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高中物理电磁感应教案

发表时间:2020-11-02

电磁感应定律的应用学案与课件及3份训练试题。

一名爱岗敬业的教师要充分考虑学生的理解性,高中教师要准备好教案,这是高中教师需要精心准备的。教案可以让上课时的教学氛围非常活跃,帮助高中教师能够更轻松的上课教学。那么怎么才能写出优秀的高中教案呢?小编特地为大家精心收集和整理了“电磁感应定律的应用学案与课件及3份训练试题”,供您参考,希望能够帮助到大家。

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原因。
(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原因。
【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?
二、学习新课
(一)、感生电动势和动生电动势
由于引起磁通量的变化的原因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变化而产生的感应电动势,这种电动势称作,另外一种是不动,由于磁场变化引起磁通量的变化而产生的电动势称作。
1、感应电场
19世纪60年代,英国物理学家麦克斯韦在他的电磁场理论中指出,变化的磁场会在周围空间激发一种电场,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,如果空间存在闭合导体,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,或者说导体中产生感应电动势。
感应电场是产生或的原因,感应电场的方向也可以由来判断。感应电流的方向与感应电场的方向。
2、感生电动势
(1)产生:磁场变化时会在空间激发,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)感生电场方向判断: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方向磁场在迅速减弱
B.沿AB方向磁场在迅速增强
C.沿BA方向磁场在迅速减弱
D.沿BA方向磁场在迅速增强

总结:已知感应电场方向求原磁通量的变化情况的基本思路是:

感应电场的方向感应磁场的方向磁通量的变化情况

3、感生电动势的产生
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。
变化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。例如磁场变化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)
(3)动生电动势大小的推导:
2、动生电动势原因分析
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=Bev
F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,电场不断增强,当作用在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如果用另外的导线把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动,形成逆时针方向的电流,如图乙所示,电荷的流动使CD两端积累的电荷不断减少,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,根据电动势的定义,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致。
(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,在某些情况下只有相对意义,如本章开始的实验中,将条形磁铁插入线圈中,如果在相对于磁铁静止的参考系观察,磁铁不动,空间各点的磁场也没有发生变化,而线圈在运动,线圈中的电动势是动生的;但是,如果在相对于线圈静止的参考系内观察,则看到磁铁在运动,引起空间磁场发生变化,因而,线圈中的电动势是感生的,在这种情况下,究竟把电动势看作动生的还是感生的,决定于观察者所在的参考系,然而,并不是在任何情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,变化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交流电流来励磁,使两极间的磁感应强度B往返变化,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的圆规道上加速,这对磁场沿径向分布有一定的要求,设电子轨道出的磁场为B,电子做圆周运动时所受的向心力为洛伦兹力,因此:
eBv=mv2/R
mv=ReB
也就是说,只要电子动量随磁感应强度成正比例增加,就可以维持电子在一定的轨道上运动。
【学习小结】

【学习心得】
让学生知道电磁感应产生的机理,激励学生探求知识的来源和根源。有利于培养学生的学习精神。

相关知识

电磁感应定律的应用课件学案同步练习基础夯实训练


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原因。
(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原因。
【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?

二、学习新课
(一)、感生电动势和动生电动势
由于引起磁通量的变化的原因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变化而产生的感应电动势,这种电动势称作,另外一种是不动,由于磁场变化引起磁通量的变化而产生的电动势称作。
1、感应电场
19世纪60年代,英国物理学家麦克斯韦在他的电磁场理论中指出,变化的磁场会在周围空间激发一种电场,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,如果空间存在闭合导体,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,或者说导体中产生感应电动势。
感应电场是产生或的原因,感应电场的方向也可以由来判断。感应电流的方向与感应电场的方向。
2、感生电动势
(1)产生:磁场变化时会在空间激发,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)感生电场方向判断: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方向磁场在迅速减弱
B.沿AB方向磁场在迅速增强
C.沿BA方向磁场在迅速减弱
D.沿BA方向磁场在迅速增强

总结:已知感应电场方向求原磁通量的变化情况的基本思路是:

感应电场的方向感应磁场的方向磁通量的变化情况

3、感生电动势的产生
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。
变化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。例如磁场变化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)
(3)动生电动势大小的推导:

2、动生电动势原因分析
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=Bev
F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,电场不断增强,当作用在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如果用另外的导线把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动,形成逆时针方向的电流,如图乙所示,电荷的流动使CD两端积累的电荷不断减少,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,根据电动势的定义,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致。
(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,在某些情况下只有相对意义,如本章开始的实验中,将条形磁铁插入线圈中,如果在相对于磁铁静止的参考系观察,磁铁不动,空间各点的磁场也没有发生变化,而线圈在运动,线圈中的电动势是动生的;但是,如果在相对于线圈静止的参考系内观察,则看到磁铁在运动,引起空间磁场发生变化,因而,线圈中的电动势是感生的,在这种情况下,究竟把电动势看作动生的还是感生的,决定于观察者所在的参考系,然而,并不是在任何情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,变化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交流电流来励磁,使两极间的磁感应强度B往返变化,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的圆规道上加速,这对磁场沿径向分布有一定的要求,设电子轨道出的磁场为B,电子做圆周运动时所受的向心力为洛伦兹力,因此:
eBv=mv2/R
mv=ReB
也就是说,只要电子动量随磁感应强度成正比例增加,就可以维持电子在一定的轨道上运动。
【学习小结】

【学习心得】
让学生知道电磁感应产生的机理,激励学生探求知识的来源和根源。有利于培养学生的学习精神。

法拉第电磁感应定律学案和课件与4份测试题


第四节:法拉第电磁感应定律学案
【学习目标】
(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内容、数学表达式。
(4)、知道E=BLvsinθ如何推得。
(5)、会用解决问题。
(6)、经历探究实验,培养动手能力和探究能力。
(7)、通过推导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。
(8)、通过比较感应电流、感应电动势的特点,把握主要矛盾。
【学习重点】法拉第电磁感应定律探究过程。
【学习难点】感应电流与感应电动势的产生条件的区别。
【学习方法】实验分析、归纳法、类比法、练习巩固
【教学用具】
多媒体课件、多媒体电脑、投影仪、检流计、螺线管、磁铁。
【学习过程】
一、温故知新:
1、在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么?

2、恒定电流中学过,电路中存在持续电流的条件是什么?

3、在发生电磁感应的情况下,用什么方法可以判定感应电流的方向?

二、引入新课
1、问题1:既然会判定感应电流的方向,那么,怎样确定感应电流的强弱呢?

2、问题2:如图所示,在螺线管中插入一个条形磁铁,问
①、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中,两电路中是否都有电流?为什么?

②、有感应电流,是谁充当电源?

③、上图中若电路是断开的,有无感应电流电流?有无感应电动势?

3、产生感应电动势的条件是什么?

4、比较产生感应电动势的条件和产生感应电流的条件你有什么发现?

本节课我们就来一起探究感应电动势
三、进行新课
(一)、探究影响感应电动势大小的因素
(1)探究目的:感应电动势大小跟什么因素有关?(猜测)
(2)探究要求:
①、将条形磁铁迅速和缓慢的插入拔出螺线管,记录表针的最大摆幅。
②、迅速和缓慢移动导体棒,记录表针的最大摆幅。
③、迅速和缓慢移动滑动变阻器滑片,迅速和缓慢的插入拔出螺线管,分别记录表针的最大摆幅;
(3)、探究问题:
问题1、在实验中,电流表指针偏转原因是什么?
问题2:电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系?
问题3:在实验中,快速和慢速效果有什么相同和不同?
(4)、探究过程
安排学生实验。(能力培养)

