第5节《电磁感应规律的应用》
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《电磁感应规律的应用》教案(最终定稿)第一篇:《电磁感应规律的应用》教案选修3-2第四章第5节《电磁感应规律的应用》一、教材分析由感生电场产生的感应电动势—感生电动势,由导体运动而产生的感应电动势—动生电动势。
这是按照引起磁通量变化的原因不同来区分的。
感生电动势与动生电动势的提出,涉及到电磁感应的本质问题,但教材对此要求不高。
教学中要让学生认识到变化的磁场可以产生电场,即使没有电路,感生电场依然存在,这是对电磁感应现象认识上的飞跃。
二、教学目标1.知识目标:(1).知道感生电场。
(2).知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。
2.能力目标:理解感生电动势与动生电动势的概念3.情感、态度和价值观目标:(1)。
通过同学们之间的讨论、研究增强对两种电动势的认知深度,同时提高学习物理的兴趣。
(2)。
通过对相应物理学史的了解,培养热爱科学、尊重知识的良好品德。
三、教学重点难点重点:感生电动势与动生电动势的概念。
难点:对感生电动势与动生电动势实质的理解。
四、学情分析学生学习了《楞次定律》、《法拉第电磁感应定律》内容之后,本节重点是使学生理解感生电动势和动生电动势的概念,因此要想方设法引导学生通过课前预习和课堂上的探究性学习来达到这个目的。
五、教学方法1.分组探究讨论法,讲练结合法2.学案导学:见后面的学案。
3.新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习六、课前准备1.学生的学习准备:结合本节学案来预习本节课本内容。
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。
3.教学环境的设计和布置:以学习小组为单位课前预习讨论两个重要概念及其实质。
七、课时安排:1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景导入、展示目标。
什么是电源?什么是电动势?电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。
《5.5 电磁感应现象》教学设计【教学内容】第五单元第5节。
【教学目标】1.了解电磁感应现象,知道感应电流的产生条件;理解法拉第电磁感应定律,能运用法拉第电磁感应定律进行简单计算;理解右手定则,能运用右手定则判断感应电流的方向。
2.通过法拉第定律、楞次定律的建立过程,体会实验探究在物理研究中的地位与作用;通过对楞次定律的理解和运用,体会科学家独辟蹊径的思维方法,提高科学思维能力。
3.通过对法拉第对电磁感应现象研究过程的了解及对电磁感应定律的理解,体会物理学研究对社会文明的推进作用,体会科学研究的价值观;从科学实验的验证意义进一步加深对实践是检验真理的唯一标准的认识,逐步形成尊重事实,追求真理的科学态度。
【教学重点】法拉第电磁感应定律,右手定则。
【教学难点】法拉第电磁感应定律的运用。
【教具准备】条形、蹄型磁体,铁架台,导线,旧干电池,电池组,电流表,滑动变阻器等。
【教学过程】◆创设情境──引入课题1.复习回顾初中所学电磁感应知识当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,闭合电路中产生感应电流。
2.回顾复习磁通量面积为S的闭合电路垂直处在磁感强度为B的匀强磁场中,穿过电路的磁通量是:3.提出问题:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路的磁通量是否变化?为什么?变化。
S变化。
4.教师讲述:从对上一问题的讨论可知,闭合电路发生电磁感应,出现感应电流时,闭合电路的磁通量发生了变化。
那么是不是无论用什么办法,只要使穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路就会发生电磁感应出现感应电流呢?◆合作探究──新课学习一、电磁感应现象1.实验探究1:让条形磁体与闭合电路相对运动,造成穿过闭合电路的磁通量发生变化。
(1)演示:参照教材第136页“实验与观察”实验2所示装置及要求进行操作,观察电流表示数,得出结论。
(2)探究:条形磁铁与闭合电路相对运动时,闭合电路的面积保持不变,但穿过闭合电路的磁场的磁感强度变化,使穿过闭合电路的磁通量发生变化。
