高中物理电动机与电动势

⾼中物理电动势教案设计 电动势即电⼦运动的趋势，能够克服导体电阻对电流的阻⼒，使电荷在闭合的导体回路中流动的⼀种作⽤。

接下来是⼩编为⼤家整理的⾼中物理电动势教案设计，希望⼤家喜欢! ⾼中物理电动势教案设计⼀ ⼀﹑【课标要求】 在上⼀章学习电势能的基础上，知道电源是通过⾮静电⼒做功把其他形式的能转化为电势能的装置;知道电源的电动势和内阻。

⼆﹑【教材分析】 本节概念抽象，电动势是本章重点概念，也是本章的难点。

教科书提出了“⾮静电⼒”，让学⽣从功和能⾓度理解⾮静电⼒，知道⾮静电⼒在电路中的作⽤，并能从⾮静电⼒做功的⾓度理解电动势的概念。

本节是为后⾯学习闭和电路欧姆定律做铺垫。

三﹑【学⽣分析】 学⽣在初中已经分析过电路，但没有深⼊研究过电源的作⽤。

在前⼀章的学习基础上，学⽣对电场有⼀定的了解，对电场内功与能的转化关系有⼀定的掌握。

对于本节的教学中学⽣对电动势的概念及其本质理解起来可能有⼀定的难度。

四﹑【教学⽬标】 (⼀).知识与技能： 1.知道电源是将其他形式的能转化为电能的装置. 2.知道什么是⾮静电⼒以及电源中⾮静电⼒的作⽤。

3.理解电动势的本质，能区分电动势和电压。

4.从能量转化⾓度理解电动势的物理意义。

(⼆).过程与⽅法： 1.通过实例类⽐使学⽣了解电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领⼤⼩的物理量。

2.初步培养从能量守恒和能量转化观点分析、解决物理问题的⽅法。

(三).情感、态度和价值观： 1.体验由具体到抽象的探究思维模式，培养学⽣严谨的科学态度，体会正确地获取知识的⽅法. 2.了解⽣活中电池，感受现代科技的不断进步. 五﹑【教学重点﹑难点】 电源内部⾮静电⼒做功以及电动势概念的理解 六﹑【教学⽤具】 ⼲电池铅蓄电池锂电池学⽣电压表不同阻值的电阻导线若⼲。

七﹑【教学设计思想】 ⼋﹑【教学流程】 教学内容教师的组织和引导学⽣活动教学意图⼀.创设情景，引⼊新课 ⼆.新课教学 1.电源 提出问题： ⽐较思考 2.电动势 3.区分电动势和电压 4.电源的内阻投影展⽰⼏种电池，学⽣思考讨论。

高二物理教案：理解动生电动势的含义与本质理解动生电动势的含义与本质前言电动势是电磁学中一个重要的概念，广泛应用于各类电路和电器的设计和运作中。

动生电动势是一种重要的电动势，有着广泛的应用和重要的意义。

因此，在高中物理课程中，我们需要对动生电动势进行深入的学习和理解，以便更好地掌握电磁学理论和应用。

正文一、动生电动势的概念及本质动生电动势是指在磁通量变化的过程中，所产生的电动势。

其本质是由磁场的变化产生的电场力引起电荷在导体中移动而产生的电动势。

从能量的角度来看，电磁感应所产生的电动势是一种能量转换的现象，磁能被转换为电能。

二、动生电动势的公式动生电动势的公式可以用法拉第电磁感应定律来描述，即ε = -NdΦB/dt其中，ε表示电动势，N表示导体匝数，ΦB表示磁通量，t表示时间。

该公式表明，动生电动势与磁通量的变化率呈负相关，即磁通量变化越快，则产生的电动势也越大。

三、动生电动势的特点及应用1.动生电动势的大小与磁通量变化的速率成正比。

2.动生电动势的方向遵循楞次定律，即当磁通量的变化方向与导体匝数的绕线方向相反时，电动势的方向与电荷的运动方向相同；当磁通量的变化方向与导体匝数的绕线方向相同时，电动势的方向与电荷的运动方向相反。

