高二物理椤次定律的应用4
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高二物理楞次定律及应用【本讲主要内容】楞次定律及应用楞次定律及熟练运用楞次定律【知识掌握】【知识点精析】1、实验:闭合电路的磁通量发生变化的情况:实线箭头表示原磁场方向,虚线箭头表示感应电流磁场方向。
分析:(甲)图:当把条形磁铁N极插入线圈中时,穿过线圈的磁通量增加,由实验可知,这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反。
(乙)图:当把条形磁铁N极拔出线圈中时,穿过线圈的磁通量减少,由实验可知,这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同。
(丙)图:当把条形磁铁S极插入线圈中时,穿过线圈的磁通量增加,由实验可知,这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反。
(丁)图:当条形磁铁S极拔出线圈中时,穿过线圈的磁通量减少,由实验可知,这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同。
通过上述实验:凡是由磁通量的增加引起的感应电流,它所激发的磁场一定阻碍原来磁通量的增加;凡是由磁通量的减少引起的感应电流,它所激发的磁场一定阻碍原来磁通量的减少。
在两种情况中,感应电流的磁场都阻碍了原磁通量的变化。
2、楞次定律:感应电流具有这样的方向,就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
说明:对“阻碍”二字应正确理解.“阻碍”不是“阻止”,而只是延缓了原磁通量的变化,电路中的磁通量还是在变化的.例如:当原磁通量增加时,虽有感应电流的磁场的阻碍,磁通量还是在增加,只是增加得慢一点而已.实质上,楞次定律中的“阻碍”二字,指的是“反抗着产生感应电流的那个原因。
”3﹑楞次定律的应用【解题方法指导】例1. 用一个接通灵敏电流计的螺线管,当磁铁S极移近或远离螺线管(如图所示)感应电流的方向如何?(1)先做演示实验,体会感应电流产生的真实性,再利用课件展示物理现象。
请同学们结合上节课的简单应用,完成基本操作程序:①判断原磁场方向;向上②判断磁通量是增加还是减少;甲增,乙减③判断感应电流的磁场方向;甲向上,乙向下④判断感应电流方向。
高二物理-楞次定律及其应用教案一、教学目标1.了解楞次定律的基本概念及公式;2.掌握楞次定律在电动机和发电机中的应用;3.通过练习题的实际应用,强化学生的掌握能力。
二、教学内容1.楞次定律的基本概念2.楞次定律的公式及应用3.电动机和发电机的应用4.练习题与答案分析三、教学重点1.了解楞次定律在电动机和发电机中的应用;2.掌握楞次定律的公式及应用。
四、教学方法1.讲授:通过讲解楞次定律的基本概念、公式及应用来让学生了解相关知识;2.解题:通过练习题的实际应用来让学生加深对知识的理解和掌握。
五、教学过程1.引入引导学生思考:你知道什么叫做电磁感应吗?通过引导学生讨论,让学生初步了解电磁感应。
2.讲解(1)楞次定律的概念:当磁通量Φ发生变化时,磁通量Φ对应的电动势ε也会发生变化,并且变化的方向是使其阻碍原因的变化。
(2)楞次定律的公式:ε=-NΔΦ/Δt其中,ε为感应电动势(单位为伏特),N为感应线圈的匝数,ΔΦ为磁通量的变化量,Δt为时间的变化量。
(3)楞次定律的应用:①电动机中的应用:电动机是通过电能转化成机械能的装置。
当电流在导线中流动时,会产生磁场。
这个磁场会与若干个铜轴扭在一起的转子产生作用力,从而使转子转动起来。
②发电机中的应用:发电机是通过机械能转化成电能的装置。
利用一定的能量,如风能、水能或汽油、煤等化学能,使转动转子的磁场与线圈之间相对运动,从而在线圈内感应出电动势,达到发电的目的。
3.练习题与答案分析(1)若在相邻的磁极间放置一个带导线的直杆,使导线在磁场中运动,导线产生的感应电动势方向符合楞次定律。
当导线向左移动时,打开一个带有负极标志的电源,导线的感应电动势的方向是(A:向上;B:向下;C:向左;D:向右)。
答案:B解析:当导线向左运动时,磁通量减小,导线中产生感应电动势,使它产生的磁通量增加。
