08教案 第10章 电磁感应
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电磁感应教学设计【优秀5篇】作为一名教职工,总归要编写教案,借助教案可以提高教学质量,收到预期的教学效果。
教案应当怎么写呢?下面是我辛苦为大家带来的电磁感应教学设计【优秀5篇】,盼望可以启发、关心到大家。
电磁感应篇一(一)教学目的1.知道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.培育同学观看试验的力量和从试验事实中归纳、概括物理概念与规律的力量。
(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.由试验引入新课重做奥斯特试验,请同学们观看后回答:此试验称为什么试验?它揭示了一个什么现象?(奥斯特试验。
说明电流四周能产生磁场)进一步启发引入新课:奥斯特试验揭示了电和磁之间的联系,说明电可以生磁,那么,我们可不行以反过来进行逆向思考: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试验,进行探究讨论。
2.进行新课(1)通过试验讨论现象板书:〈一、试验目的:探究磁能否生电,怎样使磁生电。
〉提问:依据试验目的,本试验应选择哪些试验器材?为什么?师生争论认同:依据讨论的对象,需要有磁体和导线;检验电路中是否有电流需要有电流表;掌握电路必需有开关。
老师展现以上试验器材,留意让同学弄清蹄形磁铁的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:如何做试验?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看是否产生电流。
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?磁场的强弱对试验有没有影响?下面我们依次对这几种状况逐一进行试验,探究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看演示试验的记录表格。
老师按试验步骤进行演示,同学认真观看,每完成一个试验步骤后,请同学将观看结果填写在上面表格里。
试验完毕,提出下列问题让同学思索:上述试验说明磁能生电吗?(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?(师生争论分析:左右、斜着运动时切割磁感线。
2024年初中物理优秀教案一、教学内容本节课选自人教版初中物理教材八年级下册第十章《电磁现象》的第一节“磁场的存在和磁感线”,内容包括磁场的概念、磁场的特点、磁感线的引入和磁感线的特点。
二、教学目标1. 知识与技能:使学生了解磁场的概念,理解磁场的特点,掌握磁感线的引入和磁感线的特点。
2. 过程与方法:通过实践情景引入,让学生感受磁场的存在,培养学生的观察能力和思维能力。
3. 情感态度价值观:激发学生对物理现象的好奇心,培养学生对科学研究的兴趣。
三、教学难点与重点教学难点:磁感线的理解和应用。
教学重点:磁场的特点、磁感线的引入和磁感线的特点。
四、教具与学具准备教具:磁铁、铁钉、细线、图钉、纸张。
学具:每组一套磁铁、铁钉、细线、图钉、纸张。
五、教学过程1. 实践情景引入(1)让学生观察磁铁周围的小铁钉,提问:为什么磁铁能吸引铁钉?(2)让学生用细线悬挂磁铁,观察磁铁在空间中的运动,提问:磁铁在空间中的运动受到哪些力的影响?2. 知识讲解(1)磁场的概念:介绍磁场是一种无形的力场,存在于磁体周围的空间中。
(2)磁场的特点:磁场对放入其中的磁体有力的作用,磁场方向从磁体的北极指向南极。
(3)磁感线的引入:用图钉和纸张展示磁感线的分布,说明磁感线是为了描述磁场分布而引入的。
(4)磁感线的特点:磁感线从磁体的北极出发,回到南极,磁感线互不相交。
3. 例题讲解讲解一道关于磁场和磁感线的应用题,让学生理解磁感线在实际问题中的应用。
4. 随堂练习让学生完成教材第十章第一节后的练习题,巩固所学知识。
六、板书设计1. 磁场:存在于磁体周围的空间中的无形力场。
2. 磁场特点:对放入其中的磁体有力的作用,磁场方向从北极指向南极。
3. 磁感线:描述磁场分布的线条,从磁体北极出发,回到南极,互不相交。
七、作业设计1. 作业题目:(1)简述磁场的概念和磁场的特点。
(2)画出一个磁铁周围的磁感线分布图。
2. 答案:(1)磁场是存在于磁体周围的空间中的无形力场,具有对放入其中的磁体有力的作用,磁场方向从北极指向南极。
高中物理必修三第十章教案教案标题:高中物理必修三第十章教案 - 电磁感应与电磁场教学目标:1. 了解电磁感应的基本原理和电磁感应现象的应用。
2. 理解电磁感应定律的内涵和应用。
3. 掌握电磁感应中的关键概念和公式。
4. 能够解决与电磁感应相关的问题和实际应用。
教学重点:1. 电磁感应的基本原理和电磁感应定律的理解。
2. 电磁感应现象的应用,如发电机、电磁铁等。
3. 电磁感应中的关键概念和公式的掌握。
教学难点:1. 理解电磁感应定律的内涵和应用。
2. 解决与电磁感应相关的问题和实际应用。
教学准备:1. 教材:高中物理必修三教材第十章。
2. 教具:磁铁、线圈、电池、导线等实验器材。
3. 多媒体设备:投影仪、电脑等。
教学过程:一、导入(5分钟)1. 利用多媒体设备播放相关视频或展示相关图片,引发学生对电磁感应的兴趣。
2. 提问:你们曾经见过或了解过哪些与电磁感应有关的现象或应用?请举例说明。
二、知识讲解与概念解析(15分钟)1. 通过多媒体展示和讲解,介绍电磁感应的基本原理和电磁感应定律。
2. 解释电磁感应的概念,并引导学生理解电磁感应的产生原因和规律。
3. 引导学生理解电磁感应定律的内涵和应用,如法拉第电磁感应定律和楞次定律。
三、实验探究(20分钟)1. 分组进行实验,使用磁铁、线圈、电池和导线等器材,观察和记录电磁感应现象。
2. 引导学生根据实验结果总结电磁感应的规律,并与理论知识进行对比和分析。
3. 提出问题,引导学生思考电磁感应现象的应用,如发电机、电磁铁等。
四、知识巩固与拓展(15分钟)1. 组织学生进行小组讨论,解决与电磁感应相关的问题。
2. 提供一些实际应用的案例,让学生运用所学知识解决问题。
3. 引导学生思考电磁感应在日常生活和工业中的重要性和应用前景。
五、课堂练习与反馈(15分钟)1. 分发练习题,让学生独立完成。
2. 逐题讲解,解答学生提出的疑问。
3. 收集学生的答案,进行讲评,及时纠正错误。
电磁感应现象优秀教案公开课用第一章:电磁感应现象简介1.1 教学目标让学生了解电磁感应现象的定义和基本概念。
使学生理解电磁感应现象的本质和产生条件。
让学生掌握法拉第电磁感应定律的基本内容。
1.2 教学内容电磁感应现象的定义和基本概念。
电磁感应现象的本质和产生条件。
法拉第电磁感应定律的内容和公式。
1.3 教学方法使用多媒体演示和实验现象展示,引导学生直观地理解电磁感应现象。
通过问题讨论和小组合作,激发学生对电磁感应现象本质的思考。
1.4 教学评估通过课堂提问和小组讨论,评估学生对电磁感应现象的理解程度。
通过课后作业和实验报告,评估学生对法拉第电磁感应定律的掌握情况。
第二章:电磁感应实验2.1 教学目标让学生通过实验观察和数据分析,验证法拉第电磁感应定律。
使学生掌握电磁感应实验的基本操作和技巧。
培养学生运用科学方法进行实验和观察的能力。
2.2 教学内容电磁感应实验的原理和装置。
法拉第电磁感应定律的验证方法。
实验数据的收集和分析。
2.3 教学方法引导学生进行实验操作,观察电磁感应现象。
通过数据分析,引导学生验证法拉第电磁感应定律。
2.4 教学评估通过实验操作和数据分析,评估学生对电磁感应实验的理解和掌握程度。
通过实验报告和小组讨论,评估学生对法拉第电磁感应定律的验证情况。
第三章:电磁感应的应用3.1 教学目标让学生了解电磁感应现象在生活和科技中的应用。
