2022年《電磁學(xué)》復(fù)習(xí)課教學(xué)設(shè)計(jì)

1、學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載 電磁學(xué)復(fù)習(xí)課教學(xué)設(shè)計(jì) 【教學(xué)目標(biāo)】 1在物理學(xué)問方面要求 （ l）把握磁場對載流導(dǎo)體的作用力； （ 2）把握磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用力； （ 3）把握法拉第電磁感應(yīng)定律 2通過綜合復(fù)習(xí),搞清磁場,電磁感應(yīng),溝通電,電磁振蕩和電磁波等學(xué)問的內(nèi)在關(guān) 聯(lián),并能進(jìn)行相關(guān)學(xué)問的綜合運(yùn)用 3通過綜合復(fù)習(xí),培養(yǎng)同學(xué)歸納,整理學(xué)問的才能,培養(yǎng)同學(xué)運(yùn)用學(xué)問分析解決綜合 性問題的才能 【重點(diǎn),難點(diǎn)分析】 1重點(diǎn) （ l）磁場對截流導(dǎo)體的作用力； （ 2）磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用力； （ 3）感生電流方向的判定； （ 4）法拉第電磁感應(yīng)定律及其運(yùn) 用 2難點(diǎn) （ l）楞次定律及其運(yùn)用； （ 2）法拉第

2、電磁感應(yīng)定律的運(yùn)用； （ 3）電磁振蕩過程的懂得 【教具】 投影片（或小黑板） ,掛圖 【教學(xué)過程設(shè)計(jì)】 （一）復(fù)習(xí)引入新課 1提出問題 （ l）請同學(xué)回憶：磁場,電磁感應(yīng),溝通電,電磁振蕩和電磁波幾章學(xué)問的大致輪廓； （ 2）請同學(xué)描述一下：磁場,電磁感應(yīng),溝通電,電磁振蕩和電磁波各章的具體學(xué)問 內(nèi)容 2依據(jù)同學(xué)描述的學(xué)問內(nèi)容,歸納總結(jié)一下,在幾章中,我們主要學(xué)習(xí)了,運(yùn)動(dòng)電荷 四周存在磁場； 電場和磁場在確定條件下相互轉(zhuǎn)換,從而形成電磁感應(yīng),產(chǎn)生電磁波 波的接收與發(fā)射等又涉及電子技術(shù)方面的應(yīng)用等學(xué)問 電磁 （二）主要教學(xué)過程設(shè)計(jì) 1出示掛圖,并作解說學(xué)問大致輪廓 第 1 頁,共 8 頁學(xué)習(xí)好

3、資料 歡迎下載 2出示掛圖,并作解說本部分的主要學(xué)問,具體內(nèi)容和簡要說明； 主要學(xué)問 具體內(nèi)容 說明 來源于 磁場 運(yùn)動(dòng)電荷四周存在的物質(zhì),能 一切磁現(xiàn)象的本質(zhì), 對鐵類物質(zhì)及運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生力 電荷的運(yùn)動(dòng)； 的作用； 磁感應(yīng)強(qiáng)度 B B=F/l I；F-N ,l-m ,I-A ,B-T ； F 是當(dāng) l B 時(shí)受到的最大 磁通量 =B S B 的方向與 F,l 所在平面垂直； 磁場力 是 S 與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直 B cos ,B-T , S 2 m , 方向的夾角； 安培力 F 1T m2 是 B 與電流正方向的夾 F=BIlsin ,磁場對通電導(dǎo)體的 洛侖茲力 f 作用力； 角 f=qvBsin

4、 ,磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的 是 B , v 正方向的夾角； 作用力； 動(dòng)生電動(dòng)勢 =Blvsin ,一段導(dǎo)體因切割 是 v 與 B 正方向的夾角 （ l 感應(yīng)電動(dòng)勢 磁感線而產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢； 與 B 垂直）； =N / t,因磁通量發(fā)生變 N 是匝數(shù)； / t 叫做磁 化而在閉合電路引起的感生電 動(dòng)勢的代數(shù)和； 通量的變化率； 變流電 e=NBS sin tV ,或 由于閉合電路磁通量周期 iI sin tA ；電流大小,方 性變化所產(chǎn)生； 向作周期性變化； 第 2 頁,共 8 頁溝通電最大值 學(xué)習(xí)好資料 或 m歡迎下載 mNBS INBlv , 正弦 （或余弦） 符號前的數(shù) 值 溝通電有效值 I

