高二物理最新教案-北京四中电磁感应现象、楞次定律同步教学[整理] 精品
高二物理教案:电磁感应现象优秀5篇
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高二物理最新教案-电磁感应现象[原创] 精品
第十六章电磁感应§16-1 电磁感应现象静态观与暂态观一、教学目标1、在物理知识方面的要求:(1)理解什么是电磁感应现象(2)掌握产生感应电流的条件(3)能利用右手定则判定感应电流的方向2、在能力培养方面的要求:通过观察演示实验,归纳出利用磁场产生电流的条件,培养学生的观察概况能力。
二、重难点分析1、重点:使学生掌握只要闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流。
2、难点:闭合电路磁通量的变化三、教具蹄形磁铁,条形磁铁,电流计,原副线圈,滑动变阻器,电键,电源、导线等四、教学过程(一)磁通量(Φ)在后面的电学学习中,我们要讨论穿过某一个面的磁场情况。
我们知道,磁场的强弱(即磁感应强度)可以用磁感线的疏密来表示。
如果一个面积为S的面垂直一个磁感应强度为B的匀强磁场放置,则穿过这个面的磁感线的条数就是确定的。
我们把B与S的乘积叫做穿过这个面的磁通量。
(1)定义:面积为S,垂直匀强磁场B放置,则B与S乘积,叫做穿过这个面的磁通量,用Φ表示。
(2)公式:Φ=B·S(3)单位:韦伯(Wb)1Wb=1T·m2磁通量就是表示穿过这个面的磁感线条数。
(二)发现电磁感应现象的背景师:奥斯特实验(1820年)说明了什么?生:说明电流也能产生磁场---即电流的磁效应。
师:电流能够产生磁场,人们很自然会利用逆向思维思考:既然电流能够产生磁场,反过来,磁场是不是也能产生电流呢?英国物理学家法拉弟经过十年坚持不懈的努力,终于在1831年发现了电磁感应现象。
引入:法拉弟开始设想:把绕在磁铁上的导线和电流表连接起来组成一个闭合电路,结果发现指针不偏转,不能产生电流,换用强的磁铁或换用更灵敏电流表,也没有电流。
怎样才能产生电流呢?我们通过几个实验来说明这个问题吧。
(三) 用实验方面研究产生感应电流的条件演示实验1:书图4-1实验(导体在磁场中运动)观察提问:A 、研究对象:由导体AB ,电流表构成的闭合回路, 磁场提供:蹄形磁铁。
高二物理最新教案-高二物理楞次定律 精品
电磁感应现象楞次定律学案一、电磁感应现象•回忆:如何才能产生感应电流?•结论:1.感应电流产生的条件:☆请注意区别Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt:Φ;ΔΦ;ΔΦ/Δt .练习1如图所示,O1O2是矩形导线框abcd的对称轴,其左边为有界匀强磁场。
哪些措施可使abcd中有感应电流产生?练习2如图,线圈A中接有如图所示电源,线圈B有一半面积处在线圈A中,两线圈平行但不接触,则当开关S闭合瞬间,线圈B中有无感应电流?二、感应电流的方向•回忆1.图a电路中,感应电流方向如何判定?用定律2.图b电路中,感应电流方向如何判定?用定律3.分别用楞次定律、右手定则来分析下图中感应电流的方向•回忆楞次定律:。
用楞次定律的步骤:①②③④。
右手定则:。
练习1一平面线圈用细杆悬于P点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动,已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时,顺着磁场的方向看去,线圈中的感应电流的方向分别为位置Ⅰ位置Ⅱ(A)逆时针方向逆时针方向(B)逆时针方向顺时针方向(C)顺时针方向顺时针方向(D)顺时针方向逆时针方向练习2如图所示,闭合导体环固定。
条形磁铁S极向下以初速度v0沿过导体环圆心的竖直线下落的过程中,导体环中的感应电流方向如何?练习3如图所示,当磁场的磁感应强度B在逐渐增强的过程中,内外金属环上的感应电流的方向应为()(A)内环顺时针方向,外环逆时针方向(B)内环逆时针方向,外环顺时针方向(C)内外环均顺时针方向(D)内外环均逆时针方向三、楞次定律中“阻碍”的含义•实验1:条形磁铁靠近、远离铝环A,并解释现象•实验2:磁块在两个铜管中下落,并解释现象★磁铁下落时,一部分机械能转化为能和能。
•结论:1.电磁感应现象总是“阻碍”。
2.电磁感应现象总是“阻碍”。
3.电磁感应现象中,通过“阻碍”发生能量转化,依然遵循。
练习1如图所示,水平面上有两根平行光滑的导轨,上面放两根金属棒a、b。
北京市第四中学高中物理第四章电磁感应学案新人教版选修4-4
电磁感觉复习与稳固【学习目标】1.电磁感觉现象发生条件的研究与应用。
2.楞次定律的成立过程与应用:感觉电流方向决定要素的研究,楞次定律的表述及意义。
3.法拉第电磁感觉定律的运用,特别是导体棒切割磁感线产生感觉电动势E BLv sin 的计算是感觉电动势定量计算的重点所在。
在应用此公式时要特别注意导体棒的有效切割速度和有效长度。
4.利用法拉第电磁感觉定律、电路知识、牛顿运动定律、能的转变和守恒定律进行综合剖析与计算。
【知识网络】【重点梳理】重点一、对于磁通量,磁通量的变化、磁通量的变化率t1、磁通量磁通量 B S BS BScos,是一个标量,但有正、负之分。
能够形象地理解为穿过某面积磁感线的净条数。
2、磁通量的变化.磁通量的变化21重点解说:的值可能是 2 、1绝对值的差,也可能是绝对值的和。
比如当一个线圈从与磁感线垂直的地点转动 180 的过程中21.3、磁通量的变化率磁通量的变化率表示磁通量变化的快慢,它是回路感觉电动势的大小的决定要素。
t21 ,t t 2 t 1在回路面积和地点不变时S B (B叫磁感觉强度的变化率) ;t t t 在 B 均匀不变时tB S,与线圈的匝数没关。
t重点二、对于楞次定律( 1)定律内容:感觉电流拥有这样的方向:感觉电流的磁场老是阻挡惹起感觉电流的磁通量发生变化。
( 2)感觉电流方向的决定要素是:电路所包围的惹起感觉电流的磁场的方向和磁通量的增减状况。
( 3)楞次定律合用范围:合用于所有电磁感觉现象。
( 4)应用楞次定律判断感觉电流产生的力学成效(楞次定律的变式说法) :感觉电流受到的安培力老是阻挡线圈或导体棒与磁场的相对运动, 即线圈与磁场凑近时则相斥,远离时则相吸。
( 5)楞次定律是能的转变和守恒定律的必定结果。
重点三、法拉第电磁感觉定律电路中感觉电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比,即E.t重点解说:对 n 匝线圈有 E n.t(1) En 是 t 时间内的均匀感觉电动势,当t 0 时, En转变为刹时tt感觉电动势。
高中物理《电磁感应现象楞次定律》优质课教案、教学设计
【学习目标】第十章电磁感应第1 讲电磁感应现象楞次定律1.理解电磁感应现象产生的条件、磁通量;2.能够熟练应用楞次定律或右手定则判断感应电流的方向【知识梳理自测】知识点1:磁通量1、定义:匀强磁场中,磁感应强度(B)与于磁场方向的面积(S)的乘积叫作穿过这个面积的磁通量,简称磁通,我们可以用穿过这一面积的磁感线条数的多少来形象地理解。
2.公式:Φ=。
在国际单位制中,磁通量的单位是,符号是。
它是(矢量或标量),但有。
3.公式适用条件(1) (2)磁感线的方向与平面,即。
知识点2:电磁感应现象1.电磁感应现象:当穿过闭合电路的磁通量时,电路中有产生的现象。
2.产生感应电流的条件(1) (2)发生变化3.电磁感应现象的实质:产生,如果电路闭合,则有;如果电路不闭合,则只有而无感应电流。
知识点3:感应电流方向的判定1.楞次定律(1)内容:感应电流的磁场总要引起感应电流的的变化。
(2)适用范围:适用于一切回路变化的情况。
有了感v× × × × × × ×× × ×× × × ×2. 右手定则(1)使用方法。
①让磁感线穿入 手手心。
②使大拇指指向 的方向。
③则其余四指指向的方向。
(2)适用范围:适用于切割磁感线的情况。
