一、教材分析
焦耳定律是重要的物理定律,它是能量守恒定律在电能和热能转换中的体现,本节在电学中是重要的概念之一。
二、教学目标
(一)知识与技能
1、理解电功的概念,知道电功是指电场力对自由电荷所做的功,理解电功的公式,能进行有关的计算。
2、理解电功率的概念和公式,能进行有关的计算。
3、知道电功率和热功率的区别和联系。
(二)过程与方法
通过推导电功的计算公式和焦耳定律,培养学生的分析、推理能力。
(三)情感、态度与价值观
通过电能与其他形式能量的转化和守恒,进一步渗透辩证唯物主义观点的教育。
三、教学重点难点
【教学重点】电功、电功率的概念、公式;焦耳定律、电热功率的概念、公式。
【教学难点】电功率和热功率的区别和联系。
四、学情分析
学生学好这节知识是非常必要的, A.重点:理解电功和电功率和焦耳定律。B.难点:帮助学生认识电流做功和电流通过导体产生热量之间的区别和联系是本节的教学难点,防止学生乱套用公式。C.关键:本节的教学关键是做好通电导体放出的热量与哪些因素有关的实验。在得出了焦耳定律以后介绍焦耳定律公式及其在生活、生产上的应用
五、教学方法
等效法、类比法、比较法、实验法
六、课前准备
灯泡(36 V,18 W)、电压表、电流表、电源、滑动变阻器、电键、导线若干、投影仪、投影片、玩具小电机
七、课时安排
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
(二)情景引入、展示目标
教师:用电器通电后,可以将电能转化成其他形式的能量,请同学们列举生活中常用的用电器,并说明其能量的转化情况。
学生:(1)电灯把电能转化成内能和光能;
(2)电炉把电能转化成内能;
(3)电动机把电能转化成机械能;
(4)电解槽把电能转化成化学能。
教师:用电器把电能转化成其他形式能的过程,就是电流做功的过程。电流做功的多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢?本节课我们学习关于电功和电功率的知识。
(三)合作探究、精讲点播
1、电功和电功率
教师:请同学们思考下列问题
(1)电场力的功的定义式是什么?
(2)电流的定义式是什么?
学生:(1)电场力的功的定义式W=qU
(2)电流的定义式I=
教师:投影教材图2.5-1(如图所示)
如图所示,一段电路两端的电压为U,由于这段电路两端有电势差,电路中就有电场存在,电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动,形成电流I,在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少?
学生:在时间t内,通过这段电路上任一横截面的电荷量q=It。
教师:这相当于在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端。在这个过程中,电场力做了多少功?
学生:在这一过程中,电场力做的功W=qU=IUt
教师:在这段电路中电场力所做的功,也就是通常所说的电流所做的功,简称电功。
电功:
(1)定义:在一段电路中电场力所做的功,就是电流所做的功,简称电功.
(2)定义式:W=UIT
教师:电功的定义式用语言如何表述?
学生:电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U,电路中的电流I和通电时间t三者的乘积。
教师:请同学们说出电功的单位有哪些?
学生:(1)在国际单位制中,电功的单位是焦耳,简称焦,符号是J.
(2)电功的常用单位有:千瓦时,俗称“度”,符号是kW·h.
教师:1 kW·h的物理意义是什么?1 kW·h等于多少焦?
学生:1 kW·h表示功率为1 kW的用电器正常工作1 h所消耗的电能。
1 kW·h=1000 W×3600 s=3.6×106 J
说明:使用电功的定义式计算时,要注意电压U的单位用V,电流I的单位用A,通电时间t的单位用s,求出的电功W的单位就是J。
教师:在相同的时间里,电流通过不同用电器所做的功一般不同。例如,在相同时间里,
电流通过电力机车的电动机所做的功要显著大于通过电风扇的电动机所做的功。电流做功不仅有多少,而且还有快慢,为了描述电流做功的快慢,引入电功率的概念。
(1)定义:单位时间内电流所做的功叫做电功率。用P表示电功率。
(2)定义式:P==IU
(3)单位:瓦(W)、千瓦(kW)
[说明]电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”不同。电流做功快,但做功不一定多;电流做功慢,但做功不一定少。
教师:在力学中我们讲功率时有平均功率和瞬时功率之分,电功率有无平均功率和瞬时功率之分呢?
