“电磁感应”的教学中,最难的点有哪些,如何突破

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“电磁感应”的教学中,最难的点有哪些,如何突破?

电磁感应电路的分析与计算以其覆盖知识点多,综合性强,思维含量高,充分体现考生能力和素质等特点,成为历届高考命题的特点,根据平时的教学情况并结合这次培训学习内容,整理如下。

一、学习楞次定律时的难点

难点一:感应电流的方向与原磁场的方向有什么关系,感应电流的方向与磁通量的变化有什么关系,很难找出。

突破方法:首先要认真做好演示实验,引导学生分析,是否可以通过一个中介——感应电流的磁场来描述感应电流与磁通量变化的关系? 而且实验前要让学生明确:感应磁场的方向(感应电流的磁场)、原磁场的方向(磁铁的磁场)、磁通量变化(闭合回路磁通量增多还是减少等问题)。

难点二:楞次定律的表述“阻碍”两字的意思:①阻碍不是阻止。磁通量减少时感应电流的磁场与原磁场方向相同,阻碍原磁场的减弱,但原磁场毕竟还在减弱。在直导线切割磁感线产生感应电流时,感应电流的出现一定阻碍切割磁感线的运动,但不是阻止这种运动,因为这种运动还在进行。②阻碍不一定是反抗,阻碍还可能有补偿的意义。当磁通量减少时感应电流的磁场就补偿原磁场的磁通量的减少。这里关键是要知道阻碍的对象是磁场的变化而不是磁场。③阻碍是能量守恒的必然结果,在电磁感应现象中克服感应电流的阻碍作用做多少功就有多少其它形式的能转化为感应电流的电能。

突破方法:引导学生从以下方面理解楞次定律:①从磁通量变化的角度理解,感应电流总要阻碍磁通量的变化。(增反减同)②从导体所受到安培力角度理解,感应电流对应的安培力总是阻碍磁通量的变化。③从能量守恒定律角度理解,感应电流产生则电能增加,是系统克服安培力做功的结果。

难点三:法拉第电磁定律的得出。

突破方法:

观察与思考:在实验中,将条形磁铁从同一高度插入线圈中同一位置,快插入和慢插入磁通量、感应电流有什么相同和不同?

思路:I=E/(R+r), 总电阻一定时,E 越大,I 越大, 指针偏转越大。从而定性的得出法拉第电磁定律。

二、对法拉第电磁感应定律的理解和应用既是重点也是难点

1. 法拉第电磁感应定律的理解和应用

法拉第电磁感应定律是电磁感应定量计算的基础,要扎扎实实落实此规律,建议做好以下几方面。

(1)磁通量、磁通量变化、磁通量变化率的理解是最基础的,学生不易透彻理解

突破方法:

首先要根据教材内容理解定义

磁通量Φ:穿过某一面积磁力线条数,是标量.

磁通量变化量:⊿Φ=Φ2-Φ1,指磁通量变化的多少,是标量。

磁通量变化:,指磁通量变化的快慢,是标量。

还要结合典型例题进一步理解三个物理量,才能真正理解三个物理量。

例、某一闭合回路的磁通量随时间变化的图像如甲、乙所示。

引导学生讨论:不同时刻闭合回路的磁通量、某一过程磁通量变化、某一过程磁通量变化率。使学生体会到磁通量对应一状态,磁通量变化对应一过程,并明确求磁通量的变化量的方法Φ通量的变。

对比甲、乙对磁通量变化率是过程量还是状态量进行讨论。△Φ比△t 为平均值(过程量);△t 很小,△Φ小△t 表示瞬时值(状态量)。但当磁通量随时间均匀变化时,△Φ示△t 不变。在这里可以用类比的方法。如匀速直线运动的平均速度与瞬时速度相等。对电磁感应中的平均值与瞬时值认识不到位导致错误.实际是对△Φ变△t 理解不够,若金属棒不是做匀速运动,则平均电动势与瞬时电动势往往是不相同的,一定要注意它们的区别。

(2)感应电动势的两个公式E=n △Φ/△t 、E=BLv 学生不会灵活选用

突破方法:

通过典型例题的练习,使学生加深对法拉第电磁感应定律的理解,明确

E=n △Φ/△t、E=BLv 的适用条件。

例1、如图是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图。将铜盘放在磁场中,让磁感线垂直穿过铜盘;图中 a 、 b 导线与铜盘的中轴线处在同一竖直平面内;转动铜盘,就可以使闭合电路获得电流。若图中铜盘半径为L ,匀强磁场的磁感应强度为 B ,回路总电阻为R ,从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为。则下列说法正确的是( C )

A .回路中有大小和方向周期性变化的电流

B .回路中电流大小恒定,且等于_

C .回路中电流方向不变,且从 b 导线流进灯泡,再从 a 导线流向旋转铜盘

D .若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的正弦变化的磁场,不转动铜盘,灯泡中也会有电流流过

解析:把铜盘看作若干条由中心指向边缘的铜棒组合而成,当铜盘转动时,每根金属棒都在切割磁感线,相当于电源,由右手定则知,中心为电源正极,盘边缘为负极,若干个相同的电源并联对外供电,电流方向由 b 经灯泡再从 a 流回铜盘,方向不变, C 对, A 错。回路中感应电动势为_ ,所以电流_ , B 错。当铜盘不动,磁场按正弦规律变化时,铜盘中形成涡流,但没有电流通过灯泡,D 错

例2、一环形线圈放在匀强磁场中,设第1s 内磁感线垂直线圈平面(即垂直

于纸面)向里,如图 3 所示。若磁感应强度 B 随时间t 变化的关系如图 4 所示,那么第3s 内线圈中感应电流的大小与其各处所受安培力的方向是( C )

A .大小恒定,沿顺时针方向与圆相切

B .大小恒定,沿着圆半径指向圆心

C .逐渐增加,沿着圆半径离开圆心

D .逐渐增加,沿逆时针方向与圆相切

例3、如图所示,磁感应强度B=0.2T 的匀强磁场中有一折成30°角的金属导轨aob ,导轨平面垂直于磁场方向。一条直线MN 垂直ob 方向放置在轨道上并接触良好。当MN 以v= 4m /s 从导轨O 点开始向右平动时,若所有导线单位长度的电阻r=0.1 。求①经过时间t 后,闭合回路的感应电动势的瞬时值和平均值? ②闭合回路中的电流大小和方向?

解析:磁场 B 与平动速度v 保持不变,但MN 切割磁感线的有效长度在不断增大,所以电动势是变值,求平均值可用E=n △Φ/△t 计算,也可用E=BLv 计算,L 的变化随时间是线性变化的。

①设运动时间为t 后,在ob上移动x=vt=4t ,MN 的有效长度:L=xtan30=

感应电动势瞬时值 E = BLv = 1.84tV ;

感应电动势的平均值E′=BS/2t=BxL/2t=0.92tV ;

②随t 的增大,回路电阻增大,当时间为t 时,回路总长度L′=4t+

回路总电流I=E/L ′r= 1.69A , 且与时间t 无关,是一恒定值,方向沿逆时针方向。

【注意】有效长度的确定也是一个难点,本题切割的有效长度是时间的函数,所以电动势的平均值、即时值与有效长度的平均值、有效值有关。解这一类有效长度随时间变化的问题,关键是找到有效长度与时间的函数关系。

2.电磁感应中的电路问题

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