁学的核心内容,从知识的发展来看,它既能与电场、磁场和恒定电流有紧密的联系，又是学习交流电、电磁振荡和电磁波的重要基础；从能力的发展来看，它既能在与力、热知识的综合应用中培养综合分析能力，又能全面体现能量守恒的观点。因此，它既是教学的重点，又是教学的难点。根据课程标准和学生的接受能力，教学中应着重揭示法拉第电磁感应定律及其公式E=n t ??Φ的建立过程、物理意义及应用，（而公式E =BLv 只作为法拉第电磁感应定律在特定条件下推导出的表达式．这样做可以让学生在这节课的学习中分清主次，减轻学生认知上的负担，又不降低应用上的要求）可选讲。 【学情分析】 此部分知识较抽象，而现在学生的抽象思维能力还比较弱。所以在这节课的教学中，应该注重体现新课程改革的要求，注意新旧知识的联系，同时紧扣教材，通过实验、类比、等效的手段和方法，来化难为简、循序渐进，力求通过引导、启发，使同学们能利用已掌握的旧知识，来理解所要学习的新规律，力求通过明显的实验现象启发同学们主动起来，从而活跃大脑，激发兴趣，变被动记忆为主动认知。 【三维目标】 1.知识与技能： ①知道感应电动势的含义，能区分磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率； ②理解法拉第电磁感应定律的内容和表达式，会用法拉第电磁感应定律解答有关问题． 2.过程与方法： ①通过演示实验，定性分析感应电动势的大小与磁通量变化快慢之间的关系。培养学生对实验条件的控制能力和对实验的观察能力；
电磁感应单元复习 ： （一）、电磁感应现象 1、利用磁场产生电流的现象称为电磁感应现象，所产生的电动势称为感应电动势，所 产生的电流称为感应电流。 2、产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。 3、初中物理中的另一种说法：闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动时，导 体中会产生感应电流，也可以概括为上面讲的条件。 4、电磁感应现象的实质是产生感应电动势，电路闭合才有感应电流，若电路不闭合， 虽没有电流，但感应电动势可依然存在。 5．产生感应电动势的那部分导体相当于电源。 （二）、楞次定律 1、感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化， 该规律叫做楞次定律。 2、应用楞次定律判断感应电流的方向，首先要明确原磁场的方向；其次要明确穿过闭 合电路的磁通量是增加的还是减少的；然后根据楞次定律确定感应电流的磁场方向； 最后利用安培定则来确定感应电流的方向。 3、从导体和磁场的相对运动来看，感应电流总要阻碍它们之间的相对运动，因此楞次 定律是能量守恒定律的必然结果。 4、判断导体切割磁感线所产生的感应电流的方向时，右手定则与楞次定律是等效的， 而右手定则比楞次定律更方便，但前者只适宜于导体切割磁感线的情况，而后者是 普遍适用的规律。 （三）求感应电动势的大小有两种方法： 即法拉第电磁感应定律E= △Φ /△t ； 切割法：E=BLv 1、应用法拉第电磁感应定律E=△Φ /△t ，应注意以下几点： （1）要严格区分磁通量Φ磁通量的变化量△Φ，磁通量的变化率△Φ/△t ； （2）如是由磁场变化引起时，则用S△B来计算；如有回路面积变化引起时，则用B△S来计算。 （3）由E=△Φ/△t算出的通常是时间△t内的平均感应电动势，一般并不等于初态与末态电动势的平均值。 （4）当线圈有n匝时，E = n△Φ/△t 。 2、用公式E = BLv求电动势时，应注意以下几点：
电磁感应中的电路问题 一、基础知识 1、内电路和外电路 (1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源． (2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻，其余部分是外电路． 2、电源电动势和路端电压 (1)电动势：E ＝Blv 或E ＝n ΔΦ Δt . (2)路端电压：U ＝IR ＝E －Ir . 3、对电磁感应中电源的理解 (1)电源的正负极、感应电流的方向、电势的高低、电容器极板带电问题，可用右手定则或楞次定律判定． (2)电源的电动势的大小可由E ＝Blv 或E ＝n ΔΦ Δt 求解． 4、对电磁感应电路的理解 (1)在电磁感应电路中，相当于电源的部分把其他形式的能通过电流做功转化为电能． (2)“电源”两端的电压为路端电压，而不是感应电动势． 