电磁感应定律的应用课件学案同步练习基础夯实训练.docx
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1、电磁感应定律的应用课件学案同步练习基础夯实训练探究电磁感应的产生条件课件学案同步练习基础夯实训练 其次节:探究电磁感应的产生条件学案【学习目标】:1知道产生感应电流的条件。2会运用线圈以及常见磁铁完成简洁的试验。3学会通过试验视察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法4通过试验视察和试验探究,理解感应电流的产生条件。举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。【学习重点】:通过试验视察和试验探究,理解感应电流的产生条件。【学习难点】:感应电流的产生条件。【学习方法】:试验视察法、分析法、试验归纳法、讲授法【试验器具】:条形磁铁(两个),导体棒,示教电流表,线圈(粗、细各一个),学生电源,开关,滑
2、动变阻器,导线若干,【学习过程】:(一)复习磁通量()的概念:什么叫磁通量?它是如何定义的?公式是怎样的?通常状况下如何表示?(1)定义:,用表示。磁通量就是表示穿过这个面的。(2)公式:(3)单位:1wb=Tm2(二)引入新课“科学技术是第一生产力。”在漫漫的人类历史长河中,随着科学技术的进步,一些重大发觉和独创的问世,极大地解放了生产力,推动了人类社会的发展,特殊是我们刚刚跨过的二十世纪,更是科学技术飞速发展的时期。经济建设离不开能源,人类独创也离不开能源,而最好的能源是电能,可以说人类离不开电。饮水思源,我们忘不了为发觉和运用电能做出卓越贡献的科学家法拉第。1820年奥斯特发觉了电流的磁
3、效应,法拉第由此受到启发,起先了“由磁生电”的探究,经过十年坚持不懈的努力,于1831年8月29日发觉了电磁感应现象,开拓了人类的电气化时代。(二)进行新课1、试验视察(1)闭合电路的部分导体切割磁感线在初中学过,当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流,如图4.2-1所示。演示:导体左右平动,前后运动、上下运动。视察电流表的指针,把视察到的现象记录在表1中。如图所示。视察试验,记录现象。 表1导体棒的运动表针的摇摆方向导体棒的运动表针的摇摆方向向右平动向后平动向左平动向上平动向前平动向下平动结论:还有哪些状况可以产生感应电流呢?(2)向线圈中插入磁铁,把磁铁从线圈中拔出
4、演示:如图4.2-2所示。把磁铁的某一个磁极向线圈中插入,从线圈中拔出,或静止地放在线圈中。视察电流表的指针,把视察到的现象记录在表2中。视察试验,记录现象。表2磁铁的运动表针的摇摆方向磁铁的运动表针的摇摆方向N极插入线圈S极插入线圈N极停在线圈中S极停在线圈中N极从线圈中抽出S极从线圈中抽出结论:(3)模拟法拉第的试验演示:如图4.2-3所示。线圈A通过变阻器和开关连接到电源上,线圈B的两端与电流表连接,把线圈A装在线圈B的里面。视察以下几种操作中线圈B中是否有电流产生。把视察到的现象记录在表3中。视察试验,记录现象。表3操作现象开关闭合瞬间开关断开瞬间开关闭合时,滑动变阻器不动开关闭合时,
5、快速移动变阻器的滑片结论:2、分析论证分组探讨,学生代表发言。演示试验1中,部分导体切割磁感线,闭合电路所围面积发生改变(磁场不改变),有电流产生;当导体棒前后、上下平动时,闭合电路所围面积没有发生改变,无电流产生。演示试验2中,磁体相对线圈运动,线圈内磁场发生改变,变强或者变弱(线圈面积不变),有电流产生;当磁体在线圈中静止时,线圈内磁场不改变,无电流产生。(如图4.2-4)演示试验3中,通、断电瞬间,变阻器滑动片快速移动过程中,线圈A中电流改变,导致线圈B内磁场发生改变,变强或者变弱(线圈面积不变),有电流产生;当线圈A中电流恒定时,线圈内磁场不改变,无电流产生。(如图4.2-5)3、归纳