使学生掌握电磁感应现象在电能转换和传输中的作用。
培养学生对电磁感应现象应用的兴趣和认识。
3.2 教学内容电磁感应现象在生活和科技中的应用实例。
电磁感应现象在电能转换和传输中的作用原理。
电磁感应现象在其他领域的应用。
3.3 教学方法通过实例和图片,引导学生了解电磁感应现象在生活和科技中的应用。
通过实验和演示,使学生理解电磁感应现象在电能转换和传输中的作用。
引导学生进行思考和讨论,培养学生的创新意识。
3.4 教学评估通过课堂提问和小组讨论,评估学生对电磁感应现象应用的理解程度。
初二物理上册教案设计——电磁感应现象电磁感应现象一、教学目标1.了解电磁感应现象的基本概念和规律;2.掌握利用法拉第电磁感应定律解决实际问题的方法;3.使学生能够分析电磁感应现象的实际应用,了解电磁感应在电动工具、电磁铁中的应用。
二、教学重点1.根据法拉第电磁感应定律解决实际问题;2.理解电磁感应在电动工具、电磁铁中的应用。
三、教学难点1.掌握利用法拉第电磁感应定律解决实际问题的方法;2.理解电磁感应在电动工具、电磁铁中的应用。
四、教学过程1.导入1.1引导学生回忆电流感应磁场和磁场感应电流的实验现象,引进电磁感应现象。
1.2分析电磁感应现象的应用场合,引起学生对电磁感应现象的兴趣。
2.课堂讲解3.1讲解电磁感应现象的基本概念和规律。
4.2通过法拉第电磁感应定律的探索过程,引出法拉第电磁感应定律的表达式。
5.3通过实例分析,讲解如何应用法拉第电磁感应定律来解决实际问题。
6.实验操作7.1让学生根据已知条件,进行电磁感应实验,通过数据分析得到电磁感应的规律。
8.2利用实验结果,讲解电磁感应定律的实际应用。
9.课堂讨论10.1分析电磁感应在电动工具中的应用,比如电动剪刀、电动牙刷和电动吸尘器等。
11.2分析电磁感应在电磁铁中的应用,比如电磁门锁、电磁悬浮列车和电磁打印机等。
12.3学生就电磁感应的应用进行讨论和交流,从而加深学生的理解和记忆。
五、教学评价13.1对学生进行交流、讨论、总结和反思,以达到学生对本节课所学内容的熟练掌握和理解。
14.2对学生进行测验或考试,检查学生对本节课所学内容的掌握和理解程度,以及解决实际问题的能力。
六、课后作业15.1完成与电磁感应相关的题目,巩固和提高学生的应用能力。
16.2研究相关文献,或到实际场地考察电磁感应现象的实际应用,积极思考和探索电磁感应的前沿研究。
七、教学后记本节课涵盖了电磁感应定义、基本概念和规律、法拉第电磁感应定律的表达式、实际应用,以及实验操作和讨论等教学内容。
第十章电磁感应一、电磁感应现象1.产生感应电流的条件感应电流产生的条件是:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
以上表述是充分必要条件。
不论什么情况,只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件,就必然产生感应电流;反之,只要产生了感应电流,那么电路一定是闭合的,穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。
当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,电路中有感应电流产生。
这个表述是充分条件,不是必要的。
在导体做切割磁感线运动时用它判定比较方便。
2.感应电动势产生的条件。
感应电动势产生的条件是:穿过电路的磁通量发生变化。
这里不要求闭合。
无论电路闭合与否,只要磁通量变化了,就一定有感应电动势产生。
这好比一个电源:不论外电路是否闭合,电动势总是存在的。
但只有当外电路闭合时,电路中才会有电流。
3.关于磁通量变化在匀强磁场中,磁通量Φ=B S sinα(α是B与S的夹角),磁通量的变化ΔΦ=Φ2-Φ1有多种形式,主要有:①S、α不变,B改变,这时ΔΦ=ΔB S sinα②B 、α不变,S 改变,这时ΔΦ=ΔS B sin α③B 、S 不变,α改变,这时ΔΦ=BS (sin α2-sin α1)当B 、S 、α中有两个或三个一起变化时,就要分别计算Φ1、Φ2,再求Φ2-Φ1了。
在非匀强磁场中,磁通量变化比较复杂。
有几种情况需要特别注意:①如图所示,矩形线圈沿a →b →c 在条形磁铁附近移动,试判断穿过线圈的磁通量如何变化?如果线圈M 沿条形磁铁轴线向右移动,穿过该线圈的磁通量如何变化?(穿过上边线圈的磁通量由方向向上减小到零,再变为方向向下增大;右边线圈的磁通量由方向向下减小到零,再变为方向向上增大) ②如图所示,环形导线a 中有顺时针方向的电流,a 环外有两个同心导线圈b 、c ,与环形导线a 在同一平面内。
当a中的电流增大时,穿过线圈b 、c 的磁通量各如何变化?在相同时间内哪一个变化更大?(b 、c 线圈所围面积内的磁通量有向里的也有向外的,但向里的更多,所以总磁通量向里,a 中的电流增大时,总磁通量也向里增大。
第10章电磁感应第1节电磁感应现象楞次定律一、磁通量1.概念:磁感应强度B与面积S的乘积.2.计算(1)公式:Φ=BS.(2)适用条件:①匀强磁场;②S是垂直磁场的有效面积.(3)单位:韦伯(Wb),1 Wb=1_T·m2.3.意义:穿过某一面积的磁感线的条数.4.标矢性:磁通量是标量,但有正、负.二、电磁感应1.电磁感应现象当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中有电流产生,这种现象称为电磁感应现象.2.产生感应电动势和感应电流的条件(1)产生感应电动势的条件无论回路是否闭合,只要穿过线圈平面的磁通量发生变化,回路中就有感应电动势.产生感应电动势的那部分导体相当于电源.(2)产生感应电流的条件①电路闭合.②磁通量变化.三、感应电流方向的判断1.右手定则:伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心垂直进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向.如右图所示.2.楞次定律内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.[自我诊断]1.判断正误(1)磁通量虽然是标量,但有正、负之分.(√)(2)当导体切割磁感线运动时,导体中一定产生感应电流.(×)(3)穿过线圈的磁通量与线圈的匝数无关.(√)(4)电路中磁通量发生变化时,就一定会产生感应电流.(×)(5)感应电流的磁场总是与原磁场方向相反.(×)(6)楞次定律和右手定则都可以判断感应电流的方向,二者没什么区别.(×)(7)回路不闭合时,穿过回路的磁通量发生变化也会产生“阻碍”作用.(×)2.如图所示,匀强磁场中有一个矩形闭合导线框.在下列四种情况下,线框中会产生感应电流的是( )A.如图甲所示,保持线框平面始终与磁感线平行,线框在磁场中左右运动B.如图乙所示,保持线框平面始终与磁感线平行,线框在磁场中上下运动C.如图丙所示,线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动D.如图丁所示,线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动解析:选C.保持线框平面始终与磁感线平行,线框在磁场中左右运动,磁通量一直为零,故磁通量不变,无感应电流,选项A错误;保持线框平面始终与磁感线平行,线框在磁场中上下运动,磁通量一直为零,故磁通量不变,无感应电流,选项B错误;线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动,磁通量周期性地改变,故一定有感应电流,故选项C正确;线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动,磁通量一直为零,故磁通量不变,无感应电流,选项D错误.3.