5、解决电磁感应中的电路问题三步曲 （1）确定电源．切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，利用E ＝n ΔΦ Δt 或E ＝Blv sin θ求感应电动势的大小，利用右手定则 或楞次定律判断电流方向． （2）分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系)，画出等效电路图． （3）利用电路规律求解．主要应用欧姆定律及串、并联电路的基本性质等列方程求解． 二、练习 1、[对电磁感应中等效电源的理解]粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场 中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行．现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框一边a 、b 两点间的电势差绝对值最大的是 ( )
答案 B 解析 线框各边电阻相等，切割磁感线的那个边为电源，电动势相同均为Blv .在A 、C 、D 中，U ab ＝14Blv ，B 中，U ab ＝3 4 Blv ，选项B 正确． 2、如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a ，总电阻为R (指拉直 时两端的电阻)，磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面，与环 的最高点A 铰链连接的长度为2a 、电阻为R 2 的导体棒AB 由水平 位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B 点的线速度为v ，则这时AB 两 端的电压大小为 ( ) A. Bav 3 B. Bav 6 C.2Bav 3 D ．Bav
电磁感应教学设计 (一)教学目的 1.知道电磁感应现象及其产生的条件。 2.知道感应电流的方向与哪些因素有关。 3.培养学生观察实验的能力和从实验事实中归纳、概括物理概念与规律的能力。 (二)教具 蹄形磁铁4～6块，漆包线，演示用电流计，导线若干，开关一只。 (三)教学过程 1.由实验引入新课 重做奥斯特实验，请同学们观察后回答： 此实验称为什么实验?它揭示了一个什么现象? (奥斯特实验。说明电流周围能产生磁场) 进一步启发引入新课： 奥斯特实验揭示了电和磁之间的联系，说明电可以生磁，那么，我们可不可以反过来进行逆向思索：磁能否生电呢?怎样才能使磁生电呢?下面我们就沿着这个猜想来设计实验，进行探索研究。 2.进行新课 (1)通过实验研究电磁感应现象 板书：〈一、实验目的：探索磁能否生电，怎样使磁生电。〉 提问：根据实验目的，本实验应选择哪些实验器材?为什么?
师生讨论认同：根据研究的对象，需要有磁体和导线;检验电路中是否有电流需要有电流表;控制电路必须有开关。 教师展示以上实验器材，注意让学生弄清蹄形磁铁的N、S极和磁感线的方向，然后按课本图12—1的装置安装好(直导线先不要放在磁场内)。 进一步提问：如何做实验?其步骤又怎样呢? 我们先做如下设想：电能生磁，反过来，我们可以把导体放在磁场里观察是否产生电流。那么导体应怎样放在磁场中呢?是平放?竖放?斜放?导体在磁场中是静止?还是运动?怎样运动?磁场的强弱对实验有没有影响?下面我们依次对这几种情况逐一进行实验，探索在什么条件下导体在磁场中产生电流。 用小黑板或幻灯出示观察演示实验的记录表格。 教师按实验步骤进行演示，学生仔细观察，每完成一个实验步骤后，请学生将观察结果填写在上面表格里。 实验完毕，提出下列问题让学生思考： 上述实验说明磁能生电吗?(能) 在什么条件下才能产生磁生电现象?(当闭合电路的一部分导体在磁场中左右或斜着运动时) 为什么导体在磁场中左右、斜着运动时能产生感应电流呢? (师生讨论分析：左右、斜着运动时切割磁感线。上下运动或静止时不切割磁感线，所以不产生感应电流。) 通过此实验可以得出什么结论? 学生归纳、概括后，教师板书： 〈实验表明：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。〉
