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涡流课件学案同步练习基础夯实训练

经验告诉我们,成功是留给有准备的人。准备好一份优秀的教案往往是必不可少的。教案可以保证学生们在上课时能够更好的听课,帮助教师有计划有步骤有质量的完成教学任务。那么怎么才能写出优秀的教案呢?急您所急,小编为朋友们了收集和编辑了“涡流课件学案同步练习基础夯实训练”,欢迎您参考,希望对您有所助益!

第七节:涡流学案
【学习目标】
(1)、知道涡流是如何产生的
(2)、知道涡流的利与弊,以及如何利用和防止涡流
(3)、通过旧知识分析新问题弄清涡流的产生原因
(3)、利用理论联系实际的方法加深理解涡流
【学习重点】涡流的产生原因和涡流的作用
【学习难点】涡流的产生原因
【学习方法】实验法、探究法
【学习过程】
一、知能准备
1.涡流概念:
2.涡流产生原因:
3.涡流的利用与控制
(1)利用——
(2)控制——
4.电磁驱动原理:
二、疑难分析:
(一)涡流定义
块状金属放在变化的磁场中,或让它在磁场中运动,金属块内有感应电场产生,从而形成闭合回路,这时感生电场力可以在整块金属内部引起闭合涡旋状的感应电流,所以叫做涡电流。“涡电流”简称涡流。
(二)涡流的热效应
当变压器的线圈中通过交变电流时,在铁芯内部有变化的磁场,因而产生感生电场,引起涡流。涡流在通过电阻时也要放出焦耳热。
1.应用:利用的热效应进行加热的方法称为感应加热。而涡流的大小和磁通量变化率成正比,磁场变化的频率越高,导体里的涡流也越大。实际上,一般使用高频交流电激发涡流。如:
A.高频焊接:
线圈中通以高频交流电时,待焊接的金属工件中就产生感应电流(涡电流)。由于焊缝处的接触电阻很大,放出的焦耳热很多,致使温度升得很高,将金属熔化,焊接在一起。我国产生的自行车架就是用这种方法焊接的。
B.高频感应炉
高频感应炉利用涡流来熔化金属。图是冶炼金属的感应炉的示意图.冶炼锅内装入被冶炼的金属,线圈通上高频交变电流,这时被冶炼的金属中就产生很强的涡流,从而产生大量的热使金属熔化.这种冶炼方法速度快,温度容易控制,并能避免有害杂质混入被冶炼的金属中,因此适于冶炼特种合金和特种钢.
C.电磁炉
电磁炉的工作原理是采用磁场感应涡加流加热原理,利用电流通过线圈产生磁场,当磁场内的磁力线通过铁质锅底时会产生无数的涡流是锅的本身自行高速发热,然后再作用于锅内食物。这种最新的加热方式,能减少热量传递的中间环节,可大大提升制热效率,比传统炉具(电炉、气炉)节省能源一半以上。
2.控制:导体在非均匀磁场中移动或处在随时间变化的磁场中时,因涡流而导致能量损耗称为涡流损耗。涡流损耗的大小与磁场的变化方式、导体的运动、导体的几何形状、导体的磁导率和电导率等因素有关。变压器、电机铁芯中的涡流热效应不仅损耗能量,严重时还会使设备烧毁.为减少涡流,变压器、电机中的铁芯都是用很薄的硅钢片叠压而成。因为在导体中涡流的大小和电阻有关,电阻越大涡流越小。为了减小涡流造成的热损耗,电机和变压器的铁芯常采用多层彼此绝缘的硅钢片迭加而成(材料采用硅钢以增加电阻)。这些薄片表面涂有薄层绝缘漆或绝缘的氧化物。磁通穿过薄片的狭窄截面时,涡流被限制在沿各片中的一些狭小回路流过,这些回路中的净电动势较小,回路的长度较大,再由于这种薄片材料的电阻率大,这样就可以显著地减小涡流损耗。所以,交流电机、电器中广泛采用叠片铁心。
(三)涡流的磁效应
1.电磁阻尼现象:
把铜板做成的摆放到电磁铁的磁场中,当电磁铁未通电时,摆要往复多次,摆才能停止下来.如果电磁铁通电,磁场在摆动的铜板中产生涡流。涡流受磁场作用力的方向与摆动方向相反,因而增大了摆的阻尼,摆很快就能停止下来。这种现象称为电磁阻尼。
