电和电磁教案7篇

时间:2022-09-30 作者:pUssy 备课教案

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电和电磁教案7篇

电和电磁教案篇1

(一)知识与技能

1.知道麦克斯韦电磁场理论的两个基本观点:变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场。

2.知道电磁场在空间传播形成电磁波以及电磁波的特点。

3.知道赫兹实验及其重要意义。

(二)过程与方法

通过对电磁波发现过程的了解,认识规律的普遍性与特殊性,培养学生的逻辑推理和类比推理能力。

(三)情感、态度与价值观

培养学生崇尚科学、献身科学的精神。

教学重点

变化的磁场产生电场。

教学难点

变化的电场产生磁场。

教学方法

演示推理和类比推理

教学用具:

学生电源一台,电磁铁一块,多匝线圈、灯座、小灯泡各一个,导线若干

教学过程

(一)引入新课

师: “神舟六号”上天后,怎样与地面上的人联系呢?

生:无线电波。

师:无线电广播、电视、人造卫星、导弹、宇宙飞船等,传递信息和跟地面的联系都要利用电磁波。现代社会的各个部门,几乎都离不开“电磁波”, “电磁波”就是现代文明的神经中枢。

那么,电磁波是什么?它是怎样产生的?它有什么性质?怎样利用它传递信号?这一章就要讨论这些问题。今天我们就从电磁波的发现开始学习。

(二)进行新课

1.伟大的预言

(教师首先向学生介绍麦克斯韦的生平简介,激发学生的好奇心和求知欲。)

麦克斯韦(james clark mexwell,1831~1879)是英国的理论物理学家、数学家。1831年6月13日生于英国爱丁堡。他的父亲是一个科学家,他从小就受到科学的熏陶,15岁时向英国皇家学会递交数学论文,发表在《爱丁堡皇家学会学报》上,第一次显露出他出众的才华。1847年,考入爱丁堡大学学习数学和物理学。1850年转入剑桥大学,1854年毕业后留校工作,1856~1865年,他先后在阿丁见大学和伦敦皇家学院任教。1871年,麦克斯韦任剑桥物理实验室主任,1874年,他主持建立的卡文迪许实验室竣工,任该实验室首任主任。1879年11月5日,麦克斯韦在剑桥逝世。

麦克斯韦在电磁场理论方面的工作深受法拉第的影响.他信服法拉第的思想,决心为法拉第的场的概念提供数学方法的基础。尤其是他在伦敦皇家学院任教期间,有机会拜访了法拉第以后,更加强了他的这种信念.年轻的麦克斯韦以他卓越的数学才能和严密的逻辑推理,对法拉第的直观形象的电磁场理论加以高度概括,并总结了当时电磁学的研究成果,建立了电磁场方程,确立了电磁场理论。

师:我们现在粗略地介绍一下麦克斯韦的电磁场理论。

● 变化的磁场产生电场

演示实验

装置如图所示,当穿过螺线管的磁场随时间变化时,上面的线圈中产生感应电动势,引起感应电流使灯泡发光。

[提出问题]小灯泡为什么能发光?

[学生回答]由于交变电流产生的磁场在不断变化,所以穿过线圈的磁通量不断变化,在线圈中产生感应电动势,形成感应电流,小灯泡发光。

[继续提问]电路(线圈)中的电荷为什么能够定向移动呢?

[学生回答]受电场力。

[教师总结]麦克斯韦认为变化的磁场在空间产生电场。电路中的自由电荷就是在这个电场的作用下做定向运动,产生了感应电流。

[讨论](1)如果用不导电的塑料线绕制线圈,线圈中还有电流、电场吗?

(2)如果线圈不存在,线圈所在处的空间还有电场吗?

麦克斯韦认为线圈只不过用来显示电场的存在,线圈不存在时,变化的磁场同样在周围空间产生电场,这是一个普遍规律,跟闭合电路是否存在无关(如图甲、乙所示)。

我们可以很自然的提出一个假设:变化的磁场产生电场。

说明:在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的;而静电场中的电场线是不闭合的。

● 变化的电场产生磁场

师:麦克斯韦根据电现象与磁现象的相似性和变化的磁场能产生电场的现象,提出了另一个大胆的假设:变化的电场也能产生磁场。

教师点拨:这个假设没有直接的实验做基础,它出于对自然规律的洞察力,是很大胆的,但却更有创造力。

师:根据这两个基本论点,麦克斯韦推断:如果在空间某区域中有周期性变化的电场,那么,它就在空间产生周期性变化的磁场,这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场……变化的电场和变化的磁场是相互联系着的,形成不可分割的统一体,这就是电磁场。

2.电磁波

师:机械振动在介质中的`传播形成机械波,电磁场在空中的传播会形成什么?