【核心考点突破】考点一:感应电流有无的判断例1、下列现象中,不能产生感应电流的是()SNVABC×增×大电流FE【变式训练 1】如图所示的条形磁铁的上方放置一矩形线框,线框平面水平且与条形磁铁平行,则线框在由 N 端匀速平移到 S 端的过程中,线框中的感应电流的情况是 ()A.线框中始终无感应电流B.线框中始终有感应电流C. 线框中开始有感应电流,当线框运动到磁铁中部上方时无感应电流 ,以后又应电流D. 开始无感应电流,当运动到磁铁中部上方时有感应电流,后来又没有感应电流总结 I :1、感应电流的产生条件:2、磁通量变化的三种情况:3、判断感应电流有无的思路:vD考点二、感应电流方向的判断【例2】如图,一圆形金属环与一固定的直导线在同一竖直平面内,在圆环向右水平移动的过程中,试判断感应电流的方向?(“顺时针”或“逆时针”)【变式训练2】(2016·海南高考)如图,一圆形金属环与两固定的平行长直导线在同一竖直平面内,环的圆心与两导线距离相等,环的直径小于两导线间距。
高二物理最新教案-高二物理电磁感应1 精品
第四章电磁感应一、全章说明概述电磁感应现象及其规律发现以来,人类对自然的认识和利用进入了新的阶段.电能的使用极大地改变了人类的生活.在高中物理教学中,电磁感应现象及其规律是重要的内容.本章讲述电磁感应现象的产生,确定感应电动势大小和感应电流方向的一般规律——法拉第电磁感应定律和楞次定律,并分析说明,电磁感应的规律与能量守恒定律相符合.这两条定律具有普遍性,有广泛的应用,但学生在学习这两个规律,特别是楞次定律时,会感到比较抽象.课本安排了较多的演示实验和学生实验,并注意对实验进行分析和推理,得出结论.课本先讲法拉第电磁感应定律,后讲楞次定律,也是考虑相对来说,楞次定律更为难于理解一些,先易后难,学生思路可能更为顺畅.通过本章的学习,要有意识地培养学生的抽象思维能力和综合运用知识分析、解决问题的能力.电磁感应定律的发现,不仅在科学和实践上具有重要意义,而且,发现定律的指导思想以及发现过程中法拉第所表现出的科学态度、意志力,对后人也有重要的启迪和教育;人类对电与磁的关系的认识过程,又反映了科学发展过程的继承性、科学家群体的巨大作用.这些也都应在教学中有意识地、自然地渗透和体现,从而,有利于对学生进行教育和训练.单元划分本章可分为三个单元:第一单元:第一节,讲电磁感应现象的产生.第二单元:第二节,讲法拉第电磁感应定律.第三单元:第三节和第四节,讲楞次定律及其应用.第四单元:第五节和第六节,讲一种特殊的电磁感应现象——自感及其应用.第六节是选学内容.二、教学要求和教学建议全章教学要求1理解电磁感应现象的产生条件.2掌握法拉第电磁感应定律.3掌握楞次定律.4理解自感现象.(一)电磁感应现象教学要求●理解电磁感应现象的产生条件.1知道什么是电磁感应现象.2理解“不论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有电流产生.”3知道电磁感应现象中能量守恒定律依然适用.教学建议1电磁感应现象,学生在初中就曾经接触过,但在这一节里,用了三个实验步步深入地让学生理解电磁感应现象,特别是它的产生条件.因此,引导学生观察好这三个实验是十分重要的.有条件的,最好在教师的带领下,学生自己动手实验,并进行讨论总结.这样才便于得出和真正理解“不论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有电流产生”的结论.2课本中得出结论后的思考,是一个进一步启发学生手脑并用,独立思考,深入理解电磁感应现象的题目.教师可根据学生的实际情况引导学生思考或讨论.3本来,电磁感应现象较严格的说法是:通过闭合回路的磁通量发生变化时,在闭合回路中产生感应电动势的现象.为了使学生容易接受,我们把回路改成电路,把感应电动势改成感应电流.在学生清楚了电磁感应现象和它的产生条件后,要进一步让学生认识到,有磁通量变化而电路断开时,电路中有感应电动势,而无感应电流,这也是电磁感应现象.电磁感应现象,更重要的是看感应电动势的有无.4本节课文的最后,分析了两种情况下电磁感应现象中的能量转化,这不但从能量的观点让学生对电磁感应有明确认识,而且进一步强化了能量守恒定律的普遍意义.有条件的,可以由教师引导学生自行分析,以培养学生运用所学知识,独立分析问题的能力.(二)法拉第电磁感应定律教学要求●掌握法拉第电磁感应定律.1知道什么是感应电动势.2知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量,并能与磁通量的变化相区别.3道法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式.4会用法拉第电磁感应定律解答有关问题.5知道公式E=Blvsinθ的推导.知道它只适用于导体切割磁感线运动的情况.6会用上述公式解答有关问题.教学建议1教学实践表明,学生容易把磁通量、磁通量的变化以及磁通量的变化率混淆起来.课本在这里特地介绍了磁通量的变化率,目的是为学生准确掌握法拉第电磁感应定律扫清障碍.磁通量的概念比较抽象,中学生的知识基础不够,不可对他们提出过高要求.2注意课本中给出的法拉第电磁感应定律公式中的Δφ取绝对值,Δφ/Δt也取绝对值,它表示的是感应电动势的大小,而不涉及方向.3有条件的可以向学生指出,Δφ/Δt是磁通量的平均变化率,E是Δt时间内的平均感应电动势.4公式E=Blvsinθ表示导体运动切割磁感线产生的感应电动势的大小,是一个重要的公式.要使学生知道它是法拉第电磁感应定律的一种特殊情形,在有导体切割磁感线运动时,使用它比较方便.对式中的角,应让学生明白它的确切含义,避免在运用时不做具体分析而乱套公式.(三)楞次定律(四)楞次定律的应用教学要求●掌握楞次定律.1理解楞次定律的内容.2理解楞次定律与能量守恒定律相符合.3会用楞次定律解答有关问题.教学建议1讲解楞次定律一定要很好分析实验现象.在分析实验现象时要突出研究对象是线圈闭合电路,要抓住穿过线圈的磁场方向和磁通量变化,注意让学生分清原来磁场的方向、原来磁场的磁通量变化及感应电流的磁场方向.引导学生观察并分析实验现象,得出结论.有条件的,可以安排学生随堂实验,即边讲,边实验,边观察,得出结论.课本中的小实验是本节内容的补充和深化,有条件的应鼓励学生尽量做这个实验.2楞次定律的文字表述简明扼要,学生初学时常不能完全正确理解它的含义.教学中要注意结合实例让学生理解定律的内容.这里重要的是理解“磁通量的变化”和“阻碍”的含义.要提醒学生注意区分“磁通量的变化”和“磁通量的多少”,“原来磁场的方向”和“原来磁场磁通量的变化”各量的含义.尤其要使学生清楚定律中“阻碍”二字的含义.有的学生误以为阻碍就是相反,以为感应电流的磁场总与原磁场的方向相反.应使学生明确,“阻碍”既不是阻碍原磁场,也不是阻碍原来的磁通量,而是指感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的增加或减少.“阻碍”不仅有“反抗”的含义,还有“补偿”的含义.反抗磁通量的增加,补偿磁通量的减少.但要注意,以上各点都不能靠教师列出几条,反复讲解甚至让学生背过几个例题就可以被学生理解和掌握的,而是要通过实例的分析,使学生自己动脑体会,才能真正理解.3应用楞次定律时,要按照课本所讲的基本步骤分析,这样思路清楚.但不要让学生死记这些基本步骤,而要按照定律本身的要求进行具体分析.像其它定律一样,首先要明确研究对象,即要应用楞次定律分析的是哪一个闭合电路,然后依次弄清它的原磁场方向,原磁场磁通量如何变化,感应电流的磁场方向,最后确定感应电流(或感应电动势)的方向.应该指出,当对楞次定律的应用步骤熟练到一定程度,对楞次定律的理解到一定深度时,还会有灵活应用楞次定律的其它方法,特别是应用能量观点分析问题的方法,十分简捷.但在初始阶段,还要严格按照基本步骤去做.4楞次定律的深刻意义还在于它是普遍的能量转化和守恒定律在电磁感应现象中的具体体现.课本第三节的“思考与讨论”正是为加深学生对此的理解而设的.要引导学生认真思考和讨论.(五)自感教学要求●理解自感现象.1知道什么是自感现象和自感电动势.2知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量,知道它的单位.3知道自感现象的利和弊,以及对它们的利用和防止.教学建议1自感现象是一种特殊的电磁感应现象,要使学生明白自感现象的规律都符合电磁感应现象的一般规律.导体本身的电流变化,引起磁通量变化,这是产生自感现象的原因;而根据楞次定律,自感电动势的作用是阻碍电流变化,即当电流增大时,自感电动势阻碍电流增大,当电流减小时,自感电动势阻碍电流减小.2自感现象十分普遍,只要电路中电流发生变化,都会有程度不同的自感现象发生,我们需要利用它时,就可设法增大自感系数,反之,则设法减小自感系数.课本中从利、害两方面举了不同的例子,以利于学生全面认识问题.3日光灯是常用的设备.课本以阅读材料的形式讲解了这一问题.教师可根据学校和学生的实际情况,或指导学生阅读,或展开讲解.(六)涡流教学要求1知道涡流是如何产生的.2知道涡流对我们有利和不利的方面,以及如何利用及防止.。
