物理電磁感應教案 篇一
(一)教學目的
1.知道電磁感應現象及其產生的條件。
2.知道感應電流的方向與哪些因素有關。
3.培養學生觀察實驗的能力和從實驗事實中歸納、概括物理概念與規律的能力。
(二)教具
蹄形磁鐵4~6塊,漆包線,演示用電流計,導線若干,開關一只。
(三)教學過程
1.由實驗引入新課
重做奧斯特實驗,請同學們觀察后回答:
此實驗稱為什么實驗?它揭示了一個什么現象?
(奧斯特實驗。說明電流周圍能產生磁場)
進一步啟發引入新課:
奧斯特實驗揭示了電和磁之間的聯系,說明電可以生磁,那么,我們可不可以反過來進行逆向思索:磁能否生電呢?怎樣才能使磁生電呢?下面我們就沿著這個猜想來設計實驗,進行探索研究。
2.進行新課
(1)通過實驗研究電磁感應現象
板書:〈一、實驗目的:探索磁能否生電,怎樣使磁生電。〉
提問:根據實驗目的,本實驗應選擇哪些實驗器材?為什么?
師生討論認同:根據研究的對象,需要有磁體和導線;檢驗電路中是否有電流需要有電流表;控制電路必須有開關。
教師展示以上實驗器材,注意讓學生弄清蹄形磁鐵的N、s極和磁感線的方向,然后按課本圖12—1的裝置安裝好(直導線先不要放在磁場內)。
進一步提問:如何做實驗?其步驟又怎樣呢?
我們先做如下設想:電能生磁,反過來,我們可以把導體放在磁場里觀察是否產生電流。那么導體應怎樣放在磁場中呢?是平放?豎放?斜放?導體在磁場中是靜止?還是運動?怎樣運動?磁場的強弱對實驗有沒有影響?下面我們依次對這幾種情況逐一進行實驗,探索在什么條件下導體在磁場中產生電流。
用小黑板或幻燈出示觀察演示實驗的記錄表格。
教師按實驗步驟進行演示,學生仔細觀察,每完成一個實驗步驟后,請學生將觀察結果填寫在上面表格里。
實驗完畢,提出下列問題讓學生思考:
上述實驗說明磁能生電嗎?(能)
在什么條件下才能產生磁生電現象?(當閉合電路的一部分導體在磁場中左右或斜著運動時)
為什么導體在磁場中左右、斜著運動時能產生感應電流呢?
(師生討論分析:左右、斜著運動時切割磁感線。上下運動或靜止時不切割磁感線,所以不產生感應電流。)
通過此實驗可以得出什么結論?
學生歸納、概括后,教師板書:
〈實驗表明:閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時,導體中就產生電流。這種現象叫做電磁感應,產生的電流叫做感應電流。〉
教師指出:這就是我們本節課要研究的主要內容—電磁感應現象。
板書課題:〈第一節電磁感應〉
講述:電磁感應現象是英國的物理學家法拉第發現的。他經過十年堅持不懈的努力,才發現了這一現象。這種熱愛科學。堅持探索真理的可貴精神,值得我們學習。這一現象的發現進一步揭示了電和磁之間的聯系,導致了發電機的發明,開辟了電的時代,所以電磁感應現象的發現具有劃時代的意義。
(2)研究感應電流的方向
提問:我們知道,電流是有方向的,那么感應電流的方向是怎樣的呢?它的方向與哪些因素有關呢?請同學們觀察下面的實驗。
演示實驗:保持上述實驗裝置不變,反復改變磁場方向或改變導體在磁場中的運動方向,請同學們仔細觀察電流表的偏轉方向。
提問:同學們觀察到了什么現象?
(磁場方向、導體運動方向變化時,指針偏轉的方向也發生變化,即電流的方向也隨著變化)。
通過這一現象我們可以得出什么樣的結論呢?
學生歸納、概括后,老師板書:
〈二、導體中感應電流的方向跟導體運動方向和磁感線方向有關。〉
(3)研究電磁感應現象中能的轉化
教師提出下列問題,引導學生討論回答:
在電磁感應現象中,導體作切割磁感線運動,是什么力做了功呢?(外力)
它消耗了什么能?(機械能)
得到了什么能?(電能)
在電磁感應現象中實現了什么能與什么能之間的轉化?(機械能與電能的轉化)
板書:〈三、在電磁感應現象中,機械能轉化為電能〉
3.小結
在這節課中,我們采用了什么方法,探索研究了哪幾個問題?
