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文檔簡介
選修3-2第四章電磁感應(yīng)
第1節(jié)《劃時代的發(fā)現(xiàn)》
一、教材分析
本節(jié)作為“電磁感應(yīng)”的開篇,主要是讓學(xué)生體會和感悟科學(xué)家進(jìn)行
科學(xué)研究時的思考、迷失與最后成功。是過程與方法、情感、態(tài)度與價值
觀教育的難得素材。
二、學(xué)情分析
學(xué)生對物理學(xué)史的學(xué)習(xí)和認(rèn)知較少;對物理學(xué)史對于學(xué)習(xí)的激勵和指
導(dǎo)作用的認(rèn)知更為缺失。本節(jié)課主要是使學(xué)生認(rèn)識到探索電磁感應(yīng)現(xiàn)象的
歷史背景,因此學(xué)習(xí)困難并不大。
三、教學(xué)目標(biāo)
1.知識與技能
(1)知道奧斯特實驗和電磁感應(yīng)現(xiàn)象;
(2)了解電生磁和磁生電的發(fā)現(xiàn)過程。
2.過程與方法
(1)通過學(xué)習(xí)了解科學(xué)家們在探究過程中的失敗和貢獻(xiàn),從中學(xué)習(xí)科學(xué)
探究的方法和思想;
(2)領(lǐng)悟科學(xué)探究中提出問題、觀察實驗、分析論證、歸納總結(jié)等要素
在研究物理問題時的重要性
3.情感、態(tài)度與價值觀
(1)通過學(xué)習(xí)閱讀養(yǎng)成正確的探究自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神;
(2)領(lǐng)會科學(xué)家對自然現(xiàn)象和規(guī)律的猜想在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的重要性。
四、教學(xué)重點和難點
教學(xué)重點:探索電磁感應(yīng)現(xiàn)象的歷史背景;
教學(xué)難點:體會人類探究自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。
五、教學(xué)方法
1.講授法:講授科學(xué)家的艱辛
2.實驗法:學(xué)生自己體會奧斯特實驗
六、教學(xué)環(huán)節(jié)和流程:
預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑f情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)一合作探.究、精講點撥一歸
納總結(jié)、課堂訓(xùn)練
七、教學(xué)過程
(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
檢查落實了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑,使教學(xué)具有了針對性。
(二)情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。
(三)合作探究、精講點撥。
探究一:奧斯特夢圓“電生磁”-----電流的磁效應(yīng)
引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材有關(guān)奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的內(nèi)容。提出以下問題,引
導(dǎo)學(xué)生思考并回答:
(1)是什么信念激勵奧斯特尋找電與磁的聯(lián)系的?在這之前,科學(xué)研究
領(lǐng)域存在怎樣的歷史背景?
(2)奧斯特的研究是一帆風(fēng)順的嗎?奧斯特面對失敗是怎樣做的?
(一3)奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的過程是怎樣的?用學(xué)過的知識如何解釋?
(4)電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)有何意義?談?wù)勛约旱母惺堋?/p>
學(xué)生活動:結(jié)合思考題,認(rèn)真閱讀教材,分組討論,發(fā)表自己的見解。
探究二:法拉第心系“磁生電”-----電磁感應(yīng)現(xiàn)象
引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材有關(guān)法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)的內(nèi)容。提出以下問題,
引導(dǎo)學(xué)生思考并回答:
(1)奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)引發(fā)了的哲學(xué)思考?法拉第怎樣的觀點?
(2)法拉第的研究是一帆風(fēng)順的嗎?法拉第面對失敗是怎樣做的?
(3)法拉第做了大量實驗都是以失敗告終,失敗的原因是什么?
(4)法拉第經(jīng)歷了多次失敗后,終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,他發(fā)現(xiàn)電磁
感應(yīng)現(xiàn)象的具體的過程是怎樣的?之后他又做了大量的實驗都取得了成
功,他認(rèn)為成功的“秘訣”是什么?
(5)談?wù)勛约簩Ψɡ谔剿麟姶鸥袘?yīng)現(xiàn)象的歷程的體會。
學(xué)生活動:結(jié)合思考題,認(rèn)真閱讀教材;分組討論,發(fā)表自己的見解。
(四)歸納總結(jié),課堂訓(xùn)練。
例題:下列現(xiàn)象中屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是(B)
A.磁場對電流產(chǎn)生力的作用B.變化的磁場使閉合電路中產(chǎn)生電流
C.插在通電螺線管中的軟鐵棒被磁化D.電流周圍產(chǎn)生磁場
八、板書設(shè)計
一、奧斯特夢圓“電生磁”------電流的磁效應(yīng)
二、法拉第心系“磁生電”------電磁感應(yīng)現(xiàn)象
課后作業(yè):紅對勾、全易通(閱讀、理解)
教學(xué)反思:
第2節(jié)《探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件》
一、教材分析
探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件是電磁學(xué)的核心內(nèi)容之一,在整個高中物理
中占有相當(dāng)重要的地位。本節(jié)內(nèi)容揭示了磁和電的內(nèi)在聯(lián)系,通過探究實
驗的方法歸納出了“磁生電”的規(guī)律,在教材中起到了承前啟后的作用,
是學(xué)生今后學(xué)習(xí)法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律和交變電流產(chǎn)生的基礎(chǔ)。
在教材的編排上本節(jié)從初中知識點閉合電路的部分導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生電
流入手,再設(shè)計學(xué)生探究實驗,對現(xiàn)象進(jìn)行分析歸納,最后總結(jié)出產(chǎn).生
感應(yīng)電流的條件,這樣的編排符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。
二、學(xué)情分析
學(xué)生對閉合電路的部分導(dǎo)線切割磁感線能產(chǎn)生電流,已有一定的認(rèn)
識,但在空間想象、問題本質(zhì)的分析等方面還較為薄弱。因此,在教學(xué)
中從學(xué)生的已有知識出發(fā),通過學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究實驗、產(chǎn)生問題、協(xié)
作交流等學(xué)習(xí)方法,從而解決問題得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件的結(jié)論。
三、教學(xué)目標(biāo)
1.知識和技能
(1)知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象;能根據(jù)實驗事實歸納產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。
(2)會運用產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件判斷具體實例中有無感應(yīng)電流。
(3)能說出電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化特點。
2.過程和方法
(1)體會科學(xué)探索的過程特征,領(lǐng)悟科學(xué)思維方法。
(2)經(jīng)歷實驗探究,掌握實驗觀察、操作和分析的方法。
3.情感、態(tài)度和價值觀
(1)感受法拉第勇于探索科學(xué)真理的科學(xué)精神。養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
(2)賞析物理學(xué)中美的情懷。
四、教學(xué)重點和難點
教學(xué)重點:學(xué)生實驗探究的過程;對產(chǎn)生感應(yīng)電流條件的歸納總結(jié)。
教學(xué)難點:對探究式學(xué)習(xí)的操控;對實驗現(xiàn)象的分析——磁通量的變化。
五、教學(xué)方法
1.歸納法:教師引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察、積極思維,然后進(jìn)行分析論證,歸
納總結(jié)出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
2.實驗法:教師演示實驗學(xué)生實驗
六、教學(xué)環(huán)節(jié)和流程:
預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑一情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)一合作探究、精講點撥一反思
總結(jié)、當(dāng)堂檢測七、教學(xué)過程
(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
檢查落實了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑,使教學(xué)具有了針對性。
(-)情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。
提出問題1.在初中,我們就初步學(xué)習(xí)和認(rèn)識了電磁感應(yīng)。
請問:什么叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象?
2.你知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象在生產(chǎn)和生活中有哪些應(yīng)用?