高中物理电磁感应(教案)
高中物理电磁感应(教案)第一章:电磁感应概述1.1 电磁感应的定义解释电磁感应现象,即导体在磁场中运动或磁场变化时,导体中产生电动势的现象。
强调法拉第电磁感应定律,描述电动势与磁通量的变化率之间的关系。
1.2 感应电动势的产生条件介绍感应电动势产生的两个必要条件:导体必须在磁场中运动或磁场变化,导体必须是闭合回路。
通过示例说明这两个条件的重要性。
第二章:楞次定律2.1 楞次定律的定义解释楞次定律,即感应电动势的方向总是使得其产生的电流的磁效应抵消原磁场的变化。
强调楞次定律的内容,包括感应电动势的方向和大小。
2.2 楞次定律的应用介绍楞次定律在实际问题中的应用,如电磁阻尼、电流表的工作原理等。
通过示例问题说明楞次定律的运用方法。
第三章:法拉第电磁感应定律3.1 法拉第电磁感应定律的定义解释法拉第电磁感应定律,即感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,与导体的长度、磁场强度和导体与磁场的相对运动速度无关。
强调法拉第电磁感应定律的数学表达式和物理意义。
3.2 法拉第电磁感应定律的应用介绍法拉第电磁感应定律在实际问题中的应用,如发电机、变压器等。
通过示例问题说明法拉第电磁感应定律的运用方法。
第四章:电磁感应的实验研究4.1 实验一:电磁感应现象的观察设计实验步骤,让学生观察导体在磁场中运动时产生的电动势。
引导学生通过实验结果验证电磁感应现象。
4.2 实验二:楞次定律的验证设计实验步骤,让学生验证楞次定律,即感应电动势的方向总是使得其产生的电流的磁效应抵消原磁场的变化。
引导学生通过实验结果验证楞次定律。
第五章:电磁感应的应用5.1 发电机的工作原理解释发电机的工作原理,即通过电磁感应现象将机械能转化为电能。
强调发电机的重要性和应用领域。
5.2 变压器的工作原理解释变压器的工作原理,即通过电磁感应现象改变交流电的电压和电流。
强调变压器的重要性和应用领域。
第六章:自感与互感6.1 自感的概念介绍自感现象,即电流变化时在同一电路中产生电动势的现象。
高中物理第四章电磁感应4.3楞次定律教案新人教版选修3_2
转方向的关系. 明确:对电流表而言,电流从哪个接线柱流入,指针向哪边 偏转. (2)闭合电路的一部分导体做切割磁感线的情况. a.磁场方向不变,两次改变导体运动方向,如导体向右和 向左运动. b.导体切割磁感线的运动方向不变,改变磁场方向. 根据电流表指针偏转情况,分别确定出闭合电路的一部分导 体在磁场中做切割磁感线运动时,产生的感应电流方向. 感应电流的方向跟导体运动方向和磁场方向都有关系.感应 电流的方向可以用右手定则加以判定. 右手定则:伸开右手,让拇指跟其余四指垂直,并且都跟手 掌在一个平面内,让磁感线垂直从手心进入,拇指指向导体运动 方向,其余四指指的就是感应电流的方向. (3)闭合电路的磁通量发生变化的情况:
4.3 楞次定律
项目 课题 (一)知识与技能 1. 掌握楞次定律的内容, 能运用楞次定律判断感应电流方向。 2.培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的 能力。 3.能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向 4.掌握右手定则,并理解右手定则实际上为楞次定律的一种 具体表现形式。 教学 目标 (二)过程与方法 1.通过实践活动,观察得到的实验现象,再通过分析论证, 归纳总结得出结论。 2.通过应用楞次定律判断感应电流的方向,培养学生应用物 理规律解决实际问题的能力。 (三)情感、态度与价值观 在本节课的学习中,同学们直接参与物理规律的发现过程,体验 了一次自然规律发现过程中的乐趣和美的享受,并在头脑中进一 步强化“实践是检验真理的唯一标准”这一辩证唯物主义观点。 教学重点:1.楞次定律的获得及理解。 教学 重、 难点 向。 教学难点:楞次定律的理解及实际应用。 教学 准备 教学 过程 干电池、灵敏电流表、外标有明确绕向的大线圈、条形磁铁、导 线。 一、基本知识 让学生尽可能的参与 1.实验. 进来, 体验成喜悦功的 (1)选旧干电池用试触的方法查明电流方向与电流表指针偏 2.应用楞次定律判断感应电流的方向。 3. 利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方 内容 楞次定律 修改与创新
高二物理最新教案-楞次定律-人教版[原创] 精品
楞次定律------感应电流的方向课 题:楞次定律------感应电流的方向教学目标:知识目标:1.通过演示实验的观察、分析,总结出楞次定律2.能初步应用楞次定律来判定感应电流的方向3.从能量守恒的角度理解电磁感应现象和楞次定律,进一步认识能的转化和守恒定律的普遍意义能力目标:通过观察实验现象,探索物理规律,培养学生观察、思考、归纳、总结的逻辑思维能力德育目标:通过学习楞次定律明白“实践是检验真理的唯一标准”重 点:1.通过实验总结出楞次定律2.应用楞次定律判定感应电流的方向难 点:1.对演示实验现象进行分析、归纳,并总结出楞次定律2.正确理解楞次定律中“阻碍”的含义3.从能量守恒的角度理解电磁感应现象和楞次定律教学过程:[引入新课][提问]:1.产生感应电流的条件是什么?2.右手定则的内容是什么?[学生]:1.通过闭合电路的磁通量发生变化将产生感应电流。
2.右手定则的内容是:伸开右手让大拇指与其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,让磁感线垂直从手心进入,大拇指指向导体运动的方向,其余四指指的就是感应电流的方向。
[幻灯演示]:如图1所示,金属杆AB 紧贴着固定 的金属轨道向右运动,回路中产生的感应电流方向 如何? [学生]:根据右手定则,杆中的电流方向为B →A , 所以,回路中有逆时针方向的感应电流。
[教师]:上面我们所讲的例子是导体切割磁感线的 的情况,那么如果是导体不动,磁体运动,那么判 断感应电流的方法是否还能用右手定则呢?[幻灯演示]:如图2所示。
当磁铁向下运动时,线圈中是否有感应电流?[学生]:有,因为线圈中的磁通量增大。
[教师]:这时线圈中的感应电流的方向能不能用右手定则判断?[学生]:不能。
[教师]:可见,右手定则并不适用于所有情况,那么有没有判断感应电流方向的普遍适用的方法呢?这节课我们就图1通过实验来探索这种方法。
[新课教学][教师]:这节课我们主要是要研究感应电流的方向,那就必然要用到电流表。
2024-2025学年高中物理第四章电磁感应3楞次定律教案新人教版选修3-2
3.课堂讲解
(1)讲解楞次定律的原理:楞次定律指出,闭合回路中感应电流的方向总是使得它的磁场对原磁场的改变产生阻碍作用。
(2)讲解楞次定律的应用:通过实例分析,让学生了解楞次定律在实际问题中的应用。
(3)讲解楞次定律与法拉第电磁感应定律的联系:强调楞次定律是法拉第电磁感应定律的补充,两者共同构成了电磁感应现象的完整描述。
-教师观察学生在课堂上的参与程度,鼓励学生提问和发表观点,及时给予肯定和指导。
2.小组讨论成果展示:各小组在讨论楞次定律的应用和实验操作过程中,展示了良好的团队协作和问题解决能力。
-教师评价各小组的讨论成果,针对学生的理解和应用情况进行点评,指出优点和需要改进的地方。
3.随堂测试:通过随堂测试,评估学生对楞次定律知识点的掌握情况,检验课堂教学效果。