高二物理选修3-2《法拉第电磁感应定律》教案 目的要求 复习法拉第电磁感应定律及其应用。 知识要点 1.法拉第电磁感应定律 （1）电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，即t k E ??Φ=，在国际单位制中可以证明其中的k =1，所以有t E ??Φ=。对于n 匝线圈有t n E ??Φ=。（平均值） 将均匀电阻丝做成的边长为l 的正方形线圈abcd 从匀强磁场中向右匀速拉出过程，仅ab 边上有感应电动势E =Blv ，ab 边相当于电源，另3边相当于外电路。ab 边两端的电压为3Blv /4，另3边每边两端的电压均为Blv /4。 将均匀电阻丝做成的边长为l 的正方形线圈abcd 放在匀强磁场 中，当磁感应强度均匀减小时，回路中有感应电动势产生，大小为E =l 2(ΔB /Δt )，这种情况下，每条边两端的电压U =E /4-I r = 0均为零。 （2）感应电流的电场线是封闭曲线，静电场的电场线是不封闭的，这一点和静电场不同。 （3）在导线切割磁感线产生感应电动势的情况下，由法拉第电磁感应定律可推导出感应电动势大小的表达式是：E=BLv sin α（α是B 与v 之间的夹角）。（瞬时值） 2.转动产生的感应电动势 ⑴转动轴与磁感线平行。如图，磁感应强度为B 的匀强磁场方向垂直于纸面向外，长L 的金属棒oa 以o 为轴在该平面内以角速度ω逆时针匀速转动。求金属棒中的感应电动势。在应用感应电动势的公式时，必须注意其中的速度v 应该指导线上各点的平均速度，在本题中 应该是金属棒中点的速度，因此有22 12L B L BL E ωω=?=。 ⑵线圈的转动轴与磁感线垂直。如图，矩形线圈的长、宽分 别为L 1、L 2，所围面积为S ，向右的匀强磁场的磁感应强度为B ，线圈绕图示的轴以角速度ω匀速转动。线圈的ab 、cd 两边切割磁 感线，产生的感应电动势相加可得E=BS ω。如果线圈由n 匝导线 绕制而成，则E=nBS ω。从图示位置开始计时，则感应电动势的瞬时值为e=nBS ωcos ωt 。该结论与线圈的形状和转动轴的具体 位置无关（但是轴必须与B 垂直）。 实际上，这就是交流发电机发出的交流电的瞬时电动势公式。 3.电磁感应中的能量守恒 只要有感应电流产生，电磁感应现象中总伴随着能量的转化。电磁感应的题目往往与能量守恒的知识相结合。这种综合是很重要的。要牢固树立起能量守恒的思想。 例题分析 例1：如图所示，长L 1宽L 2的矩形线圈电阻为R ，处于磁感 L 1 v c B l a b d l v a b d ω o a v b c L 1 L 2 ω
黑龙江省哈尔滨市木兰高级中学高中物理 经典复习资料 电磁感应与 电路规律的综合应用 教学目标： 1．熟练运用右手定则和楞次定律判断感应电流及感应电动势的方向。 2．熟练掌握法拉第电磁感应定律，及各种情况下感应电动势的计算方法。 3．掌握电磁感应与电路规律的综合应用 教学重点：电磁感应与电路规律的综合应用 教学难点：电磁感应与电路规律的综合应用 教学方法：讲练结合，计算机辅助教学 教学过程： 一、电路问题 1、确定电源：首先判断产生电磁感应现象的那一部分导体（电源），其次利用t n E ??Φ=或θsin BLv E =求感应电动势的大小，利用右手定则或楞次定律判断电流方向。 2、分析电路结构，画等效电路图 3、利用电路规律求解，主要有欧姆定律，串并联规律等 二、图象问题 1、定性或定量地表示出所研究问题的函数关系 2、在图象中E 、I 、B 等物理量的方向是通过正负值来反映 3、画图象时要注意横、纵坐标的单位长度定义或表达 【例1】如图所示，平行导轨置于磁感应强度为B 的匀强磁场 中（方向向里），间距为L ，左端电阻为R ，其余电阻不计，导轨右 端接一电容为C 的电容器。现有一长2L 的金属棒ab 放在导轨上，ab 以a 为轴顺时针转过90°的过程中，通过R 的电量为多少？ 解析：（1）由ab 棒以a 为轴旋转到b 端脱离导轨的过程中，产
生的感应电动势一直增大，对C 不断充电，同时又与R 构成闭合回路。ab 产生感应电动势的平均值 t S B t E ??=??Φ= ① S ?表示a b 扫过的三角形的面积，即223321L L L S =?= ? ② 在这一过程中电容器充电的总电量Q =CU m ⑤ U m 为ab 棒在转动过程中产生的感应电动势的最大值。即 ωω22)22 1(2BL L L B U m =???= ⑥ 联立⑤⑥得：C BL Q ω222= （2）当ab 棒脱离导轨后（对R 放电，通过R 的电量为 Q 2，所以整个过程中通过 R 的总电量为： Q =Q 1＋Q 2=)223(2C R BL ω+ 电磁感应中“双杆问题”分类解析 【例2】匀强磁场磁感应强度 B=0.2 T ，磁场宽度L=3rn ，一正方形金属框边长ab=l =1m ，每边电阻r=0.2Ω，金属框以v =10m/s 的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图所示，求：
