《自感现象及其应用》教案设计.docx

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1、自感现象及其应用教案设计离心现象及其应用一、教学目标1.知道什么是离心现象，知道物体做离心运动的条件。2.能结合课本所分析的实际问题，知道离心运动的应用和防止。二、教学重点物体做离心运动所满意的条件。三、教学难点对离心运动的理解及其实例的分析教学过程做匀速圆周运动的物体，它所受的合力恰供应了它所须要的向心力，假如供应它的外力消逝或不足，则由于物体本身的惯性，物体将沿圆周的切线方向飞出或渐渐远离圆心，出现了物体远离圆心的运动。（一）离心运动1.离心运动：做匀速圆周运动的物体，在所受的合力突然消逝或者不足以供应圆周运动所须要的向心力的状况下，物体所做的渐渐远离圆心的运动叫做离心运动。离心运动是物体

2、渐渐远离圆心的一种物理现象。离心现象的本质是物体惯性的表现离心的条件：做匀速圆周运动的物体合外力消逝或不足以供应所需的向心力。【演示】在离心机的水平转台上放一个物体，当转台的转速较小时，物体随转台一起做圆周运动，随着转台转速增加，当转速增加到某一值时，物体所受的最大静摩擦力已不足以供应所需的向心力，物块做离心运动。2.对离心运动的进一步理解做圆周运动的质点，当合外力消逝时，它就以这一时刻的线速度沿切线方向飞去。做离心运动的质点是做半径越来越大的运动或沿切线方向飞出的运动，它不是沿半径方向飞出。做离心运动的质点不存在所谓的“离心力”作用，因为没有任何物体供应这种力（不管是以是什么方式命名的力，只

3、要是真实存在的，肯定有施力物体）。离心运动的运动学特征是渐渐远离圆心运动，动力学特征是合外力消逝或不足以供应所须要的向心力。（二）离心运动的应用和防止1.离心运动的应用实例离心干燥器洗衣机的脱水筒用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内2.离心运动的防止实例汽车拐弯时的限速高速旋转的飞轮、砂轮的限速【例1】汽车沿半径为R的圆跑道匀速行驶，设跑道的路面是水平的，路面作用于车的最大静摩擦力是车重的0.10倍，要使汽车不至于冲出圆跑道，车速最大不能超过多少？【解析】假如不考虑汽车行驶时所受的阻力，那么汽车在圆跑道匀速行驶时，轮胎所受的静摩擦力F（方向指向圆心）供应向心力。车速越大，所需向心力也越大，则静

4、摩擦力F也越大，但本题中的向心力不行能超过路面作用于车的最大静摩擦力Fm，车重的0.10。设车速的最大值为vm，则 汽车沿半径为R的圆跑道匀速行驶时的速率不能超过，不然会冲出圆跑道，因为这时最大静摩擦力不足以供应汽车做圆周运动所需的向心力，汽车就脱离原来的圆跑道做离心运动了。 【例2】如图5-7-1所示，把两个完全相同的甲、乙两物体放在水平转盘上，甲离转盘中心近些，当渐渐增大转盘的转速时，哪个先滑离原来的位置？为什么？ 【解析】物体能否发生相对滑动，在于物体所须要的向心力是否达到了转台和物体之间的最大静摩擦力，超过了就会发生相对滑动。 乙先滑离原来的位置。放在水平转动盘上的物体随转回旋转时有沿

5、半径滑离转动轴的趋势，它没有滑离而绕转轴做匀速圆周运动，是因为物体与转盘间的静摩擦力F静供应物体绕轴做匀速圆周运动所需向心力，使它产生向心加速度。依据Fm=0FN，由于甲乙两物体重量相等，两处接触面状况相同（即0相同），因此两个物体与盘间最大静摩擦力相等。由依据向心力公式，Fn=m2R，向心力Fn跟角速度2成正比，所以随着转盘转速增大时，物体所需向心力也渐渐增大，当物体所须要的向心力超过最大静摩擦力FN时，物体就会滑动，由于甲乙处在同一转盘上，角速度相同。但乙的半径大，它所须要的向心力比甲大，所以当转盘转速增大时，乙先滑离原先位置。 从本题可以看出这样一个结论，在同一转台上离转轴越远的物体越简