2.应用:电磁仪表中的电磁阻尼器就是根据涡流磁效应制作的,在磁电式测量仪表中,常把使指针偏转的线圈绕在闭合铝框上,当测量电流流过线圈时,铝框随线圈指针一起在磁场中转动,这时铝框内产生的涡流将受到磁场作用力,抑止指针的摆动,使指针较快地稳定在指示位置上。此外,电气机车的电磁制动器也是根据这一效应制作的。
(四)涡流的机械效应----电磁驱动
在磁场运动时带动导体一起运动,这种作用称为“电磁驱动”作用。当磁铁转动时,根据楞次定律此时在圆盘上将产生涡流,受到磁场的作用力将产生一个促使金属圆盘按磁场旋转方向发生转动的力矩。但是如果圆盘的转速达到了与磁场转速一样,则两者的相对速度为零,感应电流便不会产生,这时电磁驱动作用便消失。所以在电磁驱动作用下,金属圆盘的转速总要比磁铁或磁场的转速小,或者说两者的转速总是异步的。感应式异步电动机就是根据这个原理制成的。电磁驱动作用可用来制造测量转速的电表,这类转速表常称为磁性式转速表。用磁性式转速表测量转速时,将被测机器的转轴通过连接器和传动机构与转速表中的永久磁铁的转轴相连,永久磁铁一般是由一块充以四个极的磁钢制成,这便形成一个旋转磁场。在永久磁铁的上方有一个金属圆盘,称为感应片。感应片与永久磁铁间有很小的气隙,两者互不接触。当永久磁铁随着机器的转轴旋转时,感应片上将产生涡流。这涡流又将受到这旋转磁场的作用力,结果感应片被驱动,从而沿永久磁铁的旋转方向运动。感应片的转动将带动与感应片转轴相连的弹簧,将其扭紧,从而产生弹性恢复转矩。最后,当感应片转过一定的角度,由电磁驱动作用产生的转矩刚巧与弹性恢复的转矩抵消时,便达到一个暂时平衡状态。由机器带动转动的永久磁铁转速越快,感应片受到的电磁驱动作用所产生的转矩越大,因而指针的偏转角度就越大。这样,便可通过指针的偏转角度来显示机器的转速。
三、方法点拨:
涡流是由于变化的磁场产生电场,这种电场称为涡旋电场,这时涡旋电场力可以在整块金属内部引起涡电流。因此涡流的大小取决于回路电阻和磁场变化率
四、典型例题:
【例题1】用丝线悬挂闭合金属环,悬于O点,虚线左边有匀强磁场,右边没有磁场。金属环的摆动会很快停下来。试解释这一现象。若整个空间都有向外的匀强磁场,会有这种现象吗?
分析:只有左边有匀强磁场,金属环在穿越磁场边界时,由于磁通量发生变化,有感应电流产生,于是阻碍相对运动,摆动很快停下来,这就是电磁阻尼现象;空间都有匀强磁场,穿过金属环的磁通量反而不变化了,因此不产生感应电流,不会阻碍相对运动。
【同类变式】如图所示,挂在弹簧下端的条形磁铁在闭合线圈内振动,如果空气阻力不计,则:()
A.磁铁的振幅不变
B.磁铁做阻尼振动
C.线圈中有逐渐变弱的直流电
D.线圈中逐渐变弱的交流电
【例题2】如图所示,abcd是一闭合的小金属线框,用一根绝缘的细杆挂在固定点O,使金属线框在竖直平面内来回摆动的过程穿过水平方向的匀强磁场区域,磁感线方向跟线框平面垂直,若悬点摩擦和空气阻力不计,则()
A.线框进入或离开磁场区域时,都产生感应电流,而且电流的方向相反
B.线框进入磁场区域后,越靠近OO′线时速度越大,因而产生的感应电流也越大
C.线框开始摆动后,摆角会越来越小,摆角小到某一值后将不再减小
D.线框摆动过程中,机械能完全转化为线框电路中的电能
【解析】线框在进入和离开磁场的过程中磁通量才会变化,也可以看做其部分在切割磁感线,因此有感应电流,且由楞次定律或右手定则可确定进入和离开磁场时感应电流方向是相反的,故A项正确;当线圈整体都进入匀强磁场后,磁通量就保持不变了,此段过程中不会产生感应电流,故B错误,但提醒一下的是此时还是有感应电动势的(如果是非匀强磁场,则又另当别论了);
当线框在进入和离开磁场的过程中会有感应电流产生,则回路中有机械能转化为电能,或者说当导体在磁场中做相对磁场的切割运动而产生感应电流的同时,一定会有安培“阻力”阻碍其相对运动,故线框的摆角会减小,但当线框最后整体都进入磁场中后,并只在磁场中摆动时,没有感应电流产生,则机械能保持守恒,摆角就不会再变化,故C项正确,而D项错误.综上所述,正确答案是AC项.
【学习心得】:

相关知识

楞次定律课件+学案+同步练习+基础夯实训练


一名优秀的教师就要对每一课堂负责,作为教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让学生们能够更好的找到学习的乐趣,使教师有一个简单易懂的教学思路。那么,你知道教案要怎么写呢?下面是小编帮大家编辑的《楞次定律课件+学案+同步练习+基础夯实训练》,但愿对您的学习工作带来帮助。

第三节:楞次定律学案
【学习目标】
(1)、理解楞次定律的内容,理解楞次定律中“阻碍”二字的含义,能初步应用楞次定律判定感应电流方向,理解楞次定律与能量守恒定律是相符的
(2)、通过实验教学,感受楞次定律的实验推导过程,逐渐培养自己的观察实验,分析、归纳、总结物理规律的能力。
(3)、学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法。
(4)、通过对楞次定律的探究过程,培养自己的空间想象能力。
【学习重点】应用楞次定律(判感应电流的方向)
【学习难点】理解楞次定律(“阻碍”的含义)
【学习方法】实验法、探究法、讨论法、归纳法
【教具准备】
灵敏电流计,线圈(外面有明显的绕线标志),导线若干,条形磁铁,线圈
【教学过程】
一、温故知新:
1、要产生感应电流必须具备什么样的条件?

2、磁通量的变化包括哪情况?

二、引入新课
1、问题1:如图,已知通电螺线管的磁场方向,问电流方向?

2、问题2:如图,在磁场中放入一线圈,若磁场B变大或变小,问
①有没有感应电流?
②感应电流方向如何?

3、感应电流不是个好“孩子”。感应电流的方向与磁通量间又有什么样的关系?

三、新课学习
1、介绍研究感应电流方向的主要器材并让学生思考:
(1)、灵敏电流计的作用是什么?为什么用灵敏电流计而不用安培表?

(2)、为什么本实验研究的是螺线管中的感应电流,而不是单匝线圈或其它导体中的感应电流?

2、实验内容:
研究影响感应电流方向的因素按照图所示连接电路,并将磁铁向线圈插入或从线圈拔出等,分析感应电流的方向与哪些因素有关。
3、学生探究:研究感应电流的方向
(1)、探究目标:
(2)、探究方向:
(3)、探究手段:分组实验(器材:螺线管,灵敏电流计,条形磁铁,导线)
(4)、探究过程
NS磁铁在管上静止不动时磁铁在管中静止不动时
插入拔出插入拔出N在下S在下N在下S在下
原来磁场的方向
原来磁场的磁通量变化
感应磁场的方向
原磁场与感应磁场方向的关系
感应电流的方向(螺线管上)
(5)、学生带着问题分组讨论:
问题1、请你根据上表中所填写的内容分析一下,感应电流的磁场方向是否总是与原磁场的方向相反?