7.布置作业
(1)课后作业:根据课堂学习,完成教材课后习题。
(2ห้องสมุดไป่ตู้拓展作业:查阅资料,了解楞次定律在实际应用中的例子,下节课分享。
知识点梳理
本节课我们学习了楞次定律,这是电磁感应部分的重要内容。下面我们来梳理一下本节课的知识点:
1.楞次定律的定义
-楞次定律指出,闭合回路中感应电流的方向总是使得它的磁场对原磁场的改变产生阻碍作用。
2.楞次定律的原理
-楞次定律的原理是基于电磁感应中导体的运动状态来判断电动势的方向。
-当磁通量增大时,感应电流的磁场与原磁场方向相反;当磁通量减小时,感应电流的磁场与原磁场方向相同。
3.楞次定律的应用
-判断电磁感应中电动势的方向。
-分析电磁感应现象中的导体运动状态。
4.楞次定律与法拉第电磁感应定律的联系
2024-2025学年高中物理第一章电磁感应4楞次定律教案教科版选修3-2
3.授课时间:2024-2025学年,第二学期,第5周,星期三第2节
4.教学时数:45分钟或1课时
本节课将围绕楞次定律展开,通过引导学生探索电磁感应现象,理解楞次定律的内容及其在电磁感应中的应用。结合教科版选修3-2教材,通过实例分析、实验演示和问题讨论,使学生掌握楞次定律并能够解决实际问题。
-举例讲解:结合实例,如电流通过线圈时磁场的动态变化,详细讲解楞次定律的应用。
-突破重难点:强调楞次定律中“增反减同”的原则,解释左手法则和右手法则的区别与联系。
3.巩固练习(10分钟)
-课堂练习:布置与楞次定律相关的习题,让学生独立完成,巩固所学知识。
-小组讨论:组织学生进行小组讨论,分享解题思路和技巧,互相学习。
2024-2025学年高中物理第一章电磁感应4楞次定律教案教科版选修3-2
科目
授课时间节次
--年—月—日(星期——)第—节
指导教师
授课班级、授课课时
授课题目
(包括教材及章节名称)
2024-2025学年高中物理第一章电磁感应4楞次定律教案教科版选修3-2
课程基本信息
1.课程名称:高中物理第一章电磁感应4楞次定律
2.分析题:
-如果一个闭合线圈在磁场中旋转,使得磁通量均匀减少,判断线圈中感应电流的方向,并说明理由。
-答案:根据楞次定律,当磁通量减少时,感应电流的方向是产生一个新的磁场来抵抗磁通量的减少。因此,感应电流的方向与初始磁场方向相同。
3.应用题:
-解释发电机是如何利用楞次定律来产生电流的。
-答案:发电机通过旋转的磁场和固定的线圈相互作用,磁通量随之变化,根据楞次定律,线圈中产生感应电流。旋转的磁场使得磁通量周期性变化,从而在线圈中产生交流电流。
2024年度高二物理电磁感应教案
互感现象
两个相互靠近的线圈,当一个线 圈中的电流发生变化时,它所产 生的变化的磁场会在另一个线圈 中产生感应电动势,这种现象叫
做互感现象。
自感现象
当一个线圈中的电流发生变化时 ,它所产生的变化的磁场也会在 它本身产生感应电动势,这种现
象叫做自感现象。
互感与自感的应用
变压器、电感器、日光灯镇流器 等都是利用互感或自感现象制成
件。
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能力目标
能够运用电磁感应知识分析实际问 题,如电动机、发电机的工作原理 等;培养实验能力和科学探究精神 。
情感态度与价值观
认识电磁感应在科技发展和日常生 活中的应用,激发学习物理的兴趣 和热情;培养勇于探索、实事求是 的科学态度。
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教材分析与选用
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教材分析
本节课选用高中物理教科书《物理》(选修3-2)作为主要教材,该教材系统介 绍了电磁感应的基本概念和规律,并配备了丰富的例题和练习题。同时,结合实 验教材和多媒体教学资源,帮助学生更好地理解和掌握电磁感应知识。
当导体在磁场中运动时,会在导体中 产生感应电动势,从而产生感应电流 的现象。
感应电流的方向总是试图阻止产生它 的磁通量的变化。
法拉第电磁感应定律
感应电动势的大小与导体在磁场中的 运动速度、磁场的磁感应强度以及导 体与磁场的相对角度有关。
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课程目标与要求
知识目标
掌握电磁感应的基本概念、法拉 第电磁感应定律和楞次定律;理 解电磁感应现象的本质和产生条
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小组合作探究活动安排
分组探究
学生分组进行实验操作, 探究电磁感应现象,并记 录实验数据。
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2024-2025版高中物理第四章电磁感应微型专题1楞次定律的应用教案新人教版选修3-2
学生活动:
-完成作业:学生独立完成作业,运用楞次定律解决实际问题。
-拓展学习:学生查阅老师推荐的资源,进行更深入的学习。
-反思总结:学生反思自己的学习过程,总结学习收获。
教学方法/手段/资源:
-自主学习法:学生自主完成作业,发展自主学习能力。
-反思总结法:学生通过反思总结,提高自我认知和自我提升能力。
-参与课堂活动:学生在小组中积极讨论,尝试应用楞次定律解决问题。
-提问与讨论:学生针对不理解的地方提出问题,与小组成员共同探讨。
教学方法/手段/资源:
-讲授法:通过讲解使学生理解楞次定律的理论基础。
-实践活动法:通过小组讨论等活动,让学生在实践中掌握楞次定律的应用。
-合作学习法:通过小组合作,培养学生的团队合作意识和沟通能力。
4.教学策略:
-启发式教学:通过提问和引导学生思考,激发学生的学习兴趣和探究欲望。
-差异化教学:针对不同学生的学习需求,提供不同难度的学习材料和辅导。
-反馈与评价:及时给予学生反馈,鼓励学生积极参与,提高学习效果。
5.教学过程设计:
-导入:通过引入相关现象,引发学生对楞次定律的好奇心,激发学习兴趣。
板书设计
1.楞次定律的定义与核心内容
-板书标题:“楞次定律”
-板书内容:
①楞次定律定义:“感应电流的方向,总是要使得它的磁场减弱。”
②楞次定律核心内容:“磁通量变化→感应电流产生→磁场反对变化。”
2.楞次定律的应用场景
-板书标题:“楞次定律的应用”
-板书内容:
①楞次定律在电磁感应中的应用:“电动势的方向→感应电流的方向→磁场的影响。”
2.掌握楞次定律的应用:学生能够运用楞次定律解释不同的电磁感应现象,培养从现象到本质的逻辑思维能力。
2024-2025学年高中物理第一章电磁感应4楞次定律教案1教科版选修3-2
(3)楞次定律的数学推导:提供楞次定律的数学推导过程,帮助学生更深入地理解楞次定律的原理。
(4)楞次定律实验演示:提供楞次定律实验的演示视频,让学生更直观地了解实验过程和现象。
2024-2025学年高中物理第一章电磁感应4楞次定律教案1教科版选修3-2
授课内容
授课时数
授课班级
授课人数
授课地点
授课时间
教学内容分析
本节课的主要教学内容是楞次定律。楞次定律是电磁感应现象中的重要规律,它描述了感应电流的方向和大小与磁通量的变化率之间的关系。具体内容包括楞次定律的表述、楞次定律的应用以及楞次定律与法拉第电磁感应定律的联系。
-理解楞次定律的表述和应用,特别是感应电流的方向和大小与磁通量的变化率之间的关系。
-运用楞次定律进行问题分析和计算,可能会遇到数学表达式的理解和运用困难。
-将楞次定律与实际问题相结合,需要学生具备一定的抽象思维和问题解决能力。
针对学生的学习者分析,教师应该根据学生的兴趣和能力,采用多样化的教学方法和策略,如实验、观察、问题解决等,帮助学生理解和掌握楞次定律。同时,教师应该关注学生的困难和学习进展,及时给予指导和帮助,鼓励学生积极参与课堂讨论和实践活动,提高学生的学习效果和兴趣。
例题3:
题目:一个闭合线圈固定在磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,当磁场强度为B、线圈面积为S的磁场以速度v垂直于线圈平面运动时,线圈中的感应电流是多少?
