《電磁學(xué)》復(fù)習(xí)課教學(xué)設(shè)計(jì).doc

電磁學(xué)復(fù)習(xí)課教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)目標(biāo)】1在物理知識(shí)方面要求（l）掌握磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)體的作用力；（2）掌握磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力；（3）掌握法拉第電磁感應(yīng)定律2通過(guò)綜合復(fù)習(xí)，搞清磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)、交流電、電磁振蕩和電磁波等知識(shí)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，并能進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的綜合運(yùn)用3通過(guò)綜合復(fù)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生歸納、整理知識(shí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)分析解決綜合性問(wèn)題的能力【重點(diǎn)、難點(diǎn)分析】1重點(diǎn)（l）磁場(chǎng)對(duì)截流導(dǎo)體的作用力；（2）磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力；（3）感生電流方向的判定；（4）法拉第電磁感應(yīng)定律及其運(yùn)用2難點(diǎn)（l）楞次定律及其運(yùn)用；（2）法拉第電磁感應(yīng)定律的運(yùn)用；（3）電磁振蕩過(guò)程的理解【教具】投影片（或小黑板），掛圖【教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)】（一）復(fù)習(xí)引入新課1提出問(wèn)題（l）請(qǐng)同學(xué)回顧：磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)、交流電、電磁振蕩和電磁波幾章知識(shí)的大致輪廓；（2）請(qǐng)同學(xué)描述一下：磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)、交流電、電磁振蕩和電磁波各章的具體知識(shí)內(nèi)容2根據(jù)同學(xué)描述的知識(shí)內(nèi)容，歸納總結(jié)一下，在幾章中，我們主要學(xué)習(xí)了，運(yùn)動(dòng)電荷周?chē)嬖诖艌?chǎng)；電場(chǎng)和磁場(chǎng)在一定條件下相互轉(zhuǎn)換，從而形成電磁感應(yīng)，產(chǎn)生電磁波電磁波的接收與發(fā)射等又涉及電子技術(shù)方面的應(yīng)用等知識(shí)（二）主要教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1出示掛圖，并作解說(shuō)知識(shí)大致輪廓2出示掛圖，并作解說(shuō)本部分的主要知識(shí)，具體內(nèi)容和簡(jiǎn)要說(shuō)明。主要知識(shí)具體內(nèi)容說(shuō)明磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)電荷周?chē)嬖诘奈镔|(zhì)，能對(duì)鐵類(lèi)物質(zhì)及運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生力的作用。一切磁現(xiàn)象的本質(zhì)，來(lái)源于電荷的運(yùn)動(dòng)。磁感應(yīng)強(qiáng)度BB=F/lI。F-N，l-m，I-A，B-T。B的方向與F、l所在平面垂直。F是當(dāng)lB時(shí)受到的最大磁場(chǎng)力磁通量=BS，B-T，是S與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直方向的夾角。安培力FF=BIlsin，磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用力。是B與電流正方向的夾角洛侖茲力ff=qvBsin，磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力。是B、v正方向的夾角。動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)=Blvsin，一段導(dǎo)體因切割磁感線而產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)。是v與B正方向的夾角（l與B垂直）。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)=N/t，因磁通量發(fā)生變化而在閉合電路引起的感生電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和。N是匝數(shù)。/t叫做磁通量的變化率。變流電e=NBSsintV，或。電流大小、方向作周期性變化。由于閉合電路磁通量周期性變化所產(chǎn)生。交流電最大值或，。正弦（或余弦）符號(hào)前的數(shù)值交流電有效值，。相當(dāng)于直流電同樣勢(shì)效應(yīng)之值。理想變壓器利用電磁感應(yīng)原理輸送電能的裝置。通過(guò)理想變壓器的各匝線圈的/t相同，能量損耗不計(jì)。L、C振蕩電路L、C閉合電路內(nèi)，電場(chǎng)能與磁場(chǎng)能的交替轉(zhuǎn)換。電流變化趨勢(shì)與C上電量變化趨勢(shì)相反。L、C振蕩周期，L電感，單位：H；C電容，單位：F；T周期，單位：s。