第11章第1课时电磁感应
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《电磁感应现象及应用(第一课时)》教案
教学目标
教学目标:
1.了解电磁感应现象曲折的发现过程,学习法拉第坚持理想信念、不畏艰辛、勇于探索的科学精神。
2.经历感应电流产生条件的探究活动,提高分析论证能力。
3.通过模仿法拉第的实验,归纳得出产生感应电流的条件。学会通过现象分析归纳事物本质特征的科学思维方法,认识实验观察能力与逻辑思维能力在科学探究过程中的重要作用。
教学重点:
1.实验:探究感应电流产生的条件。
2.归纳总结产生感应电流的条件
教学难点:
如何通过设计、模仿法拉第的实验,通过观察和分析,将原来浅显已知的条件提升为穿过闭合导体回路的磁通量发生变化。
教学过程
时间 教学环节 主要师生活动
2分钟
2分钟
环节一:
引入
环节二:
电磁感应现象学史介绍 环节一:引入
实验引入:摇绳发电、开关门发电实验引入电磁感应现象。
在这两个实验中,同学们看到了什么现象?物理原理是什么?
通过初中的学习我们就知道,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中就会产生感应电流。这个现象叫电磁感应现象。
摇绳发电、开门发电就是闭合电路的一部分导体切割地磁场的磁感线运动,发生了电磁感应现象,产生了感应电流。也就是“磁生电”
环节二:介绍电磁感应现象发现学史并提出问题
最初激发科学家们对“磁生电”的探索热情的是奥斯特实验。也就是奥斯特发现了电流的磁效应——电生磁
人们从电流磁效应的对称性角度,想到:既然电流能够产生磁场,为什么不能用磁场产生电流呢?——磁生电
很多科学家在此做了大量的研究和实验。其中法拉第——这位坚信大自然是和谐统一的物理学家、化学家,为此进行了长达10年的探索。他进行了很多次尝试,经历了一次次失败,最终领悟到,“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。
当初,奥斯特发现电流的磁效应时,法拉第曾赞扬道:“它突然打开了科学中一个黑暗领域的大门,使其充满光明。”公正地说,法拉第与奥斯特应该共享这样的荣誉。电磁感应的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加深入,宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。可以说这是“划时代的发现”。
电磁感应现象
江西临川一中 钟瑞文
本教案在江西抚州市优质课比赛中获一等奖
教学要求:
一、明白什么是电磁感应现象。
二、理解“不论用什么方式,只要穿过闭合电路的磁通量发生转变,闭合电路中就有电流产生”。
3、明白电磁感应现象中能量守恒定律仍然适用。
学科能力:培育学生实验能力,独立分析问题能力。
思想方式:观察分析法,规纳法。
教育性目标:培育学生的独立观察,试探的能力。
进展性目标:培育学生的逆向思维,发散思维。
教学重点:引导理解电磁感应现象、条件及从能量角度熟悉电磁感应。
教学难点:分析实验现象、结论。
教学进程:
一、温故知新
师:什么叫磁通量?
生:磁感应强度B与垂直磁场面积S的乘积,叫做穿过那个面的磁通量,简称磁通。
师:奥斯特实验说明了什么?
生:说明电流也能产生磁场---即电流的磁效应。
师:电流能够产生磁场,人们很自然会利用逆向思维试探:既然电流能够产生磁场,反过来,磁场是不是也能产生电流呢?英国物理学家法拉弟通过十年坚持不懈的尽力,终于在1831年发觉了电磁感应现象。
板书课题:第十七章 电磁感应
电磁感应规律
二、新课教学:
[引入]法拉弟开始假想:把绕在磁铁上的导线和电流表连接起来组成一个闭合电路,结果发觉指针不偏转,不能产生电流,换用强的磁铁或换用更灵敏电流表,也没有电流(电路图)。
如何才能产生电流呢?咱们通过几个实验来讲明那个问题吧。
[演示]实验一:出实物图---组装电路---实验 [演示]不切割磁感线时(静止或平行磁感线)观察电流表指针偏转情形;切割磁感线时(先让磁体不动,导体运动),观察磁感线指针的偏转情形。
师生:闭合导体一部份在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针就发生偏转。表明电路中产生了电流。
生:结论一:闭合电路的一部份在磁场中做切割磁力线运动时,导体中会产生电流。
[引入]导体不动,让磁体运动会不会产生电流呢?
