高二物理電磁感應(yīng) 交變電流兩章的教學(xué)建議 北師大

1、 第二十一章 電磁感應(yīng) 第二十二章 交變電流兩章的概述 電磁感應(yīng)現(xiàn)象提醒了電和磁的相互關(guān)系，從而對(duì)科學(xué)和技術(shù)的開(kāi)展具有劃時(shí)代的意義。 高中?電磁感應(yīng)?這一章是電磁感應(yīng)理論的核心內(nèi)容，是高考重點(diǎn)考察的內(nèi)容，同時(shí)也是學(xué)科內(nèi)綜合的生長(zhǎng)點(diǎn)與電路分析和計(jì)算、安培力、運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系、能量變化與做功等進(jìn)展綜合。 教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)象生動(dòng)具體，但表達(dá)上比較抽象，學(xué)生在理解和應(yīng)用上會(huì)覺(jué)得較為困難。 ?交變電流?這一章實(shí)際上是上一章?電磁感應(yīng)?的延續(xù)，是電磁感應(yīng)理論知識(shí)的應(yīng)用，跟科學(xué)技術(shù)和生活實(shí)際有密切的關(guān)系。 涉及電工技術(shù)交流發(fā)電機(jī)、變壓器、電子技術(shù)電感元件和電磁測(cè)量傳感器等各個(gè)方面，但在對(duì)理論的理解要求不高。課時(shí)安排

2、第二十一章 電磁感應(yīng)第一節(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 2第二節(jié) 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 2第三節(jié) 自感現(xiàn)象及其應(yīng)用 1習(xí)題課或復(fù)習(xí)課 1單元測(cè)試 1共7課時(shí)第二十二章 交變電流第一節(jié) 交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律 2 第二節(jié) 交變電流的有效值 周期和頻率 第三節(jié) 感抗和容抗 共2第四節(jié) 變壓器含遠(yuǎn)距離輸電 2習(xí)題課或復(fù)習(xí)課 1單元測(cè)試 1共8課時(shí)教學(xué)建議第二十一章 電磁感應(yīng)一、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 1、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，回路一局部導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象，學(xué)生初中見(jiàn)過(guò)，如何引起學(xué)生的興趣？ 增加一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)。 2、在探究的根底上如何總結(jié)歸納出：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件？ 要特別重視演示實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的作用。要使學(xué)生在通

3、過(guò)對(duì)具體情景的認(rèn)識(shí)過(guò)程中，體驗(yàn)到“切割、磁鐵的插入與抽出、滑動(dòng)變阻器改變電流等具體情況，再提升到“磁通量變化問(wèn)題。 落實(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的各種情景。二、楞次定律 1、在探究的根底上如何總結(jié)歸納出：判定感應(yīng)電流方向的方法？ 這個(gè)實(shí)驗(yàn)較為抽象，且邏輯關(guān)系長(zhǎng)而復(fù)雜。 1實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備：電流流向與電流表指針偏轉(zhuǎn)的關(guān)系 2記錄表格的設(shè)計(jì)：最初出現(xiàn)幾個(gè)欄目，隨著問(wèn)題研究的深入，增加哪幾個(gè)欄目，為什么要加記這個(gè)幾欄目？ 3對(duì)記錄表格的分析：怎樣得出楞次定律。 楞次定律的得出：由“插入和“拔出入手，導(dǎo)出“抵抗和“補(bǔ)充，最后得出“阻礙的結(jié)論。明確誰(shuí)阻礙誰(shuí)。建議在填寫(xiě)完表格后，用動(dòng)畫(huà)輔助進(jìn)展歸納。 4實(shí)驗(yàn)操作的技巧與

4、本卷須知。 2、楞次定律的應(yīng)用 1楞次定律的應(yīng)用是標(biāo)準(zhǔn)的，應(yīng)把操作順序交代清楚： a弄清原磁場(chǎng)的方向。 b弄清磁通量的增減情況。 c應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向。 d應(yīng)用安培定那么確定感應(yīng)電流的方向。2楞次定律中“阻礙的含義：復(fù)習(xí)課講 阻礙原磁通量的變化線圈面積或磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化 阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)因相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起的感應(yīng)電流 阻礙原電流的變化自感現(xiàn)象3把安培定那么、左手定那么和右手定那么區(qū)分開(kāi)。電 I磁 B安培定那么磁 BI,或動(dòng)q力 F或f左手定那么磁 B v電 I右手定那么原因結(jié)果III三、法拉第電磁感應(yīng)定律 1、補(bǔ)充定性實(shí)驗(yàn)：一樣的線圈與磁鐵，改變插入、抽出的速度，觀察表針的