苏科九下《16.5 电磁感应发电机》教学设计 【教学目标】 知识与技能： 1．知道电磁感应现象；知道产生感应电流的条件 2．知道发电机的原理；能说出发电机为什么能发电；知道什么是交流电；知道发电机发电过程是能量转化的过程 3．知道我国供生产和生活用的交流电的频率是50 Hz的意思；能把交流电和直流电区分开来 过程与方法： 1．通过探究磁生电的条件，进一步了解电和磁之间的相互联系，提高学生观察能力、分析概括能力和联系简单现象探索物理规律的能力 2．观察和体验发电机是怎样发电的，提高学生应用知识分析和解决问题的能力 情感、态度、价值观： 1．认识自然现象之间是相互联系的，进一步了解探索自然奥妙的科学方法 2．认识任何创造发明的基础是科学探索的成果，初步具有创造发明的意识 【教学重点】 1．通过探索概括出电磁感应 2．通过实验知道交流发电机的工作原理 【教学难点】 1．由实验现象概括物理规律——电磁感应 2．应用原理分析问题——发电机工作原理 【实验器材】演示电流表、蹄形磁铁、导体、开关、投影、微机、挂图、手摇发电机一台、小灯泡 【教学方法】实验法、讨论法、启发式 【教学过程】 教学环节教学内容 学 生 活 动 说明
复习引入新课通过实验，引入新课 重做奥斯特实验，请同学们观察后回答： 1．此实验叫什么实验？ （奥斯特实验） 2．它揭示了一个什么现象？ （电流周围存在着磁场，电流的磁场方向跟电流方向有关） 电流周围存在着磁场，即电能生磁.那么逆向思维将会怎么样？ （先找学生带着感情朗读课本第一自然段，然后请学生提出问题） 磁能否生电？ 怎样能使磁生电？ 下面我们用实验来探究磁能否生电.我们先设计实验，从实验需要器 材、实验条件、实验操作入手 讨 论、 提 出 问 题 从学过 的知识 入手， 让学生 轻松感 从生活 到物 理。 教授新课20mi n （一）什么情况下磁能生电 ［演示实验］实验器材:蹄形磁体、电流表、导线、直导线、铁架台、 细线 将直导线用导线和电流表相连，用细线将直导线悬挂在铁架台上（不 要挂太高）。 让直导线在蹄形磁体的磁场中静止，换用不同强度的磁体，观察到电 流表指针不偏转.这说明没有产生电流。 让直导线在蹄形磁体中上、下运动，观察到电流表指针不偏转.这说明 没有产生电流. 将直导线在磁场中左右运动，观察到电流表指针偏转。这表明有电流 产生。. 将直导线在磁场中斜着运动，观察到电流表指针偏转。这表明有电流 产生。 如果把磁感线想象成一根根实实在在的线，把导线想象成一把刀，表 达起来会方便些，讨论一下如何表达。 导体在磁场中运动，就有电流产生。 闭合电路一部分导体在磁场中运动，就有电流产生。 他们回答的准确吗？应怎么表达？ 不准确.闭合电路中一部分导体在磁场中上、下运动，就有电流产生. 那么怎样表达能准确？ （讨论得出）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时， 导体中就产生电流。 小结：回答得非常好。我们把这种现象叫电磁感应，产生的电流叫感 应电流。 电磁感应现象是英国的物理学家法拉第发现的，他经过十年坚持不懈 的努力，才发现了这一现象，这种热爱科学，坚持探索真理的可贵精 神值得我们学习.这一现象的发现进一步揭示了电和磁之间的联系，导 致了发电机的发明，开辟了电的时代，所以电磁感应现象的发现具有 划时代的意义。 （二）发电机 发电机是怎样发电的呢？ ［演示1］把一台手摇发电机跟小灯泡连接起来，当摇动手柄使线圈 学 生 们 观 察， 相 互 讨 论， 归 纳 勤 于 思 考 讨 论 结 论 学 生 活 动 讨 论 结 论 每组通 过实验 得出结 论后， 把结论 告诉大 家，让 我们一 起享受 成功的 快乐 养学生 自己收 集信息 筛选有 效信息 的能 力。 看光盘