题目中负极电源向右移动导线方向相反,故感应电动势方向为向下。
(2)一个圆形线圈中心处的磁通量可以表示为Φ=0.1cos(ωt)(其中,Φ的单位为Wb,t的单位为s,ω的单位为rad/s),线圈的匝数N=10,如果线圈的长度为0.1m,当线圈的平面与磁通量的方向垂直时,线圈中感应电动势的值为多少?答案:ε=-10sin(ωt)V解析:根据楞次定律公式,可以得到感应电动势的表达式为ε=-NΔΦ/Δt。
课题:楞次定律的应用学科:物理授课教师:李授课班级:高二1班一、教材分析1、楞次定律是高中课程标准实验教科书选修3—2第四章第三节课的教学内容,它是电磁学中的重要定律,也是本章的重点和难点。
电磁感应作为联系电场和磁场的纽带,不仅是学过的电场和磁场知识的综合和扩展,也是以后学习交流电、电磁振荡和电磁波的基础。
楞次定律是电磁感应规律的重要组成部分,是分析和处理电磁感应现象问题的两个重要支柱之一。
在实际教学中要引导学生在实验的基础上,自主学习总结规律。
2、楞次定律第一节采用探究式教学模式,通过学生动手实验,学生得出了楞次定律的内容,学会了如何去判断感应电流的方向.但是由于时间关系,楞次定律的使用步骤、右手定则都没有讲。
学生知道了楞次定律的内容,应用的时候可能还有一定的困难,本节课就是要解决这个问题,通过理论分析探究,实验验证等方式加深学生对楞次定律的理解和应用。
二、学情分析本节内容要求一定的理论理解应用水平,选择理论探究和学生自主学习是有益的尝试。
通过探究得出结论并进一步深化结论是学生学习的重点。
1.学生已经掌握了磁通量的概念,并会分析磁通量的变化。
2.已经知道了几种典型磁场的磁感线的分布。
3.学生已经利用(条形磁铁、电流计、线圈等)实验器材研究感应电流产生的条件,并探究了感应电流方向的判断方法,知道了楞次定律的内容,现在要加深理解,学会解决实际问题。
三、教学目标1、知识与技能(1)通过楞次定律的实例应用分析,体会楞次定律内容中“阻碍”二字的含义,探明“磁通量变化”的方式和途径。
(2)通过实验和理论探究,学生理解楞次定律的其他表述内涵和应该方法。
(3)掌握右手定则2、过程与方法(1)学生通过教师引导,体验楞次定律的应用步骤,理解并掌握右手定则。
(2)学生在老师指导下,动手实验操作,并确定观察重点,进行观察,分析得出结论。
(3)通过讨论分析总结,找出实验现象的共性,并总结出规律,培养学生抽象思维能力和创新思维能力。
高二物理楞次定律知识点楞次定律是电磁感应中的基本定律之一,描述了磁感应强度与通过闭合回路的磁通量的关系。
它由法国物理学家楞次在1834年提出,是电磁学的重要基石之一。
本文将介绍高二物理楞次定律的相关知识点。
1. 楞次定律的表述楞次定律可以用以下公式表述:ε = -ΔΦ/Δt其中,ε代表感应电动势,ΔΦ代表磁通量变化,Δt代表时间变化。
2. 磁通量的概念磁通量Φ是描述磁场穿过一个平面的数量的物理量。
它的大小与磁场的强度和面积有关,可以用以下公式计算:Φ = B·A·cosθ其中,B代表磁场强度,A代表平面面积,θ代表磁场线与平面法线之间的夹角。
3. 楞次定律的基本原理楞次定律的基本原理是磁场变化引起感应电动势的产生。
当磁通量发生变化时,闭合回路中会产生感应电动势,进而产生感应电流。
4. 楞次定律的应用楞次定律在实际应用中具有广泛的意义,包括以下几个方面:1) 可以解释电磁感应现象,如电磁感应发电机的工作原理。
2) 可以解释变压器的工作原理,即利用楞次定律实现电压的升降。
3) 可以解释电磁铁的工作原理,即通过改变电磁铁中的电流产生磁场,实现吸附和释放物体。
5. 楞次定律的扩展楞次定律还可以扩展到电场变化引起的感应电动势。
当电场发生变化时,也会产生感应电动势。
这一扩展称为法拉第电磁感应定律。
6. 楞次定律的实验验证楞次定律可以通过一系列实验来验证,如改变磁场强度、改变磁场方向以及改变回路形状等。
实验结果与楞次定律的预测一致,进一步验证了该定律的准确性。
总结:高二物理学习中楞次定律是一个重要的知识点,它可以用来解释电磁感应现象,如电磁感应发电机、变压器和电磁铁的工作原理。
楞次定律的实验验证也进一步证明了其准确性。
通过学习楞次定律,我们可以更好地理解电磁学的基本原理和应用,为进一步的物理学习奠定基础。
高二数学楞次定律知识点高二数学-楞次定律知识点楞次定律是电磁学中的重要定律之一,它描述了通过一个闭合回路的电流所产生的磁场。