如图,在一水平、固定的闭合导体圆环上方,有一条形磁铁(N极朝上,S极朝下)由静止开始下落,磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触,关于圆环中感应电流的方向(从上向下看),下列说法正确的是( ) A.总是顺时针B.总是逆时针C.先顺时针后逆时针D.先逆时针后顺时针解析:选C.磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触,则导体环中,先是向上的磁通量增加,磁铁过中间以后,向上的磁通量减少,根据楞次定律,产生的感应电流方向先顺时针后逆时针,选项C正确.4.如图所示,AOC是光滑的金属导轨,电阻不计,AO沿竖直方向,OC沿水平方向;PQ是金属直杆,电阻为R,几乎竖直斜靠在导轨AO上,由静止开始在重力作用下运动,运动过程中P、Q端始终在金属导轨AOC上;空间存在着垂直纸面向外的匀强磁场,则在PQ杆从开始滑动到P端滑到OC的过程中,PQ中感应电流的方向( ) A.始终是由P→QB.始终是由Q→PC.先是由P→Q,后是由Q→PD.先是由Q→P,后是由P→Q解析:选C.在PQ杆滑动的过程中,△POQ的面积先增大后减小,穿过△POQ的磁通量先增加后减少,根据楞次定律可知,感应电流的方向先是由P→Q,后是由Q→P,C正确.考点一电磁感应现象的判断1.穿过闭合电路的磁通量发生变化的四种情况(1)磁感应强度B不变,线圈面积S发生变化.(2)线圈面积S不变,磁感应强度B发生变化.(3)线圈面积S变化,磁感应强度B也变化,它们的乘积BS发生变化.(4)线圈面积S不变,磁感应强度B也不变,但二者之间夹角发生变化.2.判断电磁感应现象能否发生的一般流程:1. 如图所示,一个U形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒ab,有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为θ.在下列各过程中,一定能在轨道回路里产生感应电流的是( ) A.ab向右运动,同时使θ减小B.使磁感应强度B减小,θ角同时也减小C.ab向左运动,同时增大磁感应强度BD.ab向右运动,同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)解析:选A.本题中引起磁通量变化都有两个方面,面积的变化和夹角改变,向右运动的同时θ减小都会使磁通量变大,所以A项正确.2.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接.下列说法中正确的是( )A.开关闭合后,线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转B.线圈A插入线圈B中后,开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转C.开关闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,会使电流计指针静止在中央零刻度D.开关闭合后,只有滑动变阻器的滑片P加速滑动,电流计指针才能偏转解析:选A.只要闭合回路磁通量发生变化就会产生感应电流,故A正确,B错误;开关闭合后,只要滑片P滑动就会产生感应电流,故C、D错误.3.(多选)1824年,法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”.实验中将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,如图所示.实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来,但略有滞后.下列说法正确的是( )A.圆盘上产生了感应电动势B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C.在圆盘转动的过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电流产生的磁场导致磁针转动解析:选AB.A.当圆盘转动时,圆盘的半径切割磁针产生的磁场的磁感线,产生感应电动势,选项A正确;B.如图所示,铜圆盘上存在许多小的闭合回路,当圆盘转动时,穿过小的闭合回路的磁通量发生变化,回路中产生感应电流,根据楞次定律,感应电流阻碍其相对运动,但抗拒不了相对运动,故磁针会随圆盘一起转动,但略有滞后,选项B正确;C.在圆盘转动过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量始终为零,选项C错误;D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场方向沿圆盘轴线方向,会使磁针沿轴线方向偏转,选项D 错误.确定磁通量变化的两种方法(1)通过对穿过回路磁感线条数的分析和计算,可以确定磁通量是否变化.(2)依据公式Φ=BS sin θ(θ是B与S的夹角)确定磁通量与哪些因素有关.考点二楞次定律的理解及应用1.判断感应电流方向的两种方法方法一用楞次定律判断方法二用右手定则判断该方法适用于切割磁感线产生的感应电流.判断时注意掌心、拇指、四指的方向:(1)掌心——磁感线垂直穿入;(2)拇指——指向导体运动的方向;(3)四指——指向感应电流的方向.2.楞次定律推论的应用楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为:感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因,列表说明如下:内容例证阻碍原磁通量变化——“增反减同”阻碍相对运动——“来拒去留”使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”B减小,线圈扩张阻碍原电流的变化——“增反减同”考向1:应用楞次定律判感应电流方向[典例1] 如图所示,在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点,并可绕O点摆动.金属线框从右侧某一位置静止开始释放,在摆动到左侧最高点的过程中,细杆和金属线框平面始终处于同一平面,且垂直纸面.则线框中感应电流的方向是( )A.a→b→c→d→aB.d→c→b→a→dC.先是d→c→b→a→d,后是a→b→c→d→aD.先是a→b→c→d→a,后是d→c→b→a→d解析由楞次定律可知,在线框从右侧摆动到O点正下方的过程中,向上的磁通量在减小,故感应电流的方向沿d→c→b→a→d;同理,线框从O点正下方向左侧摆动的过程中,电流方向沿d→c→b→a→d,B正确.答案 B考向2:右手定则判感应电流的方向[典例2] 如图所示,MN、GH为光滑的水平平行金属导轨,ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆,垂直纸面向外的匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面,则( )A.若固定ab,使cd向右滑动,则abdc回路有电流,电流方向为a→b→d→c→aB.若ab、cd以相同的速度一起向右滑动,则abdc回路有电流,电流方向为a→c→d→b→aC.若ab向左、cd向右同时运动,则abdc回路中的电流为零D.若ab、cd都向右运动,且两杆速度v cd>v ab,则abdc回路有电流,电流方向为a→c→d→b→a解析由右手定则可判断出A项做法使回路产生顺时针方向的电流,故A项错.若ab、cd同向运动且速度大小相同,ab、cd所围面积不变,磁通量不变,故不产生感应电流,故B项错.若ab向左,cd向右,则abdc回路中有顺时针方向的电流,故C项错.若ab、cd都向右运动,且两杆速度v cd>v ab,则ab、cd所围面积发生变化,磁通量也发生变化,由楞次定律可判断出,abdc回路中产生顺时针方向的电流,故D项正确.