高中物理新课标版人教版选修1-1精品课件：3.0《电磁感应》PPT课件.

6、电磁感应现象遵守能量守恒（知识拓展） 7、典型例题（学以致用，巩固升华） 点评：电脑模拟，形象直观，巩固升华。
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3.2《法拉第 电磁感应定律》
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教学目标
知识与能力 1、知道什么是感应电动势。 2、了解什么是磁通量以及磁通量的变化量和磁
通量的变化率。 3、在实验基础上，了解法拉第电磁感应定律内
本节课我们就来探究电磁感应的产生条件。
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（二）进行新课 1、实验观察 （1）闭合电路的部分导体切割磁感线 教师：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。观察电
流表的指针，把观察到的现象记录在表1中。如图所示。
容及数学表达式，学会用该定律分析与解决一些 简单的问题。 4、培养类比推理和通过观察、实验、归纳寻找 物理规律的能力。 实验 仪器 螺线管要准备10匝和100匝的两个
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复习： 1、磁通量的定义？ 2、产生感应电流的条件？
3、闭合电路欧姆定律的内容？
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电流 i I m sin通过tR时：
u iR，U m I m R.
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四、交流电的图像
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五、交变电流的种类
(1)正弦交流电 (2)示波器中的锯齿波扫描电压 (3)电子计算机中的矩形脉冲 (4)激光通信中的尖脉冲
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交流发电机简介
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实验仪器：
示波器、小灯泡、导线、学生电源
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直流电(DC) 电流方向不随时间而改变
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一、交变电流
按下图所示进行实验演示
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交变电流(AC)
交变电流(交流):大小和方向都
交流发电机模型的原理简图
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二、交变电流的产生
矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁 场的轴匀速转动
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三．交变电流的变化规律
（1）电动势按正弦规律变化 e Em sin t
（2）电流按正弦规律变化 i I m sin t
（3）电路上的电压按正弦规 u U m sin t
律变化
（3）一般情况，E BLV sin
说明：
本公式计算的是与速度的对应值。
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小结： 磁场
电流
电磁感 应现象
现象产生 的条件
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闭合电路 磁通量变化
影响因素 法拉第电磁感应定律
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应用举例
例1、如图所示为穿过某线路的磁通量Φ 随 时间t变化的关系图，试根据图说明： （1）穿过某线路的磁通量Φ 何时最大？
何时最小？ （2）Δ φ /Δ t何时最大？何时最小？ （3）感应电动势E何时最大？何时最小？
Φ O t1 t2
注意区分几个物理量：
t3 t4 ①Φ 、Δ φ 、Δ φ /Δ t t ②E只与Δ φ /Δ t有关， 而与Φ 、Δ φ 无关。
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2、匝数为100匝的线圈，在0.5s内穿过线圈 的磁通量由0增至1.5×10－5Wb，这时，线圈 中产生的感应电动势有多大？若线圈和电流 表的总电阻是3Ω ，感应电流有多大？
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教师：请大家思考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？
学生：实例1中，部分导体切割磁感线，磁场 不变，但电路面积变化，从而穿过电路的磁通量变 化，从而产生感应电流；实例2中，导体插入、拔 出线 圈，线圈面积不变，但磁场变化，同样导致磁 通量变化，从而产生感应电流；实例3中，通断电 的瞬间，滑动变阻器的滑动片迅速滑动的瞬间，都 引起线圈A中电流 的变化，最终导致线圈B中磁通 量变化，从而产生感应电流。从这三个实例看见， 感应电流产生的条件，应是穿过闭合电路的磁通量 变化。
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，滑动变阻 器，导线若干，CAI课件，计算机等。
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★ 教学过程 （一）引入新课
教师：“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，一些重大发现和发 明的问世，极大地解放了生产力，推动了人类社 会的发