问题2、请你仔细分析上表,用尽可能简洁的语言概括一下,究竟如何确定感应电流的方向?并说出你的概括中的关键词语。

问题3、你能从导体和磁体相对运动的角度来确定感应电流的方向吗?如果能,请用简洁的语言进行概括,并试着从能量的转化与守恒角度去解释你的结论?

相互交流、分析、讨论,用最简洁的语言概括出本组的结论。师巡视各组的情况,然后指定某些组公布本组的成果在全班进行交流,师生共同讨论,形成结论。
教学中,学生概括多种多样,有的也非常准确到位,甚至于出乎意料,如:
概括1:
概括2:
概括3:
……
总结规律:原磁通变大,则感应电流磁场与原磁场相,有阻碍变作用
原磁通变小,则感应电流磁场与原磁场相,有阻碍变作用
结论:
投影展示楞次定律内容及其理解:
4、楞次定律——感应电流的方向
(1)、内容:。
(2)、理解:
①、阻碍既不是也不等于,增反减同
②、注意两个磁场:磁场和电流磁场
③、在图中标出每个螺线管的感应电流产生的等效N极和S极。
强调:楞次定律可以从两种不同的角度来理解:
a、从磁通量变化的角度看:感应电流总要磁通量的变化。
b、从导体和磁体的相对运动的角度来看,感应电流总要相对运动。
④、感应电流的方向即感应电动势的方向
⑤、阻碍的过程中,即一种能向转化的过程
例:上述实验中,若条形磁铁是自由落体,则磁铁下落过程中受到向上的阻力,即机械能→电能→内能
(3)、应用楞次定律步骤:
①、明确磁场的方向;
②、明确穿过闭合回路的是增加还是减少;
③、根据楞次定律(增反减同),判定的磁场方向;
④、利用判定感应电流的方向。
(4)、楞次定律的应用
例:两同心金属圆环,使内环A通以顺时针方向电流,现使其电流增大,则在大环B中产生的感应电流方向如何?若减小电流呢?

5、楞次定律的特例——闭合回路中部分导体切割磁感线
问题1:当闭合回路的部分导体切割磁感线也会引起磁通量的变化,从而使回路中产生感应电流,这种情况下回路中的电流的方向如何判断呢,可以用楞次定律判断电流的方向吗?
问题2:用楞次定律判断感应电流的过程很复杂,能否找到一种很简单的方法来判断闭合回路中部分导体切割磁感线产生的电流的方向呢?

(1)、右手定则的内容:伸开手让拇指跟其余四指,并且都跟手掌在
内,让磁感线从掌心进入,指向导体运动方向,其余四指指向的就是导体中方向
(2)、适用条件:的情况
(3)、说明:
①、右手定则是楞次定律的特例,用右手定则求解的问题也可用楞次定律求解
例:分别用右手定则和楞次定律判断
通过电流表的电流方向(课本P204(3))
②、右手定则较楞次定律方便,但适用范围较窄,而楞次定律应用于所有情况
③、当切割磁感线时电路不闭合,四指的指向即感应电动势方向(画出等效电源的正负极)
6、巩固练习
例1:为什么闭合回路完全在垂直匀强磁场的面内切割磁感线时回路中无感应电流?

例2:如图所示,平行金属导轨的左端连有电阻R,金属导线框ABCD的两端用金属棒跨在导轨上,匀强磁场方向指向纸内。当线框ABCD沿导轨向右运动时,线框ABCD中有无闭合电流?____;电阻R上有无电流通过?____

【学习小结】
1、楞次定律的内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
2、判定感应电流方向的步骤
3、右手定则确定感应电流的方向

【课后作业】选修3-2课本第12页“思考与讨论”1、2、3、4题
课后作业:第13页1、2、3、4题
【学习心得】

划时代的发现课件学案同步练习基础夯实训练


一名爱岗敬业的教师要充分考虑学生的理解性,作为高中教师就要好好准备好一份教案课件。教案可以让学生更好地进入课堂环境中来,有效的提高课堂的教学效率。那么如何写好我们的高中教案呢?为此,小编从网络上为大家精心整理了《划时代的发现课件学案同步练习基础夯实训练》,相信您能找到对自己有用的内容。