答案 D考向3:“阻碍法”的应用[典例3] (2017·东北三省五校联考)如图,圆环形导体线圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路.若将滑动变阻器的滑片P向下滑动,下列表述正确的是( )A.线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流B.穿过线圈a的磁通量减少C.线圈a有扩张的趋势D.线圈a对水平桌面的压力F N将增大解析当滑片P向下移动时滑动变阻器连入电路的电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知通过b的电流增大,从而判断出穿过线圈a的磁通量增加,方向向下,选项B错误;根据楞次定律即可判断出线圈a中感应电流方向俯视应为逆时针,选项A错误;再根据楞次定律“阻碍”含义的推广,线圈a应有收缩或远离b的趋势来阻碍磁通量的增加,所以C错误,D正确.答案 D感应电流方向判断的两点注意(1)楞次定律可应用于磁通量变化引起感应电流的各种情况(包括一部分导体切割磁感线运动的情况).(2)右手定则只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的情景,是楞次定律的一种特殊情况.考点三“三定则、一定律”的理解及应用1.“三个定则、一个定律”的应用对比:名称基本现象因果关系应用的定则或定律电流的磁效应运动电荷、电流产生磁场因电生磁安培定则洛伦兹力、安培力磁场对运动电荷、电流有作用力因电受力左手定则电磁感应部分导体做切割磁感线运动因动生电右手定则闭合回路磁通量变化因磁生电楞次定律2.(1)应用楞次定律时,一般要用到安培定则.(2)研究感应电流受到的安培力,一般先用右手定则确定电流方向,再用左手定则确定安培力的方向,有时也可以直接应用楞次定律的推论确定.1.(多选)如图所示,在匀强磁场中放有平行金属导轨,它与大线圈M相连接,要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在金属导轨上的金属棒ab 的运动情况是(两线圈共面放置)( )A .向右匀速运动B .向左加速运动C .向右减速运动D .向右加速运动解析:选BC.欲使N 产生顺时针方向的感应电流,感应电流的磁场方向垂直纸面向里,由楞次定律可知有两种情况:一是M 中有沿顺时针方向逐渐减小的电流,使其在N 中的磁场方向向里,且磁通量在减小;二是M 中有逆时针方向逐渐增大的电流,使其在N 中的磁场方向向外,且磁通量在增大.因此对前者应使ab 向右减速运动;对于后者,则应使ab 向左加速运动.2.(多选)如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ 、MN ,MN 的左边有一如图所示的闭合电路,当PQ 在一外力的作用下运动时,MN 向右运动,则PQ 所做的运动可能是( )A .向右加速运动B .向左加速运动C .向右减速运动D .向左减速运动解析:选BC.MN 向右运动,说明MN 受到向右的安培力,因为ab 在MN 处的磁场垂直纸面向里――→左手定则MN 中的感应电流由M →N ――→安培定则L 1中感应电流的磁场方向向上――→楞次定律⎩⎪⎨⎪⎧L 2中磁场方向向上减弱L 2中磁场方向向下增强.若L 2中磁场方向向上减弱――→安培定则PQ 中电流为Q →P 且减小――→右手定则向右减速运动;若L 2中磁场方向向下增强――→安培定则PQ 中电流为P →Q 且增大――→右手定则向左加速运动.3.(多选)如图所示,两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向在图中已经标出.左线圈连着平行导轨M 和N ,导轨电阻不计,在导轨垂直方向上放着金属棒ab ,金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中.下列说法中正确的是( )A .当金属棒ab 向右匀速运动时,a 点电势高于b 点,c 点电势高于d 点B .当金属棒ab 向右匀速运动时,b 点电势高于a 点,c 点与d 点等电势C .当金属棒ab 向右加速运动时,b 点电势高于a 点,c 点电势高于d 点D .当金属棒ab 向右加速运动时,b 点电势高于a 点,d 点电势高于c 点解析:选BD.当金属棒向右匀速运动而切割磁感线时,金属棒产生恒定感应电动势,由右手定则判断电流方向由a→b.根据电流从电源(ab相当于电源)正极流出沿外电路回到电源负极的特点,可以判断b点电势高于a点.又左线圈中的感应电动势恒定,则感应电流也恒定,所以穿过右线圈的磁通量保持不变,不产生感应电流,A错误,B正确.当ab 向右做加速运动时,由右手定则可推断φb>φa,电流沿逆时针方向.又由E=BLv可知ab导体两端的E不断增大,那么左边电路中的感应电流也不断增大,由安培定则可判断它在铁芯中的磁感线方向是沿逆时针方向的,并且场强不断增强,所以右边电路的线圈中的向上的磁通量不断增加.由楞次定律可判断右边电路的感应电流方向应沿逆时针,而在右线圈组成的电路中,感应电动势仅产生在绕在铁芯上的那部分线圈上.把这个线圈看作电源,由于电流是从c沿内电路(即右线圈)流向d,所以d点电势高于c点,C错误,D正确.左、右手定则区分技巧(1)抓住“因果关系”:“因动而电”——用右手;“因电而动”——用左手.(2)形象记忆:把两个定则简单地总结为“通电受力用左手,运动生电用右手”.“力”的最后一笔“丿”方向向左,用左手;“电”的最后一笔“乚”方向向右,用右手.课时规范训练[基础巩固题组]1.在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中,能观察到感应电流的是( )A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的变化B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化D.绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化解析:选D.产生感应电流的条件为:闭合回路内磁通量发生变化.A项中,线圈绕在磁铁上,磁通量未变,不会产生感应电流,A错误.同理B错误.C项中,往线圈中插入条形磁铁的瞬间,线圈中磁通量发生变化,此时线圈中将产生感应电流,但插入后磁通量不再变化,无感应电流,故到相邻房间观察时无示数,C错误.D项中,在线圈通电或断电的瞬间,磁通量发生变化,产生感应电流,D正确.2.如图所示,一个金属圆环水平放置在竖直向上的匀强磁场中,若要使圆环中产生图中箭头方向的瞬时感应电流,下列方法可行的是( )A.使匀强磁场均匀增大B.使圆环绕水平轴ab如图转动30°C.使圆环绕水平轴cd如图转动30°D.保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动解析:选A.根据右手定则,圆环中感应电流产生的磁场竖直向下与原磁场方向相反,根据楞次定律,说明圆环磁通量在增大.磁场增强则磁通量增大,A正确.使圆环绕水平轴ab或cd转动30°,圆环在垂直磁场方向上的投影面积减小,磁通量减小,只会产生与图示方向相反的感应电流,B、C错误.保持圆环水平并使其绕过圆心的竖直轴转动,圆环仍与磁场垂直,磁通量不变,不会产生感应电流,D错误.3.如图甲所示,在同一平面内有两个相互绝缘的金属圆环A、B,圆环A平分圆环B为面积相等的两部分,当圆环A中的电流如图乙所示变化时,甲图中A环所示的电流方向为正,下列说法正确的是( )A.B中始终没有感应电流B.B中有顺时针方向的感应电流C.B中有逆时针方向的感应电流D.B中先有顺时针方向的感应电流,后有逆时针方向的感应电流解析:选B.由于圆环A中的电流发生了变化,故圆环B中一定有感应电流产生,由楞次定律判定B中有顺时针方向的感应电流,故选项B正确.4.(多选)如图,两同心圆环A、B置于同一水平面上,其中B为均匀带负电绝缘环,A为导体环.