苏教版高中物理目录 YUKI was compiled on the morning of December 16, 2020高中物理新课标教材目录·必修1物理学与人类文明第一章运动的描述1 质点参考系和坐标系2 时间和位移3 运动快慢的描述──速度4 实验:用打点计时器测速度5 速度变化快慢的描述──加速度第二章匀变速直线运动的研究1 实验:探究小车速度随时间变化的规律2 匀变速直线运动的速度与时间的关系3 匀变速直线运动的位移与时间的关系4 匀变速直线运动的位移与速度的关系5 自由落体运动6 伽利略对自由落体运动的研究第三章相互作用1 重力基本相互作用2 弹力3 摩擦力4 力的合成5 力的分解第四章牛顿运动定律1 牛顿第一定律2 实验:探究加速度与力质量的关系3 牛顿第二定律4 力学单位制5 牛顿第三定律806 用牛顿运动定律解决问题(一)7 用牛顿运动定律解决问题(二)高中物理新课标教材目录·必修2第五章曲线运动1 曲线运动2 质点在平面内的运动3 抛体运动的规律4 实验:研究平抛运动5 圆周运动6 向心加速度7 向心力8 生活中的圆周运动第六章万有引力与航天 1 行星的运动2 太阳与行星间的引力 3 万有引力定律 4 万有引力理论的成就 5 宇宙航行 6 经典力学的局限性第七章机械能守恒定律 1 追寻守恒量2 功 3 功率 4 重力势能 5 探究弹性势能的表达式 6 实验:探究功与速度变化的关系7 动能和动能定理8 机械能守恒定律9 实验:验证机械能守恒定律10 能量守恒定律与能源高中物理新课标教材目录·选修1-1第一章电流一、电荷库仑定律二、电场三、生活中的静电现象五、电流和电源六、电流的热效应第二章磁场一、指南针与远洋航海二、电流的磁场三、磁场对通电导线的作用四、磁声对运动电荷的作用五、磁性材料第三章电磁感应一、电磁感应现象二、法拉第电磁感应定律三、交变电流四、变压器五、高压输电六、自感现象涡流七、课题研究:电在我家中第四章电磁波及其应用一、电磁波的发现二、电磁光谱三、电磁波的发射和接收四、信息化社会五、课题研究:社会生活中的电磁波高中物理新课标教材目录·选修1-2第一章分子动理论内能一、分子及其热运动二、物体的内能三、固体和液体四、气体第二章能量的守恒与耗散一、能量守恒定律二、热力学第一定律三、热机的工作原理四、热力学第二定律五、有序、无序和熵六、课题研究:家庭中的热机第三章核能一、放射性的发现二、原子核的结构三、放射性的衰变四、裂变和聚变五、核能的利用第四章能源的开发与利用一、热机的发展和应用二、电力和电信的发展与应用三、新能源的开发四、能源与可持续发展五、课题研究:太阳能综合利用的研高中物理新课标教材目录·选修2-1第一章电场直流电路第1节电场第2节电源第3节多用电表第4节闭合电路的欧姆定律第5节电容器第二章磁场第1节磁场磁性材料第2节安培力与磁电式仪表第3节洛伦兹力和显像管第三章电磁感应第1节电磁感应现象第2节感应电动势第3节电磁感应现象在技术中的应用第四章交变电流电机第1节交变电流的产生和描述第2节变压器第3节三相交变电流第五章电磁波通信技术第1节电磁场电磁波第2节无线电波的发射、接收和传播第3节电视移动电话第4节电磁波谱第六章集成电路传感器第1节晶体管第2节集成电路第3节电子计算机第4节传感器高中物理新课标教材目录·选修2-2第一章物体的平衡第1节共点力平衡条件的应用第2节平动和传动第3节力矩和力偶第4节力矩的平衡条件第5节刚体平衡的条件第6节物体平衡的稳定性第二章材料与结构第1节物体的形变第2节弹性形变与范性形变第3节常见承重结构第三章机械与传动装置第1节常见的传动装置第2节能自锁的传动装置第3节液压传动第4节常用机构第5节机械第四章热机第1节热机原理热机效率第2节活塞式内燃机第3节蒸汽轮机燃气轮机第4节喷气发动机第五章制冷机第1节制冷机的原理第2节电冰箱第3节空调器高中物理新课标教材目录·选修2-3第一章光的折射第1节光的折射折射率第2节全反射光导纤维第3节棱镜和透镜第4节透镜成像规律第5节透镜成像公式第二章常用光学仪器第1节眼睛第2节显微镜和望远镜第3节照相机第三章光的干涉、衍射和偏振第1节机械波的稍微和干涉第2节光的干涉第3节光的衍射第4节光的偏振第四章光源与激光第1节光源第2节常用照明光源第3节激光第4节激光的应用第五章放射性与原子核第1节天然放射现象原子结构第2节原子核衰变第3节放射性同位素的应用第4节射线的探测和防护第六章核能与反应堆技术第1节核反应和核能第2节核列变和裂变反应堆第3节核聚变和受控热核反应高中物理新课标教材目录·选修3-1第一章静电场1 