6、总结请大家思索以上几个产生感应电流的实例,能否从本质上概括出产生感应电流的条件? 老师点拨:引起感应电流的表面因素许多,但本质的缘由是磁通量的改变。因此,电磁感应现象产生的条件可以概括为:。4、电磁感应中的能量转化电有电场能,磁有磁场能,电磁感应与能量守恒与转化有无关系呢?分析试验一、消耗机械能-电能发电机试验三、电能由a螺线管转移到b螺线管变压器结论:。【课堂练习】:1.关于磁通量、磁通密度、磁感应强度,下列说法正确的是?()A磁感应强度越大的地方,磁通量越大B穿过某线圈的磁通量为零时,由B=可知磁通密度为零C磁通密度越大,磁感应强度越大D磁感应强度在数值上等于1m2的面积上穿过的最大磁通量
7、2.下列单位中与磁感应强度的单位“特斯拉”相当的是?()AWb/m2BN/Am?Ckg/As2Dkg/Cm3.关于感应电流,下列说法中正确的是?()A只要穿过线圈的磁通量发生改变,线圈中就肯定有感应电流B只要闭合导线做切割磁感线运动,导线中就肯定有感应电流C若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动,闭合电路中肯定没有感应电流D当穿过闭合电路的磁通量发生改变时,闭合电路中肯定有感应电流4.在一长直导线中通以如图所示的恒定电流时,套在长直导线上的闭合线环(环面与导线垂直,长直导线通过环的中心),当发生以下改变时,确定能产生感应电流的是?()A保持电流不变,使导线环上下移动B保持导线环不变,使长直导
8、线中的电流增大或减小C保持电流不变,使导线在竖直平面内顺时针(或逆时针)转动D保持电流不变,环在与导线垂直的水平面内左右水平移动5.如图所示,环形金属软弹簧,套在条形磁铁的中心位置。若将弹簧沿半径向外拉,使其面积增大,则穿过弹簧所包围面积的磁通量将?()A增大B减小C不变D无法确定如何改变6.行驶中的汽车制动后滑行一段距离,最终停下;流星在夜空中坠落并发出光明的火焰;着陆伞在空中匀速下降;条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈,线圈中产生电流。上述不同现象中所包含的相同的物理过程A物体克服阻力做功B物体的动能转化为其他形式的能量C物体的势能转化为其他形式的能量D物体的机械能转化为其他形式的能量 【学
9、生作业】书面完成P8“问题与练习”第5、6、7题;思索并回答第1、2、3、4题。【学习札记】 电磁感应定律的应用学案和课件及练习 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
10、?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
11、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
12、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)(
13、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
14、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
15、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,假如在相对于磁铁静止的参考系视察,磁铁不动,空间各点的磁场也没有发生改变,而线圈在运动,线圈中的电动势是动生的;但是,假如在相对于线圈静止的参考系内视察,则看到磁铁在运动,引起空间磁场发生改变,因而,线圈中的电动势是感生的,在这种状况下,原委把电动势看作动生的还是感生的,确定于视察者所在的参考系,然而,并不
16、是在任何状况下都能通过转换参考系把一种电动势归结为另一种电动势,不管是哪一种电动势,法拉第电磁感应定律、楞次定律都成立。(四)应用电子感应加速器即使没有导体存在,改变的磁场以在空间激发涡旋状的感应电场,电子感应器就是应用了这个原理,电子加速器是加速电子的装置,他的主要部分如图所示,画斜线的部分为电磁铁两极,在其间隙安放一个环形真空室,电磁铁用频率为每秒数十周的强大沟通电流来励磁,使两极间的磁感应强度B来回改变,从而在环形真空室内感应出很强的感应涡旋电场,用电子枪将电子注入唤醒真空室,他们在涡旋电场的作用下被加速,同时在磁场里受到洛伦兹力的作用,沿圆规道运动。如何使电子维持在恒定半径为R的圆规道
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