当B绕轴心顺时针转动且转速增大时,下列说法正确的是( )A.A中产生逆时针的感应电流B.A中产生顺时针的感应电流C.A具有收缩的趋势D.A具有扩展的趋势解析:选BD.由图可知,B为均匀带负电绝缘环,B中电流为逆时针方向,由右手螺旋定则可知,电流的磁场垂直纸面向外且逐渐增大;由楞次定律可知,磁场增大时,感应电流的磁场与原磁场的方向相反,所以感应电流的磁场的方向垂直纸面向里,A中感应电流的方向为顺时针方向,故A错误,B正确;B环外的磁场的方向与B环内的磁场的方向相反,当B环内的磁场增强时,A环具有面积扩展的趋势,故C错误,D正确.5.(多选)航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的.电磁驱动原理如图所示,当固定线圈上突然通过直流电流时,线圈端点的金属环被弹射出去.现在固定线圈左侧同一位置,先后放有分别用横截面积相等的铜和铝导线制成形状、大小相同的两个闭合环,且电阻率ρ铜<ρ铝.闭合开关S的瞬间( )A.从左侧看环中感应电流沿顺时针方向B.铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力C.若将环放置在线圈右方,环将向左运动D.电池正负极调换后,金属环不能向左弹射解析:选AB.线圈中电流为右侧流入,磁场方向为向左,在闭合开关的过程中,磁场变强,则由楞次定律可知,环中感应电流由左侧看为顺时针,A正确.由于铜环的电阻较小,故铜环中感应电流较大,故铜环受到的安培力要大于铝环的,B正确.若将环放在线圈右方,根据“来拒去留”可得,环将向右运动,C错误.电池正负极调换后,金属环受力仍向左,故仍将向左弹出,D错误.6.多年来物理学家一直设想用实验证实自然界中存在“磁单极子”.磁单极子是指只有S极或只有N极的磁性物质,其磁感线分布类似于点电荷的电场线分布.如图所示的实验就是用于检测磁单极子的实验之一,abcd为用超导材料围成的闭合回路.设想有一个N极磁单极子沿abcd轴线从左向右穿过超导回路,那么在回路中可能发生的现象是( )A.回路中无感应电流B.回路中形成持续的abcda流向的感应电流C.回路中形成持续的adcba流向的感应电流D.回路中形成先abcda流向后adcba流向的感应电流解析:选C.N极磁单极子的磁感线分布类似于正点电荷的电场线分布,由楞次定律知,回路中形成方向沿adcba 流向的感应电流,由于回路为超导材料做成的,电阻为零,故感应电流不会消失,C项正确.[综合应用题组]7.(多选)如图所示,一接有电压表的矩形闭合线圈ABCD向右匀速穿过匀强磁场的过程中,下列说法正确的是( )A.线圈中有感应电动势,有感应电流B.线圈中有感应电动势,无感应电流C.AB边两端有电压,且电压表有示数D.AB边两端有电压,但电压表无示数解析:选BD.由于通过回路的磁通量不变,故回路中无感应电流产生,A项错;由欧姆定律知电压表示数U=IR V =0,C项错;由于AB棒切割磁感线AB两端有电压,B、D项正确.8.如图所示,在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B,导轨与直导线平行且在同一水平面内,在导轨上有两条可自由滑动的导体棒ab和cd,当载流直导线中的电流逐渐增强时,导体棒ab和cd的运动情况是( )A.一起向左运动B.一起向右运动C.ab和cd相向运动,相互靠近D.ab和cd相背运动,相互远离解析:选C.电流增强时,电流在abdc回路中产生的垂直纸面向里的磁场增强,回路中磁通量增大,根据楞次定律可知回路要减小面积以阻碍磁通量的增加,因此,两导体棒要相向运动,相互靠近.选项C正确.9.如图所示,在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线,导线中通有自东向西稳定、强度较大的直流电流.现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏电流计,图中未画出)检测此通电直导线的位置,若不考虑地磁场的影响,在检测线圈位于水平面内,从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处的过程中,俯视检测线圈,其中感应电流的方向是( )A.先顺时针后逆时针B.先逆时针后顺时针C.先顺时针后逆时针,然后再顺时针D.先逆时针后顺时针,然后再逆时针解析:选D.如图为地下通电直导线产生的磁场的正视图,当线圈在通电直导线正上方的左侧时由楞次定律知,线圈中感应电流方向为逆时针,同理在右侧也为逆时针,当线圈一部分在左侧一部分在右侧时为顺时针,故D正确.10.(多选)如图,一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动.现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场,圆盘开始减速.在圆盘减速过程中,以下说法正确的是( )A.处于磁场中的圆盘部分,靠近圆心处电势高B.所加磁场越强越易使圆盘停止转动C.若所加磁场反向,圆盘将加速转动D.若所加磁场穿过整个圆盘,圆盘将匀速转动解析:选ABD.设想把金属圆盘切割成无数根导体棒,导体棒切割磁感线产生感应电动势、感应电流,根据右手定则可知,靠近圆心处的电势高,选项A正确;根据E=BLv可知,所加磁场B越强,感应电动势E越大,感应电流越大,。
初中电磁感应详细讲解教案教案标题:初中电磁感应详细讲解教案教学目标:1. 理解电磁感应的基本概念和原理;2. 掌握电磁感应的相关公式和计算方法;3. 能够运用电磁感应的知识解决相关问题;4. 培养学生的实验观察能力和科学探究能力。
教学重点:1. 电磁感应的基本概念和原理;2. 电磁感应的相关公式和计算方法;3. 电磁感应在实际生活中的应用。
教学难点:1. 理解电磁感应的原理和公式的推导过程;2. 运用电磁感应的知识解决复杂问题。
教学准备:1. 教师准备:电磁感应的实验装置、教学PPT、课件、教学素材等;2. 学生准备:课本、笔记本、实验记录本等。
教学过程:一、导入(5分钟)1. 引入电磁感应的背景:介绍电磁感应的应用场景,如电动车、电磁炉等;2. 提问:你们是否知道电磁感应是如何产生的?请举例说明。
二、理论讲解(20分钟)1. 介绍电磁感应的基本概念和原理:导体中的自由电子受到磁场作用时会产生感应电动势;2. 推导电磁感应的数学表达式:根据法拉第电磁感应定律,讲解感应电动势的计算公式;3. 解释电磁感应的方向规律:根据楞次定律,讲解感应电流的方向规律。
三、实验演示(15分钟)1. 进行电磁感应实验:使用实验装置演示电磁感应的过程;2. 观察实验现象:让学生观察实验中的现象,并思考产生这些现象的原因;3. 分析实验结果:引导学生分析实验结果,总结电磁感应的特点和规律。
四、练习与讨论(15分钟)1. 练习题:布置一些电磁感应的练习题,让学生巩固所学知识;2. 讨论与答疑:与学生一起讨论练习题的解题思路和方法,并解答学生的疑问。
五、拓展应用(10分钟)1. 应用案例:介绍电磁感应在实际生活中的应用案例,如发电机、变压器等;2. 探究问题:提出一个与电磁感应相关的问题,引导学生进行思考和讨论;3. 学生展示:学生展示自己的解决方案,并与全班分享。
六、总结与反思(5分钟)1. 总结:对本节课所学的电磁感应知识进行总结;2. 反思:学生对本节课的学习感受和收获进行反思和交流。
物理电磁感应教案物理电磁感应教案作为一名辛苦耕耘的教育工作者,编写教案是必不可少的,借助教案可以有效提升自己的教学能力。
那么问题来了,教案应该怎么写?以下是小编整理的物理电磁感应教案,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
物理电磁感应教案1一、教学任务分析电磁感应现象是在初中学过的电磁现象和高中学过的电场、磁场的基础上,进一步学习电与磁的关系,也为后面学习电磁波打下基础。