学生分组讨论。
师生共同总结:
(1)利用P=计算出的功率是时间t内的平均功率。
(2)利用P=IU计算时,若U是某一时刻的电压,I是这一时刻的电流,则P=IU就是该时刻的瞬时功率。
教师:为什么课本没提这一点呢?
学生讨论,教师启发、引导:
这一章我们研究的是恒定电流,用电器的构造一定,通过的电流为恒定电流,则用电器两端的电压必是定值,所以U和I的乘积P不随时间变化,也就是说瞬时功率与平均功率总是相等的,故没有必要分什么平均功率和瞬时功率了。
[说明]利用电功率的公式P=IU计算时,电压U的单位用V,电流I的单位用A,电功率P的单位就是W。
2、焦耳定律
教师:电流做功,消耗的是电能。电能转化为什么形式的能与电路中的电学元件有关。在纯电阻元件中电能完全转化成内能,于是导体发热。
设在一段电路中只有纯电阻元件,其电阻为R,通过的电流为I,试计算在时间t内电流通过此电阻产生的热量Q。
学生:求解产生的热量Q。
解:据欧姆定律加在电阻元件两端的电压U=IR
在时间t内电场力对电阻元件所做的功为W=IUt=I2Rt
由于电路中只有纯电阻元件,故电流所做的功W等于电热Q。
产生的热量为
Q=I2Rt
教师指出:这个关系最初是物理学家焦耳用实验得到的,叫焦耳定律,同学们在初中已经学过了。
学生活动:总结热功率的定义、定义式及单位。
热功率:
(1)定义:单位时间内发热的功率叫做热功率。
(2)定义式:P热==I2R
(3)单位:瓦(W)
[演示实验]研究电功率与热功率的区别和联系。
(投影)实验电路图和实验内容:
取一个玩具小电机,其内阻R=1.0 Ω,把它接在如图所示的电路中。
(1)先夹住电动机轴,闭合电键,电机不转。调整滑动变阻器的阻值,使电压表的示数为0.50 V,记下电流表的示数,算出小电机消耗的电功率和热功率,并加以比较。
(2)再松开夹子,使小电机转动,调整滑动变阻器的阻值,使电压表的示数为2.0 V(此电压为小电机的额定电压),记下电流表的示数,算出小电机消耗的电功率和热功率,并加以比较。
师生共同活动:总结:
(1)电功率与热功率的区别
电功率是指输入某段电路的全部功率或在这段电路上消耗的全部电功率,决定于这段电路两端电压U和通过的电流I的乘积。
热功率是在某段电路上因发热而消耗的功率,决定于通过这段电路的电流的平方I2和电阻R的乘积。
(2)电功率与热功率的联系
若在电路中只有电阻元件时,电功率与热功率数值相等。即P热=P电
教师指出:上述实验中,电机不转时,小电机就相当于纯电阻。
若电路中有电动机或电解槽时,电路消耗的电功率绝大部分转化为机械能或化学能,只有一少部分转化为内能,这时电功率大于热功率,即P电>P热。
教师指出:上述实验中,电机转动时,电机消耗的电功率,其中有一部分转化为机械能,有一部分转化为内能,故P电>P热。
教师活动:让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结,然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动: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。
点评:总结课堂内容,培养学生概括总结能力。
(四)反思总结、当堂检测
(五)发导学案、布置作业
课后作业:P57 问题与练习2、3、4、5
九、板书设计
1、电功和电功率
(1)定义:在一段电路中电场力所做的功,就是电流所做的功,简称电功.
(2)定义式:W=UIT
2、焦耳定律
(1)定义:单位时间内发热的功率叫做热功率。
(2)定义式:P热==I2R
(3)单位:瓦(W)
十、教学反思
教师要放开,让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。
(四)实例探究
☆求两点间的电势差
【例1】不考虑温度对电阻的影响,对一个“220V,40W”的灯泡,下列说法正确的是
A.接在110 V的电路上时的功率为20 W
B.接在110 V的电路上时的功率为10 W
C.接在440 V的电路上时的功率为160W
D.接在220 V的电路上时的功率为40 W
解析:正确选项为BD。
(法一)由得灯泡的电阻Ω=1210Ω
∴电压为110V时, W=10 W
电压为440V时,超过灯炮的额定电压一倍,故灯泡烧坏,P=0.