5、 m m/ R , U m I mR； 相當(dāng)于直流電同樣勢效應(yīng) UU / 2 , I I m / 2, 之值； 理想變壓器 M/ 2 ； 通過理想變壓器的各匝線 利用電磁感應(yīng)原理輸送電能的 L, C 振蕩電路 裝置； 圈的 / t 相同,能量損 U 1 : U 2 : n1 : n2 : ; 耗不計(jì)； nI n1 I 1 n2 I 2 電流變化趨勢與 C 上電量 L,C 閉合電路內(nèi),電場能與磁 L, C 振蕩周期 場能的交替轉(zhuǎn)換； 變化趨勢相反； 轉(zhuǎn)變 L 或 C 都能使 T 變化； T 2L C , L電感,單 T 為固有周期； 位： H； C電容,單位： F； T 周期,單位： s； 電磁

6、場與電磁波 變化的磁場（電場） ,產(chǎn)生電場 按正弦 （或余弦） 規(guī)律變化 （磁場）；變化的電場與磁場不 可分割,叫做電磁場； 電磁場 在空間傳遞形成電磁 波； 3就以下內(nèi)容,逐個(gè)提問,然后將投影片打出 （ 1）基本定就 的磁場（電場） ,產(chǎn)生變化 的電場（磁場） 安培定就 判定電流磁場方向的法就 應(yīng)用于直線電流時(shí), 拇指表示電流方向, 四指 表示磁場（磁感線）的環(huán)繞方向；應(yīng)用于環(huán)形電流時(shí),四指表示電流方向,拇指表示環(huán)形電 流軸線上磁感線的方向 左手定就 判定通電導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)電荷受磁場力方向的法就 在應(yīng)用于判定洛侖茲力方向 時(shí),只要將正電荷運(yùn)動(dòng)方向視為電流方向即可負(fù)電荷反之 右手定就 判定感生電流方

7、向的法就,留意與楞次定律相結(jié)合使用 （ 2）楞次定律 反映感生電流方向與磁通量變化關(guān)系的定律： 感生電流的磁場總是要阻礙引起感生電流 的磁通量的變化 可結(jié)合左, 右手判定法就, 判定感生電流方向或感生電動(dòng)勢的正負(fù)極性 應(yīng) 用時(shí),留意以下四個(gè)步驟： 明確外磁場（或原磁場）的方向及分布情形,畫出磁感線的分布； 判定磁通量的變化 ； 依據(jù) 的正,負(fù)情形,判定感生電流磁場的方向： 當(dāng) 0 時(shí),感生電流磁場方向與外磁場方向相反； 當(dāng) 0 時(shí),感生電流磁場方向與外磁場方向相同； 當(dāng) =0 時(shí),無感生電流產(chǎn)生 依據(jù)感生電流磁場方向,結(jié)合（左）右手判定法就,確定感生電流方向 第 3 頁,共 8 頁學(xué)習(xí)好資料

8、歡迎下載 （ 3）法拉第電磁感應(yīng)定律 反映感生電動(dòng)勢產(chǎn)生條件及大小的定律： 電路中感生電動(dòng)勢的大小, 跟穿過這一電路的 磁通量的變化率成正比,即： t 留意： 公式 =Blvsin 是反映長為 1 的一段導(dǎo)體,或者閉合電路中的一部分導(dǎo)體 1 兩端感 生電動(dòng)勢的大小此感生電動(dòng)勢起因于導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的結(jié)果； 公式 Nt ,是表示繞閉合電路一周感生電動(dòng)勢的代數(shù)和； =Blv 中的非 而且包括感生電場力 凡電動(dòng)勢,都是表示非靜電力移動(dòng)單位正電荷做功的才能大小公式 靜電力是洛侖茲力 而 Nt 中的非靜電力就不僅包括洛侖茲力, 等非靜電力 這是兩者在意義上的區(qū)分 但通常在應(yīng)用中往往對于應(yīng)用 N 求得