一、划时代的发现
[要点导学]
1、不同自然现象之间是有相互联系的,而这种联系可以通过我们的观察与思考来发现。例如摩擦生热则表明了机械运动与热运动是互相联系的,奥斯特之所以能够发现电流产生磁场,就是因为他相信不同自然现象之间是互相联系和互相转化的。
2、机遇总是青睐那些有准备的头脑,奥斯特的发现是必然中的偶然。发现中子的历史过程(在选修3-5中学习)也说明了这一点。小居里夫妇首先发现这种不带电的未知射线,他们误认为这是能量很高的射线,一项划时代的伟大发现就与小居里夫妇擦肩而过了。当查德威克遇到这种未知射线时,查德威克很快就想到这种不带电的射线可能是高速运动的中子流,因为查德威克的老师卢瑟神福早已预言中子的存在,所以查德威克的头脑是一个有准备的头脑,查德威克就首先发现了中子,并因此获得诺贝尔物理学奖。所以学会用联系的眼光看待世界,比记住奥斯特实验重要得多。
3、法拉第就是用联系的眼光看待世界的人,他坚信既然电流能够产生磁场,那么利用磁场应该可以产生电流。信念是一种力量,但信念不能代替事实。探索“磁生电”的道路非常艰苦,法拉第为此寻找了10年之久,我们要学习的就是这种百折不挠的探索精神。
4、法拉第为什么走了10年弯路,这个问题值得我们研究。原来自然界的联系不是简单的联系,自然界的对称不是简单的对称,“磁生电”不象“电生磁”那样简单,“磁生电”必须在变化、运动的过程中才能出现。法拉第的弯路应该使我们对自然界的联系和对称的认识更加深刻、更加全面。
[范例精析]
例1奥斯特的实验证实了电流的周围存在磁场,法拉第经过10年的努力终于发现了利用磁场产生电流的途径,法拉第认识到必须在变化、运动的过程中才能利用磁场产生电流。法拉第当时归纳出五种情形,请说出这五种情形各是什么。
解析法拉第把能引起感应电流的实验现象归纳为五类:变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。它们都与变化和运动有关。
拓展法国物理学家安培也曾将恒定电流或磁铁放在导体线圈的附近,希望在线圈中看到被“感应”出来的电流,可是这种努力均无收获。因为“磁生电”是在变化或运动中产生的物理现象。
例2自然界的确存在对称美,质点间的万有引力F=Gm1m2/r2和电荷间的库仑力F=kq1q2/r2就是一个对称美的例子。电荷间的相互作用是通过电场传递的,质点间的相互作用则是通过引力场传递的。点电荷q的在相距为r处的电场强度是E=kq/r2,那么质点m在相距为r处的引力场强度是多少呢?如果两质点间距离变小,引力一定做正功,两质点的引力势能一定减少。如果两电荷间距离变小,库仑力一定做正功吗?两电荷的电势能一定减少吗?请简述理由。
解析可以应用点电荷电场的定义方法定义质点的引力场强度,EG=FG/m1=Gm/r2如果两电荷间距离变小,库仑力不一定做正功,因为库仑力可能是吸引力,也可能是排斥力。如果库仑力是吸引力,两电荷间距离变小则电势能减少;如果库仑力是排斥力,则两电荷间距离变小电势能增大。