5、最大擺角，從而得出法拉第電磁感應(yīng)定律。 2、法拉第電磁感應(yīng)定律中的單位問(wèn)題。 3、對(duì)磁通量概念的進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)：磁通量雖說(shuō)是上一章的內(nèi)容，但在上一章沒(méi)有具體應(yīng)用，因此真正理解與應(yīng)用需要在這里完成。4、法拉第電磁感應(yīng)定律的理解和應(yīng)用 1可以求出在時(shí)間t內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值， 磁場(chǎng)不變，垂直于磁場(chǎng)方向的回路面積有變化 ：回路不動(dòng)，回路所在空間的磁場(chǎng)有變化， 2假設(shè)能某時(shí)刻磁通量的變化率，那么可以求出該時(shí)刻的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 在E=BLvsin中: 假設(shè)對(duì)應(yīng)的速度v是某一瞬時(shí)速度，那么感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E為該時(shí)刻的瞬時(shí)值； 假設(shè)對(duì)應(yīng)的速度v是某一段時(shí)間的平均速度，那么感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E為這段時(shí)間的平均值。 注意：感應(yīng)

6、電動(dòng)勢(shì)是標(biāo)量，沒(méi)有方向。為了研究問(wèn)題方便，我們把電流的方向看作是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。Ra Fb 課本198頁(yè)【例題2】 1、誰(shuí)切割磁感線，誰(shuí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？ 2、等效電路是怎樣的？ 3、根據(jù)等效電路如何求電流？是干路電流還是支路電流？ 4、金屬棒在水平方向受幾個(gè)力？做什么運(yùn)動(dòng)？如何求拉力？ 5、感覺(jué)到難度不夠，可適當(dāng)增加問(wèn)題的綜合度，如求最大速度、拉力的功率等，也可以將電路復(fù)雜化一些。 例題（復(fù)習(xí)課講）、如圖所示，一個(gè)矩形閉合線圈abcd的邊長(zhǎng)分別為ab=l1和ac=l2，匝數(shù)為n，總電阻為R，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸OO以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度大小為B。求線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90

7、的過(guò)程中，線圈中的電流。求線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90的位置時(shí)，線圈中的電流。四、復(fù)習(xí)課1、對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的理解和應(yīng)用2、比較、/t 與電磁感應(yīng)的關(guān)系復(fù)習(xí)課講：物理意義與電磁感應(yīng)的關(guān)系磁通量穿過(guò)回路的磁感線的條數(shù)無(wú)關(guān)磁通量變化穿過(guò)回路的磁通量的變化量感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的條件磁通量變化率/t穿過(guò)回路的磁通量的變化快慢決定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小ttEIFt3、等效的閉合電路那局部是電源，那局部是外電路 第一種是電路中的一局部導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁感線的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)屬于作切割磁感線的那局部導(dǎo)體。 第二種是電路保持不動(dòng)，由于磁場(chǎng)強(qiáng)弱的變化或磁場(chǎng)方向的變化而引起磁通量的變化，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)屬于整個(gè)閉合回路。 一

8、個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、匝數(shù)為N的正方形線圈的總電阻為R，以恒定的速率v通過(guò)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，磁場(chǎng)寬度為b，如下圖，整個(gè)線圈通過(guò)磁場(chǎng)。在以下兩種情況下：(1) Lb，問(wèn)線圈產(chǎn)生的熱量各是多少？ dabc 能不能先講單邊有界？dabcdabcdabcdabc 如圖，A、B兩個(gè)一樣導(dǎo)線制成的互聯(lián)的金屬圓環(huán)，半徑RA=2RB,兩圓環(huán)間用電阻不計(jì)的導(dǎo)線連接，當(dāng)均勻變化的磁場(chǎng)垂直穿過(guò)大環(huán)時(shí)a、b兩點(diǎn)間電壓為U,假設(shè)讓同一均勻變化的磁場(chǎng)垂直穿過(guò)B環(huán)那么a,b兩點(diǎn)間的電壓為 A.2U B.U/2 C.4U D.U/4ABab4、電磁感應(yīng)現(xiàn)象與力學(xué)知識(shí)的綜合 電磁感應(yīng)與力和運(yùn)動(dòng)結(jié)合的問(wèn)