(法二)由。可知R一定时,P∝U2,
∴当U=110V=,P=P额/4=10 W
说明:灯泡是我们常用的用电器,解题时一般不考虑温度对其电阻的影响。用电器的标称值,指其额定值,即用电器在正常工作时的电压、功率以及电流值,由P额=U额·I额可知,P、U、I有同时达到、同时超过、同时不满足的特点。
【例2】一直流电动机线圈内阻一定,用手握住转轴使其不能转动,在线圈两端加电压为0.3V,电流为0.3A。松开转轴,在线圈两端加电压为2 V时,电流为0.8 A,电动机正常工作。求该电动机正常工作时,输入的电功率是多少?电动机的机械功率是多少?
解析:电动机不转动时,其消耗的电功全部转化为内能,故可视为纯电阻电路,由欧姆定律得电动机线圈内阻:
电动机转动时,消耗的电能转化为内能和机械能,其输入的电功率为
P入=I1U1=0.8×2W=1.6 W
电动机的机械功率
P机=P入-I12r=1.6-0.82×1 W=0.96W
说明:在非纯电阻电路里,要注意区别电功和电热,注意应用能量守恒定律。①电热Q=I2Rt。②电动机消耗的电能也就是电流的功W=Iut。③由能量守恒得W=Q+E,E为其他形式的能,这里是机械能;④对电动机来说,输入的功率P入=IU;发热的功率P热=I2R;输出的功率,即机械功率P机=P入-P热=UI-I2R。
【例3】潮汐发电是利用涨落潮的水位差来工作的,潮差越大,海水流量越大,发电功率也越大。我国潮汐能的可供开发的总装机量为3.6×107 kW。1980年8月,在浙江江厦建成第一座潮汐电站,装机量为3×103 kW,平均年发电量为1.7×107 kW·h,其规模居世界第二位。
(1)试根据上文中给出的数据,计算我国建造的江厦潮汐电站平均每天满负荷工作几
小时?
(2)设江厦潮汐电站涨潮和落潮时的平均潮差为6 m,计算每次涨潮时流量是多大?(设潮汐电站的总能量转换效率为50%)
解析:(1)江厦潮汐电站功率为3×103 kW,年发电量为1.07×107 kW·h,由公式W=Pt可算出每天满负荷工作的时间为
s=9.8 h
(2)由文中给出数据及每天涨、落潮的次数可知,平均每次的发电量为
J
因为
所以每次涨潮的平均流量为
m3/次
说明:本题涉及到潮汐这种自然现象,涨潮和落潮时均有水流的机械能转化为电能。
【例4】如图所示,有一提升重物用的直流电动机,内阻r=0.6Ω,R=10Ω,U=160 V,电压表的读数为110 V,求
(1)通过电动机的电流是多少?
(2)输入到电动机的电功率是多少?
(3)在电动机中发热的功率是多少?
(4)电动机工作1 h所产生的热量是多少?
解析:
(1)设电动机两端的电压为U1,电阻R两端的电压为U2,则
U1=110 V,U2=U-U1=(160-110)V=50 V
通过电动机的电流为I,则I== A=5 A
(2)输入到电功机的电功率P电,P电=U1I=110×5 W=550 W
(3)在电动机中发热的功率P热,P热=I2r=52×0.6 W=15 W
(4)电动机工作1 h所产生的热量Q,Q=I2rt=52×0.6×3600 J=54000 J
说明:电动机是非线性元件,欧姆定律对电动机不适用了,所以计算通过电动机的电流时,不能用电动机两端的电压除以电动机的内阻。
通过计算发现,电动机消耗的电功率远大于电动机的热功率。
一名优秀的教师在每次教学前有自己的事先计划,作为教师就要好好准备好一份教案课件。教案可以让学生们有一个良好的课堂环境,帮助授课经验少的教师教学。那么如何写好我们的教案呢?下面是小编为大家整理的“高三物理教案:《楞次定律》教学设计”,相信能对大家有所帮助。
本文题目:高三物理教案:楞次定律
第一课时 电磁感应电流条件 楞次定律
基础知识回顾:
1. 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,这种利用变化的磁场产生电流的现象叫 ;产生感应电流的条件是 。
2.在匀强磁场中 与 的乘积叫穿过这个面的磁通量。单位为 ,符号为 。物理意义是 ;磁通量是 量,但有正负之分,若有两个磁场穿过某一面积,设某一方向的磁通量为正,另一方向的磁通量为负,它们的 就为穿过这一面积的磁通量。
3.磁通量发生变化有如下三种情况:⑴ ,⑵ ,⑶ 。
4.楞次定律:感应电流具有这样的方向,感应电流的磁场总是 引起感应电流的 。应用楞次定律判断感应电流的方向的具体步骤为(1)明确 ,(2)判断 ,(3)确定 的方向,(4)利用 反推感应电流的方向。
5.导体切割磁感线产生感应电流的方向用 来判断较为简便。其内容是:伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线垂直穿入掌心,大拇指指向 ,其余四指所指的方向就是 。
6.楞次定律中的“阻碍”作用正是 的反映。愣次定律的另一种表述:感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。当问题不涉及感应电流的方向时,用这种表述判断比较方便。
