楞次定律课件+学案+同步练习+基础夯实训练.docx
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1、楞次定律课件+学案+同步练习+基础夯实训练互感和自感课件学案同步练习基础夯实训练 第六节互感和自感学案【学习目标】(1)、知道互感现象和互感电动势。(2)、知道自感现象和自感电动势。(3)、知道自感系数。(4)、了解日光灯的工作原理(5)、会敏捷运用公式求感生电动势(6)、会利用自感现象和互感现象说明相关问题【学习重点】自感现象产生的缘由及特点。【学习难点】运用自感学问解决实际问题。【学习方法】探讨法、探究法、试验法【学习用具】变压器原理说明器(用400匝线圈)、3.8V0.3A灯泡两只、滑动变阻器、电源(3V)、导线、开关,日光灯组件,【学习过程】一、复习旧课,引入新课1、引起电磁感应现象最
2、重要的条件是什么?2、楞次定律的内容是什么? 二、新课学习问题:在法拉第的试验中两个线圈并没有用导线连接,当一个线圈中的电流改变时,在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢?(一)互感现象两个线圈之间并没有导线相连,但当一个线圈中的电流改变时,它所产生的改变的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。这种现象叫做,这种感应电动势叫做。利用互感现象可以把由一个线圈传递到另一个线圈。变压器就是利用互感现象制成的。如下图所示。在电力工程中和电子电路中,互感现象有时会影响电路的正常工作,这时要设法电路间的互感现象。例如在电路板的刻制时就要设法减小电路间的现象。 (二)、自感现象1、动手做一做试验1:断电自感现
3、象。学生几人一组作试验试验电路如图所示。接通电路,灯泡正常发光后,快速断开开关,可以看到灯泡闪亮一下再渐渐熄灭。问1:灯泡闪亮一下,说明白什么问题? 问2:在开关断开这一瞬间,增大的电压从哪里来的。 试验2:将与灯泡并联的线圈取掉。再演示上述试验,这时灯泡不再闪亮。问3:线圈本身并不是电源,它又是如何供应高电压的呢?2、分析现象,建立概念探讨:相互探讨。出示试验电路图,运用已学过的电磁感应的学问来分析试验现象。 问:这个试验中,线圈也发生了电磁感应。那么是什么缘由引起线圈发生电磁感应呢?问1:开关接通时,线圈中有没有电流? 问2:有电流通过线圈时,线圈会不会产生磁场?依据是什么? 问3:既然线
4、圈产生了磁场,那么就有磁感线穿过线圈,线穿过线圈的磁胎量就不等于0。开关断开后,线圈中还有磁通量吗? 问4:所以,在开关断开这一过程中,穿过线圈的磁通量变了吗?如何改变? 问5:穿过线圈的磁通量发生了改变,会发生什么现象? 探讨小结:建立概念:上述现象属于一种特别的电磁感应现象,发生电磁感应的缘由是由于通过导体的电流发生改变而引起磁通量改变。这种电磁感应现象称为。 自感现象:由于发生改变而产生的电磁感应现象。自感电动势:在现象中产生的感应电动势。练习:在试验中,若线圈L的电阻RL与灯泡A的电阻RA相等,则电键断开前后通过线圈的电流随时间的改变图像为图,通过灯泡的电流随时间的改变图像为图;若RL
5、远小于RA,则电键断开前后通过线圈的电流随时间的改变图像为图,通过灯泡的电流图像为图。答案:A;C;B;D3、演示试验,强化概念试验3:演示通电自感现象。试验电路如图。开关接通时,可以看到,灯泡2马上正常发光,而灯泡1是渐渐亮起来的。问:为什么会出现这种现象呢? 问:为什么自感电动势不是使灯泡1突然变得很亮,而是使它渐渐变亮呢? 4、综合因素,讲解规律在自感现象中,自感电动势的产生是由于导体本身的电流发生了改变而引起的,而自感电动势却总是阻碍导体中原来电流的改变的。特点:自感电动势总是导体中原来电流的的。详细而言:假如导体中原来的电流是增大的,自感电动势就要阻碍原来电流的增大。I原,则自(I自