电荷及其守恒定律2 库仑定律3 电场强度4 电势能和电势5 电势差6 电势差与电场强度的关系7 静电现象的应用8 电容器与电容9 带电粒子在电场中的运动第二章恒定电流1 电源和电流2 电动势3 欧姆定律4 串联电路和并联电路5 焦耳定律6 电阻定律7 闭合电路的欧姆定律8 多用电表9 实验:测定电池的电动势和内阻10 简单的逻辑电路第三章磁场1 磁现象和磁场2 磁感应强度3 几种常见的磁场4 磁场对通电导线的作用力5 磁场对运动电荷的作用力6 带电粒子在匀强磁场中的运动高中物理新课标教材目录·选修3-2第四章电磁感应1 划时代的发现2 探究电磁感应的产生条件3 楞次定律4 法拉第电磁感应定律5 电磁感应规律的应用6 互感和自感7 涡流第五章交变电流1 交变电流2 描述交变电流的物理量3 电感和电容对交变电流的影响4 变压器5 电能的输送第六章传感器1 传感器及其工作原理2 传感器的应用(一)3 传感器的应用(二)4 传感器的应用实例高中物理新课标教材目录·选修3-3第七章分子动理论1 物体是由大量分子组成的2 分子的热运动3 分子间的作用力4 温度和温标5 内能16第八章气体1 气体的等温变化2 气体的等容变化和等压变化3 理想气体的状态方程4 气体热现象的微观意义第九章物态和物态变化1 固体2 液体3 饱和汽与饱和汽压4 物态变化中的能量交换第十章热力学定律1 功和内能2 热和内能3 热力学第一定律能量守恒定律4 热力学第二定律5 热力学第二定律的微观解释6 能源和可持续发展高中物理新课标教材目录·选修3-4第十一章机械振动1 简谐运动2 简谐运动的描述3 简谐运动的回复力和能量4 单摆5 外力作用下的振动第十二章机械波1 波的形成和传播2 波的图象3 波长、频率和波速4 波的反射和折射5 波的衍射6 波的干涉7 多普勒效应第十三章光1 光的折射2 光的干涉3 实验:用双缝干涉测量光的波长4 光的颜色色散5 光的衍射6 光的偏振7 全反射8 激光第十四章电磁波1 电磁波的发现2 电磁振荡3 电磁波的发射和接收4 电磁波与信息化社会c5 电磁波谱第十五章相对论简介1 相对论的诞生2 时间和空间的相对性3 狭义相对论的其他结论4 广义相对论简介高中物理新课标教材目录·选修3-5第十六章动量守恒定律 1 实验:探究碰撞中的不变量 2 动量守恒定律(一) 3 动量守恒定律(二) 4 碰撞5 反冲运动火箭6 用动量概念表示牛顿第二定律第十七章波粒二象性 1 能量量子化:物理学的新纪元 2 科学的转折:光的粒子性 3 崭新的一页:粒子的波动性4 概率波5 不确定性关系第十八章原子结构 1 电子的发现2 原子的核式结构模型3 氢原子光谱4 玻尔的原子模型第十九章原子核1 原子核的组成2 放射性元素的衰变3 探测射线的方法4 放射性的应用与防护5 核力与结合能6 重核的裂变7 核聚变8 粒子和宇宙。
电磁感应定律的应用
电磁感应是电磁学中的一个重要概念,它描述了磁场变化对电流的诱导作用。
在电磁学中,电磁感应定律是一组描述电场和磁场相互关系的方程。
电磁感应定律的最常见形式是法拉第电磁感应定律和楞次定律。
法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律描述了磁场的变化如何引发感应电流的产生。
该定律表明,当以某种方式改变穿过闭合线圈的磁通量时,就会在该线圈中感应出一个电动势,从而产生一个感应电流。
这个现象被广泛应用于发电机、变压器等电气设备中。
楞次定律
楞次定律描述了磁场变化对电路的诱导作用。
根据楞次定律,一个变化的磁通
量会在电路中产生一个感应电动势,从而产生感应电流。
这个定律也被应用于电动机、发电机等电气设备中。
应用领域
电磁感应定律在许多领域都有重要的应用。
其中,电动机、发电机、变压器等
电气设备都是基于电磁感应定律原理工作的。
此外,感应加热、涡流制动等技术也是基于电磁感应定律的应用。
电磁感应定律的应用不仅局限于电气领域,它还被广泛应用于生活中的各个方面。
比如无线充电技术、感应炉等产品都是基于电磁感应原理制作的。
总的来说,电磁感应定律的应用涵盖了电气、通信、生活等各个领域,在现代
科技和工业生产中发挥着重要作用。
《电磁感应及其应用》教学设计方案(第一课时)一、教学目标1. 知识与技能:理解电磁感应的观点,掌握法拉第电磁感应定律及其应用。
2. 过程与方法:通过实验探究,掌握电磁感应的规律,学会运用法拉第电磁感应定律分析问题。