【要点讲练】
1.电磁感应现象
[例1]线圈在长直导线电流的磁场中,做如图所示的运动,图A向右平动,图B向下平动,图C绕轴转动,ad边向外,图D向纸外平动(图中线圈有个缺口),判断线圈中有没有感应电流。( )
例2.在闭合铁芯上绕有一组线圈,线圈与滑动变阻器、电池构成电路,假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯内.a、b、c三个闭合金属圆环,位置如图 所示.当滑动变阻器滑动触头左右滑动时,能产生感应电流的圆环是( ?)
A.a、b两环 B.b、c两环
C.a、c两环 D.a、b、c三环
2.楞次定律?
[例3]闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N 极朝下。当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部)( )
A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互吸引
B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互排斥
C. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互吸引
D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互排斥
[例4]两圆环A、B置于同一水平面上,其中A为均匀带电绝缘环,B为导体环.当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时,B中产生如图所示方向的感应电流,则( )
A.A可能带正电且转速减小B.A可能带正电且转速增大
C.A可能带负电且转速减小
D.A可能带负电且转速增大
[例5]用一根长为L质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点,悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场,且d0 L.先将线框拉开到如图所示位置,松手后让线框进入磁场,忽略空气阻力和摩擦。下列说法正确的是
A.金属线框进入磁场时感应电流的方向为
B.金属线框离开磁场时感应电流的方向为
C.金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等
D.金属线框最终将在磁场内做往复运动
3. 楞次定律的推广含义
【例6】光滑固定导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放于导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从高处下落接近回路时( )
A.P、Q将互相靠拢B.P、Q将互相远离C.磁铁的加速度仍为g D.磁铁的加速度小于g
【例7】当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是( )
A.向右摆动 B.向左摆动
C.静止 D.不能判定
强化练习:
1.图中MN、GH为平行导轨,AB、CD为跨在导轨上的两根横杆,导轨和横杆均为导体,有匀强磁场垂直于导轨所在平面,方向如图。用I表示回路中的电流( )
A.当AB不动而CD向右滑动时,I≠0且沿顺时针方向
B.当AB向左、CD向右滑动且速度大小相等时,I=0
C.当AB、CD都向右滑动且速度大小相等时,I=0
D.当AB、CD都向右滑动,且AB速度大于CD时,I≠0且沿逆时针方向
2.在一很大的有界匀强磁场上方有一闭合线圈,线圈平面始终与磁场垂直。当闭合线圈从上方下落穿过磁场的过程中( )
A.进入磁场时加速度小于g,离开磁场时加速度可能大于g,也可能小于g
B.进入磁场时加速度大于g,离开时小于g
C.进入磁场和离开磁场,加速度都大于g
D.进入磁场和离开磁场,加速度都小于g
3.AOC是光滑的直角金属导轨,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,ab是一根金属直棒。它从静止开始在重力作用下运动,运动过程中b端始终在OC上,a端始终在AO上,直到ab完全落在OC上。整个装置放在一匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,则ab棒在运动过程中( )
A.感应电流方向始终是b→a B.感应电流方向先是b→a,后变为a→b C.所受磁场力方向与ab垂直,如图中箭头所示方向
D.所受磁场力方向与ab垂直,开始如图中箭头所示方向,后来变为反方向
4.ef、gh为两水平放置相互平衡的金属导轨,ab、cd为搁在导轨上的两金属棒,与导轨接触良好且无摩擦.当一条形磁铁向下靠近导轨时,关于两金属棒的运动情况的描述正确的是( )