楞次定律由法国物理学家法拉第于1831年首次提出。
它为我们理解电磁感应现象以及电动机、变压器等电器设备的工作原理提供了重要的基础。
1. 楞次定律的表述楞次定律的数学表述为:在一个闭合回路中,磁场的感应电动势大小与被磁场线穿过的回路的面积的变化率成正比。
这可以用以下公式表示:ε = -dΦ/dt其中,ε表示感应电动势的大小,dΦ表示磁通量的变化量,dt 表示时间的变化量。
2. 楞次定律的应用楞次定律在电磁学和电器工程中有着广泛的应用。
以下是一些楞次定律的常见应用:2.1 电磁感应现象根据楞次定律,当一个闭合回路遭受磁场中磁通量的变化时,将会在回路中产生感应电动势。
这就是电磁感应现象的基础,也是电磁感应产生的原理。
2.2 电磁铁电磁铁是利用楞次定律的原理工作的电器装置。
当通电线圈产生磁场时,可以通过改变线圈的电流大小或者磁场的强度来控制电磁铁的吸力。
2.3 变压器变压器是利用楞次定律的原理工作的重要设备。
当电线圈的电流发生变化时,通过楞次定律可以计算出磁通量的变化率,从而得出变压器的电压变换关系。
2.4 发电机和电动机发电机和电动机也是利用楞次定律的原理工作的。
当发电机的转子旋转时,通过磁通量的变化引起线圈中的感应电动势,从而产生电能。
而电动机则是利用外加电源的电能驱动转子的旋转。
3. 楞次定律的实例分析为了更好地理解楞次定律的应用,我们来看一个实际的例子:一个导体棒在磁场中运动。
假设有一个导体棒被放置在一个恒定磁场中,并以一定的速度运动。
根据楞次定律,当导体棒穿过磁场线时,会在导体棒两端产生感应电动势。
如果导体棒形成一个闭合回路,就会有电流通过。
当导体棒的速度改变时,导体棒穿过磁场线的速率也会发生变化。
根据楞次定律的数学表述,感应电动势的大小与导体棒穿过磁场线的面积的变化率成正比。
第四节:楞次定律的应用
【教学目标】
1.知识与能力
⑴ 熟练运用楞次定律判断感应电流方向或判断引起感应电流的原因。
⑵ 运用楞次定律的扩展方式进行动力学分析。
⑶ 理解楞次定律与能量转化和首恒定律的一致性。
⑷ 掌握右手定则,并理解右手定则实际上是楞次定律的一种表现形式。
2.过程与方法
充分发辉教师的主导作用,调动学生积极参与问题的讨论、研究、扩展,结合演示、课件等,提高学生的认识学区兴趣。
3.情感态度与价值观
激发学生对科学实验的探究热情,有利于培养学生热爱科学、尊重知识的良好品德。
【课时安排】
根据学生情况,按排1至2课时。
【课前准备】
线圈、灵敏电流计、磁铁、幻灯片、课件等。
【重点、难点分析】
重点是熟练运用楞次定律,难点是对楞次定律的理解和扩展。
【教学过程】
1.课本例1的研究与扩展
[例1](先做演示实验,体会感应电流产生的真实性,再利课件展示物
理现象)用一个接通
灵敏电流计的螺线管,当磁铁S 极移近或远离螺线管(如图16-4-1所示)感应电流的方向如何?
⑴ 先做演示实验,体会感应电流产生的真实性,再利用课件展示物理现象。
请问同学们结合上节课的简单应用,完成基本操作程序:
① 判断有磁场方向;
② 判断磁通量是增加还是减少; ③ 判断感应电流的磁场方向; ④ 判断感应电流方向。
结论1:磁通量增加,感应电流磁场与原磁场反向 结论2:磁通量减少,感应电流磁场与原磁场同向 ⑵ 全面展开讨论
讨论1:本例题表现是磁通量变化的原因是惟一的吗?(为例2引入打下伏笔)
归纳:磁铁相对运动可以引起磁通量的变化,电流的变化也可以引起磁通量的变化。
N
v
甲
v
乙
图16-4-1
N
讨论2:在相对运动中,感应电流的磁场跟原磁场的相互作用。
归纳:感应电流的磁场总是“阻碍”相当运动,“近斥”“远吸”。
因此可进行动力学分析 练习一、判断自由下落的条形磁铁在靠近正下方水平桌面上的金属圆环过程中(如图16-4-2所示),环中的感应电流方向怎样?磁铁是否做自由落体运动?环对桌面的压力还等于重力吗?(可由课件展示) 结论:(俯视)感应电流方向为逆时针方向,磁铁下落的过程受感仪感应磁场的阻力作用,加速度减少,不再做自由落体运动,环对桌面的压力大于重力。
注意:⑴ 必须引导学生广泛讨论; ⑵ 采取的判断方式尽可能多样化 ① 利用楞次定律直接判断;
② 利用“阻碍”相当运动变通判断(突出动力学分析)。
讨论3:在产生感应电流过程中能量转化现象如何?