4.布置作業課本上的練習1、2題。
(四)說明
1.這節課的關鍵是設計并做好演示實驗,實驗的可見度要大。有條件的學校可改做學生實驗或用幻燈演示。
2.要在學生觀察實驗的基礎上,提出明確的問題,讓學生積極思考、討論,并對實驗現象加以歸納、概括,培養學生從實驗事實中歸納、概括出物理概念和規律的能力。
物理電磁感應教案 篇二
【教學目標】
1、知識與技能:
(1)、知道感應電動勢,及決定感應電動勢大小的因素。
(2)、知道磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的物理量,并能區別Φ、ΔΦ、 。
(3)、理解法拉第電磁感應定律的內容、數學表達式。
(4)、知道E=BLvsinθ如何推得。
(5)、會用 解決問題。
2、過程與方法
(1)、通過學生實驗,培養學生的動手能力和探究能力。
(2)、通過推導閉合電路,部分導線切割磁感線時的感應電動勢公式E=BLv,掌握運用理論知識探究問題的方法。
3、情感態度與價值觀
(1)、從不同物理現象中抽象出個性與共性問題,培養學生對不同事物進行分析,找出共性與個性的辯證唯物主義思想。
(2)、通過比較感應電流、感應電動勢的特點,引導學生忽略次要矛盾、把握主要矛盾。
【教學重點】法拉第電磁感應定律。
【教學難點】感應電流與感應電動勢的產生條件的區別。
【教學方法】實驗法、歸納法、類比法
【教具準備】
多媒體課件、多媒體電腦、投影儀、檢流計、螺線管、磁鐵。
【教學過程】
一、復習提問:
1、在電磁感應現象中,產生感應電流的條件是什么?
答:穿過閉合回路的磁通量發生變化,就會在回路中產生感應電流。
2、恒定電流中學過,電路中存在持續電流的條件是什么?
答:電路閉合,且這個電路中一定有電源。
3、在發生電磁感應現象的情況下,用什么方法可以判定感應電流的方向?
答:由楞次定律或右手定則判斷感應電流的方向。
二、引入新課
1、問題1:既然會判定感應電流的方向,那么,怎樣確定感應電流的強弱呢?
答:既然有感應電流,那么就一定存在感應電動勢。只要能確定感應電動勢的大小,根據閉合電路歐姆定律就可以確定感應電流大小了。
2、問題2:如圖所示,在螺線管中插入一個條形磁鐵,問
①、在條形磁鐵向下插入螺線管的過程中,該電路中是否都有電流?為什么?
答:有,因為磁通量有變化
②、有感應電流,是誰充當電源?
答:由恒定電流中學習可知,對比可知左圖中的虛線框內線圈部分相當于電源。
③、上圖中若電路是斷開的,有無感應電流電流?有無感應電動勢?
答:電路斷開,肯定無電流,但仍有電動勢。
3、產生感應電動勢的條件是什么?
答:回路(不一定是閉合電路)中的磁通量發生變化。
4、比較產生感應電動勢的條件和產生感應電流的條件,你有什么發現?
答:在電磁感應現象中,不論電路是否閉合,只要穿過回路的磁通量發生變化,電路中就有感應電動勢,但產生感應電流還需要電路閉合,因此研究感應電動勢比感應電流更有意義。(情感目標)
本節課我們就來一起探究感應電動勢
三、進行新課
(一)、探究影響感應電動勢大小的因素
(1)探究目的:感應電動勢大小跟什么因素有關?(學生猜測)
(2)探究要求:
①、將條形磁鐵迅速和緩慢的插入拔出螺線管,記錄表針的最大擺幅。
②、迅速和緩慢移動導體棒,記錄表針的最大擺幅。
③、迅速和緩慢移動滑動變阻器滑片,迅速和緩慢的插入拔出螺線管,分別記錄表針的最大擺幅;
(3)、探究問題:
問題1、在實驗中,電流表指針偏轉原因是什么?
問題2:電流表指針偏轉程度跟感應電動勢的大小有什么關系?
問題3:在實驗中,快速和慢速效果有什么相同和不同?
(4)、探究過程
安排學生實驗。(能力培養)
教師引導學生分析實驗,(課件展示)回答以上問題
學生甲:穿過電路的Φ變化 產生E感 產生I感。
學生乙:由全電路歐姆定律知I= ,當電路中的總電阻一定時,E感越大,I越大,指針偏轉越大。
學生丙:磁通量變化相同,但磁通量變化的快慢不同。
可見,感應電動勢的大小跟磁通量變化和所用時間都有關,即與磁通量的變化率有關。
把 定義為磁通量的變化率。
上面的實驗,我們可用磁通量的變化率來解釋:
學生甲:實驗中,將條形磁鐵快插入(或拔出)比慢插入或(拔出)時, 大,I感大,
E感大。
實驗結論:電動勢的大小與磁通量的變化快慢有關,磁通量的變化越快電動勢越大。磁通量的變化率越大,電動勢越大。
(二)、法拉第電磁感應定律
從上面的實驗我們可以發現, 越大,E感越大,即感應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:電路中感應電動勢的大小,跟穿過這一電路磁通量的變化率成正比,即E∝ 。這就是法拉第電磁感應定律。
(師生共同活動,推導法拉第電磁感應定律的表達式)(課件展示)
E=k
在國際單位制中,電動勢單位是伏(V),磁通量單位是韋伯(Wb),時間單位是秒(s),可以證明式中比例系數k=1,(同學們可以課下自己證明),則上式可寫成
E=
設閉合電路是一個N匝線圈,且穿過每匝線圈的磁通量變化率都相同,這時相當于n個單匝線圈串聯而成,因此感應電動勢變為
E=n
1.內容:電動勢的大小與磁通量的變化率成正比
2.公式:ε=n
3.定律的理解:
⑴磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化量率的區別Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt
⑵感應電動勢的大小與磁通量的變化率成正比
⑶感應電動勢的方向由楞次定律來判斷
⑷感應電動勢的不同表達式由磁通量的的因素決定:
當ΔΦ=ΔBScosθ則ε=ΔB/ΔtScosθ
當ΔΦ=BΔScosθ則ε=BΔS/Δtcosθ
當ΔΦ=BSΔ(cosθ)則ε=BSΔ(cosθ)/Δt
注意: 為B.S之間的夾角。
4、特例——導線切割磁感線時的感應電動勢
用課件展示電路,閉合電路一部分導體ab處于勻強磁場中,磁感應強度為B,ab的長度為L,以速度v勻速切割磁感線,求產生的感應電動勢?(課件展示)
解析:設在Δt時間內導體棒由原來的位置運動到a1b1,這時線框面積的變化量為
ΔS=LvΔt
穿過閉合電路磁通量的變化量為
ΔΦ=BΔS=BLvΔt
據法拉第電磁感應定律,得
E= =BLv
這是導線切割磁感線時的感應電動勢計算更簡捷公式,需要理解
(1)B,L,V兩兩垂直
(2)導線的長度L應為有效切割長度
(3)導線運動方向和磁感線平行時,E=0
(4)速度V為平均值(瞬時值),E就為平均值(瞬時值)
問題:當導體的運動方向跟磁感線方向有一個夾角θ,感應電動勢可用上面的公式計算嗎?