改變L或C都能使T變化。T為固有周期。電磁場(chǎng)與電磁波變化的磁場(chǎng)（電場(chǎng)），產(chǎn)生電場(chǎng)（磁場(chǎng)）。變化的電場(chǎng)與磁場(chǎng)不可分割，叫做電磁場(chǎng)。電磁場(chǎng)在空間傳遞形成電磁波。按正弦（或余弦）規(guī)律變化的磁場(chǎng)（電場(chǎng)），產(chǎn)生變化的電場(chǎng)（磁場(chǎng)）3就以下內(nèi)容，逐個(gè)提問(wèn)，然后將投影片打出（1）基本定則安培定則 判斷電流磁場(chǎng)方向的法則應(yīng)用于直線電流時(shí)，拇指表示電流方向，四指表示磁場(chǎng)（磁感線）的環(huán)繞方向；應(yīng)用于環(huán)形電流時(shí)，四指表示電流方向，拇指表示環(huán)形電流軸線上磁感線的方向左手定則 判斷通電導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)電荷受磁場(chǎng)力方向的法則在應(yīng)用于判斷洛侖茲力方向時(shí)，只要將正電荷運(yùn)動(dòng)方向視為電流方向即可負(fù)電荷反之右手定則 判斷感生電流方向的法則，注意與楞次定律相結(jié)合使用（2）楞次定律反映感生電流方向與磁通量變化關(guān)系的定律：感生電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感生電流的磁通量的變化可結(jié)合左、右手判斷法則，判斷感生電流方向或感生電動(dòng)勢(shì)的正負(fù)極性應(yīng)用時(shí)，注意下列四個(gè)步驟：明確外磁場(chǎng)（或原磁場(chǎng)）的方向及分布情況，畫(huà)出磁感線的分布；判斷磁通量的變化；根據(jù)的正、負(fù)情況，判斷感生電流磁場(chǎng)的方向：當(dāng)0時(shí)，感生電流磁場(chǎng)方向與外磁場(chǎng)方向相反；當(dāng)0時(shí)，感生電流磁場(chǎng)方向與外磁場(chǎng)方向相同；當(dāng)=0時(shí)，無(wú)感生電流產(chǎn)生根據(jù)感生電流磁場(chǎng)方向，結(jié)合（左）右手判定法則，確定感生電流方向（3）法拉第電磁感應(yīng)定律反映感生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生條件及大小的定律：電路中感生電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)這一電路的磁通量的變化率成正比，即：t注意：公式=Blvsin是反映長(zhǎng)為1的一段導(dǎo)體，或者閉合電路中的一部分導(dǎo)體1兩端感生電動(dòng)勢(shì)的大小此感生電動(dòng)勢(shì)起因于導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的結(jié)果；公式，是表示繞閉合電路一周感生電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和；凡電動(dòng)勢(shì)，都是表示非靜電力移動(dòng)單位正電荷做功的能力大小公式=Blv中的非靜電力是洛侖茲力而中的非靜電力則不僅包括洛侖茲力，而且包括感生電場(chǎng)力等非靜電力這是兩者在意義上的區(qū)別但通常在應(yīng)用中往往對(duì)于應(yīng)用求得的感生電動(dòng)勢(shì)一定是對(duì)時(shí)間t的“平均值”，而將=Blvsin理想為只能求得即時(shí)值，以此來(lái)區(qū)別兩者的不同意義這種看法是片面的，“即時(shí)值”、“平均值”不是兩者的根本區(qū)別實(shí)際上兩個(gè)公式在某些情況下都能描述即時(shí)值和平均值4交流電的變化規(guī)律當(dāng)閉合導(dǎo)線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如果閉合電路內(nèi)的磁通量發(fā)生周期性變化，則其感生電動(dòng)勢(shì)即為：式中N為閉合導(dǎo)線框的匝數(shù)，S為導(dǎo)線框所圍面積5講述研究電磁學(xué)部分的基本思路與方法（l）磁場(chǎng)中的力學(xué)問(wèn)題，其分析方法與力學(xué)中的方法相同，只是多了磁場(chǎng)力的作用，當(dāng)存在動(dòng)量或能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題時(shí)，可借助動(dòng)量或功能關(guān)系解答如圖1所示（投影片）質(zhì)量為m的帶電小球所帶電量為+q，可以沿豎直長(zhǎng)棍滑動(dòng)，小球與棍的摩擦因數(shù)為，同時(shí)有一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和水平垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B問(wèn)小球由靜止向下滑動(dòng)時(shí)做什么運(yùn)動(dòng)？分析：可采用談話法一人回答不完整時(shí)，其他同學(xué)補(bǔ)充，也可以爭(zhēng)論，留給學(xué)生一段時(shí)間討論然后，提問(wèn)：剛開(kāi)始小球一共受幾個(gè)力？它們的大小、方向？可能回答：重力mg豎直向下，電場(chǎng)力F=qE水平向右，彈力N=qE水平向左（因無(wú)水平運(yùn)動(dòng)，N與F平衡）和豎直向上的摩擦力（小球不動(dòng)，這時(shí)摩擦力為靜摩擦力f=mg）提問(wèn)2：小球向下滑動(dòng)后，小球受力怎么變化？可能回答：重力、電場(chǎng)力與小球運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，故不變小球向下運(yùn)動(dòng)，將受到向右的洛侖茲力因小球仍無(wú)水平運(yùn)動(dòng)，所以向左的彈力；這時(shí)的摩擦力f=N=（qE+qvB）方向向上提問(wèn)3：小球?qū)⒆鍪裁催\(yùn)動(dòng)？