以实验创设情景,通过对问题的讨论,引入学习电磁感应现象,通过学生实验探究,找出产生感应电流的条件。
用现代技术手段“DIS 实验”来测定微弱的地磁场磁通量变化产生的感应电流,使学生感受现代技术的重要作用。
通过“历史回眸”,介绍法拉第发现电磁感应现象的过程,领略科学家的献身精神,懂得学习、继承、创新是科学发展的动力。
在探究感应电流产生的条件时,使学生感受猜想、假设、实验、比较、归纳等科学方法,经历提出问题→猜想假设→设计方案→实验验证的科学探究过程;在学习法拉第发现电磁感应现象的过程时,体验科学家在探究真理过程中的献身精神。
二、教学目标1.知识与技能(1)知道电磁感应现象及其产生的条件。
(2)理解产生感应电流的条件。
(3)学会用感应电流产生的条件解释简单的实际问题。
2.过程与方法通过有关电磁感应的探究实验,感受猜想、假设、实验、比较、归纳等科学方法在得出感应电流产生的条件中的重要作用。
3.情感、态度价值观(1)通过观察和动手操作实验,体验乐于科学探究的情感。
(2)通过介绍法拉第发现电磁感应现象的过程,领略科学家在探究真理过程中的献身精神。
三、教学重点与难点重点和难点:感应电流的产生条件。
四、教学资源1、器材(1)演示实验:①电源、导线、小磁针、投影仪。
②10米左右长的电线、导线、小磁针、投影仪。
(2)学生实验:①条形磁铁、灵敏电流计、线圈。
②灵敏电流计、原线圈、副线圈、电键、滑动变阻器、导线若干。
③DIS实验:微电流传感器、数据采集器、环形实验线圈。
初中物理《电磁感应》教案
教学目标
1. 了解电磁感应的基本概念和原理。
2. 掌握法拉第电磁感应定律以及安培环路定理的应用。
3. 能够通过实验观察和验证电磁感应现象。
教学准备
1. 教师准备:课件、教学实验器材、教学实验设计。
2. 学生准备:教科书、笔记本、实验记录本。
教学步骤
1. 导入:通过简洁明了的实例引出电磁感应的概念,并与学生交流相关经验。
2. 理论讲解:以课件为辅助,详细介绍电磁感应的原理和相关定律,包括法拉第电磁感应定律和安培环路定理。
3. 实验演示:通过实验演示电磁感应现象,引导学生观察并记录实验现象。
4. 实验设计:分组进行小组实验设计,要求学生根据所学原理设计一项能够验证电磁感应现象的实验,并记录实验步骤和结果。
5. 分组展示:每个小组轮流展示自己的实验设计,并与全班讨论实验结果和心得体会。
6. 练巩固:进行一些例题练,帮助学生更好地掌握法拉第电磁感应定律和安培环路定理的应用。
7. 总结:对本节课的研究内容进行归纳总结,强调电磁感应在日常生活中的应用和重要性。
8. 作业布置:布置相关题目的作业,巩固学生对电磁感应的理解和应用能力。
教学评价
1. 实验报告评价:根据学生的实验报告,评价学生对电磁感应概念和原理的理解、实验设计的能力以及实验结果的准确性。
2. 课堂表现评价:观察学生在课堂上的参与度和回答问题的能力,评价学生对课程内容的掌握情况。
初中物理电磁感应现象教案
一、教学内容及目标
教学内容: 电磁感应现象教学
教学目标:
1.理解电流与磁场之间的关系,掌握静磁场中磁感应强度及磁通量的概念。
2.掌握电磁感应定律及法拉第电磁感应定律,并能运用它们解决相关问题
3.了解电磁感应的应用及其在生活中的重要性
4.培养学生的实验操作能力及实验报告撰写能力。
二、教学方法
1.讲解结合实例,使学生容易理解。
2.实验结合讲解,激发学生学习兴趣。
三、教学过程
1.由学生回顾并介绍电磁现象。
2.对比磁场与电场的不同点,引入电磁感应。
3.教师讲解磁通量和磁感应强度等概念,并进行探究活动。
4.了解电磁感应定律和法拉第电磁感应定律的含义和是何时被发现的。
5.为了进一步加深学生对电磁感应的理解,进行实验探究,验证电磁感应定律。
6.掌握电磁感应在生活中的应用。
四、教学重点难点
1.理解电磁感应的含义及其意义
2.掌握电磁感应定律及其应用。
3.实验的安全措施及实验报告的撰写。
五、教学效果检查及评估
1.通过课堂演示及探究活动等形式对学生进行教育评估
2.实验及其报告成绩占教育评估的20%。
3.分析结果和评价教学质量,以达到教学的优化。
六、教学设计思路
初中物理是学生接触物理学的重要阶段。
学生在学习物理知识的过程中,必须了解电磁感应的概念和应用。
因此,本教学方案旨在使学生掌握电磁感应原理及其应用,同时培养他们实验操作与报告撰写的能力。
通过课堂教学、实验探究等多种方式,促进学生学习兴趣的激发和知识的积累,以达到优化教学质量的目的。
电磁感应教学设计优秀10篇(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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第十章电磁感应第1节电磁感应现象__楞次定律(1)闭合电路内只要有磁通量,就有感应电流产生。
(×)(2)穿过线圈的磁通量和线圈的匝数无关。
(√)(3)线框不闭合时,即使穿过线框的磁通量发生变化,线框中也没有感应电流产生。
(√)(4)当导体切割磁感线时,一定产生感应电动势。
(√)(5)由楞次定律知,感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。
(×)(6)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化。
(√)◎物理学史判断(1)1831年,英国物理学家法拉第发现了——电磁感应现象。
(√)(2)1834年,俄国物理学家楞次总结了确定感应电流方向的定律——楞次定律。
(√)1.磁通量没有方向,但有正、负之分。
2.感应电流的产生条件表述一、表述二本质相同。
3.右手定则常用于感应电流产生条件表述一对应的问题,楞次定律对表述一、表述二对应的问题都适用。
4.楞次定律的本质是能量守恒。
5.解题中常用到的二级结论:(1)楞次定律的三个推广含义:“增反减同”“增缩减扩”“来拒去留”。
(2)楞次定律的双解:①“加速向左运动”与“减速向右运动”等效。
②“×增加”与“·减少”所产生的感应电流方向一样,反之亦然。
突破点(一) 对电磁感应现象的理解和判断1.判断产生感应电流的两种方法(1)闭合电路的一部分导体切割磁感线,产生“动生电流”。
(2)“感生电流”,即导体回路必须闭合,穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,二者缺一不可。
2.常见的产生感应电流的三种情况[题点全练]1.(2014·全国卷Ⅰ)在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中,能观察到感应电流的是( )A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的变化B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化D.绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化解析:选D 只形成闭合回路,回路中的磁通量不变化,不会产生感应电流,A、B、C错误;给线圈通电或断电瞬间,通过闭合回路的磁通量变化,会产生感应电流,能观察到电流表的变化,D正确。
高中物理电磁感应(教案)第一章:电磁感应概述1.1 电磁感应的定义解释电磁感应现象,即导体在磁场中运动或磁场变化时,导体中产生电动势的现象。
强调法拉第电磁感应定律,描述电动势与磁通量的变化率之间的关系。
1.2 感应电动势的产生条件介绍感应电动势产生的两个必要条件:导体必须在磁场中运动或磁场变化,导体必须是闭合回路。
通过示例说明这两个条件的重要性。
第二章:楞次定律2.1 楞次定律的定义解释楞次定律,即感应电动势的方向总是使得其产生的电流的磁效应抵消原磁场的变化。
强调楞次定律的内容,包括感应电动势的方向和大小。
2.2 楞次定律的应用介绍楞次定律在实际问题中的应用,如电磁阻尼、电流表的工作原理等。