答案:根据法拉第电磁感应定律,感应电流I可以通过磁场强度B、线圈面积S、磁场速度v和线圈电阻R计算得出。感应电流I的大小为I=E/R,其中E为感应电动势。
北京市第四中学高二物理学案:电磁感应定律的应用 精
电磁感应定律的应用授课内容:例题1、下列各种实验现象,解释正确的是( )例题2、水平桌面上放一闭合铝环,在铝环轴线上方有一条形磁铁,当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速靠近铝环时,下列判断正确的是( )A .铝环有收缩的趋势,对桌面的压力增大,B .铝环有扩张的趋势,对桌面的压力增大,C .铝环有收缩的趋势,对桌面的压力减小,D .铝环有扩张的趋势,对桌面的压力减小A .向下拉动磁铁,使它上下振动,由于线圈作用,能使磁铁的振动比没有线圈时更快地停下来B .相同的小磁铁,从木制的甲筒下落比从等长的铜制的乙筒下落更快C .轻轻拔动铜盘,使它转动起来,由于磁铁作用,铜盘能比没有磁铁时更快停下来 D .金属圆环受到和磁铁运动方向相反的驱动力图二 图三 例题3、带正电的小球在水平桌面上的圆轨道内运动,从上方俯视,沿逆时针方向如图。
空间内存在竖直向下的匀强磁场,不计一切摩擦,当磁场均匀增强时,小球的动能将( )A .逐渐增大B .逐渐减小C .不变D .无法判定例题4、物理实验中,常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电量.如图所示,探测线圈与冲击电流计串联后可用来测定磁场的磁感应强度.已知线圈的匝数为n ,面积为S ,线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R .若将线圈放在被测匀强磁场中,开始线圈平面与磁场垂直,现把探测圈翻转180°,冲击电流计测出通过线圈的电量为q ,由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为( )A .S qRB .nS qRC .nSqR 2 D .S qR 2图四 图五例题5、插有铁芯的线圈(电阻不能忽略)直立在水平桌面上,铁芯上套一铝环,线圈与电源、开关相连。
以下说法中正确的是( )A .闭合开关的瞬间铝环跳起,开关闭合后再断开的瞬间铝环又跳起B .闭合开关的瞬间铝环不跳起,开关闭合后再断开的瞬间铝环也不跳起C .闭合开关的瞬间铝环不跳起,开关闭合后再断开的瞬间铝环跳起D .闭合开关的瞬间铝环跳起,开关闭合后再断开的瞬间铝环不跳起例题6、在北半球,地磁场的水平分量由南向北,竖直分量竖直向下。
高三物理最新教案-八、电磁感应定律楞次定律教案 精品
八、电磁感应定律楞次定律教学目标1.知道电磁感应现象,知道产生感应电流的条件.2.会运用楞次定律和左手定则判断感应电流的方向.3.会计算感应电动势的大小(切割法、磁通变化法).教学重点、难点分析1.在学科知识中的地位电磁感应一章主要解决三个基本问题:而楞次定律解决了感应电流的方向判断问题,法拉第电磁感应定律用于计算感应电动势的大小,而感应电流的大小只需运用闭合电路欧姆定律即可确定.因此,楞次定律、法拉第电磁感应定律是电磁感应一章的重点.另外,电磁感应的规律也是自感、交流电、变压器等知识的基础,因而在电磁学中占据了举足轻重的地位.2.在高考中的地位在考试说明中,楞次定律、法拉第电磁感应定律都属B级要求,每年的高考试题中都会出现相应考题,题型也多种多样,在历年高考中,以选择、填空、实验、计算各种题型都出现过.分值占全卷的比例约为5%~8%(其中在1990年、1995年的高考中占到16%、17%的比例),属高考必考内容.同时,由电磁感应与力学、电学知识相结合的题目更是高考中的热点内容,题目内容变化多端,需要学生有扎实的知识基础,又有一定的解题技巧,因此在复习中要重视这方面的训练.3.电磁感应现象及规律在复习中并不难,但是能熟练应用则需要适量的训练.关于楞次定律的推广含义、法拉第电磁感应定律在应用中何时用其计算平均值、何时要考虑瞬时值等问题都需通过训练来达到深刻理解、熟练掌握的要求,因此要根据具体的学情精心选择一些针对性强、有代表性的题目组织学生分析讨论达到提高能力的目的.教学过程设计一、楞次定律及其推广复习引入:在复习楞次定律的过程中,应理解、掌握以下几点:(1)“阻碍”不是阻止.(2)“阻碍”的不是磁感强度B,也不是磁通,而是阻碍穿过闭合回路的磁通变化.(3)由于“阻碍”作用才导致了电磁感应中的能量转化.(4)楞次定律强调的是感应电流的方向,感应电流的磁场阻碍原磁通的变化.我们可将其含义推广为:感应电流对产生的原因(包括外磁场的变化、线圈面积的变化、相对位置的变化、导体中电流的变化等)都有阻碍作用.因此用推广含义考虑问题可以提高运用楞次定律解题的速度和准确性.[例1]如图3-8-1所示,蹄形磁铁的N、S极之间放置一个线圈abcd,磁铁和线圈都可以绕OO′轴转动,若磁铁按图示方向绕OO′轴转动,线圈的运动情况是:[]A.俯视,线圈顺时针转动,转速与磁铁相同B.俯视,线圈逆时针转动,转速与磁铁相同C.线圈与磁铁转动方向相同,但开始时转速小于磁铁的转速,以后会与磁铁转速一致.D.线圈与磁铁转动方向相同,但转速总小于磁铁的转速.师:本题目中由于磁铁转动,就使穿过线圈的磁感线数目发生变化(开始图3-8-1 转时,从零增加),因而会产生感应电流,线圈因通有电流又受磁场的作用力(安培力)而转动.这样分析虽然正确,但较费时间.若应用楞次定律的推广意义来判断就省时多了.大家可以试试.具体地说,就是先要解决两个问题:①引起变化的原因是什么?②由于“阻碍”这个“原因”,线圈表现出来的运动应是怎样的?(学生思考后回答)(设置这样的定向思维的提问,目的不是了解学生怎样解题,而是着重让学生体会楞次定律的推广含义的具体应用方法.学生很容易回答上述提问:引起的变化原因是线圈转动,由于要“阻碍”转动,表现为线圈跟着磁铁同向转动,所以,可以排除选项A)师:进一步推理,线圈由于阻碍铁相对线圈的转动而跟着转起来后,线圈的转速能与磁铁一致吗?(回答:不会一致,若一致就不是阻碍而阻止了)师:楞次定律的核心是“阻碍”,让我们做出线圈转速小于磁铁转速的结论,因此可以排除选项B.同时,线圈依靠磁铁对线圈施以安培力而跟着转起来后,始终两者转速都不会一样的.(为什么,这个推理请自己用反证法论证)其实这就是异步感应电动机的工作原理.答案:D[例2] 如图3-8-2,水平导轨上放着一根金属导体,外磁场竖直穿过导轨框.当磁感强度B减小时,金属棒将怎样运动?师:请大家不光会用楞次定律去分析,更要学会用楞次定律的推广含义去判断.本题中产生感应电流的原因是外磁场B的减少,使穿过回路的减少.为阻碍减少,应表现出回路面积增大,所以可动的金属棒ab应向外运动.指点:本题的分析也可以用逆向思维方法推知感应电流的方向.由于阻碍磁通↓,导体棒向右运动,作用在导体棒上的安培力方向一定向右,用左手定则可知导体棒中的感应电流方向一定是从b→a.[例3] 如图3-8-3所示,一闭合的铜环从静止开始由高处下落通过条形磁铁后继续下降,空气阻力不计,则在铜环的运动过程中,下列说法正确的是:A.铜环在磁铁的上方时,环的加速度小于g,在下方时大于gB.铜环在磁铁的上方时,加速度小于g,在下方时也小于gC.铜环在磁铁的上方时,加速度小于g,在下方时等于gD.铜环在磁铁的上方时,加速度大于g,在下方时小于g师:正确答案是B.本题中引起铜环内产生感应电流的原因是铜环在磁铁的磁场中相对磁铁发生运动,使铜环内先增加后减少,铜环内产生感应电流,磁场对通有感应电流的铜环又施以磁场力.要判断磁场力的方向,还依赖于对磁铁周围的磁场空间分布的了解.但是用“阻碍引起感应电流的原因”来判断就简捷的多.由于铜环下落而产生感应电流,使铜环受到磁场力,而磁场力一定对铜环的下[例4] 如图3-8-4所示,当磁铁竖直向下穿向水平面上的回路中央时(未达到导轨所在平面),架在导轨上的导体棒P、Q将会怎样运动?(设导轨M、N光滑)P、Q对导轨M、N的压力等于P、Q受的重力吗?师:除了直接用楞次定律判断外,请用阻碍相对运动来分析.(经过上面几题的指导,学生肯定会判断.)生:由于磁铁靠近回路使回路中↑,则为使阻碍增加,P、Q一定向回路内侧运动,即回路面积会缩小.另一方面,欲使回路阻碍磁铁向下靠近,回路应向下后退,但因“无路可退”而使回路与支承面,P、Q与导轨之间都压得更紧!因此P、Q对导轨施加的压力大于P、Q受的重力.[例5]如图3-8-5所示,MN是一根固定的通电长直导线,电流方向向上.今将一金属线框abcd放在导线上,让线框的位置偏向导线的左边,两者彼此绝缘,当导线中的电流I突然增大时,线框整体受力情况为:[]A.受力向右B.受力向左C.受力向上D.受力为零分析:首先判断由于电流I增大使穿过回路abcd的磁通量增大还是减小.由于线框位置偏向导线左边,使跨在导线左边的线圈面积大于右边面积,线圈左边部分内磁感线穿出,右边部分内磁感线穿入,整个线框中的合磁通是穿出的,并且随电流增大而增大.再用“阻碍磁通变化”来考虑线框受磁场力而将要发生运动的方向.