作定性和定量分析開(kāi)始時(shí)：mgf，小球向下做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)v增大時(shí)，摩擦力f也增大，豎直向下的合力在減小所以小球做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)當(dāng)f=mg時(shí)，小球做勻速運(yùn)動(dòng)在下落過(guò)程中，根據(jù)牛頓第二定律有。當(dāng)F=0時(shí)，a=0，v最大，由上式可有mg=（qE+qvB）。從而解得：。適當(dāng)歸納總結(jié)后，請(qǐng)看投影片。如圖2在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)共存的區(qū)域內(nèi)，電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E、方向豎直向下，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里在場(chǎng)區(qū)內(nèi)，有一根絕緣細(xì)桿與水平方向成固定放置，桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m、帶有電量為一q的小球，小球與細(xì)桿間摩擦因數(shù)為（tan現(xiàn)將小球由靜止釋放，設(shè)桿有足夠的長(zhǎng)度，且qEmg，求下滑中小球的最大加速度和最大速度組織學(xué)生討論，然后歸納：下滑中，當(dāng)小球的速度v較小時(shí)，受到如圖3（a）所示的重力G=mg，電場(chǎng)力，洛侖茲力，支持力N，摩擦力f=N作用隨著小球速度v的增大增大N減小f減小小球受到的合外力F增大小球的加速度a增大當(dāng)速度v增至某一數(shù)值時(shí)，支持力N減為零，摩擦力f相應(yīng)減為零，小球受到的合外力達(dá)到最大，此時(shí)小球的加速度a相應(yīng)達(dá)到最大據(jù)此由牛頓第二定律有。解得小球的最大加速度為。小球的速度v超過(guò)后，受力情況變?yōu)槿鐖D3（b）所示，其中桿對(duì)小球的支持力N由垂直桿向上變?yōu)榇怪睏U向下之后隨著小球速度v繼續(xù)增大增大N增大f增大F減小a減小當(dāng)速度v增至另一數(shù)值時(shí)，小球受到的合外力減為零，其加速度a相應(yīng)減為零，此后小球以速度沿桿勻速下滑，故速度即是小球可達(dá)到的最大速度據(jù)此由F=0有。解得小球的最大速度為。歸納總結(jié)本題后，看投影片圖4中的MN為水平放置的帶電平行板，相距為d，電勢(shì)差為U，兩極間充滿(mǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶锏膭驈?qiáng)磁場(chǎng)某時(shí)刻，一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為q的負(fù)電荷，從N板的P點(diǎn)由靜止開(kāi)始進(jìn)入電場(chǎng)、磁場(chǎng)中當(dāng)它經(jīng)過(guò)軌跡的最高點(diǎn)位置K時(shí)，正好與原來(lái)靜止在K點(diǎn)的、質(zhì)量為m的中性油滴相結(jié)合，隨之，從K點(diǎn)開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng)如果不許重力影響，試問(wèn)：電荷與油滴結(jié)合后的運(yùn)動(dòng)速度多大？電荷到達(dá)K點(diǎn)與油滴作用前的速度多大？電荷與油滴作用過(guò)程中損耗的能量為多少？K點(diǎn)到N板的距離為多少？組織討論然后歸納電荷在正交的電場(chǎng)與磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，在本題條件下，電荷既受電場(chǎng)力作用又受洛侖茲力作用由于洛侖茲力為變力，電荷將做變加速曲線運(yùn)動(dòng)，不能用中學(xué)物理中運(yùn)動(dòng)學(xué)的方法解決這一問(wèn)題電荷與油滴作用后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其合外力必為零，即，故。此即兩者的共同速度電荷與油滴作用后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，而油滴原來(lái)是靜止的，其動(dòng)量來(lái)自運(yùn)動(dòng)電荷的傳遞，兩者作用過(guò)程為碰撞沒(méi)碰撞前電荷的速度為，由動(dòng)量守恒定律：，所以。此為電荷到達(dá)K點(diǎn)時(shí)的最大速度作用過(guò)程中能量的損耗，必等于作用前后兩個(gè)能量之差。電荷在P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為零，而在K點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為。但在電荷運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，洛侖茲力不做功，只有電場(chǎng)力做功，由動(dòng)能定理知：，所以。設(shè)K到N板之距為h，則：。故。通過(guò)以上三例，講清楚力學(xué)、磁場(chǎng)等有關(guān)方面知識(shí)的綜合運(yùn)用方法與思路然后提出問(wèn)題I=Q/t=CBla可見(jiàn)，若a為定值，則I也為定值因。由牛頓第二定律：mg-F=ma，即，所以金屬棒運(yùn)動(dòng)的加速度為定值，所以它將勻加速下落師生共同分析比較上兩例題的解答基本思路與方法適當(dāng)歸納以