生:电磁场在空中传播形成电磁波。

师:机械波有横波和纵波之分,且能够传递能量;能发生反射、折射、干涉和衍射;靠介质传播,波速v=λf。

类比机械波的特点,学生讨论电磁波具有的特点。

师生共同得到电磁波的特点:

(1)电磁波中的电场和磁场互相垂直,并且都与波的传播方向垂直,即电磁波是横波。光是一种电磁波。在前面学习的光的偏振现象已经证明了这一点。如上图所示。

(2)电磁波可以在真空中传播,向周围空间传播电磁能,在传播过程中,电磁波能发生反射、折射、干涉和衍射。

(3)三个特征量的关系:v=λf。在真空中v=3.0×108 m/s。

师:麦克斯韦电磁场理论的建立具有伟大的历史意义,足以根牛顿力学体系相媲美,它是物理学发展史中的一个划时代的里程碑。

3.赫兹的电火花

师:麦克斯韦的电磁场理论还只是一个预言。还有待于科学实验的证明。是赫兹把这个天才的预言变成了世人公认的真理。

(引导学生教材,了解赫兹证实电磁波存在的探索历程)

教师可以向学生介绍赫兹的生平简介(见附录),激发学生求知上进的热情,对学生进行物理情感教育。

(三)课堂总结、点评

本节主要学习了麦克斯韦电磁场理论的主要内容。知道了麦克斯韦电磁场理论的两大支柱:变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场。还知道了变化的电场和磁场相互联系,形成一个统一的场,即电磁场。电磁场由发生区域向远处的传播形成电磁波。电磁波中的电场与磁场相互垂直,且二者均与波的传播方向垂直,即电磁波是横波。

课余作业

完成p79“问题与练习”的题目。

电和电磁教案篇2

一、预习目标

(1).知道什么是感生电场。

(2).知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。

二、预习内容:感生电动势与动生电动势的概念

1、.感生电动势 :

2 、动生电动势 :

三、提出疑惑

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。

课内探究学案

一、学习目标

(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。

(3).理解感生电动势与动生电动势的概念

学习重难点:

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。

二、学习过程

探究一: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。

探究二: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。

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。

(三)反思总结

教师组织学生反思总结本节课的主要内容,重点是辨析相关概念的含义及其特点,并进行当堂检测。

(四)当堂检测

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.ac 2.ab 3.向上 2mg

课后练习与提高

1.如图所示,一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动,当磁感应强度均匀增大时,此粒子的动能将( )

a.不变 b.增加

c.减少 d.以上情况都可能

2.穿过一个电阻为l Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少2 wb,则( )

a.线圈中的感应电动势一定是每秒减少2 v

b.线圈中的感应电动势一定是2 v

c.线圈中的感应电流一定是每秒减少2 a

d.线圈中的感应电流一定是2 a

3.在匀强磁场中,ab、cd两根导体棒沿两根导轨分别以速度v1、v2滑动,如图所示,下列情况中,能使电容器获得最多电荷量且左边极板带正电的是( )

a.v1=v2,方向都向右 b.v1=v2,方向都向左

c.v1>v2,v1向右,v2向左 d.v1>v2,v1向左,v2向右

4.如图所示,面积为0.2 m2的100匝线圈处在匀强磁场中,磁场方问垂直于线圈平面,已知磁感应强度随时间变化的规律为b=(2+0.2t)t,定值电阻r1=6Ω,线圈电阻r2=4Ω,求:

(1)磁通量变化率,回路的感应电动势;

(2)a、b两点间电压uab

5.如图所示,在物理实验中,常用“冲击式电流计”来测定通过某闭合电路的电荷量.探测器线圈和冲击电流计串联后,又能测定磁场的磁感应强度.已知线圈匝数为n,面积为s,线圈与冲击电流计组成的回路电阻为r,把线圈放在被测匀强磁场中,开始时线圈与磁场方向垂直,现将线圈翻转180°,冲击式电流计测出通过线圈的电荷量为q,由此可知,被测磁场的磁磁感应强度b=__________