(课件展示)回答以上问题
上面的实验,我们可用磁通量的变化率来解释:
实验中,将条形磁铁快插入(或拔出)比慢插入或(拔出)时,大,I感,E感。
实验结论:电动势的大小与磁通量的变化有关,磁通量的变化越电动势越大,磁通量的变化越电动势越小。
(二)、法拉第电磁感应定律
从上面的实验我们可以发现,越大,E感越大,即感应电动势的大小完全由磁通量的变化率决定。精确的实验表明:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路磁通量的变化率成正比,即E∝。这就是法拉第电磁感应定律。
(师生共同活动,推导法拉第电磁感应定律的表达式)(课件展示)
E=k
在国际单位制中,电动势单位是伏(V),磁通量单位是韦伯(Wb),时间单位是秒(s),可以证明式中比例系数k=1,(同学们可以课下自己证明),则上式可写成
E=
设闭合电路是一个N匝线圈,且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同,这时相当于N个单匝线圈串联而成,因此感应电动势变为
E=
1.内容:电动势的大小与磁通量的变化率成正比
2.公式:ε=N
3.定律的理解:
??⑴磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化量率的区别Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt
??⑵感应电动势的大小与磁通量的变化率成
??⑶感应电动势的方向由来判断
??⑷感应电动势的不同表达式由磁通量的的因素决定:
??当ΔΦ=ΔBScosθ则ε=ΔB/ΔtScosθ
??当ΔΦ=BΔScosθ则ε=BΔS/Δtcosθ
??当ΔΦ=BSΔ(cosθ)则ε=BSΔ(cosθ)/Δt
4、特例——导线切割磁感线时的感应电动势
用课件展示如图所示电路,闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中,磁感应强度为B,ab的长度为L,以速度v匀速切割磁感线,求产生的感应电动势?(课件展示)

这是导线切割磁感线时的感应电动势计算更简捷公式,需要理解
(1)B,L,V两两
(2)导线的长度L应为长度
(3)导线运动方向和磁感线平行时,E=
(4)速度V为平均值(瞬时值),E就为()
问题:当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角θ,感应电动势可用上面的公式计算吗?
用课件展示如图所示电路,闭合电路的一部分导体处于匀强磁场中,导体棒以v斜向切割磁感线,求产生的感应电动势。
解析:可以把速度v分解为两个分量:垂直于磁感线的分量v1=vsinθ和平行于磁感线的分量v2=vcosθ。后者不切割磁感线,不产生感应电动势。前者切割磁感线,产生的感应电动势为
E=BLv1=BLvsinθ
强调:在国际单位制中,上式中B、L、v的单位分别是特斯拉(T)、米(m)、米每秒(m/s),θ指v与B的夹角。
5、公式比较
与功率的两个公式比较得出E=ΔΦ/Δt:求平均电动势
E=BLV:v为瞬时值时求瞬时电动势,v为平均值时求平均电动势
课堂练习:
例题1:下列说法正确的是()
A、线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大
B、线圈中的磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大
C、线圈处在磁场越强的位置,线圈中产生的感应电动势一定越大
D、线圈中磁通量变化得越快,线圈中产生的感应电动势越大
例题2:一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置,在0.5s内穿过它的磁场从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。

例题3、如图所示,在磁感强度为0.1T的匀强磁场中有一个与之垂直的金属框ABCD,框电阻不计,上面接一个长0.1m的可滑动的金属丝ab,已知金属丝质量为0.2g,电阻R=0.2Ω,不计阻力,求金属丝ab匀速下落时的速度。(4m/s)
??问1:将上题的框架竖直倒放,使框平面放成与水平成30°角,不计阻力,B垂直于框平面,求v?
??问2:上题中若ab框间有摩擦阻力,且μ=0.2,求v?
??问3:若不计摩擦,而将B方向改为竖直向上,求v?
??问4:若此时再加摩擦μ=0.2,求v?
??问5:如图所示在问2中的BC中间加ε=0.3v、r=0.8Ω的电池,求v?
??问6:上题中若有摩擦,μ=0.2,求v?
??问7:B改为竖直向上,求v?
??问8:将电池ε反接时的各种情况下,求v?
【学习小结】
1、认真总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么地方。
2、自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。

电磁感应规律的应用


作为杰出的教学工作者,能够保证教课的顺利开展,作为高中教师就要好好准备好一份教案课件。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容,帮助高中教师能够更轻松的上课教学。关于好的高中教案要怎么样去写呢?下面是小编为大家整理的“电磁感应规律的应用”,仅供参考,希望能为您提供参考!