PPT展示:我們在初中對電磁感應(yīng)的認(rèn)知
1.閉合電路中的一部分導(dǎo)體在磁場中運動時產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱為電磁感
應(yīng)現(xiàn)象。電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流。
2..導(dǎo),體在磁場中產(chǎn)生電流的條件是:閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中做
“切割磁感線”運動。
3.發(fā)電機(jī)、話筒、電話機(jī)等,都是利用電磁感應(yīng)原理工作的。
4.法拉第經(jīng)過10年的不懈努力,于1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象
(三)合作探究、精講點撥。
探究r閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線
演示:導(dǎo)體左右平動,前后運動、上下運動。觀察電流表的指針,把
觀察到的現(xiàn)象記錄在表1中。如圖所示。表1
導(dǎo)體棒的運動表針的擺動方向?qū)w棒.的運動表針的擺動方向
向右平動向左向后平動不擺動
向左平動向右向上平動不擺動
向前平動不擺動向下平動不擺動
結(jié)論:只有左右平動時,導(dǎo)體棒切割磁感線,有電流產(chǎn)生,前后平動、上下平動,導(dǎo)體棒
都不切割磁感線,沒有電流產(chǎn)生。
學(xué)生:觀察實驗,記錄現(xiàn)象。
探究二:還有哪些情況可以產(chǎn)生感應(yīng)電流
學(xué)生實驗:
(1)學(xué)生分組進(jìn)行實驗探索,教師巡視。
學(xué)生可能會有下列實驗操作:
1.條形磁鐵插入或拔出大的螺線管
2.按實驗三連接電路,電鍵閉合或斷開電鍵閉合后一,改變變阻器阻值。
3.電鍵閉合后,小螺線管插入或拔出大螺線管
(2)各小組匯報交流;點評總結(jié)。
表2
磁鐵的運動表針的擺動方向磁鐵的運動表針的擺動方向
N極插入線圈向右S極插入線圈向左
N極停在線圈中不擺動S極停在線圈中不擺動
N極從線圈中抽出向左S極從線圈中抽出向右
結(jié)論:只有磁鐵相對線圈運動時,有電流產(chǎn)生。磁鐵相對線圈靜止時,沒有
電流產(chǎn)生。
表3
操作現(xiàn)象
開關(guān)閉合瞬間有電流產(chǎn)生
開關(guān)斷開瞬間有電流產(chǎn)生
開關(guān)閉合時,滑動變阻器不動無電流產(chǎn)生
開關(guān)閉合時,迅速移動變阻器的滑片有電流產(chǎn)生
結(jié)論:只有當(dāng)線圈A中電流變化時,線圈B中才有電流產(chǎn)生。
探究三、分析歸納論證、得出結(jié)論。
學(xué)生:分組討論,交流發(fā)言。
教師點評:通過大家的論證,我們得出結(jié)論:“磁生電”的確是一種在變
化、運動的過程中才能出現(xiàn)的效應(yīng)。
產(chǎn)生感應(yīng)電流條件之一:閉合的電路。
教師演示:在教師演示2把磁鐵插入有一小縫鋁環(huán)中,鋁環(huán)不轉(zhuǎn)動。
提出新的問題:產(chǎn)生感應(yīng)電流的除了電路要閉合外,我們從以上的幾個實
驗中可以得到,像實驗1閉全電路的一部分導(dǎo)體與磁體發(fā)生相對運動可以
產(chǎn)生電流;實驗3導(dǎo)體與磁體不發(fā)生相對運動,也可以產(chǎn)生感應(yīng)電流,
可見我們對產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件需要進(jìn)一步的概括,
問:請大家思考以上幾個產(chǎn)生感應(yīng)電流的實例,能否從本質(zhì)上概括出產(chǎn)生
感應(yīng)電流的條件?引導(dǎo)學(xué)生從磁通量變化分析:
歸納結(jié)論:
從這三個實例看見:感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件,應(yīng)是穿過閉合電路的磁通量發(fā)
生變化。
只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就有感應(yīng)電流。
思考:是不是只要閉合電路所在位置的磁場發(fā)生變化,閉合電路中就能產(chǎn)
生電磁感應(yīng)現(xiàn)象呢?
學(xué)生討論后再演示:
(1)讓插有軟鐵芯的螺線管A的軸線與線圈C的平面共面,閉合電鍵。
(2)讓插有軟鐵芯的螺線管A的軸線與線圈C的平面垂直,閉合電鍵。
現(xiàn)象及結(jié)論:
討論:在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,大家能否從能量守恒觀點出發(fā)
解釋電能是如何產(chǎn)生的?
學(xué)生討論后教師總結(jié):在實驗一和實驗二中是外力移動磁鐵和導(dǎo)體做了
功,消耗了機(jī)械能,轉(zhuǎn)化為電能,
能的總量是守恒的。即符合能量守恒定律。發(fā)電機(jī)就是根據(jù)這個原理制造
成的。在實驗三中,電能通過變化的磁場由?個螺線管轉(zhuǎn)移到另?個螺線
管。變壓器就是根據(jù)這個原理制造的。總之,在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,能量無
論是轉(zhuǎn)化還是轉(zhuǎn)移,總量保持不變,是確定無疑的。
(四)反思總結(jié),當(dāng)堂檢測。
本節(jié)課的重點是①學(xué)生實驗探究的過程。②對產(chǎn)生感應(yīng)電流條件的歸納總
結(jié)。難點是①教師對學(xué)生探究式學(xué)習(xí)的操控。②學(xué)生對實驗現(xiàn)象的分析總
結(jié)——磁通量的變化。
八、板書設(shè)計
一、閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線
二、還有哪些情況可以產(chǎn)生感應(yīng)電流
三、磁通量的變化
四、電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件
課后作業(yè):紅對勾、全易通(閱讀、理解)
教學(xué)反思
第3節(jié)《楞次定律》
一、教材分析
楞次定律是“電磁感應(yīng)”的規(guī)律課,它對判斷感應(yīng)電流的方向,以及
理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律有重要的意義,對右手定則的理解也
有幫助。
二、學(xué)情分析
學(xué)生對產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件有了清醒的認(rèn)識,本節(jié)課針對感應(yīng)電流的
方向做一個探究。學(xué)生實驗?zāi)芰Α⒄Z言表達(dá)能力、團(tuán)隊合作能力等都能夠
得到很好的鍛煉。
三、教學(xué)目標(biāo)
1、知識與技能:
(1)理解楞次定律的內(nèi)容;能初步應(yīng)用楞次定律判定感應(yīng)電流方向。
(2)理解楞次定律與能量守恒定律是相符的。
(3)理解楞次定律中“阻礙”二字的含義。
2、過程與方法
(1)通過觀察演示實驗,探索和總結(jié)出感應(yīng)電流方向的一般規(guī)律。
(2)通過實驗教學(xué),感受楞次定律的實驗推導(dǎo)過程,掌握觀察實驗,分
析、歸納、總結(jié)物理規(guī)律的般方法。
3、情感態(tài)度與價值觀
(1)感悟由個別事物的個性來認(rèn)識一般事物的共性的認(rèn)識事物的一種重
要的科學(xué)方法。
(2)養(yǎng)成科學(xué)的探究思想和合作精神。
四、教學(xué)重點和難點
教學(xué)重點:理解楞次定律并能利用其判斷感應(yīng)電流的方向:
教學(xué)難點:對楞次定律“阻礙變化”.的理解。
五、教學(xué)方法:類比法、實驗法
六、教學(xué)環(huán)節(jié)和流程:
預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑f情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)-合作探究、精講點撥一反思
總結(jié)、當(dāng)堂檢測
七、教學(xué)過程
(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
檢查落實了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑,使教學(xué)具有了針對性。
3.情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。
運用磁鐵推、拉閉合的金屬圓環(huán)這個奇妙的物理現(xiàn)象來導(dǎo)入今天的楞次定
律這堂課。感應(yīng)電流是個壞“孩子”。感應(yīng)電流的方向與磁通量間又有什
么樣的關(guān)系?本節(jié)課我們就來?起探究感應(yīng)電流與磁通量的關(guān)系。即楞次
定律。
(三)合作探究、精講點撥。
探究一:研究感應(yīng)電流的方向
(1)探究目標(biāo):找這兩個磁場的方向關(guān)系的規(guī)律e
(2)探究方向:從磁鐵和線圈有磁力作用入手。
(3)探究手段:分組實驗(螺線管,靈敏電流計,條形磁鐵,導(dǎo)線)
(4)探究過程
磁鐵在唱手上靜止磁鐵在管中靜止
NS
不動出不動時
插入拔出插入拔出N在下S在下N在下S在下
原來磁場的.方向向下向下向上向上向下向上向下向上
原來磁場的磁通
增大減小增大減小不變不變不變不變
量變化
感應(yīng)磁場的方向向上向下向下向上無無無無
原磁場與感應(yīng)磁
相反相同相反相同————
場方向的關(guān)系
一感應(yīng)電流的方向向上向下向下向上無無無無
(螺線管上)
(5)學(xué)生帶著問題分組討論:
問題1、請你根據(jù)上表中所填寫的內(nèi)容分析一下,感應(yīng)電流的磁
場方向是否總是與原磁場的方向相反?
