第二章 磁场与电磁感应
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课 题 ※第三章 磁场及电磁感应
※第一节 磁场
课 型 新课
授课班级 授课时数 1
教学目标 1.了解磁场及电流的磁场。
2.了解安培力的大小及方向。
教学重点 1.磁场。
2.安培力的大小及方向。
教学难点 安培力的大小及方向。
学情分析
教学效果
教后记
新授课
A、新授课
※第一节 磁场
一、磁场
1.磁体
某些物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性。具有磁性的物体叫磁体。磁体分为天然磁体和人造磁体。常见的条形磁铁、马蹄形磁铁和针形磁铁等都是人造磁体,如下图所示。
3-2 常见人造磁铁
2.磁极
磁体两端磁性最强,磁性最强的地方叫磁极。任何磁体都有一对磁极,一个叫南极,用S表示;另一个叫北极,用N表示,如右图所示。N极和S极总是成对出现并且强度相等,不存在独立的N极和S极。
当用一个条形磁铁靠近一个悬挂的小磁针(或条形磁铁)时,如下图所示。我们发现:当条形磁铁的N极靠近小磁针的N极时,小磁针N极一端马上被排斥;当条形磁铁的N极靠近小磁针的S极时,小磁针S极一端立刻被条形磁铁吸引。说明磁极之间存在相互作用力,同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引。
3.磁场
力是物质之间相互作用的结果。用手推门,门就会转动打开,这是因为力直接作用于门。上述实验中,磁极之间存在的作用力并没有直接作用,到底是什么神密的物质使得它们之间有力的作用呢?这种神密的物质就是磁场。磁极之间相互作用的磁力就是通过磁场传递的。磁场是磁体周围存在的特殊物质。磁极在自己周围的空间里产生磁场,磁场对它里面的磁极有磁场力的作用。
4.磁场方向
把小磁针放在磁场中的任一点,可以看到小磁针受磁场力的作用。静止时它的两极不再指向南北方向,而指向一个别的方向。在磁场中的不同点,小磁针静止时指的方向一般并不相同。
这个现象说明,磁场是有方向性的。一般规定,在磁场中某点放一个能自由转动的
(展示磁铁)
磁场、电磁感应测试题
考试时间:90分钟 满分:110分
一、选择题(本题共12小题,每题5分,共60分)
1.如图所示,若粒子(不计重力)能在图中所示的磁场区域内做匀速圆周运动,则可以判断( )
A.粒子在运动过程中机械能不变
B.如粒子带正电,则粒子做顺时针运动
C.在其他量不变的情况下,粒子速度越大,运动周期越大
D.在其他量不变的情况下,粒子速度越大,圆周运动半径越大
2.如图所示,xOy坐标平面在竖直面内,y轴正方向竖直向上,空间有垂直于xOy平面的匀强磁场(图中未画出)。一带电小球从O点由静止释放,运动轨迹如图中曲线所示。下列说法中正确的是( )
A.轨迹OAB可能为圆弧
B.小球在整个运动过程中机械能增加
C.小球在A点时受到的洛伦兹力与重力大小相等
D.小球运动至最低点A时速度最大,且沿水平方向
3.一块横截面为矩形的金属导体的宽度为b,厚度为d,将导体置于一磁感应强度为B的匀强磁场中,磁感应强度的方向垂直于侧面,如图所示.当在导体中通以图示方向的电流I时,在导体的上下表面间用电压表测得的电压为UH,已知自由电子的电量为e,则下列判断正确的是( )
A. 导体内自由电子只受洛伦兹力作用
B. 用电压表测UH时,电压表的“+”接线柱接下表面
C. 金属导体的厚度d越大,UH越小
D. 该导体单位体积内的自由电子数为
4.如图所示,在xOy平面内存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场,第一、二、四象限内的磁场方向垂直纸面向里,第三象限内的磁场方向垂直纸面向外.P(﹣L,0)、Q(0,﹣L)为坐标轴上的两个点.现有一电子从P点沿PQ方向射出,不计电子的重力,则( )
A. 若电子从P点出发恰好经原点O第一次射出磁场分界线,
则电子运动的路程一定为
B. 若电子从P点出发经原点O到达Q点,则电子运动的路程一定为πL
C. 若电子从P点出发经原点O到达Q点,则电子运动的路程可能为2πL
第二章 电磁感应
第2节 法拉第电磁感应定律
一、电磁感应定律
1.感应电动势
(1)感应电动势:在电磁感应现象中产生的电动势.产生感应电动势的那部分导体相当于电源.