用課件展示如圖所示電路,閉合電路的一部分導體處于勻強磁場中,導體棒以v斜向切割磁感線,求產生的感應電動勢。
解析:可以把速度v分解為兩個分量:垂直于磁感線的分量v1=vsinθ和平行于磁感線的分量v2=vcosθ。后者不切割磁感線,不產生感應電動勢。前者切割磁感線,產生的感應電動勢為
E=BLv1=BLvsinθ
強調:在國際單位制中,上式中B、L、v的單位分別是特斯拉(T)、米(m)、米每秒(m/s),θ指v與B的夾角。
5、公式比較
與功率的兩個公式比較得出E=ΔΦ/Δt:求平均電動勢
E=BLV : v為瞬時值時求瞬時電動勢,v為平均值時求平均電動勢
課堂練習:
例題1:下列說法正確的是( D )
A、線圈中磁通量變化越大,線圈中產生的感應電動勢一定越大
B、線圈中的磁通量越大,線圈中產生的感應電動勢一定越大
C、線圈處在磁場越強的位置,線圈中產生的感應電動勢一定越大
D、線圈中磁通量變化得越快,線圈中產生的感應電動勢越大
例題2:一個匝數為100、面積為10cm2的線圈垂直磁場放置,在0. 5s內穿過它的磁場從1T增加到9T。求線圈中的感應電動勢。
解:由電磁感應定律可得E=nΔΦ/Δt①
ΔΦ= ΔB×S②
由① ②聯立可得E=n ΔB×S/Δt
代如數值可得E=1.6V
例題3、在磁感強度為0.1T的勻強磁場中有一個與之垂直的金屬框ABCD,框電阻不計,上面接一個長0.1m的可滑動的金屬絲ab,已知金屬絲質量為0.2g,電阻R=0.2Ω,不計阻力,求金屬絲ab勻速下落時的速度。(4m/s)
問1:將上題的框架豎直倒放,使框平面放成與水平成30°角,不計阻力,B垂直于框平面,求v ?
答案:(2m/s)
問2:上題中若ab框間有摩擦阻力,且μ=0.2,求v ?
答案:(1.3m/s)
問3:若不計摩擦,而將B方向改為豎直向上,求v ?
答案:(2.67m/s)
問4:若此時再加摩擦μ=0.2,求v ?