問題2、請你仔細(xì)分析上表,用盡可能簡潔的語言概括一下,究
竟如何確定感應(yīng)電流的方向?并說出你的概括中的關(guān)鍵詞語。
問題3、你能從導(dǎo)體和磁體相對運動的角度來確定感應(yīng)電流的方
向嗎?如果能,請用簡潔的語言進(jìn)行概括,并試著從能量的轉(zhuǎn)化與守恒角
度去解釋你的結(jié)論?
學(xué)生四人一組相互交流、分析、討論,用最簡潔的語言概括出本組的結(jié)
論。師巡視各組的情況,然后指定某些組公布本組的成果在全班進(jìn)行交
流,師生共同討論,形成結(jié)論。
探究二、分析歸納論證、得出結(jié)論。
概括1:感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化
概括2:感應(yīng)電流在回路中產(chǎn)生的磁通量總是阻礙原磁通量的變化
概括3:感應(yīng)電流的效果總是阻礙引起它的那個原因
總結(jié)規(guī)律:原磁通變大,則感應(yīng)電流磁場與原磁場相反,有阻礙變大作用
原磁通變小,則感應(yīng)電流磁場與原磁場相同,有阻礙變小作用
結(jié)論:增反減同。展示多媒體課件再次看看多媒體模擬的電磁感應(yīng)中感應(yīng)
電流的.產(chǎn)生過程。
投影展示楞次定律內(nèi)容及其理解:
探究三、楞次定律——感應(yīng)電流的方向
(1)內(nèi)容:感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起
感應(yīng)電流的磁通量的變化。
(師指出上述結(jié)論是物理學(xué)家楞次概括了各種實驗結(jié)果提出的,并對楞次
的物理學(xué)貢獻(xiàn)簡單介紹)
(2)理解:
①阻礙既不是阻止也不等于反向,增反減同“阻礙”又稱作“反抗”,注
意不是阻礙原磁場而阻礙原磁場的變化
②注意兩個磁場:原磁場和感應(yīng)電流磁場
③學(xué)生在圖中標(biāo)出每個螺線管的感應(yīng)電流產(chǎn)生的等效N極和S極。
根據(jù)標(biāo)出的磁極方向總結(jié)規(guī)律:
感應(yīng)電流的磁場總是磁體阻礙相對運動--來拒去留。
強(qiáng)調(diào):楞次定律可以從兩種不同的角度來理解:
a、從磁通量變化的角度看:感應(yīng)電流總要阻礙磁通量的變化。
b、從導(dǎo)體和磁體的相對運動的角度來看,感應(yīng)電流總要阻礙相對運動。
④感應(yīng)電流的方向即感應(yīng)電動勢的方向
⑤阻礙的過程中,即一種能向另一種轉(zhuǎn)化的過程
例:上述實驗中,若條形磁鐵是自由落體,則磁鐵下落過程中受到向上
的阻力,即機(jī)械能一電能一內(nèi)能
(3)應(yīng)用楞次定律步驟:
①明確原磁場的方向;
②明確穿過閉合回路的磁通量是增加還是減少;
③根據(jù)楞次定律(增反減同),判定感應(yīng)電流的磁場方向:
④利用安培定則判定感應(yīng)電流的方向。
4.楞次定律的應(yīng)用
例:兩同心金屬圓環(huán),使內(nèi)環(huán)A通以順時針方向電流,現(xiàn)使其電流增大,
則在大環(huán)B中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向如何?若減小電流呢?
解:⑴由安培定則A環(huán)中電流產(chǎn)生的磁場方向向里
⑵穿過大環(huán)的磁通量增大
⑶由楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場向外
⑷由安培定則得外環(huán)感應(yīng)電流為逆時針
同理當(dāng)電流減小時,外環(huán)中感應(yīng)電流方向為順時針
(5)楞次定律的特例——閉合回路中部分導(dǎo)體切割磁感線
問題1:當(dāng)閉合回路的部分導(dǎo)體切割磁感線也會引起磁通量的變化,從而
使回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,這種情況下回路中的一電流的方向如何判斷呢,
可以用楞次定律判斷電流的方向嗎?
問題2:用楞次定律判斷感應(yīng)電流的過程很復(fù)雜,能否找到一種很簡單的
方法來判斷閉合回路中部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電流的方向呢?
右手定則
(1)右手定則的內(nèi)容:伸開右手讓拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌
在一個平面內(nèi),讓磁感線垂直從掌心進(jìn)入,拇指指向?qū)w運動方向,其余
四指指向的就是導(dǎo)體中感應(yīng)電流方向
3.適用條件:切割磁感線的情況
(3)說明:
①右手定則是楞次定律的特例,用右手定則求解的問題也可用楞次定律求
解
②右手定則較楞次定律方便,但適用范圍較窄,而楞次定律應(yīng)用于所有情
況
③當(dāng)切割磁感線時電路不閉合,四指的指向即感應(yīng)電動勢方向(畫出等效
電源的正負(fù)極)
(四)反思總結(jié),當(dāng)堂檢測。
八、板書設(shè)計
一.、楞次定律
1.內(nèi)容:感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)
電流的磁通量的變化。
2、理解:
二、楞次定律的特例一一閉合回路中部分導(dǎo)體切割磁感線
(1)右手定則的內(nèi)容:伸開右手讓拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌
在一個平面內(nèi),讓磁感線垂直從掌心進(jìn)入,拇指指向?qū)w運動方向,其余
四指指向的就是導(dǎo)體中感應(yīng)電流方向
(2)適用條件:切割磁感線的情況
(3)說明:
課后作業(yè):紅對勾、全易通(閱讀、理解)
教學(xué)反思
第4節(jié)《法拉第電磁感應(yīng)定律》
一、教材分析
就本節(jié)內(nèi)容而言,“法拉第電磁感應(yīng)定律”是電磁學(xué)的核心內(nèi)容,從知
識的發(fā)展來看,它既能與電場、磁場和恒定電流有緊密的聯(lián)系,又是學(xué)習(xí)
交流電、電磁振蕩和電磁波的重要基礎(chǔ);從能力的發(fā)展來看,它既能在與
力、熱知識的綜合應(yīng)用中培養(yǎng)綜合分析能力,又能全面體現(xiàn)能量守恒的觀
點。因此,它既是教學(xué)的重點,又是教學(xué)的難點。
二、學(xué)情分析
此部分知識較抽象,而現(xiàn)在學(xué)生的抽象思維能力還比較弱。所以在這
節(jié)課的教學(xué)中,應(yīng)該注重體現(xiàn)新課程改革的要求,注意新舊知識的聯(lián)系,
同時緊扣教材,通過實驗、類比、等效的手段和方法,來化難為簡、循序
漸進(jìn),力求通過引導(dǎo)、啟發(fā),使同學(xué)們能利用已掌握的舊知識,來理解所
要學(xué)習(xí)的新規(guī)律,力求通過明顯的實驗現(xiàn)象啟發(fā)同學(xué)們真正的主動起來,
從而活躍大腦,激發(fā)興趣,變被動記憶為主動認(rèn)知。
三、教學(xué)目標(biāo)
1.知識與技能:
(1)知道什么叫感應(yīng)電動勢。
(2)知道磁通量的變化率的含義,并能區(qū)別40、E=?—o
Ar
2.過程與方法:
(1)理解法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容和數(shù)學(xué)表達(dá)式。
(2)會用E=”些和后應(yīng)rsin?解決問題。
加
3.情感、態(tài)度與價值觀:
(1)養(yǎng)成對不同事物進(jìn)行分析,找出共性與個性的辯證唯物主義思想.