6、单滑动，与物体的质量没有关系。仅由物体的轨道半径确定。 【小结】圆周运动的物体，所受的合外力F突然消逝或不足以供应所需的向心力时，物体就会做离心运动。 【作业】略 自感现象涡流 第六节自感现象涡流教学目标：1、了解什么是自感现象、自感系数和涡流，知道影响自感系数大小的因素。2、了解自感现象的利用和危害的防止。3、初步了解日光灯、电磁炉等家用电器工作的自感原理。4、利用对自感现象的想象培育想象实力，体验将物理学问应用于生活的过程。5、体会科技成果对生活的广泛影响，培育对涡流现象的广泛、奇妙的应用产生爱好。教学过程：一、学习新学问1、电磁感应现象原理：E1=/t提问2、自感现象演示1（图36-2）

7、-自感电动势阻碍电流的增加。演示2（图36-3）-自感电动势阻碍电流的减小。自感作用：电路中的自感作用是阻碍电流改变。3、电感器线圈演示讲解自感（系数）：匝数越多，自感系数越大；加如铁芯，自感系数增大。作用：有阻碍沟通的作用实例：变压器（即互感器）、日光灯电子镇流器个例分析危害：城市无轨电车弓型拾电器电弧火花-烧蚀开关、危及行人。4、涡流及其应用现象：阻尼摆演示-设问-探究-释疑概念及成因：空间磁通量改变，空间中的导体就会感应出电流，即涡流。应用：变压器硅钢片设计原理：-说明：为什么变压器要有冷却装置？电磁炉发热原理：金属探测器：危害：使得变压器及电机铁芯内感应涡流，发热，影响绝缘性能乃至导致

8、火灾事故。防止方法：铁芯分片组叠，并彼此绝缘。 二、巩固新学问1、小结：自感-涡流-现象-规律-应用2、阅课文：P78-813、练习：（课本）P811、2（讲）、3（提示：自感系数因素）、4（启发分析）、5（启发讲解并描述）4、作业： 后记：1、电磁炉原理：电磁炉是应用电磁感应原理对食品进行加热的。电磁炉的炉面是耐热陶瓷板，交变电流通过陶瓷板下方的线圈产生磁场，磁场内的磁力线穿过铁锅、不锈钢锅等底部时，产生涡流，令锅底快速发热，达到加热食品的目的。电磁炉加热原理如图所示，灶台台面是一块高强度、耐冲击的陶瓷平板（结晶玻璃），台面下边装有高频感应加热线圈（即励磁线圈）、高频电力转换装置及相应的限制

9、系统，台面的上面放有平底烹饪锅。其工作过程如下：电流电压经过整流器转换为直流电，又经高频电力转换装置使直流电变为超过音频的高频沟通电，将高频沟通电加在扁平空心螺旋状的感应加热线圈上，由此产生高频交变磁场。其磁力线穿透灶台的陶瓷台板而作用于金属锅。在烹饪锅体内因电磁感应就有强大的涡流产生。涡流克服锅体的内阻流淌时完成电能向热能的转换，所产生的焦耳热就是烹调的热源。概述电磁灶是应用电磁感应原理进行加热工作的，是现代家庭烹饪食物的先进电子炊具。它运用起来特别便利，可用来进行煮、炸、煎、蒸、炒等各种烹调操作。特点：效率高、体积小、重量轻、噪音小、省电节能、不污染环境、平安卫生，烹饪时加热匀称、能较好地

10、保持食物的色、香、味和养分素，是实现厨房现代化不行缺少的新型电子炊具。电磁灶的功率一般在700-1800W左右。电磁炉按感应线圈中的电流频率分为低频和高频两大类，相比较高频电磁灶受热效率高，比较省电。按样式分类，可以分以下三种。台式电磁炉：分为单头和双头两种，具有摆放便利、可移动性强等优点。因为价格低较受欢迎。埋入式电磁炉：是将整个电磁炉放入橱柜面内，然后在台面上挖个洞，使灶面与橱柜台面成一个平面。业内专家认为这种安装方法只求美观，但不科学，很大一部分消费群体把电磁炉当做火锅，埋入式炒菜并不便利。嵌入式电磁炉：可适应不同锅具的须要，不再对锅具有特别要求。2、涡流现象离学生生活很近，要不失时机的