通过示例问题说明楞次定律的运用方法。
第三章:法拉第电磁感应定律3.1 法拉第电磁感应定律的定义解释法拉第电磁感应定律,即感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,与导体的长度、磁场强度和导体与磁场的相对运动速度无关。
强调法拉第电磁感应定律的数学表达式和物理意义。
3.2 法拉第电磁感应定律的应用介绍法拉第电磁感应定律在实际问题中的应用,如发电机、变压器等。
通过示例问题说明法拉第电磁感应定律的运用方法。
第四章:电磁感应的实验研究4.1 实验一:电磁感应现象的观察设计实验步骤,让学生观察导体在磁场中运动时产生的电动势。
引导学生通过实验结果验证电磁感应现象。
4.2 实验二:楞次定律的验证设计实验步骤,让学生验证楞次定律,即感应电动势的方向总是使得其产生的电流的磁效应抵消原磁场的变化。
引导学生通过实验结果验证楞次定律。
第五章:电磁感应的应用5.1 发电机的工作原理解释发电机的工作原理,即通过电磁感应现象将机械能转化为电能。
强调发电机的重要性和应用领域。
5.2 变压器的工作原理解释变压器的工作原理,即通过电磁感应现象改变交流电的电压和电流。
强调变压器的重要性和应用领域。
第六章:自感与互感6.1 自感的概念介绍自感现象,即电流变化时在同一电路中产生电动势的现象。
第十章 电磁感应§10-1法拉第电磁感应定律一、电磁感应现象,感应电动势电磁感应现象可通过两类实验来说明: 1.实验1〕磁场不变而线圈运动 2〕磁场随时变化线圈不动2.感应电动势由上两个实验可知:当通过一个闭合导体回路的磁通量变化时,不管这种变化的原因如何〔如:线圈运动,变;或不变线圈运动〕,回路中就有电流产生,这种现象就是电磁感应现象,回路中电流称为感应电流。
3.电动势的数学定义式定义:把单位正电荷绕闭合回路一周时非静电力做的功定义为该回路的电动势,即()⎰•=lK l d K :非静电力ε 〔10-1〕说明:〔1〕由于非静电力只存在电源内部,电源电动势又可表示为⎰•=正极负极l d Kε说明:电源电动势的大小等于把单位正电荷从负极经电源内部移到正极时,非静电力所做的功。
〔2〕闭合回路上处处有非静电力时,整个回路都是电源,这时电动势用普遍式表示:()⎰•=lK l d K :非静电力ε〔3〕电动势是标量,和电势一样,将它规定一个方向,把从负极经电源内部到正极的方向规定为电动势的方向。
二法拉第电磁感应定律 1、定律表述在一闭合回路上产生的感应电动势与通过回路所围面积的磁通量对时间的变化率成正比。
数学表达式:dtd k i Φ-=ε 在SI 制中,1=k ,〔S t V Wb :;:;:εΦ〕,有dt d i Φ-=ε 〔10-2〕 上式中“-〞号说明方向。
2、i ε方向确实定为确定i ε,首先在回路上取一个绕行方向。
规定回路绕行方向与回路所围面积的正法向满足右手旋不定关系。
在此根底上求出通过回路上所围面积的磁通量,根据dt d i Φ-=ε计算i ε。
,0>Φ00<⇒>Φi dt d ε ,0>Φ00>⇒<Φi dt d ε 沿回路绕行反方向沿回路绕行方向:0:0<>i ε 此外,感应电动势的方向也可用楞次定律来判断。
楞次定律表述:闭合回路感应电流形成的磁场关系抵抗产生电流的磁通量变化。
(完整版)电磁感应教案第一章:电磁感应概述1.1 电磁感应的定义解释电磁感应的概念,引导学生理解电磁感应是一种能量转换过程。
强调电磁感应现象是电场和磁场相互作用的结果。
1.2 电磁感应的发现历程介绍法拉第、麦克斯韦等科学家对电磁感应的贡献。
通过历史案例,让学生了解电磁感应的重要性和应用前景。
1.3 电磁感应的数学表达式推导法拉第电磁感应定律,解释感应电动势和感应电流的概念。
解释磁场强度、磁通量、匝数等参数在电磁感应公式中的作用。
第二章:楞次定律2.1 楞次定律的原理介绍楞次定律的内容,解释感应电流的方向规律。
强调楞次定律在判断感应电流方向中的应用。
2.2 楞次定律的实验验证设计实验,让学生观察感应电流的方向变化,加深对楞次定律的理解。
分析实验结果,验证楞次定律的正确性。
2.3 楞次定律的应用举例说明楞次定律在实际问题中的应用,如电磁继电器、变压器等。
引导学生运用楞次定律解决实际问题。
第三章:电磁感应的应用3.1 发电机原理解释发电机的工作原理,强调电磁感应在发电过程中的作用。
介绍发电机的构造和性能,展示电磁感应在电力工业中的应用。
3.2 变压器原理解释变压器的工作原理,说明电磁感应在电压变换中的作用。
介绍变压器的构造和类型,展示电磁感应在电力传输和分配中的应用。
3.3 电磁感应的其他应用介绍电磁感应在电磁炉、感应电机等设备中的应用。
引导学生关注电磁感应技术在其他领域的发展和应用。
第四章:电磁感应的实验探究4.1 感应电流的产生实验设计实验,让学生观察感应电流的产生条件,如磁场变化、导体运动等。
分析实验结果,引导学生理解感应电流产生的本质原因。
4.2 感应电动势的测量实验设计实验,测量感应电动势的大小,让学生了解感应电动势的特性。
分析实验数据,验证法拉第电磁感应定律的正确性。
4.3 感应电流方向的研究实验设计实验,研究感应电流方向的变化规律,加深对楞次定律的理解。
分析实验结果,引导学生运用楞次定律解释实验现象。
第十章 电磁感应一、电磁感应现象1.产生感应电流的条件感应电流产生的条件是:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
以上表述是充分必要条件。
当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,电路中有感应电流产生。
这个表述是充分条件,但不是必要的。
在导体做切割磁感线运动时用它判定比较方便。
2.感应电动势产生的条件感应电动势产生的条件是:穿过电路的磁通量发生变化。
这里不要求闭合。
无论电路闭合与否,只要磁通量变化了,就一定有感应电动势产生。
这好比一个电源:不论外电路是否闭合,电动势总是存在的。
但只有当外电路闭合时,电路中才会有电流。
3.关于磁通量和磁通量变化 如果在磁感应强度为B 的匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面,其面积为S ,则定义B 与S 的乘积为穿过这个面的磁通量,用Φ表示。
Φ是标量,但是有方向(只分进、出该面两个方向)。
单位为韦伯,符号为W b 。
1W b =1T ∙m 2=1V ∙s=1kg ∙m 2/(A ∙s 2)。
可以认为磁通量就是穿过某个面的磁感线条数。
在匀强磁场磁感线垂直于平面的情况下,B =Φ/S ,所以磁感应强度又叫磁通密度。
在匀强磁场中,当B 与S 的夹角为α时,有Φ=BS sin α(α是B 与S 的夹角)。
磁通量的变化ΔΦ=Φ2-Φ1有多种形式,主要有: ①S 、α不变,B 改变,这时ΔΦ=ΔB ∙S sin α ②B 、α不变,S 改变,这时ΔΦ=ΔS ∙B sin α③B 、S 不变,α改变,这时ΔΦ=BS (sin α2-sin α1)若B 、S 、α中有两个或三个同时变化时,就只能分别计算Φ1、Φ2,再求Φ2-Φ1了。
磁通量有方向的。
当初、末状态的磁通量方向相反时,计算磁通量变化时应将初、末状态磁通量的大小相加。
例1.如图所示,矩形线圈沿a →b →c 在条形磁铁附近移动,试判断穿过线圈的磁通量如何变化?如果线圈M 沿条形磁铁从N极附近向右移动到S 极附近,穿过该线圈的磁通量如何变化?解:⑴在磁铁右端轴线附近由上到下移动时,穿过线圈的磁通量由方向向下减小到零,再变为方向向上增大。
⑵线圈M 沿条形磁铁轴线向右移动,穿过线圈的磁通量先增大再减小。
例2.如图所示,环形导线a 中有顺时针方向的电流,a 环外有两个同心导线圈b 、c ,与环形导线a 在同一平面内。
穿过线圈b 、c 的磁通量各是什么方向?穿过哪个线圈的磁通量更大?解:b 、c 线圈所围面积内的磁通量有向里的也有向外的,但向里的更多,所以总磁通量都是向里的。