答案:(1.6m/s)
【課堂小結】
1、讓學生概括總結本節的內容。請一個同學到黑板上總結,其他同學在筆記本上總結,然后請同學評價黑板上的小結內容。
2、認真總結概括本節內容,并把自己這節課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結,看誰的更好,好在什么地方。
3、讓學生自己總結所學內容,允許內容的順序不同,從而構建他們自己的知識框架。
【布置作業】選修3-2課本第16頁“思考與討論”
課后作業:第17頁1、2、3、5題
【課后反思】
讓學生概括總結本節的內容。請一個同學到黑板上總結,其他同學在筆記本上總
結,然后請同學評價黑板上的小結內容。讓學生自己總結所學內容,允許內容的順序不同,從而構建他們自己的知識框架,把書本知識轉化為自己的知識,讓學生有收獲成功感。
本節課,重點是理解法拉第電磁感應定律,不要過多的進行訓練,不能急于求成,應該循序漸進。
電磁感應 篇三
1、[感應電動勢的大小計算公式]
1、e=nδφ/δt(普適公式){法拉第電磁感應定律,e:感應電動勢(v),n:感應線圈匝數,δφ/δt:磁通量的變化率}
2、e=blv垂(切割磁感線運動) {l:有效長度(m)}
3、em=nbsω(交流發電機最大的感應電動勢){em:感應電動勢峰值}
4、e=bl2ω/2(導體一端固定以ω旋轉切割) {ω:角速度(rad/s),v:速度(m/s)}
2、磁通量φ=bs {φ:磁通量(wb),b:勻強磁場的磁感應強度(t),s:正對面積(m2)}
3、感應電動勢的正負極可利用感應電流方向判定{電源內部的電流方向:由負極流向正極}
4、自感電動勢e自=nδφ/δt=lδi/δt{l:自感系數(h)(線圈l有鐵芯比無鐵芯時要大),
δi:變化電流,δt:所用時間,δi/δt:自感電流變化率(變化的快慢)}
注:(1)感應電流的方向可用楞次定律或右手定則判定,楞次定律應用要點
(2)自感電流總是阻礙引起自感電動勢的電流的變化;
(3)單位換算:1h=103mh=106μh。
(4)其它相關內容:自感〔見第二冊p178〕/日光燈。
物理電磁感應教案 篇四
[要點導學]
1. 這一節學習法拉第電磁感應定律,要學會感應電動勢大小的計算方法。這部分內容和楞次定律是本章的兩大重要內容,應該高度重視。
2. 法拉第電磁感應定律告訴我們電路中產生感應電動勢的大小跟 成正比。若產生感應電動勢的電路是一個有n匝的線圈,且穿過每匝線圈的磁感量變化率都相同,則整個線圈產生的感應電動勢大小E= 。
3. 直導線在勻強磁場中做切割磁感線的運動時,如果運動方向與磁感線垂直,那么導線中感應電動勢的大小與 、 和 三者都成正比。用公式表示為E= 。如果導線的運動方向與導線本身是垂直的,但與磁感線方向有一夾角,我們可以把速度分解為兩個分量,垂直于磁感線的分量v1=vsin,另一個平行于磁感線的分量不切割磁感線,對感應電動勢沒有貢獻。所以這種情況下的感應電動勢為E=Blvsin。
4.應該知道:用公式E=n/t計算的感應電動勢是平均電動勢,只有在電動勢不隨時間變化的情況下平均電動勢才等于瞬時電動勢。用公式E=Blv計算電動勢的時候,如果v是瞬時速度則電動勢是瞬時值;如果v是平均速度則電動勢是平均值。
5.公式E=n/t是計算感應電動勢的普適公式,公式E=Blv則是前式的一個特例。
6.關于電動機的反電動勢問題。
①電動機只有在轉動時才會出現反電動勢(線圈轉動切割磁感線產生感應電動勢);
②線圈轉動切割磁感線產生的感應電動勢方向與電動機的電源電動勢方向一定相反,所以稱為反電動勢;
③有了反電動勢電動機才可能把電能轉化為機械能,它輸出的機械能功率P=E反I;
④電動機工作時兩端電壓為U=E反+Ir(r是電動機線圈的電阻),電動機的總功率為P=UI,發熱功率為P熱=I2r,正常情況下E反Ir,電動機啟動時或者因負荷過大停止轉動,則I=U/r,線圈中電流就會很大,可能燒毀電動機線圈。
[范例精析]
例1法拉第電磁感應定律可以這樣表述:閉合電路中感應電動勢的大小 ( )
A、跟穿過這一閉合電路的磁通量成正比
B、跟穿過這一閉合電路的磁感應強度成正比
C、跟穿過這一閉合電路的磁通量的變化率成正比
D、跟穿過這一閉合電路的磁通量的變化量成正比
解析:E=/t,與t的比值就是磁通量的變化率。所以只有C正確。
拓展:這道高考題的命題意圖在于考查對法拉第電磁感應定律的正確理解。考生必須能夠正確理解磁通量、磁通量的變化量、磁通量的變化率這三個不同的概念。
物理電磁感應教案 篇五
1、在___________________中產生的電動勢叫感應電動勢。
2、區別磁通量、磁通量的變化量Δ和磁通量的變化率Δ/Δt
3、 ①強磁鐵和弱磁鐵插入后不動。
②將磁鐵以較快和較慢速度“同程度”插入線圈。
③將磁鐵以較快和較慢速度“同程度”拔出線圈。
現象:______________________________________________。
結論:______________________________________________。
4、對比三個實驗。
分析得出結論:
導線切割的快、磁鐵插入的快、滑動變阻器滑片滑得快的實質是__________________________________。
感應電動勢的大小與______________有關,即E與______有關。
4、法拉第電磁感應定律。
精確的實驗表明:電路中感應電動勢的大小,跟穿過這一電路的_________________成正比,這就是法拉第電磁感應定律。公式E=__________。
四、練習。
1、關于電磁感應,下述說法中正確的是( )
A、穿過線圈的磁通量越大,感應電動勢越大。