11、利用本节课的教学让他们有所了解。比如，他们用来给手机充电的充电器，在电源插孔出插的时间长了，要发热，就有涡流起的作用。3、涡流，涡流，就是旋涡一样的电流。 自感现象及涡流 高二物理学案12（必修班）五、高压输电自感现象及涡流一、学问梳理1、如何减小电能输送的损失1）2）思索与探讨：一台电动机，输出的功率为1000KW，所用输电导线的电阻是10，当发电机接到输电线路的电压分别为5KV，50KV时，分别计算（1）导线上的电流（2）在导线上损失的电功率 结论：2、电网供电：1）定义：将多个电厂发的电通过输电线、变电站连接起来，形成全国性或地区性输电网络，这就是电网2）电网供电的作用A可以在一些能源产

12、地运用大容量的发电机组，削减发电设施的重复建设，降低运输一次能源的成本，获得最大的经济利益B可以保证发电和供电系统的平安与牢靠，调整不同地区电力供需平衡，保障供电的质量C运用电网，可以依据火电、水电、核电的特点，合理的调度电力，使电力供应更加牢靠、质量更高3、自感电动势总要阻碍导体中，当导体中的电流在增大时，自感电动势与原电流方向，当导体中的电流在减小时，自感电动势与电流方向。4、线圈的自感系数与线圈的、等因素有关。线圈越粗、越长、匝数越密，它的自感系数就越。除此之外，线圈加入铁芯后，其自感系数就会。5、自感系数的单位：，有1mH=H,1H=H。二、例题分析例1、利用超导材料可实现无损耗输电，

13、现有始终流电路，输电总电阻为0.4，它供应给用电器的电功率为40kw，电压为800V，若用临界温度以下的超导电缆代替原来的输电线，保持供应用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为（）A、1kwB、1.6103kwC、1.6kwD、10kw 三、课后练习1、中心电视台焦点访谈多次报道某些边远落后农村电价过高，农夫负担过重，其中客观缘由是电网陈旧老化，近来进行农村电网改造，为了削减选距离输电的损耗而降低电费价格，可实行的措施有（）A、提高输送功率B、增大输送电流C、提高输送的电压D、减小输电导线的横截面积 2、远距离输电中，发电厂输送的是功率相同，假如分别采纳输电电压为U1=110Kv输电和输电

14、电压主U2=330Kv输电，则两种状况中，输电线上通过的电流之比I1；I2等于（）A、1/1B、3/1C、1/3D、9/1 3、线圈的自感系数大小的下列说法中，正确的是（）A、通过线圈的电流越大，自感系数也越大B、线圈中的电流改变越快，自感系数也越大C、插有铁芯时线圈的自感系数会变大D、线圈的自感系数与电流的大小、电流改变的快慢、是否有铁芯等都无关 4、水电站向小山村输电，输送电功率为50kw，若以1100V送电，线路上电功率损失10kw，若以3300v送电，线路上电功率损失可降至多少千瓦？ 课题：自感现象涡流导学案 课题：自感现象涡流导学案学习目标1.了解什么是自感现象、自感系数和涡流，知道

15、自感系数大小的因素。2.了解自感现象和涡流的利用及其危害的防止。3.初步了解日光灯、电磁炉等家用电器的工作原理。【自主导学】一、自感现象1、回顾：在做3.1-5（右图）的试验时，由于线圈A中电流的改变，它产生的磁通量发生改变，磁通量的改变在线圈B中激发了感应电动势。互感。思索：线圈A中电流的改变会引起线圈A中激发感应电动势吗？ 2、自感现象：由于导体本身的电流发生改变而产生的电磁感应现象叫做自感现象。3、自感现象对电路的影响视察两个试验演示试验一：开关闭合时的自感现象要求和操作：A1、A2是规格完全一样的灯泡。闭合电键S，调整变阻器R，使A1、A2亮度相同，再调整R1，使两灯正常发光，然后断开