显然线框只有向右发生运动,才与阻碍合磁通增加相符合,因此线框受的合磁场力应向右.正确选项为A.说明;以上5个例题都可以按楞次定律的应用步骤去分析.而我们特意采用了楞次定律含义的推广:“阻碍使变化的原因”去判断,意图是让大家缩简思维活动程序,提高做题速度,加深对楞次定律中“阻碍”含义的理解.但同时需注意的是,绝不能用简化方法代替基本方法,基本方法能使我们对电磁感应的发生过程了解得更细致,而简化方法只能快速地看到电磁感应的结果,在答题时显示出简捷性和灵活性.楞次定律中的“阻碍”作用也导致了电磁感应过程中能量的转化,因而电磁感应过程就是能量转化的过程.因此,运用楞次定律也可判断能量的转化.[例6]如图3-8-6所示,在O点正下方有一个具有理想边界的磁场,将铜环从A点由静止释放,向右摆至最高点B,不计空气阻力,则以下说法正确的是A.A、B两点等高B.A点高于B点C.A点低于B点D.铜环将做等幅摆动师:铜环进入磁场又离开磁场的两个过程,铜环中的磁通都是变化的,故产生感应电流.现进一步分析,铜环在摆动中机械能守恒吗?(学生回答.)师;此题的思维过程为:由于铜环进入、离开磁场的过程中都有磁通的变比,一定会产生感应电流,一定会使铜环受到安培力作用,而安培力一定阻碍铜环相对磁场的进、出运动.正因铜环需克服安培力做功→使铜环的机械能转化为电能→铜环做减幅振动.因而正确答案为B.同学们还可思考:若将铜环改为铜片或球,答案不同吗?(答案一样)只要将铜片或铜球看成是许多并联在一起的铜环即可,它们都会产生感应电流(涡流),使自身发热,机械能损失.这种由于电磁感应而使振动的机械能减小的因素叫电磁阻尼.在磁电式仪表中,为防止仪表通电后指针偏转到某处后来回振动,就利用了这种电磁阻尼原理.反之,若不希望振动的机械能由于电磁阻尼而损失,则需采取使钢环不闭合(留有小缺口),将铜片上开许多缺口以使之不产生感应电流,或产生的感应电流很小的措施.最后还需指出的是楞次定律与右手定则的关系.两者是一般规律与特殊规律的关系.各种产生感应电流的情况下都可用楞次定律判断其方向,而用右手定则只用于判断闭合电路中一部分导体做切割磁感线运动时产生的感应电流方向.二、法拉第电磁感应定律引入:“由于磁通量的变化,使闭合回路中产生感应电流”,这只是表现出来的电磁感应现象,而其实质是由于磁通量的变化,使闭合回路中产生了电动势——感应电动势.感应电动势比感应电流更能反映电磁感应的本质.而法拉第电磁感应定律就解决了感应电动势大小的决定因素和计算方法.法拉第电磁感应定律:在电磁感应现象中产生的感应电动势大小,圈匝数,做为特例,当回路中的一部分导体做切割磁感线运动时,运用法拉第电磁感应定律可推出感应电动势为=Blv⊥,v⊥为有效切割速度.用磁通变化计算感应电动势常见有三种情况:导体“切割”计算感应电动势时要区分两种切割时的算法:(见图3-8-7)的算术平均值.[例1]用均匀导线做成的正方形线框每边长为0.2m,正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中,如图3-8-8所示,当磁场以每秒10T的变化率增强时,线框中点a、b两点电势差Uab是多少?设问:本题显然是属于磁场变化、线圈面积不变而产生感应电动势的问题.但所求的Uab 等于a、b两点间的感应电动势吗?此回路的等效电路应为怎样的?哪一部分相当于电源,哪一部分相当于外电路?(学生经过以上几个问题的分析,都会画出等效电路图并求解Uab.)等效电路如图3-8-9所示.方形线框的左半部分内磁通变化,产生感应电动势,故左半部分相当于电源,右半部分相当于外电路,且内外电阻相等(图中用r表示).再提问:本题的计算中,S应取回路面积还是回路中的磁场面积?(让学生讨论后回答.这是本题的一个知识陷阱)启发:计算磁场的磁通量,应该用什么面积(S)?——回答是用磁场的面积.因而本题中计算磁通变化△=△(BS)=S△B当然同用楞次定律判断知感应电流是从左半边线框的b点流出,a点流入,b点相当于电源的正极,故Ub>Ua,所以Uab=-U=-0.1V说明:在电磁感应与电路计算的习题中,只要把电源部分和外电路区分开,找出等效电路,然后利用法拉第电磁感应定律求电动势.利用闭合电路欧姆定律和串联关系进行求解是解决这类问题应采用的一般方法.[例2] 如图3-8-10所示,导线全都是裸导线,半径为r的圆内有垂直圆平面的匀强磁场,磁感强度为B.一根长度大于2r的导线MN以速率v在圆环上无摩擦地自左端匀速滑动到右端,电路中的定值电阻为R,其余电阻不计.求:MN从圆环的左端滑到右端的全过程中电阻R上的电流强度的平均值及通过R的电量q.设问:此题属磁通变化类型还是切割类型?(学生会一看就说是切割类型的.)再问:你能用=Blv计算出感应电动势吗?(让学生经讨论后达到共识:因有效切割长度在不断变化,且为非线性变化,故难以用上式计算出平均感应电动势.)师:本题难以用特例公式=Blv计算,可从一般情况看,MN向右运动,使回路中的磁通不断减少,可以用法拉第电磁感应定律求平均电追问:本题中何时感应电流最大?感应电流最大值为多少?学生:当MN运动到圆环中央时,有效切割长度最长,等于圆环直径2r,这时感应电动势最大,回路中感应电流最大.最大值为反思:想一想,感应电流的平均值I为什么不等于最大电流Imax与最小电流Imin=0的算术平均值?(因I是非线性变化的.)说明:在电磁感应现象中流过电路的电量此式具有一般意义.用此式计算电量q时,电流强度应该用平均值,而非有效值,更不能用最大值.这是因为此式是根据电流强度的定义式再加一问:为使MN能保持匀速运动,需外加的拉力是恒力还是变力?生:使MN保持匀速运动,应满足合力为零的平衡条件,而MN运动中产生感应电流,磁场会对MN施加安培力阻碍MN的运动,因此外力应与安培力二力平衡.又因为MN中的感应电流I是变化的,所以安培力F=BIl也是变化的,需要外力也随之变化.师:若要求计算外力的最大功率,你又应该怎样思考?生:首先确定何时外力的功率最大.由前面的分析,当MN运动到圆环中央位置时电流最大,则此时安培力也最大,所需外力最大,由P=Fv知,外力的功率最大.由此可以计算最大功率为问:还有其它算法吗?(提示:若从能量转化角度考虑可以怎样计算?)生:外力做多少功,就产生多少电能,电路就产生多少焦耳热.因此还可以根据P外力=P电计算:[例3] 如图3-8-11所示,竖直向上的匀强磁场的磁感应强度不计电阻,不计摩擦阻力,宽度l=0.5m,在导轨上浮放着一金属棒MN,电阻R0=0.1Ω,并用水平细线通过定滑轮悬吊着质量M=2kg的重物.导轨上的定值电阻R=0.4Ω,与P、Q端点相连组成回路.又知PN长d=0.8m,求:从磁感强度为B.开始计时,经过多少时间金属棒MN恰能将重物拉起?(题目条件较多,要给学生审题时间.)师:本题属于磁通变化型.首先请一位学生简述一下物理情景.物理情景是:由于磁通变化使回路中产生感应电流,方向由M→N,根据左手定则判断,MN棒将受方向向左的安培力作用,当F安≥mg时,重物被拉起.师:物体刚刚被拉离地面时的临界条件一定为F安-mg=0时,即F安=mg.那么在此之前,MN棒未动,则回路面积S不变,仅仅是磁场B变化.由题意推知,在此过程中,安培力一定是逐渐增大的.那么,究竟是什么原因导致安培力F安增大呢?显然只能是因B不断增大而使F安变大的.师:根据以上推理和题意,磁感强度随时间t变化的函数表达式应写为何种形式?生:根据题意,B是均匀变化的,应为线性函数,又由以上推理知师:对.以下就可根据重物被拉起的临界条件确定该时刻的磁感强度Bt,再由上式确定物体被拉起的时刻t.请同学们自己计算一下.(并让一同学到黑板上写出过程)物体刚被拉起时:F安=mg再代入B=B0+0.1t得t=495s说明:①本题中经过分析判断写出B的函数式,是运用了数学知识表达物理规律的体现,这种能力也是高考说明中要求的.②本题分析的是金属棒MN尚未运动之前的情况,回路中只有外磁场的磁感增强引起的磁通变化,而无“切割”,即只有“感生”而无“动生”.当MN棒与重物一起运动以后,由于回路面积减小,同时B↑,回路中磁通变化规律就不好定性分析了.[例4] 如图3-8-12所示,匀强磁场中固定的金属框架ABC,导体棒DE在框架上沿图示方向匀速平移,框架和导体棒材料相同、同样粗细,接触良好.则[]A.电路中感应电流保持一定B.电路中磁通量的变化率一定C.电路中感应电动势一定D.棒受到的外力一定分析:本题属于切割型.DE棒相当于电源,电路中的有效切割长度L不断增大,由= Blv知,感应电动势随之增大,而非定值.所以选项C错.又因为本题的回路中磁通变化就是DE棒做“切割”运动而引起的,所以选项B错.设问:电路中的感应电流由什么因素确定?师:对.但是随着DE棒运动,回路中=Blv随L增大,回路的总电阻R总也随回路总边长增加而增大,你下一步怎样做才能分析感应电流变还是不变?学生:计算师:请自己计算一下感应电流的瞬时值,以便能确定它是否随时间变化.(学生活动:在座位上运算.)师:请一位同学说一下是怎样算的.学生:先计算DE棒在任意时刻t在电路中的有效切割长度l=2·vt·tanθ,θ为顶角B的一半.