A.如果下端是N极,两棒向外运动;如果下端是S极,两棒相向靠近
B.如果下端是S极,两棒向外运动;如果下端是N极,两棒相向靠近
C.不管下端是何极,两棒均向外互相远离
D.不管下端是何极,两棒均互相靠近
5.在两根平行长直导线M、N中,通以同方向,同强度的电流,导线框abcd和两导线在同一平面内,线框沿着与两导线垂直的方向,自右向左在两导线问匀速移动,在移动过程中,线框中感应电流的方向( )
A.沿abcda不变 B.沿dcbad不变
C.由abcda变成dcbad D.由dcbad变成abcda
6.闭合小金属环从高h的光滑曲面上端无初速滚下,又沿曲面的另一侧上升,水平方向的磁场与光滑曲面垂直,则( )
A.若是匀强磁场,环在左侧滚上的高度小于h
B.若是匀强磁场,环在左侧滚上的高度等于h
C.若是非匀强磁场,环在左侧滚上的高度小于h
D.若是非匀强磁场,环在左侧滚上的高度等于h
7.两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合,放在同一水平面内,线圈B中通以如图乙所示的交变电流,设t=0时电流沿逆时针方向(图中箭头所示).对于线圈A,在t1—t2时间内,下列说法中正确的是( )
A.有顺时针方向的电流,且有扩张的趋势
B.有顺时针方向的电流,且有收缩的趋势
C.有逆时针方向的电流,且有扩张的趋势
D.有逆时针方向的电流,且有收缩的趋势
8.2000年底,我国宣布已研制成功一辆高温超导磁悬浮高速列车的模型车,该车的速度已达到每小时500千米,可载5人.如图所示就是磁悬浮的原理,图中A是圆柱形磁铁,B是用高温超导材料制成的超导圆环,将超导圆环B水平地放在磁铁A上,它就能在磁力作用下悬浮在磁铁A的上方空中( )
A.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流,当稳定后,感应电流消失
B.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流,当稳定后,感应电流仍存在
C.若A的N极朝上,B中感应电流的方向如图所示
D.若A的N极朝上,B中感应电流的方向与图中所示的方向相反
9.生产中常用的一种延时继电器的示意图.铁芯上有两个线圈A和B,线圈A跟电源连接,线圈B的两端接在一起,构成一个闭合电路.在断开开关S的时候,弹簧K并不能立即将衔铁D拉起,使触头C立即离开,而是过一段时间后触头C才能离开,因此得名延时继电器.为检验线圈B中的电流,在电路中接入一个电流表G.关于通过电流表的电流方向,以下判断正确的是( )
A.闭合S的瞬间,电流方向为从左到右
B.闭合S的瞬间,电流方向为从右到左
C.断开S的瞬间,电流方向为从左到右
D.断开S的瞬间,电流方向为从右到左
一 教材分析
欧姆定律是电学中的基本定律,是进一步学习电学知识和分析电路的基础,是本章的重点。本次课的逻辑性、理论性很强,重点是学生要通过自己的实验得出欧姆定律,最关键的是两个方面:一个是实验方法,另一个就是欧姆定律。欧姆定律的含义主要是学生在实验的过程中逐渐理解,而且定律的形式很简单,所以是重点而不是难点。学生对实验方法的掌握既是重点也是难点,这个实验难度比较大,主要在实验的设计、数据的记录以及数据的分析方面。由于实验的难度比较大,学生出现错误的可能性也比较大,所以实验的评估和交流也比较重要。这些方面都需要教师的引导和协助,所以这次课采用启发式综合教学法。
二 教学目标
知识与技能
①使学生会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和其中的电流。
②通过实验认识电流、电压和电阻的关系。
③会观察、收集实验中的数据并对数据进行分析。
过程与方法
①根据已有的知识猜测未知的知识。
②经历欧姆定律的发现过程并掌握实验的思路、方法。
③能对自己的实验结果进行评估,找到成功和失败的原因。
情感、态度与价值观
①让学生用联系的观点看待周围的事物并能设计实验方案证实自己的猜测。
②培养学生大胆猜想,小心求证,形成严谨的科学精神。
三 教学重点与难点
重点:掌握实验方法;理解欧姆定律。
难点:设计实验过程;实验数据的分析;实验结果的评估。
四 学情分析
在技能方面是练习用电压表测电压,在知识方面是研究串、并联电路中的电压关系。这是一节探索性实验课,让学生自主实验、观察记录,自行分析,归纳总结得出结论。学生对探索性实验有浓厚的兴趣,这种方式能激发学生的创造性思维活动有利于提高认知能力和实验能力,但由于学生的探究能力尚不够成熟,引导培养学生探究能力是本节课的难点
五 教学方法
启发式综合教学法。
六 课前准备
教具:投影仪、投影片。
学具:电源、开关、导线、定值电阻(5Ω、10Ω)、滑动变阻器、电压表和电流表。
七 课时安排 一课时
八 教学过程
教师活动
学生活动
说明
((一)预习检查、总结疑惑
①我们学过的电学部分的物理量有哪些?