6.如图所示,a、b为大小、形状均相同且内壁光滑,但用不同材料制成的圆管,竖直固定在相同高度.两个相同的磁性小球,同时从a、b管上端的管口无初速释放,穿过a管的小球比穿过b管的小球先落到地面.下面对于两管的描述中可能正确的是( )

a.a管是用塑料制成的,b管是用铜制成的

b.a管是用铝制成的,b管是用胶木制成的

c.a管是用胶木制成的,b管是用塑料制成的

d.a管是用胶木制成的,b管是用铝制成的

答案:1.b 2.bd 3.c 4.(1)4v(2)2.4a 5. 6. ad

电和电磁教案篇3

一、教学目标

1、了解电磁波的产生和发射,知道电磁波是横波

2、知道电磁波在真空中的传播速度,知道公式v=λf 也适用于电磁波。

二、教学重点:

有关电磁波的简单计算

三、教学难点:

电磁波的产生

四、教学方法:

启发式综合教学法

五、教学过程

(一)引入新课

上节课我们学习了有关电磁场的知识,知道了麦克斯韦电磁场理论的两大支柱,即变化的磁场能产生电场,变化的电场能产生磁场。变化的电场和变化的磁场是相互联系的,形成一个不可分离的统一体,这就是电磁场。电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波。这节课我们就学习有关电磁波的知识。

(二)进行新课

1、电磁波的产生

(1)普通lc振荡电路不能有效地发射电磁波

在普通lc振荡电路中,电场主要集中在电容器的极板之间,磁场主要集中在线圈内部。在电磁振荡过程中,电场能和磁场能的相互转化主要是在电路内部完成的,辐射出去的能量很少。不能有效地发射电磁波

2、发射电磁波的条件

要有效地向外发射电磁波,振荡电路要满足如下条件:

(1)要有足够高的振荡频率。

(2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间,才能有效地把电磁场的能量传播出去。

引导学生讨论:如何改造普通的lc振荡电路,才能使它能够有效地发射电磁波?

师生一起讨论后,引出开放电路的概念。将闭合电路变成开放电路就可以有效地把电磁波发射出去。

3、电磁波的特点

师生一起讨论、归纳电磁波的特点:

(1)电磁波是横波。电磁波中的电场和磁场相互垂直,电磁波的传播方向与二者的方向也垂直。

(2)电磁波在空间以一定的速度传播,

(3)电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度,即c=3.0×108/s

(4)电磁波的传播过程就是电磁能的传播过程。

(5)电磁波是物质波,真空中也能传播,能独立存在(与机械波不同)

(6)具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性

?例题】一台收音机的接收频率范围从f1=2.2mhz到f2=22mhz;设这台收音机能接收的相应波长范围从λ1到λ2,那么波长之比为λ1:λ2=___:___

(三)布置作业:练习二(2)(3)做在作业本上

电和电磁教案篇4

教学目标

1.知道电路各组成部分的基本作用.

2.知道什么是电路的通路、开路,知道短路及其危害.

3.能画出常见的电路元件的符号和简单的电路图.

4.会画简单电路的电路图和根据简单的电路图连接电路是本节的重点和难点,也是全章的重点之一,培养学生抽象概括能力和实际操作能力.

教学建议

教材分析

本节的教学内容有:电路各组成部分的基本作用、电路的三种工作状态、电路元件的符号、简单的电路图.其中会画简单电路的电路图和根据简单的电路图连接电路是本节的重点和难点,也是全章的重点之一,培养学生抽象概括能力和实际操作能力.

教法建议

新课的引入可以由实验去研究电路的问题,让学生建立起简单电路和复杂电路的感性认识,从而引出无论电路的复杂程度如何,电路至少要由用电器、导线、开关和电源组成.对于用电器和导线,学生比较熟悉,不必作过多的讲述.而对于开关和电源,教师要结合实物作详细的介绍:主要介绍干电池、蓄电池、发电机三种电源;介绍拉线、拨动、闸刀、按钮四种开关.介绍过程不涉及它们的构造和工作原理,只需使学生了解电源是电路中的供电装置,开关是电路接通或断开的控制装置即可.结合课本图4-16的实验向学生介绍电路的通路、开路、短路三种状态.

教材先介绍了门铃电路,并提出了用符号来表示实际电路的意义:简单、方便、一目了然.接着介绍了门铃电路图并介绍了电路元件符号.这里仅仅是一般的介绍,并不要求学生立即掌握,教师应把握这个分寸.介绍门铃电路图时,不能只对图讲述,应配合演示一个最简单的电铃电路实验,让学生的感性认识更丰富,对电路图的作用理解更深刻.

