人教版選修32 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件 第1課時 教案.doc_第1頁
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人教版 高中物理選修3-2第4章第2節(jié) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件【知識與技能】1知道產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。2會使用線圈以及常見磁鐵完成簡單的實(shí)驗。【過程與方法】學(xué)會通過實(shí)驗觀察、記錄結(jié)果、分析論證得出結(jié)論的科學(xué)探究方法【情感態(tài)度與價值觀】滲透物理學(xué)方法的教育,通過實(shí)驗觀察和實(shí)驗探究,理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。舉例說明電磁感應(yīng)在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用?!窘虒W(xué)重難點(diǎn)】1通過實(shí)驗觀察和實(shí)驗探究,理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。2感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件?!窘虒W(xué)過程】重難點(diǎn)一、磁通量及磁通量變化量的計算1對磁通量的三點(diǎn)理解(1)磁通量是標(biāo)量,但是有正負(fù)。磁通量的正負(fù)不代表大小,只表示磁感線是怎樣穿過平面的。即若以向里穿過某面的磁通量為正,則向外穿過這個面的磁通量為負(fù)。(2)若穿過某一面的磁感線既有穿出,又有穿入,則穿過該面的合磁通量為凈磁感線的條數(shù)。(3)由bs可知,磁通量的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān)。2勻強(qiáng)磁場中磁通量的計算(1)b與s垂直時:bs。b指勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度,s為線圈的面積。(2)b與s不垂直時:bs。s為線圈在垂直磁場方向上的有效面積,在應(yīng)用時可將s分解到與b垂直的方向上,如圖所示,bssin 。3磁通量變化量的計算當(dāng)b與s垂直時,通常有以下兩種情況:(1)s面積不變,b改變,則bs。(2)s面積改變,b不變,則bs。磁通量的變化:穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化的四種情況:b不變、s變例:閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線時b變、s不變例:線圈與磁體之間發(fā)生相對運(yùn)動時b和s都變注意:此時可由t0計算并判斷磁通量是否變化b和s大小都不變,但二者之間的夾角發(fā)生變化例:線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時【典型例題】如圖所示的線框abcd面積為s,處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向與線框平面成角,當(dāng)線框以ab為軸順時針轉(zhuǎn)90到虛線位置時,試求:(1)初末位置穿過線框的磁通量大小1和2;(2)磁通量的變化量.【解析】(1)方法一在初始位置,把面積向垂直于磁場方向進(jìn)行投影,可得垂直于磁場方向的面積為sssin ,所以1bssin .在末位置,把面積向垂直于磁場的方向進(jìn)行投影,可得垂直于磁場方向的面積為sscos .由于磁感線從反面穿入,所以2bscos .方法二如圖所示,把磁感應(yīng)強(qiáng)度b沿垂直于面積s和平行于面積s的方向進(jìn)行分解,得:b上bsin ,b左bcos .所以1b上sbssin ;2b左sbscos .(2)開始時b與線框平面成角,穿過線框的磁通量1bssin ;當(dāng)線框平面按順時針方向轉(zhuǎn)動時,穿過線框的磁通量減少,當(dāng)轉(zhuǎn)動時,穿過線框的磁通量減少為零,繼續(xù)轉(zhuǎn)動至90時,磁感線從另一面穿過,磁通量變?yōu)椤柏?fù)”值,2bscos .所以:21bscos bssin bs(cos sin )重難點(diǎn)二、感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件及其應(yīng)用提出問題:“有電就有磁”,那么是不是“有磁就有電 ”呢?猜想一:有磁就有電猜想二:有磁不一定有電探究課題:由磁場產(chǎn)生電流的條件是什么呢?實(shí)驗一:閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線的運(yùn)動實(shí)驗結(jié)論:當(dāng)導(dǎo)體棒左右運(yùn)動時,切割磁感線,有電流產(chǎn)生;導(dǎo)體棒上下平動時,不切割磁感線,沒有電流產(chǎn)生。問題:是不是一定要導(dǎo)體去切割磁感線即導(dǎo)體運(yùn)動磁場不動才能產(chǎn)生感應(yīng)電流呢?思考:1、科拉頓的這次嘗試中,在他插入和拔出磁鐵的過程中,線圈有沒切割磁感線?2、線圈中會不會產(chǎn)生感應(yīng)電流?實(shí)驗結(jié)論:磁鐵插入和拔出的瞬間,螺線管中的每一線圈都切割磁感線,有電流產(chǎn)生;磁鐵停在螺線管中時,沒切割磁感線,無電流產(chǎn)生。結(jié)論:無論是導(dǎo)體運(yùn)動,還是磁場運(yùn)動,只要閉合電路的一部分導(dǎo)體切割了磁感線,電路中就有電流產(chǎn)生問題:“閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線”是不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的必要條件呢?實(shí)驗三:雙螺線管實(shí)驗實(shí)驗設(shè)計:1、實(shí)驗?zāi)康模菏褂貌磺懈畲鸥芯€的方法產(chǎn)生感應(yīng)電流2、實(shí)驗器材:電源、電鍵、電流表、滑動變阻器、大線圈、小線圈、導(dǎo)線3、實(shí)驗電路圖:實(shí)驗結(jié)論:即使大線圈與小線圈無相對運(yùn)動,導(dǎo)體不切割磁感線,但當(dāng)小線圈中電流變化時,大線圈所在處的磁場變化,大線圈中就有電流產(chǎn)生?!窘Y(jié)論】只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就有電流產(chǎn)生。感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是:(1)回路要閉合(2)穿過回路的磁通量發(fā)生變化【歸納總結(jié)】感應(yīng)電流產(chǎn)生的必要條件是穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化,所以判斷感應(yīng)電流有無時:1明確導(dǎo)體回路是否閉合2判斷穿過回路的磁通量是否發(fā)生變化穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化,大致有以下幾種情況(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度b不變,線圈面積s發(fā)生變化,例如閉合導(dǎo)體回路的一部分導(dǎo)體切割磁感線時(2)線圈面積s不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度b發(fā)生變化,例如線圈與磁體之間發(fā)生相對運(yùn)動時或者磁場是由通電螺線管產(chǎn)生,而螺線管中的電流變化時(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度b和回路面積s同時發(fā)生變化,此時可由21計算并判斷磁通量是否變化(4)線圈面積s不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度b也不變,但二者之間夾角發(fā)生變化,例如線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時【典型例題】為觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象,某學(xué)生將電流表、螺線管a和b、蓄電池、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖所示的實(shí)驗電路(1)當(dāng)接通和斷開開關(guān)時,電流表的指針都沒有偏轉(zhuǎn),其原因是()a開關(guān)位置接錯b電流表的正、負(fù)極接反c線圈b的3、4接頭接反d蓄電池的正、負(fù)極接反(2)在開始實(shí)驗之前,需要先確定電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向之間的關(guān)系,為此還需要的器材是_具體方法是_【答案】(1)a(2)一節(jié)干電池、保護(hù)電阻用一節(jié)干電池與電流表、保護(hù)電阻連接【解析】本題考查了感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件(1)因感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是閉合電路中的磁通量發(fā)生變化,由電路圖可知,若

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