2018年秋高中物理选修3-2沪科版课件:1.6 涡流现象与电磁灶(共21张PPT)
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1 选修3-2考点
电磁感应现象Ⅰ
只要穿过闭合回路中的磁通量发生变化,闭合回路中就会产生感应电流,如果电路不闭合只会产生感应电动势。
这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应,是1831年法拉第发现的。
感应电流的产生条件Ⅱ
1、回路中产生感应电动势和感应电流的条件是回路所围面积中的磁通量变化,因此研究磁通量的变化是关键,由磁通量的广义公式中BS·sin(是B与S的夹角)看,磁通量的变化可由面积的变化S引起;可由磁感应强度B的变化B引起;可由B与S的夹角的变化引起;也可由B、S、中的两个量的变化,或三个量的同时变化引起。
2、闭合回路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时,可以产生感应电动势,感应电流,这是初中学过的,其本质也是闭合回路中磁通量发生变化。
3、产生感应电动势、感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
法拉第电磁感应定律 楞次定律Ⅱ
①电磁感应规律:感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定。
BLv——当长L的导线,以速度v,在匀强磁场B中,垂直切割磁感线,其两端间感应电动势的大小为。
如图所示。设产生的感应电流强度为I,MN间电动势为,则MN受向左的安培力FBIL,要保持MN以v匀速向右运动,所施外力FFBIL',当行进位移为S时,外力功WBILSBILvt···。t为所用时间。
而在t时间内,电流做功WIt'··,据能量转化关系,WW',则ItBILvt···。
∴BIv,M点电势高,N点电势低。 个人收集整理 仅供参考学习
2 此公式使用条件是BIv、、方向相互垂直,如不垂直,则向垂直方向作投影。
nt·,
公式 nt/。注意: 1)该式普遍适用于求平均感应电动势。2)只与穿过电路的磁通量的变化率/t有关, 而与磁通的产生、磁通的大小及变化方式、电路是否闭合、电路的结构与材料等因素无关。
高中物理新课程选修3-2课标解读与教学建议
资料来源:《物理教学研究与案例》(主编:廖伯琴)(高等教育出版社)
第一部分: 内容标准的具体要求
(一)电磁感应
内容标准
收集资料,了解电磁感应现象的发现过程,体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。
具体要求
·收集资料,了解发现电磁感应现象的历史及其意义。例如,了解以法拉第为代表的科学家受“电生磁”的启发,提出“磁生电”的思想,并坚持不懈孜孜以求的探究过程。
·了解人类探索自然规律的科学态度和科学精神。
内容标准
通过实验,理解感应电流的产生条件。举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。
具体要求
·知道什么是电磁感应现象。
·经历研究感应电流的实验过程,理解感应电流的产生条件。
·知道电磁感应在生活和生产中的一些具体应用,例如,电磁感应在发电机、话筒、录音机等电器中的应用。
内容标准
通过探究,理解楞次定律。理解法拉第电磁感应定律。
具体要求
·通过实验,探究感应电流的方向跟什么因素有关。
·理解楞次定律,会应用楞次定律判断感应电流的方向。
·理解法拉第电磁感应定律。例如,知道感应电动势的大小由磁通量的变化率决定,与磁通量的大小无关,与磁通量变化量的大小无关。
·会应用法拉第电磁感应定律进行有关的推导和计算。例如,能根据法拉第电磁感应定律推导导体切割磁感线时的感应电动势的表达式,计算感应电动势。
内容标准
·通过实验,了解自感现象和涡流现象。举例说明自感现象和涡流现象在生活和生产中的应用。
具体要求
·通过实验认识自感现象,知道自感现象产生的原因。
·了解自感现象在生活和生产中的应用,例如了解日光灯镇流器的作用和原理。知道自感在生活和生产中可能存在的危害。