16、开关S。重新闭合S，视察到什么现象？现象：分析：接通电路的瞬间，电流增大，穿过线圈的磁通量也增加，在线圈中产生感应电动势，由楞次定律可知，它将阻碍原电流的增加，所以A1中的电流只能渐渐增大，A1渐渐亮起来。线圈中出现的感应电动势只是阻碍了原电流的改变（增加），而非阻挡，所以虽延缓了电流改变的进程，但最终电流仍旧达到最大值，A1最终达到正常发光 演示试验二：开关断开时的自感现象按图连接电路。开关闭合时电流分为两个支路，一路流过线圈L，另一路流过灯泡A。灯泡A正常发光。把开关断开，留意视察灯泡亮度要求：线圈L的电阻较小现象：分析：电路断开时，线圈中的电流减小而导致磁通量发生改变，产生自感电动势阻碍

17、原电流的减小，L中的电流只能从原值起先渐渐减小，S断开后，L与A组成闭合回路，L中的电流从A中流过，所以A不会马上熄灭，而能持续一段发光时间 用电路图分析试验二结论：1导体中电流改变时，自身产生，这个感应电动势原电流的改变2自感现象：，叫做自感现象3自感电动势：，叫做自感电动势 留意：“阻碍”不是“阻挡”，电流原来怎么改变还是怎么变，只是改变变慢了，即对电流的改变起延迟作用。二、电感器自感系数1电感器：电路中的线圈又叫电感器。2、自感系数L：（1）描述电感器的性能的，简称自感或电感。（2）L大小影响因素：由线圈所确定，与线圈是否通电无关它跟线圈的、等因素有关，线圈越，单位长度上的匝数越，截面积

18、越，自感系数就越，有铁芯时线圈的自感系数比没有铁芯时要得多3、电感器的特性：阻碍电流的，对沟通电有阻碍作用。4、上节学到的变压器，事实上也是电感器。三、自感现象的应用和防止1应用：在各种电器设备、电工技术和无线电技术中应用广泛。如日光灯电子镇流器中，有电阻器、电容器、电感器件 2危害：在切断自感系数很大，电流很强的电路的瞬间，产生很高的自感电动势，形成电弧，在这类电路中应采纳特制的开关，精密电阻可采纳双线并绕来清除自感现象 四、涡流及其应用1变压器在工作时，除了在原、副线圈产生感应电动势外，改变的磁通量也会在铁芯中产生感应电流。一般来说，只要空间有改变的磁通量，其中的导体就会产生感应电流，我们

19、把这种感应电流叫做涡流2、应用：（1）新型炉灶电磁炉。（2）金属探测器：飞机场、火车站平安检查、扫雷、探矿。 3、防止：铁芯都用电阻率很大的硅钢片叠成。 【小结】一、自感现象：由于导体本身的电流发生改变而产生的电磁感应现象叫做自感现象。二、两个演示试验：开关闭合和断开时的自感现象。电路图、要求、操作、现象、缘由分析三、电感器：在电路中，线圈又叫电感器。四、自感系数L：1、描述电感器的性能的，简称自感或电感。2、L大小影响因素：由线圈本身的特性所确定，与线圈是否通电无关它跟线圈的形态、长短、匝数、有无铁芯等因素有关，线圈越长，单位长度上的匝数越多，截面积越大，自感系数就越大，有铁芯时线圈的自感系数比没有铁芯时要大得多五、电感器的主要作用：阻碍电流的改变，对沟通电有阻碍作用六、自感现象的应用和防止1应用：在各种电器设备、电工技术和无线电技术中应用广泛。2危害：在切断电路的瞬间，形成电弧。担心全。七、涡流及其应用、防止。 【课堂练习和课外作业】课堂练习：P69问题与练习1-5课外作业：P69问题与练习1、2、4 第11页 共11页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页