6、)与I原相反假如导体中原来的电流是减小的,自感电动势就要阻碍原来电流的减小。 I原,则自(I自)与I原相同5、分析试验,深化理解试验1称为断电自感现象,试验2称为通电自感现象。那么,在试验1中电路接通的瞬间,线圈是否发生自感?在试验2中,把开关断开时,线圈是否发生自感现象呢? 试验2中,假如以很快的频率反复打开、闭合开关,会出现什么现象呢?试验1中开关断开了,电源已不再给灯泡供应电能了,灯还闪亮一下。这些能量是哪里来的呢?是凭空产生了能量吗? 练习:试验中,当电键闭合后,通过灯泡1的电流随时间改变的图像为图;通过灯泡2的电流随时间改变的图像为图。答案:C;A(二)、自感系数问:感应电动势的大小
7、跟什么因素有关? 自感电动势的大小跟其它感应电动势的大小一样,跟穿过线圈的磁通量的改变快慢有关。而在自感现象中,穿过线圈的磁通量是由电流引起的,故自感电动势的大小跟导体中电流改变的快慢有关。(阅读教材)理论分析表明:E=。L称为线圈的自感系数,简称自感或。自感表示线圈产生本事大小的物理量。L的大小跟线圈的形态、长短、匝数、有无铁芯有关。单位:亨利(H)1H=mH=H(三)、自感现象的应用日光灯的原理日光灯就是利用自感现象的例子。灯管的两端各有一个灯丝,灯管内充有微量的氩和淡薄的自然汞蒸汽,灯管内壁涂有荧光物质。当灯管内的气体被击穿而导电时,灯管两端的灯丝就会释放出大量的电子,这些电子与汞原子碰
8、撞而放出紫外线,涂在灯管内的荧光物质在紫外线的照耀下发出可见光,依据不同的须要充以不同的气体,并在管的内壁上涂上不同的荧光物质,就可制造出不同颜色的日光灯了。 日光灯的电路图如下图所示: 其中:启动器的作用是当开关闭合时电源把电压加在启动器两极间,使氖气放电发出辉光,辉光产生的热量使U形触片膨胀伸长接触静片而电路导通,于是镇流器中的线圈和灯管中的灯丝就有电流通过,电路接通后,启动器中的氖气停止放电,U形触片冷却收缩,电路断开,镇流器线圈因自感产生一个瞬时高压,这个高压加上电源两端的电压一起加在灯管的两端,使水银蒸汽起先放电导通,使日光灯发光。在启动器两触片间还并联了一个电容,它的作用是在动静触
9、片分别时避开产生火花而烧毁,没有电容器,启动器也能正常工作,日光灯启动后,启动器就不须要了。镇流器就是一个自感系数很大的线圈,在日光灯点燃时,利用自感现象,产生瞬时高压,在日光灯正常发光时,利用自感现象起降压限流的作用。(四)磁场中的能量开关闭合时线圈中有电流,电流产生磁场,能量储存在磁场中,开关断开时,线圈作用相当于电源,把磁场中的能量转化成。【课堂练习】例1、关于自感现象,正确的说法是:A、感应电流肯定和原电流方向相反;B、线圈中产生的自感电动势较大的其自感系数肯定较大;C、对于同一线圈,当电流改变越大时,线圈中产生的自感电动势也越大;D、自感电动总是阻碍原来电流改变的。解:D。例2、如图
10、所示,两个电阻的阻值都是R,多匝线圈的电阻和电源内阻均可忽视不计。电键S原来断开,此时电路中的电流为I0=/2R。现将S闭合,于是线圈产生自感电动势,此自感电动势的作用是:A、使电路的电流减小,最终由I0将小到0;B、有阻碍电流增大的作用,最终电流小于I0;C、有阻碍电流增大的作用,因而电流总保持不变;D、有阻碍电流增大的作用,但电流还是增大,最终等于I0。解:D。说明:要深刻理解“阻碍”的意思。阻碍并不等于“阻挡”。当原电流增大时,自感电动势要阻碍电流的增大,但电流最终还是要增大的,只不过增大得慢些(如通电自感试验中所见);当原电流减小时,自感电动势要阻碍电流的减小,但电流最终还是要减小的,
11、只不过减小得慢些(如断电自感试验中所见)。自感电动势的作用只不过是起一个“延时”作用。例3、如图所示的电路中,L是一带铁芯的线圈,R为电阻。两条支路的直流电阻相等。那么在接通和断开电键的瞬间,两电流表的读数I1、I2的大小关系是:A、接通时I1I2,断开时I1I2;B、接通时I1I2,断开时I1=I2;C、接通时I1I2,断开时I1I2;D、接通时I1=I2,断开时I1I2。解:B。 电磁感应定律的应用课件学案同步练习基础夯实训练 第五节:电磁感应规律的应用学案【学习目标】(1)、了解感生电动势和动生电动势的概念及不同。(2)、了解感生电动势和动生电动势产生的缘由。(3)、能用动生电动势和感生