·通过实验了解涡流现象,知道涡流是怎样形成的。
·了解涡流在生活和生产中的应用及其可能存在的危害。例如,知道真空冶炼炉就是利用涡流产生的热量使金属熔化;了解电动机、变压器的铁芯中是如何减小涡流的。
选修3-2教材全解
第四章 电磁感应
第1节 划时代的发现
目的:
科学是人做的,科学是为人的――科学中的人文精神。
教学中不一定占用课时
关于法拉第,过去说得多的:穷苦、顽强、不为名利
现在:除此之外还有,甚至更重要的是――
(1)正确的指导思想(自然现象的相互联系)
(2)抹去科学学家头上的光环,正确认识失败
科学史上许多重要发现和发明,常被人们有意无意地罩上神秘的光环,似乎科学家都是呼风唤雨的魔术师。但是我们在这里看到,具有闪光思维的奥斯特和法拉第,在做出伟大发现的过程中也受着历史局限性的束缚,也有过“可笑”的疏忽与失误。他们是伟大的,但也是可以学习的真实的人。麦克斯韦曾就法拉第的著作说道:“他既告诉我们成功的经验,也告诉我们不成功的经验;既告诉我们那些成熟的想法,也告诉我们他的粗糙想法。读者的能力可能远不及他,但是感到的共鸣却常常多于钦佩,并且会引起这样一种信念:如果自己有这样的机会,也会成为一个发现者。”
P5,在这样的思想的指导下,阅读材料后面有两个问题:
1. 科学家对自然现象、自然规律的某些“信念”,在科学发现中起着重要作用吗?(背后的思想:科学规律不是简单的归纳)
2. 教科书、科学论文等,是不是应该把科学发现中的失败与挫折也表现出来?
第2节 探究电磁感应的产生条件
这节课不是让学生“发现”电磁感应的产生条件,只是让学生重复前人的工作,对这个过程有所体验。
探究≠学生自己发现完整的定律
探究:学生主动地学,在教师的引导下学生自己发现问题、解决问题,从而变未知为已知。
课程标准的要求:
“收集资料,了解电磁感应现象的发现过程,体会人类探索自然的科学态度和科学精神。”
“通过实验,理解感应电流的产生条件。”
落实在第1、2两节。教学过程与过去大致相同,但写得更具体、更细致,行文语气也不一样。
第3节 法拉第电磁感应定律
教学中可以与第4节楞次定律对调
定量公式不是课堂实验能够得出来的。
第 1 页 共 4 页 高中物理选修3-2知识点总结
第四章 电磁感应
1.两个人物:a.法拉第:磁生电
b.奥斯特:电生磁
2.感应电流的产生条件:a.闭合电路
b.磁通量发生变化
注意:①产生感应电动势的条件是只具备b
②产生感应电动势的那部分导体相当于电源
③电源内部的电流从负极流向正极
3.感应电流方向的判定:
(1)方法一:右手定则
(2)方法二:楞次定律:(理解四种阻碍)
①阻碍原磁通量的变化(增反减同)
②阻碍导体间的相对运动(来拒去留)
③阻碍原电流的变化(增反减同)
④面积有扩大与缩小的趋势(增缩减扩)
4.感应电动势大小的计算:
(1)法拉第电磁感应定律:
A、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。
B、表达式:tnE
(2)磁通量发生变化情况
①B不变,S变,SB
②S不变,B变,BS
③B和S同时变,12
(3)计算感应电动势的公式
①求平均值:tnE
②求瞬时值:BLvE(导线切割类)
③导体棒绕某端点旋转:221BLE
5.感应电流的计算:
瞬时电流:总总RBLvREI(瞬时切割) 6.安培力的计算:
瞬时值:rRvLBBILF22
7.通过截面的电荷量:rRntIq
注意:求电荷量只能用平均值,而不能用瞬时值
8.自感:
(1)定义:是指由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。
(2)决定因素:线圈越长,单位长度上的匝数越多,截面积越大,它的自感系数就越大。另外,有铁芯的线圈自感系数比没有铁芯时大得多。
(3)类型:通电自感和断电自感
(4)单位:亨利(H)、毫亨(mH)、微亨(H)
(5)涡流及其应用
①定义:变压器在工作时,除了在原副线圈中产生感应电动势外,变化的磁通量也会在哎铁芯中产生感应电流。一般来说,只要空间里有变化的磁通量,其中的导体中就会产生感应电流,我们把这种感应电流叫做涡流