②他们之间有联系吗?
③一段导体两端的电压越高,通过它的电流如何变化?当导体的电阻越大,通过它的电流如何变化?
学生以举手的形式回答问题,并将自己的想法写在学案上。
这部分问题学生以前已经有了感性的认识,大部分学生回答得很正确,即使有少数同学回答错误也没有关系,学生之间会进行纠正。
(二)情景引入、展示目标
提问:电压增大,电流也随着增大,但是你知道电流增大了多少吗?
让学生猜测电流I、电压U、电阻R之间的关系式。
学生大胆猜想。
不论对错,教师都应认真对待,但应该注意:猜想不是瞎猜、乱猜,不是公式越多越好,应该引导学生在原有知识的基础上有根据,符合逻辑进行猜想。同时可将所有学生的猜想写在黑板上,这对其他的同学有启发作用。
(三)合作探究、精讲点播
一、设计实验
让学生阐述自己进行实验的初步构想。
①器材。
②电路。
③操作。
对学生的实验方法提出异议,促使学生思索实验的改进。
锁定实验方案,板书合理的器材选择、电路图、数据记录方法、操作过程。
学生按照学案的过程,补充实验器材,画电路图,并且简单陈述自己的实验操作过程。
学生根据老师提出的异议,讨论实验的改进方案,并修正器材、电路图、操作方法。
设计实验部分是一个难点,教师要进行引导,不要轻易否定学生的想法,在设计过程中教师可以提出启发性的问题,让学生自我发现问题。
二、进行实验
教师巡视指导,帮助困难学生。
学生以小组为单位进行实验。
实验数据之间的关系非常明显,要让学生从分析数据的过程中感受欧姆定律发现的逻辑过程,传授学生控制变量法。
三、分析论证
传授学生观察数据的方法,投影问题,让学生通过观察数据找到问题的答案,最终得到结论。
学生根据教师投影出的问题观察数据,在回答问题的过程中发现规律。
四、评估交流
让学生讨论在实验中遇到的问题以及自己对问题的看法和解决办法,教师引领回答几个大家普遍遇到的问题。
学生小组内讨论。
使学生意识到共同讨论可以发现自己的不足,借鉴别人的经验。
(四)反思总结、当堂检测
扩展记录表格,让学生补充。
投影一道与生活有关的题目。
学生补充表格。
学生在作业本上完成。
这个练习很简单,但能使学生沿着前面的思维惯性走下去,强化学生对欧姆定律的认识。
这一道练习主要是让学生了解欧姆定律在生活中的应用。
课堂小结
让学生归纳这节课学到的知识,回顾实验的设计和操作过程,既强化了知识又锻炼了学生归纳整理知识的能力。
学生归纳。
让学生意识到课堂回顾的重要性,并培养学生归纳整理的能力,对提高学生的自学能力有重要的作用。
已学的电学物理量:电流I、电压U、电阻R。
猜测三者之间的关系:I=UR、I=U/R、I=U-R、……
实验所需器材:电源、开关、导线、电阻、电流表、电压表、滑动变阻器。
实验电路图:见图-10
结论:(欧姆定律)
十 教学反思
学生对实验方法的掌握既是重点也是难点,这个实验难度比较大,主要在实验的设计、数据的记录以及数据的分析方面。由于实验的难度比较大,学生出现错误的可能性也比较大,所以实验的评估和交流也比较重要。这些方面都需要教师的引导和协助,所以这次课采用启发式综合的教学方法。
老师会对课本中的主要教学内容整理到教案课件中,大家在认真准备自己的教案课件了吧。只有写好教案课件计划,才能够使以后的工作更有目标性!你们到底知道多少优秀的教案课件呢?下面是小编精心收集整理,为您带来的《高三物理教案:《楞次定律教案》教学设计》,希望能为您提供更多的参考。
本文题目:高三物理教案:楞次定律教案
[学习目标]
1.知道楞次定律的内容,理解感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化的含义
2.会利用楞次定律判断感应电流的方向
3.会利用右手定则判断感应电流的方向
[自主学习]
注意:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,是“阻碍”“变化”,不是阻止变化,阻碍的结果是使磁通量逐渐的变化。如果引起感应电流的磁通量增加,感应电流的磁场就跟引起感应电流的磁场方向相反,如果引起感应电流的磁通量减少,感应电流的磁场方向就跟引起感应电流的磁场方向相同。楞次定律也可理解为“感应电流的磁场方向总是阻碍相对运动”。