(2)感受法拉第探索科學(xué)的精神和品格。
四、教學(xué)重點和難點
教學(xué)重點:法拉第電磁感應(yīng)定律的建立和理解
教學(xué)難點:
1.磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率三者的區(qū)別。
2.理解E=nA6/At是普遍意義的公式,計算結(jié)果是感應(yīng)電動勢相
對于At時間內(nèi)的平均值,而E=BLv是特殊情況下的計算公
式,計算結(jié)果一般是感應(yīng)電動勢相對于速度v的瞬時值。
五、教學(xué)方法:實驗、類比、等效、分析交流、歸納總結(jié)
六、教學(xué)環(huán)節(jié)和流程:
預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑一情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)合作探究、精講點撥一
反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測
七、教學(xué)過程
(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
(-)情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么?
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,磁通量發(fā)生變化的方式有哪些情況?
恒定電流中學(xué)過,電路中存在持續(xù)電流的條件是什么?
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,既然閉合電路中有感應(yīng)電流,這個電路中就一
定有電動勢。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫感應(yīng)電動勢。
設(shè)計意圖:步步導(dǎo)入,吸引學(xué)生的注意力,明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。
(三)合作探究、精講點撥。
1、感應(yīng)電動勢
在圖a與圖b中,若電路是斷開的,有無電流?
有無電動勢?
(a)(b)
電路斷開,肯定無電流,但有電動勢。
電動勢大,電流--定大嗎?電流的大小山電動勢和電阻共同決定。
圖b中,哪部分相當(dāng)于a中的電源?螺線管相當(dāng)于電源。
圖b中,哪部分相當(dāng)于a中電源內(nèi)阻?線圈自身的電.阻。
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,不論電路是否閉合,只要穿過電路的磁通量發(fā)生
變化,電路中就有感應(yīng)電動勢.有感應(yīng)電動勢是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)。
2、電磁感應(yīng)定律
感應(yīng)電動勢跟什么因素有關(guān)?現(xiàn)在演示前節(jié)課中三個成功實驗,用課
件展示出這三個電路圖,同時提出三個問題供學(xué)生思考:
問題1:在實驗中,電流表指針偏轉(zhuǎn)原因是什么?
問題2:電流表指針偏轉(zhuǎn)程度跟感應(yīng)電動勢的大小有什么關(guān)系?
問題3:第一個成功實驗中,將條形磁鐵從同一高度插入線圈中,快
插入和慢插入有什么相同和不同?
穿過電路的中變化=產(chǎn)生E感=產(chǎn)生I感。山全電路歐姆定律知:
1=」E一,當(dāng)電路的總電阻一定時,E感越大,I越大,指針偏轉(zhuǎn)越大。
R+r
磁通量變化相同,但磁通量變化的快慢不同。
PPT展示:磁通量變化的快慢用磁通量的變化率來描述,即單位時間
內(nèi)磁通量的變化量,用公式表示為笆。由此分析三個實驗。
上越大,E感越大,即感應(yīng)電動勢的大小完全由磁通量的變化率決
定。精確的實驗表明:電路中感應(yīng)電動勢的大小,跟穿過這一電路磁通量
的變化率成正比,即E8笆。這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。
設(shè)閉合電路是一個n匝線圈,且穿過每匝線圈的磁通量變化率都相
同,這時相當(dāng)于n個單匝線圈串聯(lián)而成,因此感應(yīng)電動勢變?yōu)椋?/p>
°△①
E=n---
&
3、導(dǎo)線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢
導(dǎo)體切割磁感線時,感應(yīng)電動勢如何計算呢?用CAI課件展示如圖所
示電路,閉合電路一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,ab
的長度為L,以速度v勻速切割磁感線,求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢?
解析:設(shè)在At時間內(nèi)導(dǎo)體棒由原來的位置運動到ab,這時線框面
積的變化量為:AS=LvAt
穿過閉合電路磁通量的變化量為:△①=BAS=BLvAtX
X
X
據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,得:E=—=BLvL
Ar
問題:當(dāng)導(dǎo)體的運動方向跟磁感線方向有一個夾角。,感應(yīng)電動勢可
用上面的公式計算嗎?
如圖所示電路,閉合電路的一部分導(dǎo)體處于勻強(qiáng)磁場中,導(dǎo)體棒以V
斜向切割磁感線,求產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。
解析:可以把速度V分解為兩個分量:垂直于磁感線的分量Vi=vsin
0和平行于磁感線的分量V2=vcos?。后者不切割磁感線,不產(chǎn)生感應(yīng)電
動勢。前者切割磁感線,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為
E=BLvi=BLvsin0
強(qiáng)調(diào):國際單位制中,上式中B、L、v的單位分別是特斯拉(T)、米
(m)、米每秒(m/s),。指v與B的.夾角。
4、反電.動勢
引導(dǎo)學(xué)生討論教材圖中,電動機(jī)線圈的轉(zhuǎn)動會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。這個
電動勢是加強(qiáng)了電源產(chǎn)生的電流,還是削弱了電源的電流?是有利于線圈
轉(zhuǎn)動還是阻礙線圈的轉(zhuǎn)動?
學(xué)生討論后發(fā)表見解??偨Y(jié)點評。
拓展:如果電動機(jī)因機(jī)械阻力過大而停止轉(zhuǎn)動,會發(fā)生什么情況?這
時應(yīng)采取什么措施?