3. 情感态度与价值观:培养科学探究精神,树立理论与实践相结合的思想。
二、教学重难点1. 教学重点:法拉第电磁感应定律及其应用。
2. 教学难点:电磁感应在实际生活和工业生产中的应用,如发电机、变压器等的工作原理。
三、教学准备1. 准备教学用具:电磁感应实验装置、发电机模型、变压器实物等。
2. 准备教学内容:制作PPT,包括图片、视频、案例等,以帮助学生更好地理解电磁感应及其应用。
3. 准备学生材料:一些基本的电磁感应应用案例,让学生提前了解和学习。
四、教学过程:1. 引入课题(1)通过生活实例引入电磁感应现象,如电磁炉、发电机、变压器等。
(2)引导学生回顾初中学过的磁场知识,为后续学习打下基础。
(3)教师简要介绍电磁感应的基本观点和定律。
2. 实验探究(1)学生分组实验:利用实验室提供的实验器械,探究电磁感应现象。
(2)引导学生观察实验现象,记录实验数据和结论。
(3)教师对实验过程中出现的问题进行讲解和指导。
3. 理论知识学习(1)教师讲解电磁感应定律及其应用,包括楞次定律、右手定则等。
(2)学生根据实验数据和结论,自主总结电磁感应定律的应用。
(3)教师对学生的总结进行点评和补充。
4. 实际应用举例(1)教师介绍电磁感应在生产、生活、科技等方面的应用,如发电机、变压器、磁悬浮列车等。
(2)学生了解电磁感应在实际应用中的优点和局限性。
5. 教室互动环节(1)学生就所学知识进行提问,教师进行解答。
(2)学生之间进行交流和讨论,共同探讨电磁感应在实际应用中的更多可能性。
6. 作业安置(1)要求学生预习下节课内容,准备讨论发言。
(2)安置与电磁感应相关的小论文或报告,鼓励学生进一步探究和学习。
L
第五节电磁感应定律的应用
基础达标
1.如图1所示,内壁光滑的塑料管弯成的圆环放在水平桌面上,环内有一带负电小球,整个装置处在竖直向下的磁场中,()A.沿顺时针方向运动
B.沿逆时针方向运动
C.在原位置附近往复运动
D.仍然保持静止状态
2.如图2所示,两个互连的金属圆环,
磁场垂直穿过粗金属环所在的区域,当磁感应强度均匀变化时,在粗环内产生的电动势为E,则ab两点间的电势差为(
A.E/2
B.E/3
C.2E/3
D.E
6)
A.乙和丁B.甲、乙、丁C.甲、乙、丙、丁D.只有乙1.如图1所示,一个闭合电路静止于磁场中,由于磁场强弱的变
化,而使电路中产生了感生电动势.下列说法中正确的是()
A.磁场变化时,会在空间激发一种电场
B.使电荷定向移动形成电流的力是磁场力
C.使电荷定向移动形成电流的力是电场力
D.以上说法都不对图1 2.如图2所示,一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动,当磁感应强度均匀增大时,此粒子的动能将()
A.不变
B.增加
C.减少
D.以上情况都可能图2
4.如图3所示,导体AB在做切割磁感线运动时,将产生一个电动势,因而在电路中有电流通过.下列说法中正确的是()
A.因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势
B.动生电动势的产生与洛伦兹力有关
C.动生电动势的产生与电场力有关
D.动生电动势和感生电动势的产生原因是一样的图3
6.某空间出现了如图所示的一组闭合的电场线,这可能是()
A.沿AB方向磁场在迅速减弱
B.沿AB方向磁场在迅速增强
C.沿BA方向磁场在迅速增强
D.沿BA方向磁场在迅速减弱
7.如图6所示,金属杆ab以恒定的速率v在光滑平行导轨上向右滑行.设整个电路中总电阻为R(恒定不变),整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中,下列叙述正确的是…()
A.ab杆中的电流与速率v成正比
B.磁场作用于ab杆的安培力与速率v成正比
C.电阻R上产生的电热功率与速率v的平方成正比
D.外力对ab杆做功的功率与速率v的平方成正比
图6
8、如图7所示,一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的
平面内做圆周运动,当磁感应强度均匀增大时,此粒子的动能将()A.不变
B.增加
C.减少
D.以上情况都可能图7
21、有一面积为150 cm2的金属环,电阻为0.1 Ω,在环中100 cm2的同心圆面上存在如图21(b)所示的变化的磁场,在0.1 s到0.2 s的时间内环中感应电流为__________,流过的电荷量为__________.