归纳:上述问题所展示是物理现象中,都有克服磁场力做功、伴随
机械能转化为电能,说明楞次定律是能的转化和守恒定律在电磁感应中的具体表现。
练习二、课本练习题(5)、(6)。
注意:突出动力学分析与能量分析的配合。
讨论4:定律中“阻碍”一词若换成“阻止”是否能更好地表达定律的内涵?
归纳:当磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场反向,有“抵制”磁通量增加的效果;当磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场同向,有“补偿”磁通量减少的效果,与完全“阻止”住磁通量的变化是根本不同的。
注意:通过分析,使学生对“阻碍”概念最终形成正确认识,突破这一难点。
2. 通过例2分析讨论,进行对比训练。
[例题2]一个可控通电路线管A ,外套一个闭合螺线管B (如图16-4-3),当闭合电键或减小电阻的阻值,使螺线管A 中的电流增大时,B 中的感应电流方向如何?电键断开或增大电阻的阻值时,B 中的感应电流方向又如何?(可用幻灯片展示)
⑴ 引导学生操作楞次定律(当A 中电流增加时)。
① 转化平面图,显示原磁场的方向。
(演示:闭
合电键以及使R 减少,都显示感应电流产生)
② 说明电键闭合(或电阻R 调小)向里磁通量增加。
③ 由楞次定律知,B 中感应电流的磁场“阻碍”磁通量的增加。
(向外)
④ 由安培定则知,B 中感应电流方向得以判定。
(顺时针)
注意: ① 穿过B 的合磁通量向里。
② 当电流增加时,磁场增强,穿过B 的合磁通量增加。
合磁通量的计算及变化分析是难点,说理方式的选择有助于降低难度。
③ 体会A 中电流减少时,判断B 中感应电流,操作方式与上述过程具有一致性。
⑵ 让学生体会理论判定与演示实验的一致性。
练习三、利用课本(1)、(2)、(4)强化训练。
归纳:无论是电流磁场还是磁铁的磁场引起的磁通量变化,判断感应电流的操作程序是一样的。
3.右手定则的理解及应用。
[例题3](由课件展示)(如图16-4-4),判断导体棒中感应电流方向。
N S 图16-4-2
图16-4-3
⑴ 借助课件引入例题,活跃课堂气氛,激发学习兴趣。
① 由楞次定律,判定感应电流方向为顺时针。
A →
B 。
⑵ 对比两种方式的相通性。
注意:
① 右手定则的表述可让学生讨论总结。
② 右手定则建立了I 感、B 、v 三者的方向关系,可相互判断。
归纳:右手定则与楞次定律本质相同,在导体切割磁感线时,用右手定则判断感应电流方向更简捷。
练习四、判断(图16-4-5)中,部分导体切割磁感线产生感应电流的方向。
4
.进行变式思维训练。
利用楞次定律及右手定则均可以进行逆向判断。
以上例题中,若已知感应电流的方向,均可判断磁通量的变化特征或原磁场方向,可引导产生判断分析,通过这种变式思维训练,能很好地培养学生的创新意识。
5.补充练习。
⑴ 判断部分AB 在图示(16-4-6)匀强磁场中运动产生感应电流的方向。
⑵ 部分导体AB 在匀强磁场中垂直切割磁感线时感应电流的方向(如图16-4-7所示),判定AB 的运动方向。
⑶ 水平桌面上有矩形线圈,其正上方一条形磁铁自由下落(如图16-4-8),试判
断:①线圈中感应电流方向。
②磁铁的加速度变化。
③磁铁的机械能变化。
A
甲
v
乙
A
图
16-4-4
A
A
B
图16-4-5
A
图16-4-6
v
A
B
B
图16-4-7
⑷ 通电螺线管电路(如图16-4-9),当发现中央套置的线圈出现图示感
应电流时,判断滑动变阻器的滑键的移动方向。
⑸ (可由课件展示)判断自由下落的条形磁铁竖直穿过水平固定的金属圆环过程(如图16-4-10)时环中电流方向。
【作业】
由课本练习三⑴至⑹设计、改编问题,并讨论分析。
【教学设计说明】
1.若安排两课时,建议第一课时以例1、例2带动的问题分析为主,
第二课时主讲右手定则及扩展练习。
2.楞次定律是电磁学中的重要定律,由楞次定律的抽象性较强,使学生认识难度提高,要求教师对学生的引导方式要灵活,运用中尽可能多一些演示实验,并配合一些课件,使我们对电磁感应现象的研究更具体、更生动。
不断验证理论判断的准确性,会使学生更深刻地认识和理解楞次定律的本质,很好地抓住重点、突破难点。
3.楞次定律的应用体现了电磁感应现象实际上是一种能的转化现象,本教案在这一点上比教材更深了一步,希望教师根据自己学生的不同层次做策略性调整。
N
S 图
16-4-9
图
16-4-8 N
S 图16-4-10
N S。