4.4法拉第电磁感应定律 【教学目标】 （1）知道感应电动势,及决定感应电动势大小的因素。 （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、 t ??Φ。 （3）理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。 （4）知道E =BLv sin θ如何推得。 【教学重点】法拉第电磁感应定律。 【教学难点】感应电流与感应电动势的产生条件的区别。 【教学方法】自主学习 合作探究 巩固延伸 【教学过程】 一、复习提问：1、在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？ 2、恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件是什么？ 3、在发生电磁感应的情况下，用什么方法可以判定感应电流的方向？ 二、引入新课 1、问题1：既然会判定感应电流的方向，那么，怎样确定感应电流的强弱呢？ 2、问题2：如图所示，在螺线管中插入一个条形磁铁，问 ①、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中,该电路中是否都有电流?为什么? ②、有感应电流,是谁充当电源? ③、上图中若电路是断开的，有无感应电流电流？有无感应电动势？ 3、产生感应电动势的条件是什么？4、比较产生感应电动势的条件和产生感应电流的条件你有什么发现？ 三、进行新课 （一）、探究影响感应电动势大小的因素 （1）猜测：感应电动势大小跟什么因素有关？（2）探究问题： 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：在实验中，快速和慢速效果有什么相同和不同？ 实验结论电动势的大小与磁通量的变化快慢有关，磁通量的变化越快电动势越大，磁通量的变化越慢电动势越小。 （二）、法拉第电磁感应定律 a b G E r
复习课：电磁感应中的动力学和能量问题教案 班级：高二理科（6）班下午第一节授课人：课题电磁感应中的动力学与能量问题第一课时 三维目标1.掌握电磁感应中动力学问题的分析方法 2.理解电磁感应过程中能量的转化情况 3.运用能量的观点分析和解决电磁感应问题 重点1.分析计算电磁感应中有安培力参与的导体的运动及平衡问题 2.分析计算电磁感应中能量的转化与转移 难点1.运用牛顿运动定律和运动学规律解答电磁感应问题 2.运用能量的观点分析和解决电磁感应问题 教具多媒体辅助课型复习课课 时 安 排 2课时 教学过程一、电磁感应中的动力学问题 课前同学们会根据微课视频完成学案上的知识清单：1．安培力的大小 2．安培力的方向判断 3．两种状态及处理方法 状态特征处理方法 平衡态加速度为零根据平衡条件列式分析 非平衡态 加速度不为 零 根据牛顿第二定律进行动态分析或结 合功能关系进行分析 4.力学对象和电学对象的相互关系
教学过程指导学生处理学案上的例题和拓 展训练 例1：如图所示，在磁感应强 度为B，方向垂直纸面向里的 匀强磁场中，金属杆MN放 在光滑平行金属导轨上，现用平行于金属杆的恒力F，使MN从静止开始向右滑动，回路的总电阻为R，试分析MN 的运动情况，并求MN的最大速度。 拓展训练1:如图所示，两根足 够长的平行金属导轨固定在倾 角θ＝30°的斜面上，导轨电 阻不计，间距L＝0.4 m。导轨 所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ， 两区域的边界与斜面的交线为 MN，Ⅰ中的匀强磁场方向垂直 斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B＝0.5 T。在区域Ⅰ中，将质量m1＝0.1 kg，电阻R1＝0.1 Ω的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑。然后，在区域Ⅱ中将质量m2＝0.4 kg，电阻R2＝0.1 Ω的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑。cd 在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g＝10 m/s2。问： (1)cd下滑的过程中，ab中的电流方向； (2)ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大； 例2：如图所示的图中，导体棒ab垂直放在水平导轨上，导轨处在方向垂直于水平面向下的匀强磁场中。导体棒和导轨间接触良好且摩擦不计，导体棒、导轨的电阻均可忽略，今给导体棒ab一个向右的初速度V0。有的同学说电容器断路无电流，棒将一直匀速运动 下去；有的同学认为棒相当于电 源，将给电容器充电，电路中有电 流，所以在安培力的作用下，棒将 减速。关于这个问题你怎么看呢？