學(xué)生討論,發(fā)表見解。電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動,這時就沒有了反電動勢,
線圈電阻一般都很小,線圈中電流會很大,電動機(jī)可能會燒毀。這時,應(yīng)
立即切斷電源,進(jìn)行檢查。
(四)反思總結(jié),當(dāng)堂檢測。
組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容,并進(jìn)行當(dāng)堂檢測。
八、板書設(shè)計
(一)、感應(yīng)電動勢
(二)、電磁感應(yīng)定律:
1.法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容:2.公式:E=n——
(三)、導(dǎo)線切割磁感線時的感應(yīng)電動勢:E=BLV1=BLvsin0
(四)、反電動勢
教學(xué)反思
第5節(jié)《電磁感現(xiàn)象的兩類情況》
一、教材分析
感生電動勢與動生電動勢的提出,涉及到電磁感應(yīng)的本質(zhì)問題,但教
材對此要求不一高。教學(xué)中要讓學(xué)生認(rèn)識到變化的磁場可以產(chǎn)生電場,即
使沒有電路,感生電場依然存在,這是對電磁感應(yīng)現(xiàn)象認(rèn)識上的飛躍。
二、學(xué)情分,析
學(xué)生學(xué)習(xí)了《楞次定律》、《法拉第電磁感應(yīng)定律》內(nèi)容之后,本
節(jié)重點是使學(xué)生理解感生電動勢和動生電動勢的概念,因此要想方設(shè)法引
導(dǎo)學(xué)生通過課前預(yù)習(xí)和課堂上的探究性學(xué)習(xí)來達(dá)到這個目的。
三、教學(xué)目標(biāo)
1.知識與技能:知道感生電場:知道感生電動勢和動生電動勢及其區(qū)別與
聯(lián)系。
過程與方法:理解感生電動勢與動生電動勢的概念
情感、態(tài)度與價值觀目標(biāo):通過對相應(yīng)物理學(xué)史的了解,養(yǎng)成熱愛科學(xué)、
尊重知識的良好品德。
四、教學(xué)重點和難點
教學(xué)重點:感生電動勢與動生電動勢的概念。
教學(xué)難點:岡感生電動勢與動生電動勢實質(zhì)的理解。
五、教學(xué)方法:分組探究討論法,講練結(jié)合法。
六、教學(xué)環(huán)節(jié)和流程:
預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑f情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)f合作探究、精講點撥一
反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測
七、教學(xué)過程
(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
(二)情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。
提問:電源?什么是電動勢?
電源是通過非靜電力做功把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。
w
如果電源移送電荷q時非靜電力所做的功為W,那么W與q的比值巴,
q
w
叫做電源的電動勢。用E表示電動勢,貝小£=—
q
在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,要產(chǎn)生電流,必須有感應(yīng)電動勢。這種情況下,哪一
種作用扮演了非靜電力的角色呢?下面我們就來學(xué)習(xí)相關(guān)的知識。
磁場變強(qiáng)
設(shè)計意圖:步步導(dǎo)入,吸引學(xué)生的注意力,明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。?
(三)合作探究、精講點撥。U
1、感應(yīng)電場與感生電動勢
re4.5-1磁場變化時產(chǎn)生r感
應(yīng)電訪鐘.選4!電力?
投影教材圖,穿過閉會回路的磁場增強(qiáng),在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。是
什么力充當(dāng)非靜電力使得自山電荷發(fā)生定向運動呢?英國物理學(xué)家麥克斯
韋認(rèn)為,磁場變化時在空間激發(fā)出一種電場,這種電場對自由電荷產(chǎn)生了
力的作用,使自由電荷運動起來,形成了電流,或者說產(chǎn)生了電動勢。這
種由于磁場的變化而激發(fā)的電場叫感生電場。感生電場對自山電荷的作用
力充當(dāng)了非靜電力。山感生電場產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢,叫做感生電動勢。
2、洛倫茲力與動生電動勢:(投影)思.考與討論。
(1)導(dǎo)體中自由電荷(正電荷)具有水平方向的速度,由左手定則
可判斷受到沿棒向上的洛倫茲.力作用,其合運動.是斜向上的。
(2)由電荷不會一直運動下去。因為C、I)兩端聚集電荷越來越多,
在CD棒間產(chǎn)生的電場越來越強(qiáng),當(dāng)電場力等于洛倫茲力時,自由電荷不
再定向運動。
(3)c點電勢高。
4.導(dǎo)體棒中電流是山D指向C的。
一段導(dǎo)體切割磁感線運動時相當(dāng)于一個電源,這時非靜電力與洛倫茲
力有關(guān)。由于導(dǎo)體運動而產(chǎn)生的電動勢叫動牛電動勢。
如圖所示,導(dǎo)體棒運動過程中產(chǎn)生感應(yīng)電流,試分析電路中的能
.量轉(zhuǎn)化情況。(
導(dǎo)體棒中的電流受到安培力作用,安培力的方向與運動方向相
反,阻礙導(dǎo)體棒的運動,導(dǎo)體棒要克服安培力做功,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電
能。
(四)實例探究
感生電場與感生電動勢
【例1】一如圖所示,一個閉合電路靜止于磁場中,由于磁場強(qiáng)弱的
變化,而使電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢,下列說法中正確的是()
串場變整
A.磁場變化時,會在在空間中激發(fā)一種電場X
B.使電荷定向移動形成電流的力是磁場力/|\
C.使電荷定向移動形成電流的力是電場力
D.以上說法都不對
洛侖茲力與動生電動勢
【例2】如圖所示,導(dǎo)體AB在做切割磁感線運動時,將產(chǎn)生一個電
動勢,因而在電路中有電流通過,下列說法.中正確的是()
A.因?qū)w運動而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢稱為動生電動勢
B.動生電動勢的產(chǎn)生與洛侖茲力有關(guān)
C.動生電動勢的產(chǎn)生與電場力有關(guān)
D.動生電動勢和感生電動勢產(chǎn)生的原因是一樣的
解析:如圖所示,當(dāng)導(dǎo)體向右運動時,其內(nèi)部的自由電子因
受向下的洛侖茲力作用向下運動,于是在棒的B端出現(xiàn)負(fù)電荷,
而在棒的A端顯示出正電荷,所以A端電勢比B端高.棒AB
就相當(dāng)于一個電源,正極在A端。
綜合應(yīng)用
[例3]如圖所示,兩根相距為L的豎直平行金屬導(dǎo)軌位于磁感應(yīng)強(qiáng)
度為反方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中,導(dǎo)軌電阻不計,另外兩根
與上述光滑導(dǎo)軌保持良好接觸的金屬桿ab、cd質(zhì)量均為必,電阻均
為R,若要使cd靜止不動,則桿應(yīng)向運動,速度大小
為一一,作用于瑟桿上的外力大小為
*2mg
答案:1.AC2.AB3.向上.