(2)在电磁感应现象中,只要闭合回路中有感应电流,这个回路就一定有感应电动势;回路断开时,虽然没有感应电流,但感应电动势依然存在.
2.法拉第电磁感应定律
(1)内容:闭合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.
(2)公式:E=ΔΦΔt.若闭合导体回路是一个匝数为n的线圈,则E=nΔΦΔt.
①若ΔΦ仅由磁场变化引起,则表达式可写为E=nΔBΔtS.
②若ΔΦ仅由回路的面积变化引起,则表达式可写为E=nBΔSΔt.
3、Φ、ΔΦ、ΔΦΔt的比较
磁通量Φ 磁通量的变化量ΔΦ 磁通量的变化率ΔΦΔt
物理
意义 某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数 在某一过程中穿过某个面的磁通量的变化量 穿过某个面的磁通量变化的快慢
大小
计算 Φ=BS⊥ ΔΦ= Φ2-Φ1B·ΔSS·ΔB ΔΦΔt= |Φ2-Φ1|ΔtB·ΔSΔtΔBΔt·S
注意 穿过某个面有方向相反的磁场时,则不能直接应用Φ=B·S.应考虑相反方向的磁通量抵消以后所开始和转过180°时,平面都与磁场垂直,但穿过平面的磁通量是不同的,一正一负,ΔΦ=2B·S而不既不表示磁通量的大小也不表示变化的多少.在Φt图象中,可用图线的斜率表示 剩余的磁通量
是零
4、磁通量的变化率ΔΦΔt是Φ-t图像上某点切线的斜率大小.如图中A点磁通量变化率大于B点的磁通量变化率.
二、导体切割磁感线时的感应电动势
1.垂直切割
导体棒垂直于磁场运动,B、l、v两两垂直时,如图甲,E=Blv.
2.不垂直切割
导线的运动方向与导线本身垂直,但与磁感线方向夹角为 θ时,如图乙,则E=Blv1=Blvsin_θ.
3、对公式E=Blvsin θ的理解
(1)对 θ的理解:当B、l、v三个量方向互相垂直时, θ=90°,感应电动势最大;当有任意两个量的方向互相平行时, θ=0°,感应电动势为零.
第 1 页 共 3 页 教学课题 磁场与电磁感应 教案序号
教学目标 复习本章所学知识,能够综合应用法拉第电磁感应定律和楞次定律解决实际问题,加深对两个定律的理解。
教 学
重难点 综合应用法拉第电磁感应定律和楞次定律解决实际问题既是重点也是难点
课型 习题 教法 讲练法 教
具
教学活动过程
1.产生感应电流的根本原因(条件): .
2.穿过闭合电路的磁通量发生变化的原因:(1) ;(2) ;(3) .
3.感应电动势:无论电路是否闭合,只要穿过电路的 发生变化,电路中就一定有 ,若电路是闭合的就有 .产生感应电动势的那部分导体就相当于一个 .
4.感应电动势的大小:跟穿过电路的 有关。写出法拉第电磁感、应定律的公式 .
5.导体在匀强磁场中切割磁感线运动时产生的感应电动势的计算公式:
E=BLV.注意:此公式成立的条件是:B、L、V要 .当导线运动平面与磁感线平行时,导线中不会产生感应电动势.
6.楞次定律的内容: 。
应用的一般步骤是:① ②
③ ④ 第 2 页 共 3 页 7.右手定则:用来判定导体在磁场中做 运动时产生的
的方向,具体做法是:
8.自感现象:由于导体本身的 发生变化而产生的电磁感应现象.自感现象产生的电动势叫做自感电动势:其大小与