B、穿過線圈的磁通量為零,感應電動勢一定為零。
C、穿過線圈的磁通量的變化越大,感應電動勢越大。
D、穿過線圈的磁通量的變化越快,感應電動勢越大。
2、有一個1000匝的線圈,在0.4S內穿過它的磁通量從0.01Wb均勻增加到0.09Wb,求線圈中的感應電動勢。
___________________________________________________________________。
物理電磁感應教案 篇六
第四課時 電磁感應中的力學問題
【知識要點回顧】
1.基本思路
①用法拉第電磁感應定律和楞次定律求感應電動勢的大小和方向;
②求回路電流;
③分析導體受力情況(包含安培力,用左手定則確定其方向);
④列出動力學方程或平衡方程并求解。
2. 動態問題分析
(1)由于安培力和導體中的電流、運動速度均有關,所以對磁場中運動導體進行動態分析十分必要,當磁場中導體受安培力發生變化時,導致導體受到的合外力發生變化,進而導致加速度、速度等發生變化;反之,由于運動狀態的變化又引起感應電流、安培力、合外力的變化,這樣可能使導體達到穩定狀態。
(2)思考路線:導體受力運動產生感應電動勢感應電流通電導體受安培力合外力變化加速度變化速度變化最終明確導體達到何種穩定運動狀態。分析時,要畫好受力圖,注意抓住a=0時速度v達到最值的特點。
【要點講練】
[例1]如圖所示,在一均勻磁場中有一U形導線框abcd,線框處于水平面內,磁場與線框平面垂直,R為一電阻,ef為垂直于ab的一根導體桿,它可在ab、cd上無摩擦地滑動。桿ef及線框中導線的電阻都可不計。開始時,給ef一個向右的初速度,則( )
A.ef將減速向右運動,但不是勻減速
B.ef將勻減速向右運動,最后停止
C.ef將勻速向右運動
D.ef將往返運動
[例2]如圖甲所示,兩根足夠長的直金屬導軌MN、PQ平行放置在傾角為的絕緣斜面上,兩導軌間距為L.M、P兩點間接有阻值為R的電阻。一根質量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導軌上,并與導軌垂直。整套裝置處于磁感應強度為B的勻強磁場中,磁場方向垂直斜面向下。導軌和金屬桿的電阻可忽略。讓ab桿沿導軌由靜止開始下滑,導軌和金屬桿接觸良好,不計它們之間的摩擦。
(1)由b向a方向看到的裝置如圖乙所示,請在此圖中畫出ab桿下滑過程中某時刻的受力示意圖。
(2)在加速下滑過程中,當ab桿的速度大小為v時,求此時ab桿中的電流及其加速度的大小;
(3)求在下滑過程中,ab桿可以達到的速度最大值。
[例3]如圖所示,兩條互相平行的光滑導軌位于水平面內,距離為l=0.2m,在導軌的一端接有阻值為R=0.5的電阻,在x0處有一水平面垂直的’均勻磁場,磁感應強度B=0.5T.一質量為m=0.1kg的金屬直桿垂直放置在導軌上,并以v0=2m/s的初速度進入磁場,在安培力和一垂直于直桿的水平外力F的共同作用下做勻變速直線運動,加速度大小為a=2m/s2、方向與初速度方向相反。設導軌和金屬桿的電阻都可以忽略,且連接良好。求:
(1)電流為零時金屬桿所處的位置;
(2)電流為最大值的一半時施加在金屬桿上外力F的大小和方向;
(3)保持其他條件不變,而初速度v0取不同值,求開始時F的方向與初速度v0取得的關系。
[例4]如圖所示,水平面上有兩電阻不計的光滑金屬導軌平行固定放置,間距d 為0.5米,左端通過導線與阻值為2歐姆的電阻R連接,右端通過導線與阻值為4歐姆的小燈泡L連接;在CDEF矩形區域內有豎直向上均勻磁場,CE長為2米,CDEF區域內磁場的磁感應強度B如圖所示隨時間t變化;在t=0s時,一阻值為2歐姆的金屬棒在恒力F作用下由靜止從AB位置沿導軌向右運動,當金屬棒從AB位置運動到EF位置過程中,小燈泡的亮度沒有發生變化。求:
(1)通過的小燈泡的電流強度;
(2)恒力F的大小;
(3)金屬棒的質量。
例5.如圖所示,有兩根和水平方向成。角的光滑平行的金屬軌道,上端接有可變電阻R,下端足夠長,空間有垂直于軌道平面的勻強磁場,磁感強度為及一根質量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下。經過足夠長的時間后,金屬桿的速度會趨近于一個最大速度vm,則 ( )
A.如果B增大,vm將變大
B.如果變大,vm將變大
C.如果R變大,vm將變大
D.如果m變小,vm將變大
例6.如圖所示,A線圈接一靈敏電流計,B線框放在勻強磁場中,B線框的電阻不計,具有一定電阻的導體棒可沿線框無摩擦滑動,今用一恒力F向右拉CD由靜止開始運動,B線框足夠長,則通過電流計中的電流方向和大小變化是( )
A.G中電流向上,強度逐漸增強
B.G中電流向下,強度逐漸增強
C.G中電流向上,強度逐漸減弱,最后為零
D.G中電流向下,強度逐漸減弱,最后為零
例7.如圖所示,一邊長為L的正方形閉合導線框,下落中穿過一寬度為d(dL)的勻強磁場區,設導線框在穿過磁場區的過程中,不計空氣阻力,它的上下兩邊保持水平,線框平面始終與磁場方向垂直做加速運動,若線框在位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ時,其加速度a1,a2,a3的方向均豎直向下,則( )
A.a1=a3
B.a1=a3
C.a1
D.a3
例8.如圖所示,處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距1m,導軌平面與水平面成=37o角,下端連接阻值為R的電阻,勻強磁場方向與導軌平面垂直,質量為0.2kg,電阻不計的金屬棒放在兩導軌上,棒與導軌垂直并保持良好接觸,它們之間的動摩擦因數為0.25.