再代入=Blv求出感应电动势:=B·2vt·tanθ,而电路的总电阻与电路总周长成正比.设该电路材料单位长度的电阻为R0,则此时电路总电阻为R=R0(2vt·tanθ+从上面推导的结果看出,I与时间t无关.上式中各量均为定值,因而I也为定值,A 项对师:分析正确.其实还可以用更简捷的思维方式,即分析的增量恒量,反之则为变量.按此思路考虑,当DE运动一段位移后,电路中有效切割长度增加了△l,而电动势增量△∝△l;另一方面,回路增加的长度2ab+△l也与△l成正比(见图3-8-13),即回路中切割长度每增加△l时,回路总长度都增加相同的2ab+△l,而回路电阻增量与回路确.显然,这种推理方式无需计算,能省时间.这是一种半定量式的分析.由于本题是选择题,要求我们尽快做出判断,因而无需经仔细计算后再得结论,只要找到比例关系即可.一般来说,高考中的选择题不考那种需经复杂计算才能做出判断的题,即无需“小题大做”,充其量有半定量分析和简单的计算.最后,关于棒受的外力应该根据什么关系确定?生:根据DE棒匀速运动,应满足受力平衡关系,即外力与棒受到的安培力相等.而安培力F=BIl随L变化,故外力也随之变化.师:对.根据公式F=BIl计算安培力时,为什么不是将DE棒的总长度代入公式分析而是只考虑回路中的那一部分长度?生:因DE棒上只有接入回路的那部分才有电流通过,而磁场是对通电导体施以安培力的.师:安全正确.本题的D选项是错的.如果概念不清楚,会在D选项的判断上出现失误的.我们平时的练习中,一定要重视基本知识,基本规律、基本方法,而不要只会背公式、套公式,那样就学不好物理.同步练习一、选择题1.如图3-8-14所示,线框ABCD和abcd可分别绕竖直轴转动,当线框abcd绕轴逆时针转动(俯视,下同),则(开始时两线圈同平面)[]A.绕框ABCD有感应电流,方向ABCDA,线框顺时针转动B.感应电流方向为ABCDA,线框逆时针转动C.感应电流方向为ADCBA,线框顺时针转动D.感应电流方向为ADCBA,线框逆时针转动2.弹簧上端固定,下端挂一只条形磁铁,使磁铁上下做简谐振动.若在振动过程中把线圈靠近磁铁,如图3-8-15所示,观察磁铁的振幅,将会发现:[]A.S闭合时振幅逐渐减小,S断开时振幅不变B.S闭合时振幅逐渐增大,S断开时振幅不变C.S闭合或断开时,振幅的变化相同D.S闭合或断开时,振幅不会改变3.如图3-8-16所示为两组同心闭合线圈的俯视图,若内线圈通有图示的I1,方向的电流,则当I1增大时,外线圈中的感应电流I2的方向及I2受到安培力F的方向分别是:[]A.I2顺时针方向,F沿半径指向圆心B.I2顺时针方向,F沿半径背离圆心向外C.I2逆时针方向,F沿半径指向圆心D.I2逆时针方向,F沿半径背离圆心向外4.如图3-8-17所示,通有稳恒电流的螺线管竖直放置,闭合铜环R沿螺线管的轴线加速下落,在下落过程中,环面始终保持水平.铜环先后经过轴线1、2、3位置时的加速度分别为a1、a2、a3.位置2处于螺线管的中心,位置1、3与位置2等距离.则[] A.a1<a2=g B.a3<a1<gC.a1=a3<a2D.a3<a1<a25.如图3-8-18所示,粗细均匀的电阻为r的金属圆环,放在图示属棒ab放在圆环上,以速度v0向左运动,当ab棒运动到图示虚线位置时,金属棒两棒电势差为[]6.如图3-8-19所示,竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒ab以水平的初速v0抛出,设在整个过程中棒的取向不变且不计空气阻力,则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是:[]A.越来越大B.越来越小C.保持不变D.无法判断二、非选择题7.A、B两闭合线圈为同样导线绕成且均为10匝,半径为rA=2rB,内有如图3-8-20所示的有理想边界的匀强磁场,若磁场均匀地减小,则A、B环中感应电动势之比为A∶B=______,产生的感应电流之比为IA∶IB=______.8.如图3-8-21所示,面积为0.2m2的100匝线圈A处在磁场中,磁场方向垂直于线圈平面.磁感强度随时间变化的规律是B=(6-0.2t)T,已知R1=4Ω,R2=6Ω,电容C=3OμF.线圈A的电阻不计.求:(1)闭合S后,通过R2的电流强度大小和方向.(2)闭合S一段时间后再断开S,S断开后通过R2的电量是多少?参考答案1.B2.A3.D 4.ABD5.D 6.C7.1∶1,1∶28.①0.4A,a→b,②7.2×10-5C.。
最新版-高二物理教案:电磁感应现象(优秀7篇)
高二物理教案:电磁感应现象(优秀7篇)电磁感应篇一1、[感应电动势的大小计算公式]1、e=nδφ/δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,e:感应电动势(v),n:感应线圈匝数,δφ/δt:磁通量的变化率}2、e=blv垂(切割磁感线运动) {l:有效长度(m)}3、em=nbsω(交流发电机最大的感应电动势){em:感应电动势峰值}4、e=bl2ω/2(导体一端固定以ω旋转切割){ω:角速度(rad/s),v:速度(m/s)}2、磁通量φ=bs {φ:磁通量(wb),b:匀强磁场的磁感应强度(t),s:正对面积(m2)}3、感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向:由负极流向正极}4、自感电动势e自=nδφ/δt=lδi/δt{l:自感系数(h)(线圈l有铁芯比无铁芯时要大),δi:变化电流,δt:所用时间,δi/δt:自感电流变化率(变化的快慢)}注:(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定,楞次定律应用要点(2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化;(3)单位换算:1h=103mh=106μh。
(4)其它相关内容:自感〔见第二册p178〕/日光灯。
物理电磁感应教案篇二【教学目标】1、知识与技能:(1)、知道感应电动势,及决定感应电动势大小的因素。
(2)、知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量,并能区别Φ、ΔΦ、。
(3)、理解法拉第电磁感应定律的内容、数学表达式。
(4)、知道E=BLvsinθ如何推得。
(5)、会用解决问题。
2、过程与方法(1)、通过学生实验,培养学生的动手能力和探究能力。
(2)、通过推导闭合电路,部分导线切割磁感线时的感应电动势公式E=BLv,掌握运用理论知识探究问题的方法。
3、情感态度与价值观(1)、从不同物理现象中抽象出个性与共性问题,培养学生对不同事物进行分析,找出共性与个性的辩证唯物主义思想。
(2)、通过比较感应电流、感应电动势的特点,引导学生忽略次要矛盾、把握主要矛盾。
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北京四中电磁感应现象、楞次定律学习目标:1.知道什么是电磁感应现象,掌握产生感应电流的条件2.知道在电磁感应现象中能量守恒定律依然适用3.掌握楞次定律的几种表述,能熟练应用楞次定律来判断感应电流的方向学习内容:一.感应电流的产生条件1.电磁感应:利用磁场产生电流的现象叫电磁感应;产生的电流叫感应电流。
2.产生条件:不管是闭合回路的一部分导体做切割磁感线的运动,还是闭合回路中的磁场发生变化,穿过闭合回路的磁感线条数都发生变化,回路中就有感应电流产生—闭合回路中的磁通量发生变化磁通量Φ增加,感应电流的磁场方向与原磁场相反磁通量Φ减少,感应电流的磁场方向与原磁场相同二.判断感应电流方向的原则1.右手定则:当导体在磁场中切割磁感线的运动时,其产生的感应电流的方向可用右手定则判定。
伸出右手,磁感线垂直穿过掌心,大拇指指向为导体的运动方向,四指指向为感应电流的方向2.楞次定律:感应电流的方向总阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化例:如图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中向左运动(未出磁场),问有无感应电流?分析:(1)∵磁通量不变,所以无感应电流(2)ab、cd同时切割磁感线,由右手定则,电流方向分别由a→b、由d→c,切割效果抵消,无感应电流。
注意:用两种正确的观点分析同一事物,结论应该是一致的,除非分析过程有错。
严格地讲,对于任一个电磁感应现象,这两个原则都适用,且能判断出一致的结果。
但却不一定都很方便,例如:右手定则对直导线在磁场中运动这一过程就比较方便。
大家在应用时对这两种方法都要达到熟练,且从中摸索简单适用的方法。