9、的感生電動(dòng)勢確定 t 是對時(shí)間 t 的“平均值” ,而將 =Blvsin 理想為只能求得即時(shí)值,以此來區(qū)分兩者的不 同意義這種看法是片面的, “即時(shí)值”,“平均值”不是兩者的根本區(qū)分實(shí)際上兩個(gè)公式 在某些情形下都能描述即時(shí)值和平均值 4溝通電的變化規(guī)律 當(dāng)閉合導(dǎo)線框在勻強(qiáng)磁場中以角速度 性變化,就其感生電動(dòng)勢即為： eNBS sin t V 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí), 假如閉合電路內(nèi)的磁通量發(fā)生周期 式中 N 為閉合導(dǎo)線框的匝數(shù), S 為導(dǎo)線框所圍面積 5表達(dá)爭論電磁學(xué)部分的基本思路與方法 （ l）磁場中的力學(xué)問題,其分析方法與力學(xué)中的方法相同,只是多了磁場力的作用, 當(dāng)存在動(dòng)量或能量轉(zhuǎn)化問題時(shí),可借助動(dòng)量

10、或功能關(guān)系解答 如圖 1 所示（投影片）質(zhì)量為 m 的帶電小球所帶電量為 +q ,可以沿豎直長棍滑動(dòng),小 球與棍的摩擦因數(shù)為 ,同時(shí)有一水平向右的勻強(qiáng)電場 E 和水平垂直紙面對里的勻強(qiáng)磁場 B問小球由靜止向下滑動(dòng)時(shí)做什么運(yùn)動(dòng)？ 分析：可接受談話法一人回答不完整時(shí),其他同學(xué)補(bǔ)充,也可以爭論,留給同學(xué)一段 第 4 頁,共 8 頁學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載 時(shí)間爭論然后,提問：剛開頭小球一共受幾個(gè)力？它們的大小,方向？ 可能回答：重力 mg 豎直向下,電場力 F=qE 水平向右,彈力 N=qE 水平向左（因無水 平運(yùn)動(dòng), N 與 F 平穩(wěn)）和豎直向上的摩擦力（小球不動(dòng),這時(shí)摩擦力為靜摩擦力 f=mg ）

11、提問 2：小球向下滑動(dòng)后,小球受力怎么變化？ 可能回答：重力,電場力與小球運(yùn)動(dòng)無關(guān),故不變小球向下運(yùn)動(dòng),將受到向右的洛侖 茲力 f 洛 qvB 因小球仍無水平運(yùn)動(dòng),所以向左的彈力 NF fqE qvB ；這時(shí) f= N= （ qE+qvB ）方向向上 洛的摩擦力 提問 3：小球?qū)⒆鍪裁催\(yùn)動(dòng)？作定性和定量分析 開頭時(shí)： mg f,小球向下做加速運(yùn)動(dòng),當(dāng) v 增大時(shí),摩擦力 f 也增大,豎直向下的合 力 F mg f 在減小所以小球做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)當(dāng) f=mg 時(shí),小球做勻速運(yùn) 動(dòng) 在下落過程中,依據(jù)牛頓其次定律有 F mg qE qvB ma ； 當(dāng) F=0 時(shí), a=0, v 最大,由上

12、式可有 mg= （ qE+qvB ）；從而解得： v 最大 mg qE ； qB 適當(dāng)歸納總結(jié)后,請看投影片； 如圖 2在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場共存的區(qū)域內(nèi),電場的場強(qiáng)為 E,方向豎直向下,磁場 的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B,方向垂直紙面對里 在場區(qū)內(nèi), 有一根絕緣細(xì)桿與水平方向成 固定放 置,桿上套有一個(gè)質(zhì)量為 m,帶有電量為一 q 的小球, 小球與細(xì)桿間摩擦因數(shù)為 （ tan 現(xiàn)將小球由靜止釋放,設(shè)桿有足夠的長度,且 和最大速度 組織同學(xué)爭論,然后歸納：下滑中,當(dāng)小球的速度 qE mg,求下滑中小球的最大加速度 v 較小時(shí),受到如圖 3（ a）所示的 重力 G=mg,電場力 F1 qE ,洛侖茲力 F2