选修3-2第四章第5节《电磁感应规律的应用》
一、教材分析
由感生电场产生的感应电动势—感生电动势,由导体运动而产生的感应电动势—动生电动势。这是按照引起磁通量变化的原因不同来区分的。感生电动势与动生电动势的提出,涉及到电磁感应的本质问题,但教材对此要求不高。教学中要让学生认识到变化的磁场可以产生电场,即使没有电路,感生电场依然存在,这是对电磁感应现象认识上的飞跃。

二、教学目标
1.知识目标:
(1).知道感生电场。
(2).知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。
2.能力目标:
理解感生电动势与动生电动势的概念
3.情感、态度和价值观目标:
(1)。通过同学们之间的讨论、研究增强对两种电动势的认知深度,同时提高学习物理的兴趣。
(2)。通过对相应物理学史的了解,培养热爱科学、尊重知识的良好品德。

三、教学重点难点
重点:感生电动势与动生电动势的概念。
难点:对感生电动势与动生电动势实质的理解。

四、学情分析
学生学习了《楞次定律》、《法拉第电磁感应定律》内容之后,本节重点是使学生理解感生电动势和动生电动势的概念,因此要想方设法引导学生通过课前预习和课堂上的探究性学习来达到这个目的。

五、教学方法
1.分组探究讨论法,讲练结合法
2.学案导学:见后面的学案。
3.新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习

六、课前准备
1.学生的学习准备:结合本节学案来预习本节课本内容。
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。
3.教学环境的设计和布置:以学习小组为单位课前预习讨论两个重要概念及其实质。
七、课时安排:1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。

(二)情景导入、展示目标。
什么是电源?什么是电动势?
电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。
如果电源移送电荷q时非静电力所做的功为W,那么W与q的比值,叫做电源的电动势。用E表示电动势,则:
在电磁感应现象中,要产生电流,必须有感应电动势。这种情况下,哪一种作用扮演了非静电力的角色呢?下面我们就来学习相关的知识。
设计意图:步步导入,吸引学生的注意力,明确学习目标。
(三)合作探究、精讲点拨。
1、感应电场与感生电动势
投影教材图4.5-1,穿过闭会回路的磁场增强,在回路中产生感应电流。是什么力充当非静电力使得自由电荷发生定向运动呢?英国物理学家麦克斯韦认为,磁场变化时在空间激发出一种电场,这种电场对自由电荷产生了力的作用,使自由电荷运动起来,形成了电流,或者说产生了电动势。这种由于磁场的变化而激发的电场叫感生电场。感生电场对自由电荷的作用力充当了非静电力。由感生电场产生的感应电动势,叫做感生电动势。
2、洛伦兹力与动生电动势
(投影)思考与讨论。
1.导体中自由电荷(正电荷)具有水平方向的速度,由左手定则可判断受到沿棒向上的洛伦兹力作用,其合运动是斜向上的。
2.自由电荷不会一直运动下去。因为C、D两端聚集电荷越来越多,在CD棒间产生的电场越来越强,当电场力等于洛伦兹力时,自由电荷不再定向运动。
3.C端电势高。
4.导体棒中电流是由D指向C的。
一段导体切割磁感线运动时相当于一个电源,这时非静电力与洛伦兹力有关。由于导体运动而产生的电动势叫动生电动势。
如图所示,导体棒运动过程中产生感应电流,试分析电路中的能量转化情况。
导体棒中的电流受到安培力作用,安培力的方向与运动方向相反,阻碍导体棒的运动,导体棒要克服安培力做功,将机械能转化为电能。
(四)实例探究
感生电场与感生电动势
【例1】如图所示,一个闭合电路静止于磁场中,由于磁场强弱的变化,而使电路中产生了感应电动势,下列说法中正确的是()
A.磁场变化时,会在在空间中激发一种电场
B.使电荷定向移动形成电流的力是磁场力
C.使电荷定向移动形成电流的力是电场力
D.以上说法都不对
洛仑兹力与动生电动势
【例2】如图所示,导体AB在做切割磁感线运动时,将产生一个电动势,因而在电路中有电流通过,下列说法中正确的是()
A.因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势
B.动生电动势的产生与洛仑兹力有关
C.动生电动势的产生与电场力有关
D.动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的
解析:如图所示,当导体向右运动时,其内部的自由电子因受向下的洛仑兹力作用向下运动,于是在棒的B端出现负电荷,而在棒的A端显示出正电荷,所以A端电势比B端高.棒AB就相当于一个电源,正极在A端。
综合应用
【例3】如图所示,两根相距为L的竖直平行金属导轨位于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,导轨电阻不计,另外两根与上述光滑导轨保持良好接触的金属杆ab、cd质量均为m,电阻均为R,若要使cd静止不动,则ab杆应向_________运动,速度大小为_______,作用于ab杆上的外力大小为____________
答案:1.AC2.AB3.向上2mg