3.步骤(1)先判断原磁场的方向(2)判断闭合回路的磁通量的变化情况(3)判断感应磁场的方向(4)由感应磁场方向判断感应电流的方向三.楞次定律的理解和应用楞次定律的主要内容是研究引起感应电流的磁场即原磁场和感应电流的磁场二者之间的关系1.当闭合电路所围面积的磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当闭合电路的磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同例1.两平行长直导线都通以相同电流,线圈abcd与导线共面,当它从左到右在两导线之间移动时,其感应电流的方向是?分析:线圈所在空间内的磁场分布如图,当线圈从左往右运动时,穿过它的磁通量先减小,原磁场方向为垂直纸面向里,所以感应磁场方向为垂直纸面向里,由右手定则可知,感应电流方向为顺时针方向;后来磁通量又逐渐增大,原磁场方向为垂直纸面向外,所以感应磁场方向为垂直纸面向里,由右手定则可知,感应电流方向为顺时针方向。
综上,线圈中感应电流的方向始终为顺时针方向2、感应电流的方向总阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化注意:阻碍、变化(1)阻碍的是原磁场的变化,而不是原磁场(2)原磁场增强,则“我”不让你增强;“我”要削弱你,所以“我”的磁场与你相反(3)原磁场减弱,则“我”不让你减弱;“我”要增强你,所以“我”的磁场与你相同例2、如图所示,闭合圆线圈处于匀强磁场B中,当磁场的磁感应强度突然由B增至2B时,问线圈中感应电流的方向。
解:根据楞次定律,当B突然增至2B时,穿过圆线圈的磁通量增加,所以感应电流的磁场方向应该与原磁场方向相反,因此,感应电流的磁场方向是垂直纸面向外的,根据右手螺旋定则,感应电流的方向是逆时针的。
分析:由于磁场增强,∴磁通量增大,“我”不让你增大,那么“我”产生的磁场方向就与你相反,相当于抵销你增加的部分,但不能完全把增加的部分抵销掉。
如此题中,由于磁场增强,增加了三条磁感线,那么感应电流的磁场要抵销这个增加,能抵销三条吗?不能。
只能是“礼轻情义重”3.当原磁场和闭合回路之间发生相对运动时,感应电流的磁场总要阻碍它们之间的相对运动。
例3.如图所示,一个闭合的轻质圆环,穿在一根光滑的水平绝缘杆上,当条形磁铁的N极自右向左向圆环中插去时,圆环将如何运动?解:(方法1)根据楞次定律的最原始表述,原磁场穿过圆环的磁力线方向是向左的,磁铁向左运动,穿过圆环的磁通量增加,所以感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,即圆环中心轴线的感应电流的磁场是向右的,根据右手螺旋定则,感应电流的方向在圆环前半圈是向下的。
再根据左手定则判断带电圆环在磁场中受到的安培力方向应该是向左的,所以圆环向左运动。
(方法2)根据相对运动中的楞次定律,原磁场与圆环之间有相对运动时,感应电流的磁场要阻碍这种相对运动。
所以当原磁场相对圆环向左运动时,为削弱这种影响,圆环也必须向左运动。
可见,抓住楞次定律的本质,加以灵活运用,会大大简化问题的分析过程。
另外,对这道题,还要注意一个问题:就是圆环向左运动的速度一定比磁铁的运动速度小,这就是只能“阻碍”,而不能“阻止”,也就是“有其心而力不足”。
例4.如图所示,闭合线框ABCD和abcd可分别绕轴线OO’转动。
当abcd绕OO'轴逆时针转动时(俯视图),问ABCD如何转动?解:由图可见,原磁场是具有电源的线框abcd,原磁场相对闭合回路ABCD逆时针转动,穿过ABCD的磁通量要发生变化,因此ABCD中有感应电流产生。
根据相对运动中的楞次定律,感应电流的磁场应阻碍这种相对运动,所以,ABCD应随着逆时针转动,以削弱原磁场逆时针转动带来的影响。
但ABCD转动的角速度应小于原磁场abcd转动的角速度。
这道题也可以用常规方法解决,即先判断感应电流的方向,再研究ABCD各个边在磁场中的受力情况,得出的结论和上述方法必然是一致的,但判断过程要繁杂得多。
4.楞次定律并不是一个孤立的定律,它实际上是自然界中最普遍的能量守恒定律在电磁感应现象中的体现。
例5.如图所示,匀强磁场B中,放置一水平光滑金属框架abcd,有一根金属棒ef与导轨接触良好,在外力F的作用下匀速向右运动,分析此过程中能量转化的情况。
解:(1)根据楞次定律,ef向右运动,穿过闭合回路的磁通量增加,所以感应电流的磁场方向应垂直纸面向外,再根据右手螺旋定则,ef棒上感应电流的方向应由f→e。
(2)再利用左手定则判断ef在磁场中受到的安培力的方向应该是与外力F相反,即是水平向左的。
正是因为安培力与外力方向相反,金属棒才有可能做匀速运动。
其实,(1)和(2)两条的分析可合并为一条,即,直接使用相对运动中的楞次定律,金属棒相对原磁场向右运动,为阻碍这种运动带来的影响,金属棒必将受到一个向左的力,这就是原磁场对感应电流作用的安培力。
(3)在ef棒的运动过程中,动能保持不变,根据动能定理,ΣW=ΔE K=0,外力做正功,消耗外界能量,完全用来克服安培力做功,转化成闭合回路中的电能,之后再通过感应电流做功,转化成内能。
即,外界消耗了多少能量,电路中就有多少内能产生。
完全符合能量守恒定律。
(4)如果楞次定律不成立,那么ef棒中的感应电流的方向就由e→f,受到的安培力的方向就是向右的,在这种情况下,即使没有外力F,ef棒也能在安培力的作用下向右加速运动,可见,根本不需消耗任何外界能量,ef的动能和内能就越来越多,这显然是违背能量守恒定律的。
因此,楞次定律从本质上体现了能量守恒。
例6、如图所示,让磁铁匀速插入线圈,试分析其中的能量转化情况。
分析:(1)根据楞次定律,线圈中的感应电流所激发的磁场向左,相当于一个N极向左的条形磁铁(2)同性相斥,异性相吸,条形磁铁必受一向左的斥力(3)∵磁铁匀速插入,∴ΣW=0。
即必须有外力克服此斥力做功(外力:包括重力或其他力)(4)又因为感应电流通过线圈要产生焦耳热,也是外力做功转化而来的,所以符合能量守恒定律(5)如果楞次定律不成立,则感应电流的磁场N极向右,会和线圈相吸引,那么不需要外力做功,条形磁铁也会加速向线圈运动同时感应电流又在线圈中产生焦耳热。
即:没有任何外力做功的情况下,磁铁的动能越来越大,产生的热量越来越多,这显然是不可能的。
反馈练习:1、如图所示,在条形磁铁外面套着一圆环,当圆环由磁铁N极向下平移到磁铁S极的过程中,穿过圆环的磁通量变化的情况是:( )A.逐渐增加B.逐渐减少C.先逐渐增加,后逐渐减少D.先逐渐减少,后逐渐增大2、关于感应电流的方向,以下说法中正确的是:( )A.感应电流的方向总是与原电流的方向相反B.感应电流的方向总是与原电流的方向相同C.感应电流的磁场总是阻碍闭合电路内原磁场的磁通量的变化D.感应电流的磁场总是与原线圈内的磁场方向相反3.如图所示,长直导线MN的右侧有一矩形线框,它们在同一平面内,欲使矩形线框产生感应电流,可采取的方法是:( )A、线框向上平动B.线框向下平动C.线框以MN为轴转动D、逐渐增加或减少MN中的电流强度4.如图所示,在条形磁铁S极附近,有一水平放置的闭合线圈abcd,现将它由位置I经位置II平移至位置III,则线圈中感应电流的方向:( )A、始终沿abcd方向B.始终沿adcb方向C.先沿abcd方向,后沿adcb方向D.先沿adcb方向,后沿abcd方向5.如图所示,条形磁铁沿竖直方向放置,在垂直于磁铁的水平面内套一金属圆环,将圆环面积拉大,则:( )A.环内磁通量变大,金属环内的感应电流沿俯视顺时针方向B.环内磁通量变小,金属环内的感应电流沿俯视顺时针方向C.环内磁通量变大,金属环内的感应电流沿俯视逆时针方向D.环内磁通量变小,金属环内的感应电流沿俯视逆时针方向6.如图所示,两个金属圆环在最低点处切断并分别焊在一起。
整个装置处在垂直纸面向里的匀强磁场中,当磁场均匀增加时:( )A.内环有逆时针方向的感应电流B.内环有顺时针方向的感应电流C.外环有逆时针方向的感应电流D.内、外环都没有感应电流7.如图所示,长直导线所在平面内有一矩形线圈,则:( )A.导线中通以向上逐渐减弱的电流时线框内感应电流如图并向左运动B.导线中通以向下逐渐减弱的电流时线框内感应电流如图并向右运动C.导线中通以向上逐渐增强的电流时线框内感应电流如图并向左运动D.导线中通以向下逐渐减弱的电流时线框内感应电流与图反向并向右运动8.如图所示。
光滑水平面上放一金属圆环,圆环旁固定一竖直导线,二者处于同一平面内,则:( )A、先将圆环固定,通以如图所示的电流后放开,它将向右运动B.先将圆环固定,通以如图所示的电流后放开,它将向左运动C.突然在导线内通以向上的电流,则圆环内感应电流如图所示,并向左运动D.突然在导线内通以向上的电流,则圆环内感应电流与图示方向相反,并向右运动9.如图所示,两个闭合的轻质铝环,穿在一根光滑的绝缘杆上,当条形磁铁的N极自右向左插入圆环中时,两铝环的运动是:( )A、同时向右运动,两环间距逐渐增大B.同时向右运动,两环间距逐渐缩小C.同时向左运动,两环间距逐渐增大D.同时向左运动,两环间距逐渐缩小10.如图所示,在通电螺线管外部左侧和内部靠近右侧处,各吊一个轻质闭合金属环a和b,a、b的环面均与螺线管的轴线垂直。