1.磁感应强度随时间的变化如图1所示,磁场方向垂直闭合线圈所在的平面,以垂直纸面向里为正方向。t1时刻感应电流沿 方向,t2时刻 感应电流,t3时刻 感应电流;t4时刻感应电流的方向沿 。
2.如图2所示,导体棒在磁场中垂直磁场方做切割磁感线运动,则a、b两端的电势关系是 。
[典型例题]
例1 如图3所示,通电螺线管置于闭合金属环A的轴线上,A环在螺线管的正中间;当螺线管中电流减小时,A环将:
(A)有收缩的趋势 (B)有扩张的趋势
(C)向左运动 (D)向右运动
分析:螺线管中的电流减小,穿过A环的磁通量减少,由楞次定律感应电流的磁场阻碍磁通量的减少,以后有两种分析:(1)感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相同,感应电流的磁感线也向左,由安培定则,感应电流沿逆时针方向(从左向右看);但A环导线所在处的磁场方向向右(因为A环在线圈的中央),由左手定则,安培力沿半径向里,A环有收缩的趋势。(2)阻碍磁通量减少,只能缩小A环的面积,因为面积越小,磁通量越大,故A环有收缩的趋势。A正确
例2 如图4所示,在O点悬挂一轻质导线环,拿一条形磁铁沿导线环的轴线方向突然向环内插入,判断导线环在磁铁插入过程中如何运动?
分析:磁铁向导线环运动,穿过环的磁通量增加,由楞次定律感应电流的磁场阻碍磁通量的增加,导线环向右运动阻碍磁通量的增加,导线环的面积减小也阻碍磁通量的增加,所以导线环边收缩边后退。此题也可由楞次定律判断感应电流的方向,再由左手定则判断导线环受到的安培力,但麻烦一些。
[针对训练]
1.下述说法正确的是:
(A)感应电流的磁场方向总是跟原来磁场方向相反
(B)感应电流的磁场方向总是跟原来的磁场方向相同
(C)当原磁场减弱时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同
(D)当原磁场增强时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同
2.关于楞次定律,下列说法中正确的是:
(A)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强
(B)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱
(C)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化
(D)感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化
3. 如图5所示的匀强磁场中,有一直导线ab在一个导体框架上向左运动,那么ab导线中感应电流方向(有感应电流)及ab导线所受安培力方向分别是:
(A)电流由b向a,安培力向左
(B)电流由b向a,安培力向右
(C)电流由a向b,安培力向左
(D)电流由a向b,安培力向右
4.如图6所示,若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ,则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)是:
(A)有顺时针方向的感应电流
(B)有逆时针方向的感应电流
(C)先 逆时针后顺时针方向的感应电流
(D)无感应电流
5.如图7所示,螺线管中放有一根条形磁铁,当磁铁突然向左抽出时,A点的电势比B点的电势 ;当磁铁突然向右抽出时,A点的电势比B点的电势 。
6.对楞次定律的理解:从磁通量变化的角度来看,感应电流总是 ;从导体和磁体相对运动的角度来看,感应电流总是要 ;从能量转化与守恒的角度来看,产生感应电流的过程中 能通过电磁感应转化成 电能.