教学设计方案

1.复习提问:

(1) 维持电路中有持续电流存在的条件是什么?

(2) 电源在电路中的作用是什么?

2.引入新课

实验:在磁性黑板上连接如前面的图4-6所示电路,合上开关,小灯泡发光.先后取走电路中任一元件,观察小灯泡是否还能继续发光.将小灯泡换成电铃,重复上面的实验.通过观察实验,让同学思考一个最简单的电路都至少由哪几部分构成的?

3.进行新课

(1)电路的组成

①由电源、用电器、开关和导线等元件组成的电流路径叫电路.一个正确的电路,无论多么复杂,也无论多么简单,都是由这几部分组成的,缺少其中的任一部分,电路都不会处于正常工作的状态.

②各部分元件在电路中的作用

电源--维持电路中有持续电流,为电路提供电能,是电路中的供电装置.

导线--连接各电路元件的导体,是电流的通道.

用电器--利用电流来工作的设备,在用电器工作时,将电能转化成其他形式的能.

开关--控制电路通、断的装置.

③电路的通路、开路和短路

继续刚才实验的演示,重做图4-6的实验,闭合开关,小灯泡发光.这种处处连通的电路叫通路.断开开关,或将电路中的某一部分断开,小灯泡都不会发光,说明电路中没有电流.这种因某一处断开而使电路中没有电流的电路叫开路.

将小灯泡取下,用导线直接把电源的正、负极连接起来,过一会儿手摸导线会感觉到导线发热.这种电路中没有用电器,直接用导线将电源正负极相连的电路叫短路.短路是非常危险的,可能把电源烧坏,是不允许的.

观察:观察手电筒电路.看看这个电路是由几部分组成的?(可让学生自带手电筒).

思考:手电筒电路的开关与我们演示实验中所用的开关是否相同?你在家里和日常生活中还见过哪些与此不同的开关?它们在电路中的作用是否相同?

(2)电路中各元件的符号

在设计、安装、修理各种实际电路的时候,常常需要画出表示电路连接情况的图.为了简便,通常不画实物图,而用国家统一规定的符号来代表电路中的各种元件.出示示教板或画有各电路元件符号的投影片,并作说明.

(3)电路图:用规定的符号表示电路连接情况的图叫电路图.

①示范:画出图4-6的电路图.

②让同学画出用电铃做实验时的电路图.让同学说明电路中的电流方向.

③变换一下图4-6实验中元件的位置,再让同学们练习画出电路图.注意纠正错误的画法.

④根据同学们画电路图的情况,进行小结,提出画电路图应注意的问题.元件位置安排要适当,分布要均匀,元件不要画在拐角处.整个电路图最好呈长方形,有棱有角,导线横平竖直.

4.小结(略)

探究活动

一个实际电路中的用电器往往不只一个,有时有许多个.例如实验1中的小灯泡和电铃要同时在一个电路里工作,用同一个开关来控制.这个电路应怎样连接?你有几种方法?请试着画出电路图.

电和电磁教案篇5

教学目标:

1、理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱:变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场。了解变化的电场和磁场相互联系形成同一的电磁场。

2、 了解电磁场在空间传播形成电磁波。

3、 了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在物理学发展中的贡献。体会两位科学家研究物理问题的思想方法。

教学过程:

一、伟大的预言

说明:法拉第发现电磁感应现象那年,麦克斯韦在苏格兰爱丁堡附近诞生,从小就表现出了惊人的数学和物理天赋,他从小热爱科学,喜欢思考,1854年从剑桥大学毕业后,精心研读了法拉第的著作,法拉第关于“场”和“力线”的思想深深吸引了麦克斯韦,但麦克斯韦也发现了法拉第定性描述的弱点,那就是不能定量的描述电场和磁场的关系。因此,这位初出茅庐的科学家决定用他的数学才能来弥补。1860年初秋,麦克斯韦特意去拜访法拉第,两人虽然在年龄上相差四十岁,在性情、爱好、特长方面也迥然各异,可是对物质世界的看法却产生了共鸣。法拉第鼓励麦克斯韦:“你不应停留在数学解释我的观点”,而应该突破它。