B-l}
(四)反思總結(jié),當(dāng)堂檢測。
八、板書設(shè)計
一、感應(yīng)電場與感生電動勢
磁場的變化而激發(fā)的電場叫感生電場。感生電場對自由電荷的作用
力充當(dāng)了非靜電力。山感生電場產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢,叫做感生電動勢。
二、洛倫茲力與動生電動勢
一段導(dǎo)體切割磁感線運動時相當(dāng)于一個電源,這時非靜電力與洛倫茲
力有關(guān)。由于導(dǎo)體運動而產(chǎn)生的電動勢叫動生電動勢。
教學(xué)反思
第6節(jié)《互感和自感》
一、教材分析
本節(jié)內(nèi)容是電磁感應(yīng)現(xiàn)象在技術(shù)中的應(yīng)用,也是學(xué)生在認(rèn)知上對電磁
感應(yīng)規(guī)律的進(jìn)一步鞏固與深化。教材對互感部分內(nèi)容的編寫比較簡單,
在學(xué)生熟悉的法拉第的實驗中抽象出自感的概念,然后簡介其應(yīng)用和防
止,課堂應(yīng)把重心降落在對自感的教學(xué)中。教材對自感的編寫順序是:提
出自感概念一演示實驗(通電自感)一理論分析一演示實驗(斷電自感)
一理論分析一……
二、學(xué)情分析
學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了電路的基本常識以及電磁感應(yīng)的相關(guān)規(guī)律,學(xué)會判斷
回路是否會產(chǎn)生感應(yīng)電流以及感應(yīng)電流的方向,而且還掌握了感應(yīng)電動勢
的大小與什么因素有關(guān)。即已經(jīng)學(xué)會對互感現(xiàn)象的分析,但頭腦中沒有互
感這個概念而已,也沒有意識到當(dāng)通過線圈變化的電流時,線圈本.身也
會產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象。學(xué)習(xí)中對自感現(xiàn)象的解釋以及分析相關(guān)的自感現(xiàn)象
是學(xué)生遇到的最大挑戰(zhàn)。
三、教學(xué)目標(biāo)
(-)知識與技能
1.知道什么是互感現(xiàn)象和自感現(xiàn)象。
2.知道自感系數(shù)是表示線圈本身特征的物理量,知道它的單位及其
大小的決定因素。
3.知道自感現(xiàn)象的利與弊及對它們的利用和防止。
4.能夠通過電磁感應(yīng)部分知識分析通電、斷電自感現(xiàn)象的原因及磁
場的能量轉(zhuǎn)化問題。
(-)過程與方法
1.通過對兩個自感實驗的觀察和討論,提高觀察能力和分析推理能
力。
2.通過自感現(xiàn)象的利弊學(xué)習(xí),掌握客觀全面認(rèn)識問題的方法。
(三)情感、態(tài)度與價值觀
初步形成特殊和?般的辯證唯物主義觀點
四、教學(xué)重點和難點
教學(xué)重點:自感現(xiàn)象。
教學(xué)難點:自感現(xiàn)象的原因分析
五、教學(xué)手段與策略:以“驗為基礎(chǔ),過程為主線,變式為手段,思維為
中心”的教學(xué)模式,培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力。
七、教學(xué)過程
(-)引入新課
提問:在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么?
引起回路磁通量變化的原因有哪些?
(二)進(jìn)行新課
1、互感現(xiàn)象
在法拉第的實驗中兩個線圈并沒有用導(dǎo)線連接,當(dāng)一個線圈中的電流
變化時,在另一個線圈中為什么會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢呢?請同學(xué)們用學(xué)過的
知識加以分析說明。
當(dāng)一個線圈中的電流變化時,它產(chǎn)生的磁場就發(fā)生變化,變化的磁場
在周圍空間產(chǎn)生感生電場,在感生電場的作用下,另一個線圈中的自由電
荷定向運動,于是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。
當(dāng)i個線圈中電流變化,在另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象,
稱為互感?;ジ鞋F(xiàn)象產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢,稱為互感電動勢。
利用互感現(xiàn)象,可以把能量從一個線圈傳遞到另一個線圈。因此,互
感現(xiàn)象在電工技術(shù)和電子技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用。請大家舉例說明。
變壓器,收音機(jī)里的磁性天線。
2、自感現(xiàn)象
提出問題:當(dāng)電路自身的電流發(fā)生變化時,會不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢
呢?
[實驗口演示通電自感現(xiàn)象。
畫出電路圖(如圖所示),4、4是規(guī)格完全一樣的燈
泡。閉合電鍵S,調(diào)節(jié)變阻器”,使4、4亮度相同,再調(diào)節(jié)
使兩燈正常發(fā)光,然后斷開開關(guān)S。重新閉合S,觀察到
什么現(xiàn)象?(實驗反復(fù)兒次)
現(xiàn)象:跟變阻器串聯(lián)的燈泡外立刻正常發(fā)光,跟線圈L串聯(lián)的燈泡
4逐漸亮起來。
提問:為什么4比4亮得晚一些?試用所學(xué)知識(楞次定律)加以
分析說明。
電路接通時,電流由零開始增加,穿過線圈上的磁通量逐漸增加,L
中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的方向與原來的電流方向相反,阻礙/中電流增加,
即推遲了電流達(dá)到正常值的時間。
[實驗2]演示斷電自感。4.
-L
畫出電路圖(如圖所示)接通電路,待燈泡A正常發(fā)光。然后
_I,/
斷開電路,觀察到什么現(xiàn)象?ES
現(xiàn)象:S斷開時,4燈突然閃亮一下才熄滅。
提問:為什么/!燈不立刻熄滅?
當(dāng)S斷開時,/中的電流突然減弱,穿過/的磁通量逐漸減少,/中
產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,方向與原電流方向相同,阻礙原電流減小。L相當(dāng)于一
個電源,此時乙與力構(gòu)成閉合回路,故A中還有一段持續(xù)電流。燈1閃亮
一下,說明流過4的電流比原電流大。
用多媒體課件在屏幕上打出了一/變化圖,如下圖所示./L——\
結(jié)論:
導(dǎo)體本身電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。自感現(xiàn)象
中產(chǎn)生的電動勢叫自感電動勢。
3.自感系數(shù)
自感電動勢的大小決定于哪些因素呢?請同學(xué)們閱讀教材內(nèi)容。然
后用自己的語言加以概括,并回答有關(guān)問題。
自感電動勢的大小決定于哪些因素?說出自感電動勢的大小的計算
公式。
自感電動勢的大小與線圈中電流的變化率”成正比,與線圈的自感
Ar
系數(shù)/成正比。寫成公式為:E^L—;L叫自感系數(shù)呢,自感系數(shù)是用
來表示線圈的自感特性的物理量。
實驗表明,線圈越大,越粗,匝數(shù)越多,自感系數(shù)越大。另外,帶
有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時大得多。
自感系數(shù)的單位:亨利,符號H,更小的單位有毫亨(mH)、微亨
(UH)1II=1O3mH1H=106HH
4.磁場的能量
提問:在斷電自感的實驗中,為什么開關(guān)斷開后,燈泡的發(fā)光會持續(xù)
一段時間?甚至?xí)仍瓉砀粒吭噺哪芰康慕嵌燃右杂懻摗?/p>
學(xué)生分組討論。
師生共同活動:推斷出能量可能存儲在磁場中。
以上只能是?種推斷,電磁場具有能量還需要進(jìn)一步的實驗驗證。
教材最后一段說,線圈能夠體現(xiàn)電的“慣性”,應(yīng)該怎樣理解?電的
“慣性”大小與什么有關(guān)?
當(dāng)線圈通電瞬間和斷電瞬間,自感電動勢都要阻礙線圈中電流的變
化,使線圈中的電流不能立即增大到最大值或不能立即減小為零,因此可
以借用力學(xué)中的術(shù)語,說線圈能夠體現(xiàn)電的“慣
性”。線圈的自感系數(shù)越大,這個現(xiàn)象越明顯,可
見,電的“慣性”大小決定于線圈的自感系數(shù)。
(四)實例探究
自感現(xiàn)象的分析與判斷
【例1】如圖所示,電路甲、乙中,電阻力和自感線圈/的電阻值都
很小,接通S,使電路達(dá)到穩(wěn)定,燈泡〃發(fā)光。則()
A.在電路甲中,斷開S,〃將逐漸變暗
B.在電路甲中,斷開S,〃將先變得更亮,然后漸漸變暗
C.在電路乙中,斷開S,〃將漸漸變暗
D.在電路乙中,斷開S,〃將變得更亮,然后漸漸變喑
正確選項為AD
[例2]如圖所示,自感線圈的自感系數(shù)很大,電阻為零。電鍵
K原來是合上的,在K斷開后,分析:
(1)若R>取,燈泡的亮度怎樣變化?
(2)若RVR,燈泡的亮度怎樣變化?