7、楞次定律可以理解为以下几种情况
(1)若因为相对运动而产生感应电流时,感应电流引起的效果总是阻碍相对运动
(2)若因为原磁场的变化而产生感应电流时,感应电流引起的效果总是阻碍原磁场的变化
(3)若因为闭合回路的面积发生变化而产生感应电流时,感应电流引起的效果总是阻碍面积的变化
(4)若因为电流的变化而产生感应电流时,感应电流引起的效果总是阻碍电流的变化
综合以上分析,感应电流引起的效果总是阻碍(或反抗)产生感应电流的 。
[能力训练]
1.如图8所示,AB为固定的通电直导线,闭合导线框P与AB在同一平面内,当P远离AB运动时,它受到AB的磁场力为:
(A)引力且逐渐减小 (B)引力且大小不变
(C)斥力且逐渐减小 (D)不受力
2.如图9所示,当条形磁铁运动时,流过电阻的电流方向是由A流向B,则磁铁的运动可能是:
(A)向下运动 (B)向上运动
(C)若N极在下,向下运动 (D)若S极在下,向下运动
3.如图10所示,a、b两个同心圆线圈处于同一水
平面内,在线圈a中通有电流I,以下哪些情况可以使
线圈b有向里收缩的趋势?
(A)a中的电流I沿顺时针方向并逐渐增大
(B)a中的电流I沿顺时针方向并逐渐减小
(C)a中的电流沿逆时针方向并逐渐增大
(D)a中的电流沿逆时针方向并逐渐减小
4.如图11所示,两同心金属圆环共面,其中大闭合圆环与导轨绝缘,小圆环的开口端点与导轨相连,平行导轨处在水平面内,磁场方向竖直向下,金属棒ab与导轨接触良好,为使大圆环中产生图示电流,则ab应当:
(A)向右加速运动 (B)向右减速运动
(C)向左加速运动 (D)向左减速运动
5.一环形线圈放在匀强磁场中,第一秒内磁感线垂直线圈平面向里,磁感应强度随时间的变化关系如图12所示,则第二秒内线圈中感应电流大小变化和方向是:
(A)逐渐增加逆时针 (B)逐渐减小顺时针
(C)大小恒定顺时针 (D)大小恒定逆时针
6.如图13所示,Q为用毛皮摩擦过的橡胶圆盘,由于它的转动,使得金属环P中产生了逆时针方向的电流,则Q盘的转动情况是:
(A)
A) 顺时针加速转动
(B)逆时针加速转动
(C)顺时针减速转动
(D)逆时针减速转动
7.如图14所示,三角形线圈abc与长直导线
彼此绝缘并靠近,线圈面积被分为相等的两部分,导线MN接通电流的瞬间,在abc中
(A) 无感应电流
(B)有感应电流,方向a b c
(C)有感应电流,方向 c b a
(D)不知MN中电流的方向,不能判断abc中电流的方向
8.如图15所示,条形磁铁从h高处自由下落,中途穿过一个固定的空心线圈,K断开时,落地时间为t1,落地速度为V1;K闭合时,落地时间为t2,落地速度为V2,则: t1 t2,
V1 V2。
9、如图16所示,在两根平行长直导线M、N中,通过同方向、同强度的电流,导线框ABCD和两导线在同一平面内。线框沿着与两导线垂直的方向,自右向左在两导线间匀速移动。在移动过程中,线框中产生感应电流的方向是( )
A.沿ABCDA,方向不变。
B.沿ADCBA,方向不变。
C.由沿ABCDA方向变成沿ADCBA方向。
D.由沿ADCBA方向变成沿ABCDA方向。
10.如图17所示,面积为0.2m2的100匝的线圈A处在磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,t=0时磁场方向垂直纸面向里.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的电流大小和方向.
(2)闭合S一段时间后再断开,S断开后通过R2的电量是多少?
[学后反思]_______________________________________________________
__________________________________________________ 。
参考答案
自主学习 1.逆时针 无 有 顺时针 2.
针对训练 1.C 2.D 3.D 4.A 5.高 高 6.阻碍磁通量的变化
阻碍相对运动 是其它形式的 7.磁通量的变化
能力训练 1. A 2.D 3.BD 4.BC 5.D 6.BC 7.D 8.
9.B 10.(1)0.4A a b (2)
文章来源:http://m.jab88.com/j/105585.html
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