说明:麦克斯韦学习了库仑、安培、奥斯特、法拉第、亨利的研究成果,结合了自己的创造性工作,最终建立了经典电磁场理论。

说明:法拉第电磁感应定律告诉我们:闭合线圈中的磁通量发生变化就能产生感应电流,我们知道电荷的定向移动形成电流,为什么会产生感应电流呢?一定是有了感应电场,因此,麦克斯韦认为,这个法拉第电磁感应的实质是变化的磁场产生电场,电路中的电荷就在这个电场的作用下做定向移动,产生了感应电流。即使变化的磁场周围没有闭合电路,同样要产生电场。变化的磁场产生电场,这是一个普遍规律

说明:自然规律存在着对称性与和谐性,例如有作用力就有反作用力。既然变化的磁场能够产生电场,那么变化的电场能否产生磁场呢?麦克斯韦大胆地假设,变化的电场能够产生磁场。

问:什么现象能够说明变化的电场能够产生磁场?(例如通电螺线管中的电流发生变化,那么螺线管内部的磁场要发生变化)

说明:根据这两个基本论点,麦克斯韦推断:如果在空间在空间某区域中有不均匀变化的电场,那么这个变化的电场能够引起变化的磁场,这个变化的磁场又引起新的变化的电场.........这样变化的电场引起变化的磁场,变化的磁场又引起变化的电场,变化的电场和磁场交替产生,由近及远传播就形成了电磁波。

二、电磁波

问:在机械波的横波中,质点的振动方向和波的传播方向之间有何关系?(两者垂直)

说明:根据麦克斯韦的理论,电磁波中的电场强度和磁感应强度互相垂直,而且两者均与电磁波的传播方向垂直,电磁波是横波。

问:电磁波以多大的速度传播呢?(以光速c传播)

问:在机械波中是位移随时间做周期性变化,在电磁波中是什么随时间做周期性变化呢?(电场强度e和磁感应强度b)

三、赫兹的电火花

说明:德国科学家赫兹证明了麦克斯韦关于电磁场的理论

板书设计

一、伟大的预言

1、变化的磁场产生电场

变化的电场产生磁场

2、变化的电场和磁场交替产生,由近及远传播形成电磁波

二、电磁波

1、电磁波是横波,e和b互相垂直,而且两者均与电磁波的传播方向垂直÷

2、电磁波以光速c传播)

3、电磁波中电场强度e和磁感应强度b随时间做周期性变化

三、赫兹的电火花

赫兹证明了麦克斯韦关于电磁场的理论

电和电磁教案篇6

【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。

【教学重点】法拉第电磁感应定律。

【教学难点】感应电流与感应电动势的产生条件的区别。

【教学方法】实验法、归纳法、类比法

?教具准备】

多媒体课件、多媒体电脑、投影仪、检流计、螺线管、磁铁。

?教学过程】

一、复习提问:

1、在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么?

答:穿过闭合回路的磁通量发生变化,就会在回路中产生感应电流。

2、恒定电流中学过,电路中存在持续电流的条件是什么?

答:电路闭合,且这个电路中一定有电源。

3、在发生电磁感应现象的情况下,用什么方法可以判定感应电流的方向?

答:由楞次定律或右手定则判断感应电流的方向。

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?

答:既然有感应电流,那么就一定存在感应电动势.只要能确定感应电动势的大小,根据闭合电路欧姆定律就可以确定感应电流大小了.

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,该电路中是否都有电流?为什么?

答:有,因为磁通量有变化

②、有感应电流,是谁充当电源?

答:由恒定电流中学习可知,对比可知左图中的虚线框内线圈部分相当于电源。

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?

答:电路断开,肯定无电流,但仍有电动势。

3、产生感应电动势的条件是什么?

答:回路(不一定是闭合电路)中的磁通量发生变化.

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?

答:在电磁感应现象中,不论电路是否闭合,只要穿过回路的磁通量发生变化,电路中就有感应电动势,但产生感应电流还需要电路闭合,因此研究感应电动势比感应电流更有意义。(情感目标)

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?(学生猜测)

(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)

教师引导学生分析实验,(课件展示)回答以上问题

学生甲:穿过电路的Φ变化 产生e感 产生i感.

学生乙:由全电路欧姆定律知i= ,当电路中的总电阻一定时,e感越大,i越大,指针偏转越大。

学生丙:磁通量变化相同,但磁通量变化的快慢不同。

可见,感应电动势的大小跟磁通量变化和所用时间都有关,即与磁通量的变化率有关.