(1)求金屬棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大小;
(2)當金屬棒下滑速度達到穩定時,電阻R消耗的功率為8W,求該速度的大小;
(3)在上問中,若R=2,金屬棒中的電流方向由a到b,求磁感應強度的大小與方向。(g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)
電磁感應 篇七
(一)教學目的
1.知道電磁感應現象及其產生的條件。
2.知道感應電流的方向與哪些因素有關。
3.培養學生觀察實驗的能力和從實驗事實中歸納、概括物理概念與規律的能力。
(二)教具
蹄形磁鐵4~6塊,漆包線,演示用電流計,導線若干,開關一只。
(三)教學過程
1.由實驗引入新課
重做奧斯特實驗,請同學們觀察后回答:
此實驗稱為什么實驗?它揭示了一個什么現象?
(奧斯特實驗。說明電流周圍能產生磁場)
進一步啟發引入新課:
奧斯特實驗揭示了電和磁之間的聯系,說明電可以生磁,那么,我們可不可以反過來進行逆向思索:磁能否生電呢?怎樣才能使磁生電呢?下面我們就沿著這個猜想來設計實驗,進行探索研究。
2.進行新課
(1)通過實驗研究電磁感應現象
板書:〈一、實驗目的:探索磁能否生電,怎樣使磁生電。〉
提問:根據實驗目的,本實驗應選擇哪些實驗器材?為什么?
師生討論認同:根據研究的對象,需要有磁體和導線;檢驗電路中是否有電流需要有電流表;控制電路必須有開關。
教師展示以上實驗器材,注意讓學生弄清蹄形磁鐵的n、s極和磁感線的方向,然后按課本圖12—1的裝置安裝好(直導線先不要放在磁場內)。
進一步提問:如何做實驗?其步驟又怎樣呢?
我們先做如下設想:電能生磁,反過來,我們可以把導體放在磁場里觀察是否產生電流。那么導體應怎樣放在磁場中呢?是平放?豎放?斜放?導體在磁場中是靜止?還是運動?怎樣運動?磁場的強弱對實驗有沒有影響?下面我們依次對這幾種情況逐一進行實驗,探索在什么條件下導體在磁場中產生電流。
用小黑板或幻燈出示觀察演示實驗的記錄表格。
教師按實驗步驟進行演示,學生仔細觀察,每完成一個實驗步驟后,請學生將觀察結果填寫在上面表格里。
實驗完畢,提出下列問題讓學生思考:
上述實驗說明磁能生電嗎?(能)
在什么條件下才能產生磁生電現象?(當閉合電路的一部分導體在磁場中左右或斜著運動時)
為什么導體在磁場中左右、斜著運動時能產生感應電流呢?
(師生討論分析:左右、斜著運動時切割磁感線。上下運動或靜止時不切割磁感線,所以不產生感應電流。)
通過此實驗可以得出什么結論?
學生歸納、概括后,教師板書:
〈實驗表明:閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時,導體中就產生電流。這種現象叫做電磁感應,產生的電流叫做感應電流。〉
教師指出:這就是我們本節課要研究的主要內容—電磁感應現象。
板書課題:〈第一節電磁感應〉
講述:電磁感應現象是英國的物理學家法拉第發現的。他經過十年堅持不懈的努力,才發現了這一現象。這種熱愛科學。堅持探索真理的可貴精神,值得我們學習。這一現象的發現進一步揭示了電和磁之間的聯系,導致了發電機的發明,開辟了電的時代,所以電磁感應現象的發現具有劃時代的意義。
(2)研究感應電流的方向
提問:我們知道,電流是有方向的,那么感應電流的方向是怎樣的呢?它的方向與哪些因素有關呢?請同學們觀察下面的實驗。
演示實驗:保持上述實驗裝置不變,反復改變磁場方向或改變導體在磁場中的運動方向,請同學們仔細觀察電流表的偏轉方向。
提問:同學們觀察到了什么現象?
(磁場方向、導體運動方向變化時,指針偏轉的方向也發生變化,即電流的方向也隨著變化)。
通過這一現象我們可以得出什么樣的結論呢?
學生歸納、概括后,老師板書:
〈二、導體中感應電流的方向跟導體運動方向和磁感線方向有關。〉
(3)研究電磁感應現象中能的轉化
教師提出下列問題,引導學生討論回答:
在電磁感應現象中,導體作切割磁感線運動,是什么力做了功呢?(外力)
它消耗了什么能?(機械能)
得到了什么能?(電能)
在電磁感應現象中實現了什么能與什么能之間的轉化?(機械能與電能的轉化)
板書:〈三、在電磁感應現象中,機械能轉化為電能〉
3.小結
在這節課中,我們采用了什么方法,探索研究了哪幾個問題?