拓展由以上分析可见,万有引力和库仑力虽然有对称性,但是因为电荷有正负两种,而质点只有一种,所以库仑力做功的情况就要比万有引力做功复杂一些。
[能力训练]
1.史料记载“1831年8月29日这一天,法拉第在接通电池的一刹那,偶然看到检流计指针动了一下,接着便回到了原位,然后就一直停住不动。……”法拉第因此发现了电磁感应现象,图4-1-1是这个实验的示意图。又有史料记载“瑞士物理学家科拉顿设计了一个利用磁铁在闭合线圈中获取电流的实验:将一块磁铁在螺线管中移动,使导线中产生感应电流。为了排除磁铁移动对检流计指针偏转的影响,他把检流计放到隔壁房间中去,用长导线把检流计和螺线管连接起来。实验开始了,科拉顿把磁铁插到线圈中去以后,就跑到隔壁房间中去,但他十分痛心地看到检流计的小磁针静止在原位。”科拉顿没能发现电磁感应现象,他的实验示意图见图4-1-2。请你分析一下,科拉顿没能看到电磁感应现象的原因是什么?
科拉顿没能看到电磁感应现象的原因是因为电磁感应现象是在变化或运动的过程中出现的,当科拉顿赶到隔壁房间去时,检流小磁针已经动过了,所以他没能看到电磁感应现象。
2.科学家对自然现象和自然规律的某些信念在科学发现中起着重要的作用。结合具体例子说说这种作用。
牛顿相信使苹果下落的力和“使月亮下落的力”是同一种力,导致万有引力定律的发现(牛顿认为如果月亮不下落,应该是沿轨道圆的切线运动,现在月亮沿圆周运动,所以月亮实际上是下落了);奥斯特、法拉第相信电与磁是相互联系的,导致他们分别发现了电流的磁效应和电磁感应现象。
3.设有两个物体,一个是热的,另一个是冷的,或更确切他说:一个物体的温度比另一个高些。我们使它们进行接触,并使它们不受到任何外界影响,我们知道,最后它们会达到同样的温度。但是这个情况是怎样发生的呢?从它们开始接触起到它们达到同样温度的时间里,究竟发生了什么呢?有人的脑海中想象这么一个图景:热从一个物体流向另一个物体,正如水由较高的水位流向较低的水位一样。于是这些人因此提出这样的类比:“水——热水”,“较高的水位——较高的温度”,“较低的水位——较低的温度”,水的流动一直要继续到两个水位相同,热的流动也要到温度相等时才停止。这些人的观点是:“热是一种物质,就像物体的质量一样。它的量可以改变,也可以不改变,正如钱一样,可以储存在保险柜里,也可以花掉。只要保险柜始终锁着,柜里面钱的总数就始终保持不变,和这一样,一个被隔离的物体中的质量的总数和热的总数也是不变的。”
请你对上述观点作些点评,如果同意就说说论据,如果反对就说说理由。
这种类比的思想方法不能否定,但得出的结论不能苟同。例如我们用一砂轮打摩一铁块,铁块和铁屑的总质量是不改变的,但是只要打摩不停,热就可以源源不断地增加。可见热是一种能量,它可以从其它形式的能量转化而来。这一例子也告诉我们,对自然现象的联系与对称要深刻研究,全面理解。
4.请你说说教科书把科学发现中经历的失败和挫折表达出来有什么意义?
失败和挫折能够起到警示作用,使我们更加聪明,少走弯路。