3.动生电动势具有停留时间短、波动频率高的特点，因此通常用于高频电路和电器的设计和应用中。

4.应用方面，动生电动势广泛应用于各类电器和电路中，如变压器、电动机、发电机等，具有重要的实际意义。

四、动生电动势的实验为了更好地理解动生电动势的含义和本质，我们可以进行以下的实验：1.实验名：匝数对电动势的影响实验实验原理：利用霍尔效应实验器，改变绕制的线圈匝数，观察电动势的变化。

实验流程：① 在霍尔效应实验器上调节磁极，使其位于电感线圈的一侧；② 将霍尔效应实验器测量端的电压表和磁极所靠近的一端连接；③ 连接好线路后，让磁场跨过电感线圈，测量电动势ε，记录数据；④ 按照不同匝数分别重复以上步骤，记录不同条件下的电动势数据；实验结果：通过实验可以得出电动势的大小与导体匝数呈正比关系，即匝数越多，电动势越大；反之，匝数越少，电动势越小。

电动势一、电动势1、定义：非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功跟被移送的电荷量的比值。

公式：E=W/q （E为电动势）E=U+Ir=IR+Ir（U为外电路电压，r电源内阻，R为外电路电阻集总参数）方向：电动势的方向规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的正极，即与电源两端电压的方向相反。

是标量2、物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小，数值上等于非静电力把1C 的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功。

它是能够克服导体电阻对电流的阻力，使电荷在闭合的导体回路中流动的一种作用。

3、单位：伏特V 1V=1J/C4、特点：电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积、形状无关，与是否联入电路及外电路的情况无关。

5、电动势是标量6、内阻：电源内部也是由导体组成的，也有电阻r，叫做电源的内阻，它是电源的另一重要参数7、电动势与电压的区别①电动势：W表示正电荷从负极移到正极所消耗的化学能（或其它形式能），E表示移动单位正电荷消耗化学能（或其它形式能）反映电源把其它形式能转化为电能的本领。

②电压：W表示正电荷在电场力作用下从一点移到另一点所消耗的电势能，电压表示移动单位正电荷消耗的电势能。

反映把电势能转化为其它形式能的本领。

电动势是表示非静电力把单位正电荷从负极经电源内部移到正极所做的功与电荷量的比值；电势差是表示静电力把单位正电荷从电场中的某一点移到另一点所做的功与电荷量的比值。

它们是完全不同的两个概念。

电动势表征电源的性质，电势差表征电场的性质。

8、电动势的测量及大小：电源的电动势可以用电压表测量。

测量的时候，电源不要接到电路中去，用电压表测量电源两端的电压，所得的电压值就可以看作等于电源的电动势。

干电池用旧了，用电压表测量电池两端的电压，有时候依然比较高，但是接入电路后却不能使负载（收音机、录音机等）正常工作。

这种情况是因为电池的内电阻变大了，甚至比负载的电阻还大，但是依然比电压表的内电阻小。

2．闭合电路的欧姆定律课程标准1.理解闭合电路欧姆定律。

2．会测量电源电动势和内阻。

3．探究电源两端电压与电流关系。

素养目标1.知道内电路、外电路、内电压、外电压和电动势的概念。

(物理观念) 2．理解闭合电路欧姆定律，知道电流流过电源内部和外部时的能量关系，会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与外电阻的关系，能进行相关的分析和计算。

(科学思维)一、电动势1．闭合电路：由导线、电源和用电器连成的电路叫作闭合电路。

用电器和导线组成外电路，电源内部是内电路。

2．非静电力的作用：在电源内部，非静电力把正电荷从负极搬运到正极，在该过程中非静电力做功，使电荷的电势能增加，将其他形式的能量转化为电势能。

3．电动势：(1)定义：在电源内部，非静电力把正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功W 与被移送电荷q 的比值。