(1)因分〉拈,即所以小燈泡在K斷開后先突然變到某一
較暗狀態(tài),再逐漸變暗到最后熄火。
(2)因“〈兄,即乙小燈泡在K斷開后電流從原來的心突變
到Z(方向相反),然后再漸漸變小,最后為零,所以燈泡在K斷開后先
變得比原來更亮,再逐漸變暗到熄火。
(五)反思總結(jié),當(dāng)堂檢測
教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容,并進(jìn)行當(dāng)堂檢測。
八、板書設(shè)計
§4.6互感和自感
一、互感現(xiàn)象
當(dāng)一個線圈中電流變化,在另?個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象,
稱為互感?;ジ鞋F(xiàn)象產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢,稱為互感電動勢。
二、自感現(xiàn)象
導(dǎo)體本身電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。
三、自感系數(shù)
自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫自感電動勢。公式:E=L—
A/
L叫自感系數(shù),是用來表示線圈的自感特性的物理量。
(1)線圈越大,越粗,匝數(shù)越多,自感系數(shù)越大。
(2)帶有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時大得多。
自感系數(shù)的單位:亨利,符號H,更小的單位有毫亨(mH)、微亨
(uH)1H=1O3mH1H=106HH
四.磁場的能量
課后反思:
第7節(jié)《渦流電磁阻尼和電磁驅(qū)動》
一、教材分析
本節(jié)是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,在實際中有許多應(yīng)用。渦流和自感
現(xiàn)象以及許多現(xiàn)象一樣,都有利弊兩個方面。教學(xué)中應(yīng)充分應(yīng)用這些實
例,培養(yǎng)學(xué)生全面認(rèn)識和對待事物的科學(xué)態(tài)度。
二、學(xué)情分析
學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了電路的基本常識以及電磁感應(yīng)的相關(guān)規(guī)律,學(xué)會判斷
回路是否會產(chǎn)生感應(yīng)電流以及感應(yīng)電流的方向,而且還掌握了感應(yīng)電動勢
的大小與什么因素有關(guān)。即已經(jīng)學(xué)會對自感現(xiàn)象的分析,但頭腦中沒有渦
流這個概念而己,也沒有意識到渦流現(xiàn)象,線圈本身也會產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)
象。學(xué)習(xí)中對渦流現(xiàn)象的解釋以及分析是學(xué)生遇到的最大挑戰(zhàn)。
三、教學(xué)目標(biāo)
(一)知識與技能
1.知道渦流是如何產(chǎn)生的。
2.知道渦流對我們有不利和有利的兩方面,以及如何利用和防止。
3.知道電磁阻尼和電磁驅(qū)動。
(二)過程與方法
運用和掌握電磁感應(yīng)實際問題的分析利解決方法。
(三)情感、態(tài)度與價值觀
感悟辯證唯物主義的世界觀和方法論。
四、教學(xué)重點和難點
教學(xué)重點:渦流的概念及其應(yīng)用;電磁阻尼和電磁驅(qū)動的實例分析。
教學(xué)難點:電磁阻尼和電磁驅(qū)動的實例分析。
五、教學(xué)手段與策略:通過演示實驗,引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象、分析實驗
六、教學(xué)用具:
電機(jī)、變壓器鐵芯、演示渦流生熱裝置(可拆變壓器)、電磁阻尼演
示裝置(示教電流表、微安表、彈簧、條形磁鐵),電磁驅(qū)動演示裝置.
(U形磁鐵、能繞軸轉(zhuǎn)動的鋁框)。
七、教學(xué)過程
(-)引入新課
展示提問1:出示電動機(jī)、變壓器鐵芯,引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察其鐵芯有
什么特點?
討論:它們的鐵芯都不是整塊金屬,而是由許多薄片疊合而成的。
提出問題2:為什么要這樣做呢?用一個整塊的金屬做鐵心不是更省
事兒?學(xué)習(xí)了渦流的知識,同學(xué)們就會知道其中的奧秘。
(二)進(jìn)行新課
1、渦流
[演示實驗1]渦流生熱實驗。
在可拆變壓器的?字鐵下面加一塊厚約2mm的鐵板,鐵板垂直于鐵
芯里磁感線的方向。在原線圈接交流電。幾分鐘后,讓學(xué)生摸摸鐵芯和鐵
板,比較它們的溫度,報告給全班同學(xué)。
鐵板的溫度比鐵芯高。
提問:為什么鐵芯和鐵板會發(fā)熱呢?原來在鐵芯和鐵板中有渦流產(chǎn)
生。安排學(xué)生閱讀教材,了解什么叫渦流?
討論:當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時,這個線圈附近的導(dǎo)體中
就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。這種電流看起來很像水的旋渦,所以叫做
渦流。
師生共同活動:分析渦流的產(chǎn)生過程。
課件演示,渦流的產(chǎn)生過程,增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識。
2、電磁阻尼
閱讀教材上的“思考與討論”,分組討論,然后發(fā)表自己的見解。
師生共同活動,得出電磁阻尼的概念:
導(dǎo)體在磁場中運動時,感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用,安培力的
方向總是阻礙導(dǎo)體的運動,這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼。
演示2:電磁阻尼。
按照教材“做一做”中敘述的內(nèi)容,演示電表指針在偏轉(zhuǎn)過程中受到
的電磁阻尼現(xiàn)象。
學(xué)生觀察現(xiàn)象并解釋現(xiàn)象。
演示3:如圖所示,彈簧下端懸掛一根磁鐵,將磁鐵托起到某高度后
釋放,磁鐵能振動較長時間才停下來。如果在磁鐵下端放一固定線圈,磁
鐵會很快停下來。上述現(xiàn)象說明了什么?
學(xué)生:觀察現(xiàn)象并作出分析。
當(dāng)磁鐵穿過固定的閉合線圈時,在.閉合線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電流,感
應(yīng)電流的磁場會阻礙磁鐵和線圈靠近或離開,也就是磁鐵振動時除了空氣
阻力外,還有線圈的磁場力作為阻力,安培阻力較相對較大,因而磁鐵會
很快停下來。
3、電磁驅(qū)動
感應(yīng)電流不僅會對導(dǎo)體產(chǎn)生阻尼作用,有時還會產(chǎn)生驅(qū)動作用。
演示4:電磁驅(qū)動。
演示教材31頁的演示實驗。引導(dǎo)學(xué)生觀察并解釋實驗現(xiàn)象。
師生共同活動,得出電磁驅(qū)動的概念:
磁場相對于導(dǎo)體運動時,感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用,安培力
使導(dǎo)體運動起來,這種現(xiàn)象稱為電磁驅(qū)動。
簡要介紹交流感應(yīng)電動機(jī)的工作過程。
(三)課堂總結(jié)、點評
(四)實例探究
渦流的應(yīng)用
【例1】如圖所示是高頻焊接原理示意圖.線圈中通以高頻變化的
電流時,待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流通過焊縫產(chǎn)生大
量熱量,將金屬融化,把工件焊接在一起,而工件其他部分發(fā)熱很少,以
下說法正確的是()
A.電流變化的頻率越高,焊縫處的溫度升高的越快
B.電流變化的頻率越低,焊縫處的溫度升高的越快
C.工件上只有焊縫處溫度升的很高是因為焊縫處的電阻小
D.工件上只有焊縫處溫度升的很高是因為焊縫處的電阻大
解析:線圈中通以高頻變化的電流時,待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感
應(yīng)電流,感應(yīng)電流的大小與感應(yīng)電動勢有關(guān),電流變化的頻率越高,電流
變化的越快,感應(yīng)電動勢就越大。A選項正確。工件上焊縫處的電阻
大,電流產(chǎn)生的熱量就多,D選項也正確。答案:AD
*
【例2】用絲線懸掛閉合金屬環(huán),懸于0點,虛線左邊有勻強(qiáng)磁:
場,右邊沒有磁場。金屬環(huán)的擺動會很快停下來。試解釋這一現(xiàn)象。若整
個空間都有向外的勻強(qiáng)磁場,會有這種現(xiàn)象嗎?