这一电路的磁通量的变化率成正比。
表达式： E k
E
说明：
t
t
1、在国际单位制中K=1；
2、如果有n匝线圈，E n

t
3、计算的是平均值。
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3、一个有用的推论： 情景： 直导线在磁场中切割磁感线时
感应电动势的计算。
（1）V//B时， E=0 方法： （2）V垂直B时， E=BLV
新课教学 一、感应电动势：
既然闭合电路中有感应电流，这个电路 中就一定有电动势。而产生电动势的哪部分 导体就相当于电源。
1、影响感应电动势的因素：
磁通量的变化快慢，即磁通量的变化率。
注：产生感应电动势的条件： 磁通量发生变化。
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2、感应电动势的大小：
法拉第电磁感应定律： 电路中感应电动势的大小，跟穿过
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学生丙：演示实验3中，通、断电瞬间，变阻器滑动片快速移动过 程中，线圈A中电流变化，导致线圈B内磁场发生变化，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， 线圈内磁场不变化，无电流产生。（如图4.2-5）
教师点评：通过大家的论证，我们得出结论：“磁生电”的确 是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。
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3.3《交变电流》
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教学目标
知识与能力：
1、理解交变电流是怎样产生的。
2、定性了解交流的变化规律及其图像表示和主要 特征物理量。
3、知道交流能通过电容器的原因，了解交流这一 特性在电子技术中的应用。
4、初步了解发电机、交变电流的发明和利用对促
进人类社会进步的作用，进一步体验科学、技术 与社会生活之间的密切关系。
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学生：观察实验，记录现象。 表1
导体棒的运动
表针的摆 动方向
导体棒的运 动
表针的摆动 方向
向右平动 向左平动 向前平动
向左 向右 不摆动
向后平动 向上平动 向下平动
不摆动 不摆动 不摆动
结论：只有左右平动时，导体棒切割磁感线，有电流产生， 前后平动、上下平动，导体棒都不切割磁感线，没有电流 产生。
表针的摆动方 向
磁铁的运动
向右
S极插入线圈
表针的摆动方 向
向左
N极停在线圈中 不摆动
N极从线圈中抽 出
向左
S极停在线圈中 不摆动
S极从线圈中抽 出
向右
结论：只有磁铁相对线圈运动时，有电流产生。磁铁相对线圈静止时， 没有电流产生。
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（3）模拟法拉第的实验 演示：如图4.2-3所示。线圈A通过变阻器和开关连接到电
结论：只有当线圈A中电流变化时，线圈B中才有电流产生。
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2、分析论证 教师：通过上节课的学习我们就已经知道，“磁
生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。 试以上面三个演示实验为例，对以上结论进行分析论 证。
学生：分组讨论，学生代表发言。 学生甲：演示实验1中，部分导体切割磁感线， 闭合电路所围面积发生变化（磁场不变化），有电流 产生；当导体棒前后、上下平动时，闭合电路所围面 积没有发生变化，无电流产生。 学生乙：演示实验2中，磁体相对线圈运动，线 圈内磁场发生变化，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 变化，无电流产生。（如图4.2-4）
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教师：同学们分析、总结得很好，引起感应电流的表面因素很多， 但本质的原因是磁通量的变化。因此，电磁感应现象产生的条件 可以概括为：
只要穿过闭合电路的磁通量变化，闭合电路中就有感应电流产生。
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（三）课堂总结 多媒体辅助教学
教师：打开计算机，演示自制CAI课件，重现探究过程，巩固、 升华所学知识，实现从感性认识到理性认识的飞跃。
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3、如图所示，长为3L圆导体棒与一金属框架 紧密接触，框架上两个电阻的阻值均为R，整 个装置放在磁感应强度为B、方向垂直于纸面。 若导体棒以速度V向右匀速运动，则流过每个 电阻的电流为多少？
L
若将导体棒改为半径为
R
LV R
L / 2的导体环，则又 如何？
L
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4、如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场 中，有半径为r的光滑半圆形导体框架。OC 为一端绕O点在框架上滑动的导体棒，OA之 间连一个阻值为R的电阻（其余电阻都不计）， 若使OC以角速度ω 匀速转动。试求： （1）图中哪部分相当于电源？ （2）感应电动势E为多少？ （3）流过电阻R的电流I为多少？
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。 观察以下几种操作中线圈B中是否有电流产生。把观察到的现 象记录在表3中。
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学生：观察实验，记录现象。 表3
操作
现象
开关闭合瞬间
有电流产生
开关断开瞬间