(四)反思总结,当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测。
设计意图:引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。(课堂实录)

(五)发导学案、布置预习。
结合学案进一步加深对相关概念的理解和记忆,练习学案习题,并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图:布置下节课的预习作业,并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。

九、板书设计
一、感应电场与感生电动势
磁场的变化而激发的电场叫感生电场。感生电场对自由电荷的作用力充当了非静电力。由感生电场产生的感应电动势,叫做感生电动势。
二、洛伦兹力与动生电动势
一段导体切割磁感线运动时相当于一个电源,这时非静电力与洛伦兹力有关。由于导体运动而产生的电动势叫动生电动势。

十、教学反思

法拉第电磁感应定律课件+学案+同步练习+基础夯实训练


俗话说,磨刀不误砍柴工。教师要准备好教案,这是教师的任务之一。教案可以更好的帮助学生们打好基础,帮助教师有计划有步骤有质量的完成教学任务。你知道怎么写具体的教案内容吗?下面是由小编为大家整理的“法拉第电磁感应定律课件+学案+同步练习+基础夯实训练”,仅供参考,大家一起来看看吧。

第四节:法拉第电磁感应定律学案
【学习目标】
(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内容、数学表达式。
(4)、知道E=BLvsinθ如何推得。
(5)、会用解决问题。
(6)、经历探究实验,培养动手能力和探究能力。
(7)、通过推导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。
(8)、通过比较感应电流、感应电动势的特点,把握主要矛盾。
【学习重点】法拉第电磁感应定律探究过程。
【学习难点】感应电流与感应电动势的产生条件的区别。
【学习方法】实验分析、归纳法、类比法、练习巩固
【教学用具】
多媒体课件、多媒体电脑、投影仪、检流计、螺线管、磁铁。
【学习过程】
一、温故知新:
1、在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么?

2、恒定电流中学过,电路中存在持续电流的条件是什么?

3、在发生电磁感应的情况下,用什么方法可以判定感应电流的方向?

二、引入新课
1、问题1:既然会判定感应电流的方向,那么,怎样确定感应电流的强弱呢?

2、问题2:如图所示,在螺线管中插入一个条形磁铁,问
①、在条形磁铁向下插入螺线管的过程中,两电路中是否都有电流?为什么?

②、有感应电流,是谁充当电源?

③、上图中若电路是断开的,有无感应电流电流?有无感应电动势?

3、产生感应电动势的条件是什么?

4、比较产生感应电动势的条件和产生感应电流的条件你有什么发现?