9、題，研究方法與力學(xué)一樣，首先明確研究對(duì)象，搞清物理過(guò)程，正確地進(jìn)展受力分析。其次應(yīng)用相應(yīng)的規(guī)律求解： 勻速運(yùn)動(dòng)可用平衡條件求解。 變速運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度可用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解。 變速運(yùn)動(dòng)的熱量問(wèn)題一般用能量觀點(diǎn)分析。 如下圖，豎直放置的U形導(dǎo)軌寬為L(zhǎng)，上端串有電阻R其余導(dǎo)體局部的電阻都忽略不計(jì)。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外。金屬棒ab的質(zhì)量為m，與導(dǎo)軌接觸良好，不計(jì)摩擦。從靜止釋放后ab保持水平而下滑。試求ab下滑的最大速度vmRa m Lb 注意：在講解例題的過(guò)程中，如何有意識(shí)、有目的地培養(yǎng)學(xué)生的能力？三維空間設(shè)想：畫(huà)三視圖。等效閉合電路。從牛二定律的角度分析金屬棒的運(yùn)動(dòng)

10、情況。從功能角度分析：什么力做功對(duì)應(yīng)什么形式能量的改變。解法一：釋放瞬間ab只受重力，開(kāi)場(chǎng)向下加速運(yùn)動(dòng)。隨著速度的增大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E、感應(yīng)電流I、安培力F都隨之增大，加速度隨之減小。當(dāng)F增大到F=mg時(shí)，加速度變?yōu)榱?，這時(shí)ab到達(dá)最大速度。 由 ，可得解法二：速度最大時(shí)五、自感現(xiàn)象 在自感現(xiàn)象中，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也遵從楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律，這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)存在于整個(gè)線圈。 當(dāng)線圈中的電流減小時(shí) 當(dāng)線圈中的電流增大時(shí) 假設(shè)理想自感線圈中通過(guò)恒定電流 教學(xué)要重視演示實(shí)驗(yàn)，教學(xué)建議中要注意教材中圖21-15實(shí)驗(yàn)的器材參數(shù)與演示效果的關(guān)系；也可以介紹用發(fā)光二極管代替小燈泡的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；還可以

11、介紹傳感器的應(yīng)用等。 4、自感現(xiàn)象 多舉例子：日光燈、電磁爐等。 防止：雙線繞法。 也可學(xué)生自己收集資料。教學(xué)建議第二十二章 交變電流一、什么是交流電？交流電與恒定電流的區(qū)別？ 做好演示實(shí)驗(yàn)： 1、交流發(fā)電機(jī)與小燈泡和示教電流表串聯(lián)構(gòu)成閉合電路。 2、用交流信號(hào)發(fā)生器和示波器: 鋸齒波交流電、方波交流電和正弦交流電。二、正弦交流電的產(chǎn)生 1強(qiáng)調(diào)物理模型：閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在線圈中就會(huì)產(chǎn)生正弦交流電。 O b B a d c O O b B a d c O 2推導(dǎo)交流電瞬時(shí)值表達(dá)式，明確電動(dòng)勢(shì)的最大值由哪些因素決定。 a 弄清B、l、v三者的方向 畫(huà)視圖。 b弄

12、清起始位置于正弦、余弦的關(guān)系。 c在兩個(gè)特殊位置磁通量與磁通量變化率的關(guān)系。三、描述交流電的方法 1物理量、瞬時(shí)值表達(dá)式、圖象。 圖象與物理情景的對(duì)應(yīng)。 理解正弦交流電的圖象，能根據(jù)圖象確定描述交流電的物理量，寫(xiě)出瞬時(shí)值表達(dá)式。 2掌握描述交變電流的物理量最大值、有效值、周期和頻率的物理意義，會(huì)在具體問(wèn)題中確定它們的數(shù)值。P交流調(diào)壓器P交流調(diào)壓后整流A 3理解交流電的有效值。 只適用于正弦交流電。可增加一個(gè)演示，可定性，也可定量： 例題. 如下圖，交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈abcd中，ab=cd=50cm，bc=ad=30cm，匝數(shù)n=100，線圈電阻r=0.2，外電阻R=4.8。線圈在磁感強(qiáng)度B=