4.布置作業課本上的練習1、2題。
(四)說明
1.這節課的關鍵是設計并做好演示實驗,實驗的可見度要大。有條件的學校可改做學生實驗或用幻燈演示。
2.要在學生觀察實驗的基礎上,提出明確的問題,讓學生積極思考、討論,并對實驗現象加以歸納、概括,培養學生從實驗事實中歸納、概括出物理概念和規律的能力。
物理電磁感應教案 篇八
教學目標:
一、知識與技能。
1、理解感應電動勢的含義,能區分磁通量、磁通量的變化量和磁通量的變化率。知道感應電動勢與感應電流的區別與聯系。
2、理解電磁感應定律的內容和數學表達式。 3.會用電磁感應定律解決有關問題。
二、過程與方法。
1、通過演示實驗,定性分析感應電動勢的大小與磁通量變化快慢之間的關系。培養學生對實驗條件的控制能力和對實驗的觀察能力;
2、通過法拉第電磁感應定律的建立,進一步定量揭示電與磁的關系,培養學生類比推理能力和通過觀察、實驗尋找物理規律的能力;
3、使學生明確電磁感應現象中的電路結構通過公式E=nΔ/Δt的理解,并學會初步的應用,提高推理能力和綜合分析能力。
三、情感、態度與價值觀。
通過介紹法拉第電磁感應定律的建立過程培養學生形成正確的科學態度,學會科學研究方法。
教學重點:
1、感應電動勢的定義。
2、電磁感應定律的內容和數學表達式。
3、用電磁感應定律解決有關問題。
教學難點:
1、通過法拉第電磁感應定律的建立。
2、通過公式E=nΔ/Δt的理解。
教具:
投影儀,電子筆,學生電源1臺,滑動變阻器1個,線圈15套,條形磁鐵14條,U形磁鐵1塊,靈敏電流計15臺,開關1個,導線40條。
教學方法:探究法。
教學過程:
一、復習。
1、電源:能將其他形式能量轉化為電能的裝置
2、電動勢:電源將其他形式能量轉化為電能的本領的大小。
3、閉合電路歐姆定律:內外電阻之和不變時,E越大,I也越大。
4、電磁感應現象:
實驗一:導體在磁場中做切割磁感線運動。
實驗二:條形磁鐵插入或拔出線圈。
實驗三:移動滑動變阻器滑片。
感應電流的產生條件:
①閉合回路。
②磁通量發生變化。
二、感應電動勢。
1、在電磁感應現象中產生的電動勢叫感應電動勢。
2、在電磁感應現象也伴隨著能量的轉化。
3、當磁通量變化而電路沒有閉合,感應電流就沒有,但仍有感應電動勢。
三、電磁感應定律。
1、區別磁通量、磁通量的變化量Δ和磁通量的變化率Δ/Δt。
2、(1)把導體AB和電流計連接起來組成閉合回路,當導體在磁場中做切割磁感線運動。
①導體AB緩慢地切割磁感線。
②導體AB快速地切割磁感線。
現象:緩慢切割時產生的感應電流很小,快速切割時產生的感應電流較大
分析:總電阻一定時,如果I越大,則E越大。
猜想與假設:影響感應電動勢的大小的因素可能有哪些? 答:速度V、磁通量的變化Δ或匝數?
(2)①強磁鐵和弱磁鐵插入后不動。
②將磁鐵以較快和較慢速度“同程度”插入線圈。
③將磁鐵以較快和較慢速度“同程度”拔出線圈。
現象:磁鐵不動時沒有電流;磁鐵快速插入(或拔出)時電流大; 磁鐵較慢插入(或拔出)時電流小。
分析得出結論:
①磁通量不變化時沒有感應電動勢。
②磁通量變化量Δ相同,所用時間Δt越少,即磁通量變化得越快,感應電動勢越大。
推斷:感應電動勢與磁通和磁通量變化量無直接關系。
(3)①緩慢改變變阻器的電阻。
②較快改變變阻器的電阻。
現象:
①緩慢改變變阻器的電阻時電流計指針偏轉較小。
②較快改變變阻器的電阻時(www.huzhidao.com)電流計指針偏轉較大。
分析得出結論:滑動得越快,感應電流越大,電動勢越大。
分析得出結論:導線切割的快、磁鐵插入的快、滑動變阻器滑片滑得快的實質是磁通量量變化得快。感應電動勢的大小是磁通量變化快慢有關,即E與Δ/Δt有關。
4、法拉第電磁感應定律。
精確的實驗表明:
電路中感應電動勢的大小,跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比,這就是法拉第電磁感應定律。即:E=kΔ/Δt
說明:
①、上式中各物理量都用國際制單位時,k=1;E的單位是伏特(V),的單位是韋伯(W b),t的單位是秒(s)。
②、產生感應電動勢的那部分導體相當于電源。
③、感應電動勢E的大小決定于穿過電路的磁通量的變化率Δ/Δt,而與磁通量和磁通量的變化量Δ的大小沒有必然的關系,與電路的電阻R無關;但感應電流的大小與E和回路的總電阻R有關。
④、若閉合電路是一個n匝線圈,穿過每匝線圈的磁通量變化率都相同,由于n匝線圈可以看作是由n匝線圈串聯而成,因此整個線圈中的感應電動勢是單匝的n倍,即E=nΔ/Δt。
四、練習。
1、關于電磁感應,下述說法中正確的是(C)
A、穿過線圈的磁通量越大,感應電動勢越大。
B、穿過線圈的磁通量為零,感應電動勢一定為零。
C、穿過線圈的磁通量的變化越大,感應電動勢越大。
D、穿過線圈的磁通量的變化越快,感應電動勢越大。
2、有一個1000匝的線圈,在0.4S內穿過它的磁通量從0.01Wb均勻增加到0.09Wb,求線圈中的感應電動勢。
解:由 E,n 得:t
E=1000×(0.09wb—0。01wb)/0.4s =200V
答:線圈中的感應電動勢為200V。
五、作業:
P14 3 5 6。
電磁感應 篇九
(一)教學目的
1.知道現象及其產生的條件。
2.知道感應電流的方向與哪些因素有關。
3.培養學生觀察實驗的能力和從實驗事實中歸納、概括物理概念與規律的能力。
(二)教具
蹄形磁鐵4~6塊,漆包線,演示用電流計,導線若干,開關一只。
(三)教學過程
1.由實驗引入新課
重做奧斯特實驗,請同學們觀察后回答:
此實驗稱為什么實驗?它揭示了一個什么現象?