由于穿过b 、c 线圈向里的磁通量相同而穿过b 线圈向外的磁通量比穿过c 线圈的少,所以穿过b 线圈的总磁通量更大。
例3.如图所示,虚线圆a 内有垂直于纸面向里的匀强磁场,虚线圆a 外是无磁场空间。
环外有两个同心导线圈b 、c ,与虚线圆a 在同一平面内。
穿过线圈b 、c 的磁通量哪个更大?当虚线圆a 中的磁通量增大时,在相同时间内穿过线圈b 、c 的磁通量哪一个变化量更大?ab cb c a解:b 、c 所围面积内磁通量始终相同,穿过它们的磁通量和磁通量变化始终相同。
二、感应电流的方向1.楞次定律 感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
楞次定律解决的是感应电流的方向问题。
它关系到两个磁场:感应电流的磁场(新产生的磁场)和引起感应电流的磁场(原来就有的磁场)。
前者和后者的关系不是“同向”或“反向”的简单关系,而是前者“阻碍”后者“变化”的关系。
在应用楞次定律时一定要注意:“阻碍”不等于“反向”;“阻碍”不是“阻止”。
楞次定律的应用应该严格按以下四步进行:⑴确定原磁场方向;⑵判定原磁场如何变化(增大还是减小);⑶确定感应电流的磁场方向(增反减同);⑷根据安培定则判定感应电流的方向。
如果感应电流是由相对运动引起的,那么感应电流引起的结果一定是“阻碍相对运动”的。
楞次定律的这个结论与能量守恒定律是一致的:既然有感应电流产生,就有其它能转化为电能。
又由于感应电流是由相对运动引起的,所以只能是机械能转化为电能,因此机械能减少。
磁场力对物体做负功,是阻力,表现出的现象就是“阻碍”相对运动。
如果感应电流是由自身电流变化引起的,那么感应电流引起的结果一定是“阻碍自身电流变化”的,就是自感现象。
自感现象的应用和防止。
应用:日光灯电路图及原理:灯管、镇流器和启动器的作用。
防止:定值电阻的双线绕法。
2.右手定则。
对一部分导线在磁场中切割磁感线产生感应电流的情况,右手定则和楞次定律的结论是完全一致的。
这时,用右手定则更方便一些。
例4.如图所示,有两个同心导体圆环。
内环中通有顺时针方向的电流,外环中原来无电流。
当内环中电流逐渐增大时,外环中有无感应电流?方向如何?解:由于磁感线是闭合曲线,内环内部向里的磁感线条数和内环外部向外的所有磁感线条数相等,所以外环所围面积内(这里指包括内环圆面积在内的总面积,而不只是环形区域的面积)的总磁通向里、增大,所以外环中感应电流磁场的方向为向外,由安培定则,外环中感应电流方向为逆时针。
例5.如图所示,用丝线将一个闭合金属环悬于O 点,虚线左边有垂直于纸面向外的匀强磁场,而右边没有磁场。
金属环的摆动会很快停下来。
试解释这一现象。
若整个空间都有垂直于纸面向外的匀强磁场,会有这种现象吗?解:只有左边有匀强磁场,金属环在穿越磁场边界时(无论是进入还是穿出),由于磁通量发生变化,环内一定有感应电流产生。
根据楞次定律,感应电流将会阻碍相对运动,所以摆动会很快停下来,这就是电磁阻尼现象。
若空间都有匀强磁场,穿过金属环的磁通量不变化,无感应电流,不会阻碍相对运动,摆动就不会很快停下来。
例6.如图所示,a 、b 灯分别标有“36V 40W ”和“36V 25W ”,闭合电键,调节R ,使a 、b 都正常发光。
这时断开电键后重做实验:电键闭合后看到的现象是什么?稳定后那只灯较亮?再断开电键,又将看到什么现象?解:重新闭合瞬间,由于电感线圈对电流增大的阻碍作用,a 将慢慢亮起来,而b 立即变亮。
这时L 的作用相当于一个大电阻;稳定后两灯都正常发光,a 的额定功率大,所以较亮。
这时L 的作用相当于一只普通的电阻(就是该线圈的内阻);断开瞬间,由于电感线圈对电流减小的阻碍作用,通过a 的电流将逐渐减小,a 渐渐变暗到熄灭,而abRL 组成同一个闭合回路,所以b 灯也将逐渐变暗到熄灭,而且开始还会闪亮一下(因为原来有I a >I b ),并且通过b 的电流方向与原来的电流方向相反。
这时L 的作用相当于一个电源。
(若将a 灯的额定功率小于b 灯,则断开电键后b 灯不会出现“闪亮”现象。
) 设电键是在t =t 0时刻断开的,则灯ab 的电流图象如右图所示(以向左的电流为正。
)三、感应电动势的产生1.法拉第电磁感应定律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tkE ∆∆Φ=,在国际单位制中可以证明其中的k =1,所以有tE∆∆Φ=。
对于n 匝线圈有tnE∆∆Φ=。
(平均值)在导线垂直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 (当v ∥B 时无感应电动势产生)。
要区分电动势和路端电压。
只有当外电路断开时,才有电源的路端电压等于电动势。
例7.将均匀电阻丝做成的边长为l 的正方形线圈abcd 从磁感应强度为B 的匀强磁场中向右以速度v 匀速拉出过程中,正方形各边的电压分别是多大? 解: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。
例8.如图所示,长L 1宽L 2的矩形线圈电阻为R ,处于磁感应强度为B 的匀强磁场边缘,线圈与磁感线垂直。
求:将线圈以向右的速度v 匀速拉出磁场的过程中,⑴拉力的大小F ; ⑵拉力的功率P ; ⑶拉力做的功W ; ⑷线圈中产生的电热Q ;⑸通过线圈某一截面的电荷量q 。
解:这是一道基本练习题,要注意计算中所用的边长是L 1还是L 2 ,还应该思考一下这些物理量与速度v 之间有什么关系。
⑴vRv L B F BIL F RE I v BL E ∝=∴===22222,,,⑵22222vRv L B Fv P∝==⑶vRvL L B FL W∝==12221 ⑷v W Q ∝= ⑸Rt RE t I q ∆Φ==⋅=与v 无关特别要注意电热Q 和电荷q 的区别,其中Rq ∆Φ=与速度无关!例9.如图所示,U 形导线框固定在水平面上,右端放有质量为m 的金属棒ab ,ab 与导轨间的动摩擦因数为μ,它们围成的矩形边长分别为L 1、L 2,回路的总电阻为R 。
从t =0时刻起,在竖直向上方向加一个随时间均匀变化的匀强磁场B =kt ,(k >0)那么在t 为多大时,金属棒开始移动?解:由tE∆∆Φ== kL 1L 2可知,回路中感应电动势是恒定的,电流大小也是恒定的,但由于安培力F=BIL ∝B =kt ∝t ,所以安培力将随时间而增大。
当安培力增大到等于最大静摩擦力时,ab 将L Bv cdtI I开始向左移动。
这时有:2212211,L L k mgRt mg RL kL L kt μμ==⋅⋅例10.如图所示,竖直放置的U 形导轨宽为L ,上端串有电阻R (其余导体部分的电阻都忽略不计)。
磁感应强度为B 的匀强磁场方向垂直于纸面向外。
金属棒ab 的质量为m ,与导轨接触良好,不计摩擦。
从静止释放后ab 保持水平而下滑。
试求ab 下滑的最大速度v m解:释放瞬间ab 只受重力,开始向下加速运动。
随着速度的增大,感应电动势E 、感应电流I 、安培力F 都随之增大,加速度随之减小。
当F 增大到F=mg 时,加速度变为零,这时ab 达到最大速度。
由mgRv L B Fm==22,可得22LB mgR v m =要注意该过程中的功能关系:重力做功的过程是重力势能向动能和电能转化的过程;安培力做功的过程是机械能向电能转化的过程;合外力(重力和安培力)做功的过程是动能增加的过程;电流做功的过程是电能向内能转化的过程。
达到稳定速度后,重力势能的减小全部转化为电能,电流做功又使电能全部转化为内能。
这时重力的功率等于电功率也等于热功率。
进一步讨论:如果在该图上端电阻的右边串联接一只电键,让ab 下落一段距离后再闭合电键,那么闭合电键后ab 的运动情况又将如何?(无论何时闭合电键,ab 可能先加速后匀速,也可能先减速后匀速,还可能闭合电键后就开始匀速运动,但最终稳定后的速度总是一样的)。
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。