[演示]实验一中让蹄形磁体运动,导体不动。
安博同升湖实验学校高三物理第二轮复习学案 同升湖彭东生老师编辑
电路与电磁感应专题
第十一讲。电磁感应现象和规律的应用(一)(二课时)
班次_________学号_______姓名___________ _2011_年____月___日
一、考点知识结构
二、重点、难点典例分析
考点1、如图所示,空间存在两个磁场,磁感应强度大小均为B,方向相反且垂直于纸面,MN、PQ为其边界,OO’为其对称轴。一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd,回路在纸面内以恒定的速度0向右运动,当运动到关于OO’对称的位置时
( )
A、 穿过回路的磁通量为零
B、 回路中感应电动势大小为2BL0
C、 回路中感应电流的方向为顺时针方向
D、 回路中ad边和cd边所受的安培力方向相同
例题2、一个半径为r=0.10m的闭合导体圆环,圆环单位长度的电阻R0=1.010-2Ω/m。如图所示,圆环所在的区域存在匀强磁场。磁场方向垂直于圆环所在平面向外,磁感应强度大小随时间的变化关系情况如图所示。
(1) 分别求在0——0.3s和0.3s——0.5s时间内圆环中感应电动势的大小
(2) 分别求在0——0.3s和0.3s——0.5s时间内圆环中感应电流的大小并在上图中画出感应电流随时间的变化i——t图像(以线圈中逆时针电流为正,至少画出两个周期)
(3) 求0——10s内圆环中产生的焦耳热。
考点2:楞次定律的理解和应用
例题3、如图甲所示,连个闭合圆形线圈A、B的圆心重合,放在同一水平面内,线圈A中通入如图乙
所示的变化电流,t=0时电流方向为顺时针(图甲中所示),对于线圈B,下列说法正确的是( ) 内容:tnE表示磁通量的变化率,要从整体理解;区分平均电动势与瞬时电动势 感应电动势的计算:
法拉第电磁感应定律 楞次定律的另一种表述:感应电流总是反抗产生它的那个原因。包括:阻碍原磁通量的变化;阻碍物体间的相对运动;阻碍原电流的变化(自感) 楞次定律:感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。楞次定律适用于一切原因引起的感应电流方向判断。“阻碍”不是“相反”,也不是“阻止”是阻碍变化,不是阻碍通过 右手定则:适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况 感应电流方向确定 电磁感应产生的条件:通过闭合电路的磁通量发生变化。磁通量变化包括B变、S变、及B与S的夹角变化
电磁感应现象
知识梳理
一、磁通量
1. 它是判断是否产生电磁感应、感应电动势大小的计算、感应电流通过导体截面的电量的计算等等的基础,所以必须清楚磁通量的概念及其变化。
2. 由它的物理意义“表示穿过某一面积的磁感线条数”来理解它是标量。
3. 其定义式最好记为: =BS⊥ 或 = B⊥S
能强化理解B与S的“垂直关系”,即S应为“垂直面积”——“有效面积”。
4. 引起磁通量变化的主要原因:
(1) B的变化;
(2)S的变化(切割情形。这是引起电磁感应中的力学问题、动量问题、能量问题的主要原因)
5. 磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的区别
磁通量 磁通量的变化量 磁通量的变化率
物理意义 某时刻穿过某个面的磁感线的条数 某段时间内穿过某个面的磁通量变化 穿过某个面的磁通量变化的快慢
大
小 Φ=BSn,其中Sn是与B垂直的面的面积 ΔΦ=Φ2-Φ1
ΔΦ=B·ΔS
ΔΦ=S·ΔB ΔΦΔt=BΔSΔt
或ΔΦΔt=SΔBΔt
注
意 若穿过某个面有方向相反的磁场,则不能直接用Φ=BS求解,应考虑相反方向的磁通量抵消后所剩余的磁通量 开始时和转过180°时平面都与磁场垂直,穿过平面的磁通量是一正一负,ΔΦ=2BS,而不是零 既不表示磁通量的大小,也不表示变化的多少.实际上,它就是单匝线圈上产生的电动势,即E=ΔΦΔt
附
注 对在匀强磁场中绕处于线圈平面内且垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈:
①线圈平面与磁感线平行时,Φ=0,但ΔΦΔt最大
②线圈平面与磁感线垂直时,Φ最大,但ΔΦΔt=0
Φ大或ΔΦ大,都不能保证ΔΦΔt就大;反过来,ΔΦΔt大时,Φ和ΔΦ也不一定大.这类似于运动学中的v、Δv及ΔvΔt三者之间的关系
二、感应电流方向的判断
感应电流方向的判断,既可用右手定则,也可用楞次定律。
1. 右手定则:适合于判断导线切割磁感线的情形。用右手定则判断感应电流的方向不要仅仅停留在应用上,还要对电流的形成理解其实质,即导线中的自由电子随导线一起做定向运动,于是在洛仑兹力的作用下就会发生定向移动形成电流。即,在利用右手定则的同时,也要和左手定则进行联系。