13、0.05T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度100rad/s。求：1產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；2假設(shè)從圖示位置開(kāi)場(chǎng)計(jì)時(shí)，寫(xiě)出感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的函數(shù)表達(dá)式；3交流電壓表和交流電流表的示數(shù)；4此發(fā)電機(jī)的輸出功率。 12四、容抗和感抗 1、為什么電容器能通交流電？增加一個(gè)演示信號(hào)發(fā)生器2、容抗和感抗與哪些因素有關(guān)？信號(hào)發(fā)生器 五、理想變壓器理想變壓器 不考慮工作中的能量損失、線圈電阻及磁泄漏，原、副線圈的磁通變化率相等。由法拉第電磁感應(yīng)定律有U1U2輸入端輸出端鐵芯原線圈n1副線圈n2 由能量守恒有P入=P出 即 U1I1=U2I2強(qiáng)調(diào)：為了加深學(xué)生的理解，可以增加一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)：自己

14、纏變壓器的副線圈六、遠(yuǎn)距離輸電 1、了解電能的輸送原理，知道減少輸電損耗的方法。增加一個(gè)演示 2、了解各種常見(jiàn)的變壓器演講完畢，謝謝觀看！9、靜夜四無(wú)鄰，荒居舊業(yè)貧。2022/10/132022/10/13Thursday, October 13, 202210、雨中黃葉樹(shù)，燈下白頭人。2022/10/132022/10/132022/10/1310/13/2022 6:16:04 AM11、以我獨(dú)沈久，愧君相見(jiàn)頻。2022/10/132022/10/132022/10/13Oct-2213-Oct-2212、故人江海別，幾度隔山川。2022/10/132022/10/132022/10/13

15、Thursday, October 13, 202213、乍見(jiàn)翻疑夢(mèng)，相悲各問(wèn)年。2022/10/132022/10/132022/10/132022/10/1310/13/202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國(guó)見(jiàn)青山。13 十月 20222022/10/132022/10/132022/10/1315、比不了得就不比，得不到的就不要。十月 222022/10/132022/10/132022/10/1310/13/202216、行動(dòng)出成果，工作出財(cái)富。2022/10/132022/10/1313 October 202217、做前，能夠環(huán)視四周；做時(shí)，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線向前。2022

16、/10/132022/10/132022/10/132022/10/139、沒(méi)有失敗，只有暫時(shí)停頓成功！。2022/10/132022/10/13Thursday, October 13, 202210、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒(méi)有。2022/10/132022/10/132022/10/1310/13/2022 6:16:04 AM11、成功就是日復(fù)一日那一點(diǎn)點(diǎn)小小努力的積累。2022/10/132022/10/132022/10/13Oct-2213-Oct-2212、世間成事，不求其絕對(duì)圓滿，留一份缺乏，可得無(wú)限完美。2022/10/132022/10/13202

17、2/10/13Thursday, October 13, 202213、不知香積寺，數(shù)里入云峰。2022/10/132022/10/132022/10/132022/10/1310/13/202214、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。13 十月 20222022/10/132022/10/132022/10/1315、楚塞三湘接，荊門(mén)九派通。十月 222022/10/132022/10/132022/10/1310/13/202216、少年十五二十時(shí)，步行奪得胡馬騎。2022/10/132022/10/1313 October 202217、空山新雨后，天氣晚來(lái)秋。2022/1

18、0/132022/10/132022/10/132022/10/139、楊柳散和風(fēng)，青山澹吾慮。2022/10/132022/10/13Thursday, October 13, 202210、閱讀一切好書(shū)如同和過(guò)去最出色的人談話。2022/10/132022/10/132022/10/1310/13/2022 6:16:05 AM11、越是沒(méi)有本領(lǐng)的就越加自命非凡。2022/10/132022/10/132022/10/13Oct-2213-Oct-2212、越是無(wú)能的人，越喜歡挑剔別人的錯(cuò)兒。2022/10/132022/10/132022/10/13Thursday, October 13, 202213、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強(qiáng)。2022/10/132022/10/132022/10/132022/10/1310/13/202214、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。13 十月 20222022/10/132022/10/132022/10/1315、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過(guò)于提升自我。十月 222022/10/132022/10/132022/10/1310/13/202216