把 定义为磁通量的变化率。

上面的实验,我们可用磁通量的变化率来解释:

学生甲:实验中,将条形磁铁快插入(或拔出)比慢插入或(拔出)时, 大,i感大,

e感大。

实验结论:电动势的大小与磁通量的变化快慢有关,磁通量的变化越快电动势越大。磁通量的变化率越大,电动势越大。

(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=n

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正比

⑶感应电动势的方向由楞次定律来判断

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

注意: 为b.s之间的夹角。

4、特例——导线切割磁感线时的感应电动势

用课件展示电路,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)

解析:设在Δt时间内导体棒由原来的位置运动到a1b1,这时线框面积的变化量为

Δs=lvΔt

穿过闭合电路磁通量的变化量为

ΔΦ=bΔs=blvΔt

据法拉第电磁感应定律,得

e= =blv

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两两垂直

(2)导线的长度l应为有效切割长度

(3)导线运动方向和磁感线平行时,e=0

(4)速度v为平均值(瞬时值),e就为平均值(瞬时值)

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( d )

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。

解:由电磁感应定律可得e=nΔΦ/Δt①

ΔΦ= Δb×s②

由① ②联立可得e=n Δb×s/Δt

代如数值可得e=1.6v

例题3、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 ?

答案:(2m/s)

问2:上题中若ab框间有摩擦阻力,且μ=0.2,求v ?

答案:(1.3m/s)

问3:若不计摩擦,而将b方向改为竖直向上,求v ?

答案:(2.67m/s)

问4:若此时再加摩擦μ=0.2,求v ?

答案:(1.6m/s)

?课堂小结】

1、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。

2、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。

3、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。

?布置作业】选修3-2课本第16页“思考与讨论”

课后作业:第17页1、2、3、5题

?课后反思】

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。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,把书本知识转化为自己的知识,让学生有收获成功感。

本节课,重点是理解法拉第电磁感应定律,不要过多的进行训练,不能急于求成,应该循序渐进.

电和电磁教案篇7

[要点导学]

1. 这一节学习法拉第电磁感应定律,要学会感应电动势大小的计算方法。这部分内容和楞次定律是本章的两大重要内容,应该高度重视。

2. 法拉第电磁感应定律告诉我们电路中产生感应电动势的大小跟 成正比。若产生感应电动势的电路是一个有n匝的线圈,且穿过每匝线圈的磁感量变化率都相同,则整个线圈产生的感应电动势大小e= 。

3. 直导线在匀强磁场中做切割磁感线的运动时,如果运动方向与磁感线垂直,那么导线中感应电动势的大小与 、 和 三者都成正比。用公式表示为e= 。如果导线的运动方向与导线本身是垂直的,但与磁感线方向有一夹角,我们可以把速度分解为两个分量,垂直于磁感线的分量v1=vsin,另一个平行于磁感线的分量不切割磁感线,对感应电动势没有贡献。所以这种情况下的感应电动势为e=blvsin。

4.应该知道:用公式e=n/t计算的感应电动势是平均电动势,只有在电动势不随时间变化的情况下平均电动势才等于瞬时电动势。用公式e=blv计算电动势的时候,如果v是瞬时速度则电动势是瞬时值;如果v是平均速度则电动势是平均值。

5.公式e=n/t是计算感应电动势的普适公式,公式e=blv则是前式的一个特例。

6.关于电动机的反电动势问题。

①电动机只有在转动时才会出现反电动势(线圈转动切割磁感线产生感应电动势);

②线圈转动切割磁感线产生的感应电动势方向与电动机的电源电动势方向一定相反,所以称为反电动势;

③有了反电动势电动机才可能把电能转化为机械能,它输出的机械能功率p=e反i;

④电动机工作时两端电压为u=e反+ir(r是电动机线圈的电阻),电动机的总功率为p=ui,发热功率为p热=i2r,正常情况下e反ir,电动机启动时或者因负荷过大停止转动,则i=u/r,线圈中电流就会很大,可能烧毁电动机线圈。

[范例精析]

例1法拉第电磁感应定律可以这样表述:闭合电路中感应电动势的大小 ( )

a、跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比

b、跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比

c、跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比

d、跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比

解析:e=/t,与t的比值就是磁通量的变化率。所以只有c正确。

拓展:这道高考题的命题意图在于考查对法拉第电磁感应定律的正确理解。考生必须能够正确理解磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率这三个不同的概念。