(2)公式：E ＝Wq 。

(3)单位：伏特。

简称：伏，符号：V 。

【生活链接1】不同型号的电池如图所示，能否依据电池体积的大小判断电池电动势的大小？为什么？提示：不能，因为电动势由电源中非静电力的特性决定，对于常用的干电池来说，电动势跟电池的体积无关。

二、闭合电路的欧姆定律1．内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。

2．公式：I＝ER r；适用范围：纯电阻电路。

3．常用的变形公式：E＝U外＋U内或U外＝E－Ir；适用范围：任何闭合电路。

【生活链接2】手电筒中的电池用久了，虽然电动势没减少多少，但小灯泡却不怎么亮了。

请思考小灯泡变暗的原因。

提示：电池用久了，内阻变大，根据闭合电路的欧姆定律知总电流变小，因此小灯泡不怎么亮了。

三、路端电压与负载的关系1．路端电压与外电阻的关系：U外＝E－U内＝E－ER＋rr。

结论：(1)R增大→U外增大；(2)外电路断路时U外＝E；(3)外电路短路时U外＝0。

2．路端电压与电流的关系：(1)公式：U外＝E－Ir。

(2)图像(U-I图像)：如图所示是一条倾斜的直线，该直线与纵轴交点的坐标表示电动势E，斜率的绝对值表示电源内阻r。

反电动势与电动机中的反电动势
反电动势是指与电源的电动势方向相反的电动势。

电路中存在多个电源时可能出现反电动势。

比如同一导轨回路上的两根金属棒切割磁场的速度不等，有可能出现反电动势；动生电动势和感生电动势同时存在时可能出现反电动势。

对线圈而言，其中的通电电流发生变化时就会在线圈的两端产生反电动势。

比如LC振荡电路中电感线圈两端电压的变化与反电动势紧密联系；电动机线圈在转动时，反电动势也伴随产生了。

电动机的原理初中就能理解，是将电能转化为机械能的装置，通电的线圈在磁场里受到磁场对它的安培力的作用，使得线圈绕轴旋转。

安培力是线圈转动的动力来源。

如果我们只看到安培力的动力作用，电动机的线圈会不断地加速，这显然是不可能的，因为每个电动机都有一个最大的转速。

这个最大的转速是如何形成的呢？
通电瞬间线圈几乎不动而电流最大，安培力产生的转动力矩远大于阻力矩，线圈开始转动。

线圈转动时它就开始切割磁感线，在线圈中产生一个“反向电动势E反”，与加载在线圈外部的电势差U（外部电源提供）相反，起减小电流的作用。

开始时刻反向电动势很小，电流很大，安培力的转动力矩较大，转速逐渐加大。

随着转速的加大，反向电动势增大，线圈中的电流也就减小了，安培力的转动力矩减小到与阻力矩抗衡时就是电动机的最大速度的时候。

电机电动势计算公式Electric Motor Back-EMF Calculation.An electric motor, when supplied with a voltage, converts electrical energy into mechanical energy. However, when the motor is in motion, it also acts as a generator, producing an electromotive force (EMF) in opposition to the applied voltage. This EMF is known as back-EMF and is proportional to the speed of the motor.The back-EMF can be calculated using the following formula:E = Kb ω。

where:E is the back-EMF in volts.Kb is the motor constant or back-EMF constant in voltsper radian per second.ω is the angular velocity of the motor in radians per second.The motor constant is a characteristic of the motor and is dependent on the motor's design and construction. It represents the ratio of the back-EMF to the angularvelocity of the motor.中文回答：电动势计算公式。

当电动机接通电压时，它将电能转换成机械能。

电动势闭合电路欧姆定律知识点讲解知识点一：电动势导体中的电流，是由大量自由电荷定向移动而形成的，为了维持稳定的电流，必须在导体两端保持稳定的电压（又叫电势差），有了稳定的电压，在导体内部就存在一个稳定的电场，正是这个电场产生的电场力，使导自由电荷做定向移动，从而形成电流。