本节课我们就来一起探究感应电动势
三、进行新课
(一)、探究影响感应电动势大小的因素
(1)探究目的:感应电动势大小跟什么因素有关?(猜测)
(2)探究要求:
①、将条形磁铁迅速和缓慢的插入拔出螺线管,记录表针的最大摆幅。
②、迅速和缓慢移动导体棒,记录表针的最大摆幅。
③、迅速和缓慢移动滑动变阻器滑片,迅速和缓慢的插入拔出螺线管,分别记录表针的最大摆幅;
(3)、探究问题:
问题1、在实验中,电流表指针偏转原因是什么?
问题2:电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系?
问题3:在实验中,快速和慢速效果有什么相同和不同?
(4)、探究过程
安排学生实验。(能力培养)
(课件展示)回答以上问题
上面的实验,我们可用磁通量的变化率来解释:
实验中,将条形磁铁快插入(或拔出)比慢插入或(拔出)时,大,I感,E感。
实验结论:电动势的大小与磁通量的变化有关,磁通量的变化越电动势越大,磁通量的变化越电动势越小。
(二)、法拉第电磁感应定律
从上面的实验我们可以发现,越大,E感越大,即感应电动势的大小完全由磁通量的变化率决定。精确的实验表明:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路磁通量的变化率成正比,即E∝。这就是法拉第电磁感应定律。
(师生共同活动,推导法拉第电磁感应定律的表达式)(课件展示)
E=k
在国际单位制中,电动势单位是伏(V),磁通量单位是韦伯(Wb),时间单位是秒(s),可以证明式中比例系数k=1,(同学们可以课下自己证明),则上式可写成
E=
设闭合电路是一个N匝线圈,且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同,这时相当于N个单匝线圈串联而成,因此感应电动势变为
E=
1.内容:电动势的大小与磁通量的变化率成正比
2.公式:ε=N
3.定律的理解:
??⑴磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化量率的区别Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt
??⑵感应电动势的大小与磁通量的变化率成
??⑶感应电动势的方向由来判断
??⑷感应电动势的不同表达式由磁通量的的因素决定:
??当ΔΦ=ΔBScosθ则ε=ΔB/ΔtScosθ
??当ΔΦ=BΔScosθ则ε=BΔS/Δtcosθ
??当ΔΦ=BSΔ(cosθ)则ε=BSΔ(cosθ)/Δt
4、特例——导线切割磁感线时的感应电动势
用课件展示如图所示电路,闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中,磁感应强度为B,ab的长度为L,以速度v匀速切割磁感线,求产生的感应电动势?(课件展示)

这是导线切割磁感线时的感应电动势计算更简捷公式,需要理解
(1)B,L,V两两
(2)导线的长度L应为长度
(3)导线运动方向和磁感线平行时,E=
(4)速度V为平均值(瞬时值),E就为()
问题:当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角θ,感应电动势可用上面的公式计算吗?
用课件展示如图所示电路,闭合电路的一部分导体处于匀强磁场中,导体棒以v斜向切割磁感线,求产生的感应电动势。
解析:可以把速度v分解为两个分量:垂直于磁感线的分量v1=vsinθ和平行于磁感线的分量v2=vcosθ。后者不切割磁感线,不产生感应电动势。前者切割磁感线,产生的感应电动势为
E=BLv1=BLvsinθ
强调:在国际单位制中,上式中B、L、v的单位分别是特斯拉(T)、米(m)、米每秒(m/s),θ指v与B的夹角。
5、公式比较
与功率的两个公式比较得出E=ΔΦ/Δt:求平均电动势
E=BLV:v为瞬时值时求瞬时电动势,v为平均值时求平均电动势
课堂练习:
例题1:下列说法正确的是()
A、线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大
B、线圈中的磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大
C、线圈处在磁场越强的位置,线圈中产生的感应电动势一定越大
D、线圈中磁通量变化得越快,线圈中产生的感应电动势越大
例题2:一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置,在0.5s内穿过它的磁场从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。

例题3、如图所示,在磁感强度为0.1T的匀强磁场中有一个与之垂直的金属框ABCD,框电阻不计,上面接一个长0.1m的可滑动的金属丝ab,已知金属丝质量为0.2g,电阻R=0.2Ω,不计阻力,求金属丝ab匀速下落时的速度。(4m/s)
??问1:将上题的框架竖直倒放,使框平面放成与水平成30°角,不计阻力,B垂直于框平面,求v?
??问2:上题中若ab框间有摩擦阻力,且μ=0.2,求v?
??问3:若不计摩擦,而将B方向改为竖直向上,求v?
??问4:若此时再加摩擦μ=0.2,求v?
??问5:如图所示在问2中的BC中间加ε=0.3v、r=0.8Ω的电池,求v?
??问6:上题中若有摩擦,μ=0.2,求v?
??问7:B改为竖直向上,求v?
??问8:将电池ε反接时的各种情况下,求v?
【学习小结】
1、认真总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么地方。
2、自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。