(奧斯特實驗。說明電流周圍能產生磁場)
進一步啟發引入新課:
奧斯特實驗揭示了電和磁之間的聯系,說明電可以生磁,那么,我們可不可以反過來進行逆向思索:磁能否生電呢?怎樣才能使磁生電呢?下面我們就沿著這個猜想來設計實驗,進行探索研究。
2.進行新課
(1)通過實驗研究現象
板書:〈一、實驗目的:探索磁能否生電,怎樣使磁生電。〉
提問:根據實驗目的,本實驗應選擇哪些實驗器材?為什么?
師生討論認同:根據研究的對象,需要有磁體和導線;檢驗電路中是否有電流需要有電流表;控制電路必須有開關。
教師展示以上實驗器材,注意讓學生弄清蹄形磁鐵的N、S極和磁感線的方向,然后按課本圖12—1的裝置安裝好(直導線先不要放在磁場內)。
進一步提問:如何做實驗?其步驟又怎樣呢?
我們先做如下設想:電能生磁,反過來,我們可以把導體放在磁場里觀察是否產生電流。那么導體應怎樣放在磁場中呢?是平放?豎放?斜放?導體在磁場中是靜止?還是運動?怎樣運動?磁場的強弱對實驗有沒有影響?下面我們依次對這幾種情況逐一進行實驗,探索在什么條件下導體在磁場中產生電流。
用小黑板或幻燈出示觀察演示實驗的記錄表格。
教師按實驗步驟進行演示,學生仔細觀察,每完成一個實驗步驟后,請學生將觀察結果填寫在上面表格里。
實驗完畢,提出下列問題讓學生思考:
上述實驗說明磁能生電嗎?(能)
在什么條件下才能產生磁生電現象?(當閉合電路的一部分導體在磁場中左右或斜著運動時)
為什么導體在磁場中左右、斜著運動時能產生感應電流呢?
(師生討論分析:左右、斜著運動時切割磁感線。上下運動或靜止時不切割磁感線,所以不產生感應電流。)
通過此實驗可以得出什么結論?
學生歸納、概括后,教師板書:
〈實驗表明:閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時,導體中就產生電流。這種現象叫做,產生的電流叫做感應電流。〉
教師指出:這就是我們本節課要研究的主要內容—現象。
板書課題:〈第一節〉
講述:現象是英國的物理學家法拉第發現的。他經過十年堅持不懈的努力,才發現了這一現象。這種熱愛科學。堅持探索真理的可貴精神,值得我們學習。這一現象的發現進一步揭示了電和磁之間的聯系,導致了發電機的發明,開辟了電的時代,所以現象的發現具有劃時代的意義。
(2)研究感應電流的方向
提問:我們知道,電流是有方向的,那么感應電流的方向是怎樣的呢?它的方向與哪些因素有關呢?請同學們觀察下面的實驗。
演示實驗:保持上述實驗裝置不變,反復改變磁場方向或改變導體在磁場中的運動方向,請同學們仔細觀察電流表的偏轉方向。
提問:同學們觀察到了什么現象?
(磁場方向、導體運動方向變化時,指針偏轉的方向也發生變化,即電流的方向也隨著變化)。
通過這一現象我們可以得出什么樣的結論呢?
學生歸納、概括后,老師板書:
〈二、導體中感應電流的方向跟導體運動方向和磁感線方向有關。〉
(3)研究現象中能的轉化
教師提出下列問題,引導學生討論回答:
在現象中,導體作切割磁感線運動,是什么力做了功呢?(外力)
它消耗了什么能?(機械能)
得到了什么能?(電能)
在現象中實現了什么能與什么能之間的轉化?(機械能與電能的轉化)
板書:〈三、在現象中,機械能轉化為電能〉
3.小結
在這節課中,我們采用了什么方法,探索研究了哪幾個問題?
4.布置作業 課本上的練習1、2題。
(四)說明
1.這節課的關鍵是設計并做好演示實驗,實驗的可見度要大。有條件的學校可改做學生實驗或用幻燈演示。
2.要在學生觀察實驗的基礎上,提出明確的問題,讓學生積極思考、討論,并對實驗現象加以歸納、概括,培養學生從實驗事實中歸納、概括出物理概念和規律的能力。
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