在静电力的作用下，原来静止的正电荷总是从高电势处向低电势处运动。

除了静电力可以使电荷定向移动，还有一些“非静电力”的作用下也可以使电荷定向移动，如化学力等。

与静电力不同，“非静电力”的作用下，正电荷可以从低电势运动到高电势处。

电路中导体两端的稳定电压是由电源提供的。

电源能使电路产生电流，是因为电源把其他形式的能量转化为电能。

普通电池是把化学能转化为电能，发电机是把机械能转化为电能。

电源接入电路后，电荷做定向移动，其他形式的能转化为电能。

然而不同类型的电源把其他形式的能量转化为电能的本领是不相同的。

不同的抽水机抽水的本领不同——使单位质量的水所增加的重力势能不同不同的电源非静电力做功的本领不同——使单位正电荷所增加的电势能不同【概念解析】一、电动势1、电源是通过____________把____________能转化为____________能的装置；表示电源将其他形式的能转化为电能的本领的大小。

2、电源电动势E在数值上等于____________把单位正电荷在电源内从______极移送到______极所做的功，即W Eq3、电源电动势和内阻都由____________决定，与所接的外电路_______（选填“有关”或“无关”）。

【练一练】下列说法正确的是（）A．电动势反映了电源把电能转化为其他形式能量本领的物理量B．电流强度有大小又有方向所以电流强度是矢量C．电动势的单位和电势差相同，电动势实质上就是的电势差D．同一电源接入不同的电路，电动势不会发生变化一、内电路和外电路我们已经知道，包含电源、用电器和导线等的完整回路叫做闭合电路或全电路，闭合电路分成两部分，一部分是电源以外的部分，另一部分是由电源内部的电路叫做内电路。

高中发电机的公式推导发电机的功率计算：p＝√3 *U *I *cosφ发电机的电流计算：I = P / (√3 *U *cosφ)公式中：P——功率kWU——电压vI——电流ACosφ——功率因素，小于11、电磁相关的1）电动机的感应电动势公式：E=4.44*f*N*Φ，E为线圈电动势、f为频率、S为环绕出的导体（比如铁芯）横截面积、N为匝数、Φ是磁通。

公式是怎么推导来的，这些事情我们就不去钻研了，我们主要是看看怎么利用它。

感应电动势是电磁感应的本质，有感应电动势的导体闭合后，就会产生感应电流。

感应电流在磁场中就会受到安培力，产生磁矩，从而推动线圈转动。

从上面公式知道，电动势大小与电源频率、线圈匝数及磁通量成正比。

磁通量计算公式Φ=B*S*COSθ，当面积为S的平面与磁场方向垂直的时候，角θ为0，COSθ就等于1，公式就变成Φ=B*S。

将上面两个公式结合一下，就可以得到电机磁通强度计算公式为：B=E/（4.44*f*N*S）。

2）另外一个是安培力公式，我们要知道线圈受到的力是多少，就需要这个公式F=I*L*B*sinα，其中I为电流强度，L为导体长度，B 为磁场强度，α是电流方向与磁场方向间的夹角。

当导线垂直于磁场时候，公式就变成F=I*L*B了（如果是N匝线圈的话，磁通B就是N匝线圈的总磁通，而不需要再乘N了）。

知道了受力，就知道转矩，转矩等于扭力乘以作用半径，T=r*F=r*I*B*L（向量乘积）。

通过功率=力*速度（P=F*V）以及线速度V=2πR*每秒转速（n秒）两个公式，可以与功率建立上关系，得到下面序号3的公式。

不过要注意，这时候使用实际输出扭矩，所以计算出的功率是输出功率。

2、交流异步电机的转速计算公式：n=60f/P，这个很简单，转速与电源频率成正比，与电机极对子（记住是一对）数成反比，直接套用公式就好。

不过这个公式实际计算出是同步转速（旋转磁场速度），异步电机实际转速会略低于同步转速，所以我们往往会看到4极电机一般是1400多转，达不到1500转。