13、 Bqv ,支持力 N ,摩擦力 f= N 作用隨著 小球速度 v 的增大 F 2 增大 N 減小 f 減小小球受到的合外力 F 增大小球的加速度 a 增大當(dāng)速度 v 增至某一數(shù)值 v1 時(shí),支持力 N 減為零,摩擦力 f 相應(yīng)減為零,小球受到的 合外力 F 達(dá)到最大,此時(shí)小球的加速度 a 相應(yīng)達(dá)到最大 合第 5 頁,共 8 頁學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載 據(jù)此由牛頓其次定律有 mg sin qE sin mam ； 解得小球的最大加速度為 ammg qE sin ； N 由 m小球的速度 v 超過 v1 后,受力情形變?yōu)槿鐖D 3（ b）所示,其中桿對小球的支持力 垂直桿向上變?yōu)榇怪睏U向下 之后隨著小

14、球速度 v 連續(xù)增大 F 2 增大 N 增大 f 增大 F 減小 a 減小當(dāng)速度 v 增至另一數(shù)值 v2 時(shí),小球受到的合外力 F減為零,其加速度 a合 相應(yīng)減為零,此后小球以速度 此由 F=0 有 v2 沿桿勻速下滑,故速度 v2 即是小球可達(dá)到的最大速度據(jù) mg sin qE sin Bqvm qE cos mg cos 0 ； 解得小球的最大速度為 vm mg qE sin cos ； Bq歸納總結(jié)此題后,看投影片 圖 4 中的 MN 為水平放置的帶電平行板,相距為 d,電勢差為 U ,兩極間布滿磁感應(yīng)強(qiáng) 度為 B ,方向?yàn)榇怪奔埫鎸锏膭驈?qiáng)磁場某時(shí)刻,一個(gè)質(zhì)量為 m,帶電量為 q 的負(fù)

15、電荷, 從 N 板的 P 點(diǎn)由靜止開頭進(jìn)入電場,磁場中當(dāng)它經(jīng)過軌跡的最高點(diǎn)位置 K 時(shí),正好與原 來靜止在 K 點(diǎn)的,質(zhì)量為 m 的中性油滴相結(jié)合,隨之,從 K 點(diǎn)開頭做勻速直線運(yùn)動(dòng)假如 不許重力影響,試問： 電荷與油滴結(jié)合后的運(yùn)動(dòng)速度多大？ 電荷到達(dá) K 點(diǎn)與油滴作用前的速度多大？ 電荷與油滴作用過程中損耗的能量為多少？ K 點(diǎn)到 N 板的距離為多少？ 第 6 頁,共 8 頁學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載 組織爭論然后歸納 電荷在正交的電場與磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí), 在此題條件下, 電荷既受電場 力作用又受洛侖茲力作用 由于洛侖茲力為變力, 電荷將做變加速曲線運(yùn)動(dòng), 不能用中學(xué)物 理中運(yùn)動(dòng)學(xué)的方法解決這一問題

16、電荷與油滴作用后做勻速直線運(yùn)動(dòng),其合外力必為零,即 F qE qvK B , 故 v K E / B U / dB ； 此即兩者的共同速度 電荷與油滴作用后做勻速直線運(yùn)動(dòng), 而油滴原先是靜止的, 其動(dòng)量來自運(yùn)動(dòng)電荷的傳 遞,兩者作用過程為碰撞沒碰撞前電荷的速度為 v0 ,由動(dòng)量守恒定律： mv0 m mv K , 所以 v0 2v K 2U / Bd ； 此為電荷到達(dá) K 點(diǎn)時(shí)的最大速度 作用過程中能量的損耗,必等于作用前后兩個(gè)能量之差 E 1m mvK 2 1mv0 2mU / dB ； 22 2電荷在 P 點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為零,而在 K 點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為 2 2 2 2E K mv0 / 2 mU

17、/ d B ； 但在電荷運(yùn)動(dòng)的過程中,洛侖茲力不做功,只有電場力做功,由動(dòng)能定理知： 2 mv0 / 2 qU KP , 然后提出問 所以 UKP 2m U q Bd 2 ； 設(shè) K 到 N 板之距為 h,就： U KP / h U / d ； 故 hUKP d / U 2 2 mU / qdB ； 通過以上三例, 講清楚力學(xué), 磁場等有關(guān)方面學(xué)問的綜合運(yùn)用方法與思路 第 7 頁,共 8 頁學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載 題 I= Q/ t=CBla 可見,如 a 為定值,就 I 也為定值 因 F BIl CB 2 I 2 a ； 由牛頓其次定律： mg-F=ma, 即 mg CB 2l 2a ma , 所以 am2 l 2gm CB金屬棒運(yùn)動(dòng)的