12、电动势的公式进行分析和计算。【学习重点】感生电动势和动生电动势。【学习难点】感生电动势和动生电动势产生的缘由。【学习方法】类比法、练习法【学习过程】一、温故知新:1、法拉第电磁感应定律的内容是什么?数学表达式是什么? 2、导体在磁场中切割磁感线产生的电动势与什么因素有关,表达式是什么,它成立的条件又是什么? 二、学习新课(一)、感生电动势和动生电动势由于引起磁通量的改变的缘由不同感应电动势产生的机理也不同,一般分为两种:一种是不变,导体运动引起的磁通量的改变而产生的感应电动势,这种电动势称作,另外一种是不动,由于磁场改变引起磁通量的改变而产生的电动势称作。1、感应电场19世纪60年头,英国物理
13、学家麦克斯韦在他的电磁场理论中指出,改变的磁场会在四周空间激发一种电场,我们把这种电场叫做感应电场。静止的电荷激发的电场叫,静电场的电场线是由发出,到终止,电场线闭合,而感应电场是一种涡旋电场,电场线是的,如图所示,假如空间存在闭合导体,导体中的自由电荷就会在电场力的作用下定向移动,而产生感应电流,或者说导体中产生感应电动势。感应电场是产生或的缘由,感应电场的方向也可以由来推断。感应电流的方向与感应电场的方向。2、感生电动势(1)产生:磁场改变时会在空间激发,闭合导体中的在电场力的作用下定向运动,产生感应电流,即产生了感应电动势。(2)定义:由感生电场产生的感应电动势成为。(3)感生电场方向推
14、断:定则。 例题,在空间出现如图所示的闭合电场,电场线为一簇闭合曲线,这可能是()A沿AB方向磁场在快速减弱B.沿AB方向磁场在快速增加C.沿BA方向磁场在快速减弱D.沿BA方向磁场在快速增加 总结:已知感应电场方向求原磁通量的改变状况的基本思路是: 感应电场的方向感应磁场的方向磁通量的改变状况 3、感生电动势的产生由感应电场使导体产生的电动势叫做感生电动势,感生电动势在电路中的作用就是充当,其电路是电路,当它和外电路连接后就会对外电路供电。改变的磁场在闭合导体所在的空间产生电场,导体内自由电荷在电场力作用下产生感应电流,或者说产生感应电动势。其中感应电场就相当于电源内部所谓的非静电力,对电荷
15、产生作用。例如磁场改变时产生的感应电动势为E=(二)、洛伦兹力与动生电动势导体切割磁感线时会产生感应电动势,该电动势产生的机理是什么呢? 导体切割磁感线产生的感应电动势与哪些因素有关? 它是如何将其他形式的能转化为电能的? 1、动生电动势(1)产生:运动产生动生电动势(2)大小:E=(B的方向与v的方向)(3)动生电动势大小的推导: 2、动生电动势缘由分析导体在磁场中切割磁感线时,产生动生电动势,它是由于导体中的自由电子受到洛伦兹力的作用而引起的。如图所示,一条直导线CD在云强磁场B中以速度v向右运动,并且导线CD与B、v的方向垂直,由于导体中的自由电子随导体一起以速度v运动,因此每个电子受到
16、的洛伦兹力为:F洛=BevF的方向竖直向下,在力F的作用下,自由电子沿导体向下运动,使导体下端出现过剩的负电荷,导体上端出现过剩的正电荷,结果使导体上端D的电势高于下端C的电势,出现由D指向C的静电场,此电场对电子的静电力F的方向向上,与洛伦兹力F方向相反,随着导体两端正负电荷的积累,电场不断增加,当作用在自由电子上的静电力与电子受到的洛伦兹力相平衡时,DC两端产生一个稳定的电势差假如用另外的导线把CD两端连接起来,由于D段的电势比C段的电势高,自由电子在静电力的作用下将在导线框中沿顺时针流淌,形成逆时针方向的电流,如图乙所示,电荷的流淌使CD两端积累的电荷不断削减,洛伦兹力又不断使自由电子从
17、D端运动到C端从而在CD两端维持一个稳定的电动势。可见运动的导体CD就是一个电源,D端是电源的正极,C端是电源的负极,自由电子受洛伦兹力的用,从D端搬运到C端,也可以看做是正电荷受洛伦兹力作用从C端搬运到D端,这里洛伦兹力就相当于电源中的非静电力,依据电动势的定义,电动势等于单位正电荷从负极通过电源内部移动到电源的正极非静电力所做的功,作用在单位电荷上的洛伦兹力为:F=F洛/e=Bv于是动生电动势就是:E=FL=BLv上式与法拉第电磁感应定律得到的结果一样。(三)、动生电动势和感生电动势具有相对性动生电动势和感生电动势的划分,在某些状况下只有相对意义,如本章起先的试验中,将条形磁铁插入线圈中,
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