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。

探究电磁感应的产生条件课件学案同步练习基础夯实训练


一名优秀的教师在教学时都会提前最好准备,教师要准备好教案,这是每个教师都不可缺少的。教案可以让学生们能够在上课时充分理解所教内容,让教师能够快速的解决各种教学问题。你知道如何去写好一份优秀的教案呢?考虑到您的需要,小编特地编辑了“探究电磁感应的产生条件课件学案同步练习基础夯实训练”,相信能对大家有所帮助。

第二节:探究电磁感应的产生条件学案
【学习目标】:
1.知道产生感应电流的条件。
2.会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。
3.学会通过实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法
4.通过实验观察和实验探究,理解感应电流的产生条件。举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。
【学习重点】:通过实验观察和实验探究,理解感应电流的产生条件。
【学习难点】:感应电流的产生条件。
【学习方法】:实验观察法、分析法、实验归纳法、讲授法
【实验器具】: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,
【学习过程】:
(一)复习磁通量(φ)的概念:
什么叫磁通量?它是如何定义的?公式是怎样的?通常情况下如何表示?
(1)定义:,用表示。磁通量就是表示穿过这个面的。
(2)公式:
(3)单位:1wb=Tm2
(二)引入新课
“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展,特别是我们刚刚跨过的二十世纪,更是科学技术飞速发展的时期。经济建设离不开能源,人类发明也离不开能源,而最好的能源是电能,可以说人类离不开电。饮水思源,我们忘不了为发现和使用电能做出卓越贡献的科学家——法拉第。
1820年奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第由此受到启发,开始了“由磁生电”的探索,经过十年坚持不懈的努力,于1831年8月29日发现了电磁感应现象,开辟了人类的电气化时代。
(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
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。
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
向右平动向后平动
向左平动向上平动
向前平动向下平动
结论:
还有哪些情况可以产生感应电流呢?
(2)向线圈中插入磁铁,把磁铁从线圈中拔出
演示:如图4.2-2所示。把磁铁的某一个磁极向线圈中插入,从线圈中拔出,或静止地放在线圈中。观察电流表的指针,把观察到的现象记录在表2中。
观察实验,记录现象。
表2
磁铁的运动表针的摆动方向磁铁的运动表针的摆动方向
N极插入线圈S极插入线圈
N极停在线圈中S极停在线圈中
N极从线圈中抽出S极从线圈中抽出
结论:
(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。
观察实验,记录现象。表3
操作现象
开关闭合瞬间
开关断开瞬间
开关闭合时,滑动变阻器不动
开关闭合时,迅速移动变阻器的滑片
结论:
2、分析论证
分组讨论,学生代表发言。
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。
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)
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)
3、归纳总结
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?

教师点拨: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:。
4、电磁感应中的能量转化
电有电场能,磁有磁场能,电磁感应与能量守恒与转化有无关系呢?
[分析]实验一、消耗机械能---电能发电机实验三、电能由a螺线管转移到b螺线管变压器
结论:。
【课堂练习】:
1.关于磁通量、磁通密度、磁感应强度,下列说法正确的是?()
A.磁感应强度越大的地方,磁通量越大
B.穿过某线圈的磁通量为零时,由B=可知磁通密度为零
C.磁通密度越大,磁感应强度越大
D.磁感应强度在数值上等于1m2的面积上穿过的最大磁通量
2.下列单位中与磁感应强度的单位“特斯拉”相当的是?()
A.Wb/m2B.N/Am?
C.kg/As2D.kg/Cm
3.关于感应电流,下列说法中正确的是?()
A.只要穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中就一定有感应电流
B.只要闭合导线做切割磁感线运动,导线中就一定有感应电流
C.若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动,闭合电路中一定没有感应电流
D.当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,闭合电路中一定有感应电流
4.在一长直导线中通以如图所示的恒定电流时,套在长直导线上的闭合线环(环面与导线垂直,长直导线通过环的中心),当发生以下变化时,肯定能产生感应电流的是?()
A.保持电流不变,使导线环上下移动
B.保持导线环不变,使长直导线中的电流增大或减小
C.保持电流不变,使导线在竖直平面内顺时针(或逆时针)转动
D.保持电流不变,环在与导线垂直的水平面内左右水平移动
5.如图所示,环形金属软弹簧,套在条形磁铁的中心位置。若将弹簧沿半径向外拉,使其面积增大,则穿过弹簧所包围面积的磁通量将?()
A.增大B.减小
C.不变D.无法确定如何变化
6.行驶中的汽车制动后滑行一段距离,最后停下;流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰;降落伞在空中匀速下降;条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈,线圈中产生电流。上述不同现象中所包含的相同的物理过程
A.物体克服阻力做功
B.物体的动能转化为其他形式的能量
C.物体的势能转化为其他形式的能量
D.物体的机械能转化为其他形式的能量

【学生作业】书面完成P8“问题与练习”第5、6、7题;思考并回答第1、2、3、4题。
【学习札记】

文章来源:http://m.jab88.com/j/45433.html

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