图21
24.如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m、导轨平面与水平面成θ=37°角,下端连接阻值为R的电阻,匀强磁场方向与导轨平面垂直.质量为0.2kg,电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25.
(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小.
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为8W,求该速度的大小.
(3)在上问中,若R=2Ω,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小与方向(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
参考答案 1.答案:AC 2.答案:B 3.答案:BD 4.答案:AB 5.答案:C 6.答案:AC 7.答案:ABCD 8.答案:B 9.答案:AD
10.思路解析:线框下落时的高度不同,进入磁场时的速度、产生的感应电动势、感应电流、线框所受的安培力不同,可能大于、等于或小于线框重力,故线框的运动可能有三种,只有D 是不可能的。
答案:D 11.答案:A 12.答案:B 13.答案:上 2
2
2l
B m g R 2mg
14.答案:B
15.思路解析:当b >L 时,线圈匀速运动产生感应电流的有效位移为2L ,即有感应电流的时间为t 1=
v
L 2,再根据E=Bav ,E 电=
R
E
2
t 1,q=It=
R
E t 1,可得出答案;
当b <L 时,线圈匀速运动产生感应电流的有效位移为2b ,即有感应电流的时间为t 2=
v
b 2,用同样的方法可求得答案。
答案:
R
Lv
a B 2
2
2
R
B a L 2
R
bv
a B 2
22
R
B a b 2
16.思路解析:OA 的转动切割磁感线,求运动到最低点时的瞬时电动势和瞬时功率,应用法拉第电磁感应定律时,要运用旋转切割的情况.最后要求的是过程量,应用能量的转化和守恒。
答案:
2
1BLv
r
R v
L B 42
22+ mgL-
2
1mv 2
17.思路解析:bc 段与cd 段磁场的变化率相等,大于aO 的磁场变化率. 答案:BC
18.思路解析:A 中无感应电流,在进入和穿出磁场的过程中只受重力作用;B 、C 在进入和穿出磁场的过程中都有感应电流产生,都受向上的安培力作用,下落的加速度小于重力加速度,所以比A 要晚落地;设线圈的边长为l ,导线的横截面积为S ,材料的密度为δ,电阻率为ρ,进入或穿出时的速度为v ,磁感应强度为B ,则线圈中产生的感应电动势为E=BLv ,感应电流为I=R
E ,电阻为R=ρ
S
l 4,
安培力为F=BIl ,由牛顿第二定律加速度为a=m
F mg -,线圈的质量为m=4δSl.
将上述方程整理后得:a=g-δρ
162
v B .加速度与导线的粗细无关,故B 、C 同时落地.
答案:D 19.答案:
nS
qB 2
20.思路解析:由法拉第电磁感应定律,E=n t
∆∆Φ=n
t
S B ∆∙∆,在t=0到t=1 s,B 均匀
增大,则
t
B ∆∆为一恒量,则E 为一恒量,再由楞次定律,可判断感应电动势为顺
时针方向,则电动势为正值,在t=1 s 到t=3 s,B 不变化,则感应电动势为零,在t=3 s 到t=5 s,B 均匀增大,则
t
B ∆∆为一恒量,但B 变化得较慢,则E 为一恒量,
但比t=0到t=1 s 小,再由楞次定律,可判断感应电动势为逆时针方向,则电动势为负值,所以A 选项正确. 答案:A
21.答案:0.1 A 0.01 C 22.答案:1.44×10-3 N
23.答案:(1)0.04 Wb/s 4 V (2)2.4 V。