分析:只有左邊有勻強(qiáng)磁場,金屬環(huán)在穿越磁場邊界時,由于磁通量發(fā)生
變化,有感應(yīng)電流產(chǎn)生,于是阻礙相對運動,擺動很快停下來,這就是電
磁阻尼現(xiàn)象;空間都有勻強(qiáng)磁場,穿過金屬環(huán)的磁通量反而不變化了,因
此不產(chǎn)生感應(yīng)電流,不會阻礙相對運動。
(五)課堂小結(jié)
(六)作業(yè):《紅對勾》、《全易通》相應(yīng)作業(yè)
八、板書設(shè)計
一、渦流
當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時,這個線圈附近的導(dǎo)體中就會產(chǎn)生感應(yīng)電
流。這種電流看起來很像水的旋渦,所以叫做渦流。
應(yīng)用:真空冶煉爐、探雷器、安檢門。
二、電磁阻尼
導(dǎo)體在磁場中運動時,感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用,安培力的
方向總是阻礙導(dǎo)體的運動,這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼
三、電磁驅(qū)動
磁場相對于導(dǎo)體運動時,感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用,安培力
使導(dǎo)體運動起來,這種現(xiàn)象稱為電磁驅(qū)動。
教學(xué)反思:
第五章:交變電流
第1節(jié)《交變電流》教學(xué)設(shè)計
一、教材分析
交變電流知識對生產(chǎn)和生活關(guān)系密切,有廣泛的應(yīng)用,考慮到高中階
段只對交流電的產(chǎn)生、描述方法、基本規(guī)律作簡要的介紹,這些知識是已
學(xué)過的電磁感應(yīng)的引伸,所以在教學(xué)過程中對開闊學(xué)生思路、提高能力是
很有好處的。
為了適應(yīng)學(xué)生的接受能力,教材采取從感性到理性、從定性到定量逐
漸深入的方法講述這個問題。教材先用教具演示矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻
速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生交流電,以展示交流電是怎樣產(chǎn)生的。并強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生觀察教
材圖5.1—3所示線圈通過甲、乙、丙、丁四個特殊位置時,電流表指針
變化的情況,分析電動勢和電流方向的變化,這樣學(xué)生就會對電動勢和電
流的變化情況有個大致的了解,然后讓學(xué)生用右手定則獨立分析線圈中電
動勢和電流的方向。這樣能充分調(diào)動學(xué)生的積極性,培養(yǎng)學(xué)生的觀察和分
析能力。
關(guān)于交變電流的變化規(guī)律,教材利用上章學(xué)過的法拉第電磁感應(yīng)定律
引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行推導(dǎo),得出感應(yīng)電動勢的瞬時值和最大值的表達(dá)式,進(jìn)而根據(jù)
閉合電路歐姆定律和部分電路歐姆定律推出電流與電壓瞬時值與最大值的
表達(dá)式。
二、學(xué)情分析
學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng),理解了導(dǎo)體切割磁場會產(chǎn)生電動勢。在此
基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)交變電流,對于理解還是很符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律的。但這是新
的概念,鑒于學(xué)生接受能力的不同,講解時還需詳細(xì),加強(qiáng)引導(dǎo)。更是采
用多媒體教學(xué)的手段,以便更直觀更立體的讓學(xué)生接受。
三、教學(xué)目標(biāo)
1、知識與技能
(1)知道什么是交變流電。’并理解交變電流的產(chǎn)生原理,知道什么是中
性面。
(2)掌握交變電流的變化規(guī)律,及表示方法。
(3)理解交變電流的瞬時值和最大值及中性面的準(zhǔn)確含義。
(4)知道幾種常見的交變電流。如正弦式交變電流、鋸齒形交變電流、
矩形脈沖電流。
2、過程與方法目標(biāo)
(1)掌握描述物理量的三種基本方法(文字法、公式法、圖象法)。
(2)培養(yǎng)學(xué)生觀察能力,空間想象能力以及將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖形的
能力。
(3)培養(yǎng)學(xué)生運用數(shù)學(xué)知識解決處理物理問題的能力。
3、情感、態(tài)度與價值觀目標(biāo)
結(jié)合實際情況培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的思想。
四、教學(xué)重點和難點
教學(xué)重點:
1.交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析。
2.交變電流的變化規(guī)律的圖象描述。
教學(xué)難點:
1.交變電流的變化規(guī)律及應(yīng)用。
2.圖象與實際發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動時的一一對應(yīng)關(guān)系的理解。
五、教學(xué)方法:演示法、分析法、討論法、歸納法
六、教學(xué)過程
(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
(二)情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。
利用多媒體課件展示目標(biāo)
展示:單相交流發(fā)電機(jī),引導(dǎo)學(xué)生首先觀察它的主要構(gòu)造。
演示:手搖發(fā)電機(jī)模型。第一次發(fā)電機(jī)接小燈泡.當(dāng)線框緩慢轉(zhuǎn)動
時,小燈泡不亮;當(dāng)線框快速轉(zhuǎn)動時,小燈泡一閃一閃的。
第二次發(fā)電機(jī)接上示教電流計,當(dāng)線框緩慢轉(zhuǎn)動(或快速擺動),電流計
指針左右擺動。
思考問題:線圈中產(chǎn)生的是什么樣的電流?
(引導(dǎo)學(xué)生回答:這種電流就是我們家里電路是的電流,它的大小和
方向都隨時間做周期性的變化,這樣的電流叫交變電流。如果方向不隨時
間變化的電流稱為直流電。交流電和直流電之間可以相轉(zhuǎn)換。)
注:手搖發(fā)電機(jī)的速度有所改變,一次快一次慢。
觀察實驗現(xiàn)象,思考為什么會有這樣的現(xiàn)象產(chǎn)生.從而引入交變電流。
(三)合作探究、精講點撥。
為什么矩形線框在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動,線框里能產(chǎn)生交變電流?
多媒體課件打出下圖。
PPT展示中性面概念:
1.中性面——線框平面與磁力線垂直位置.
2.線圈處于中性面位置時?,穿過線圈。最大,但=0.
3.線圈越過中性面,線圈中九$方向要改變.線圈轉(zhuǎn)一周,感應(yīng)電流/
5s方向改變兩次.
如果從中性面開始計時,逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動,角速度。,經(jīng)時間
t,線圈轉(zhuǎn)到圖示位置,邊與cd邊的速度方向與磁場方向夾角為。3
屏幕上打出線圈水平投影圖,如圖所示。
1.在勻強(qiáng)磁場中,勻速轉(zhuǎn)動線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢及感應(yīng)電流是按正弦
規(guī)律變化的。瞬時表達(dá)式:e=Bl\liwsinwt=BSusinwt
N匝線圈時,相當(dāng)于N個完全相同的電源來個串聯(lián),斫NBSas'n3t.
其中最大值£,=/磔
線框和用電器構(gòu)成回路工=4竺2sinot;最大值人=△螫
R+rR+rR+r
2.屏幕上使線圈轉(zhuǎn)動,如轉(zhuǎn)。片60°,150°,210°,300°時,請學(xué)生分別
計算感應(yīng)電動勢的大小和方向?
山于上面介紹的發(fā)電機(jī)的電動勢按正弦規(guī)律變化,所以當(dāng)負(fù)載為電燈
等用電器時,負(fù)載兩端的電壓u、和流過的電流i,也按正弦規(guī)律變化,
即:U="sin。。7-TmSino>t
這種按正弦規(guī)律變化的交變電流叫做正弦式交變電流簡稱正弦式電流。
例題分析:一臺發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的
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