電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況新課標(biāo)新人教版高中物理選修32ppt課件

1、4.5教教 學(xué)學(xué) 目目 標(biāo)標(biāo) v一知識與技藝一知識與技藝v1知道感生電場。知道感生電場。v2知道感生電動勢和動生電動勢及其區(qū)別與聯(lián)絡(luò)。知道感生電動勢和動生電動勢及其區(qū)別與聯(lián)絡(luò)。v二過程與方法二過程與方法v經(jīng)過同窗們之間的討論、研討加強(qiáng)對兩種電動勢的認(rèn)知深經(jīng)過同窗們之間的討論、研討加強(qiáng)對兩種電動勢的認(rèn)知深度，同時(shí)提高學(xué)習(xí)物理的興趣。度，同時(shí)提高學(xué)習(xí)物理的興趣。v三情感、態(tài)度與價(jià)值觀三情感、態(tài)度與價(jià)值觀v經(jīng)過對相應(yīng)物理學(xué)史的了解，培育熱愛科學(xué)、尊重知識的經(jīng)過對相應(yīng)物理學(xué)史的了解，培育熱愛科學(xué)、尊重知識的良好品德。良好品德。v教學(xué)重點(diǎn)：感生電動勢與動生電動勢的概念。教學(xué)重點(diǎn)：感生電動勢與動生電動勢的

2、概念。v教學(xué)難點(diǎn)：對感生電動勢與動生電動勢本質(zhì)的了解。教學(xué)難點(diǎn)：對感生電動勢與動生電動勢本質(zhì)的了解。 v教學(xué)方法：討論法，講練結(jié)合法教學(xué)方法：討論法，講練結(jié)合法 v教學(xué)器具：多媒體課件教學(xué)器具：多媒體課件 當(dāng)磁場加強(qiáng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電場是與磁場方向垂直的曲線，當(dāng)磁場加強(qiáng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電場是與磁場方向垂直的曲線，假設(shè)此空間存在閉合導(dǎo)線，導(dǎo)體中的自在電荷就會在電場力假設(shè)此空間存在閉合導(dǎo)線，導(dǎo)體中的自在電荷就會在電場力作用下定向挪動，而產(chǎn)生感應(yīng)電流作用下定向挪動，而產(chǎn)生感應(yīng)電流2、感應(yīng)電動勢：由感生電場使導(dǎo)體產(chǎn)生的、感應(yīng)電動勢：由感生電場使導(dǎo)體產(chǎn)生的電動勢叫感生電動勢導(dǎo)線不動，磁場隨電動勢叫感生電動勢

3、導(dǎo)線不動，磁場隨時(shí)間變化時(shí)在導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢時(shí)間變化時(shí)在導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢1作用：在電路的作用就是電源，其電路作用：在電路的作用就是電源，其電路就是內(nèi)電路，當(dāng)它與外電路銜接后就會對就是內(nèi)電路，當(dāng)它與外電路銜接后就會對外電路供電外電路供電2產(chǎn)生緣由：渦旋電場產(chǎn)生的電場力作為產(chǎn)生緣由：渦旋電場產(chǎn)生的電場力作為一種非靜電力在導(dǎo)體中產(chǎn)生感生電動勢一種非靜電力在導(dǎo)體中產(chǎn)生感生電動勢二、洛侖茲力與動生電動勢二、洛侖茲力與動生電動勢1、動生電動勢：磁場不變，由導(dǎo)體運(yùn)動引、動生電動勢：磁場不變，由導(dǎo)體運(yùn)動引起磁通量的變化而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢起磁通量的變化而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 2、產(chǎn)活力理：、產(chǎn)活力理：問題問

4、題1：自在電荷會隨著導(dǎo)線棒運(yùn)動，并因：自在電荷會隨著導(dǎo)線棒運(yùn)動，并因此遭到洛倫茲力，導(dǎo)體中自在電荷的合運(yùn)此遭到洛倫茲力，導(dǎo)體中自在電荷的合運(yùn)動在空間大致沿什么方向運(yùn)動？為正電動在空間大致沿什么方向運(yùn)動？為正電荷荷 由左手定那么可知，自在電荷將遭到由由左手定那么可知，自在電荷將遭到由C到到D的力，所以自在電荷沿導(dǎo)線向下運(yùn)動的力，所以自在電荷沿導(dǎo)線向下運(yùn)動問題問題2：導(dǎo)體棒不斷運(yùn)動下去，自在電荷能否會沿著導(dǎo)體：導(dǎo)體棒不斷運(yùn)動下去，自在電荷能否會沿著導(dǎo)體棒不斷運(yùn)動下去嗎？為什么？棒不斷運(yùn)動下去嗎？為什么？不會，由于正電荷向不會，由于正電荷向D運(yùn)動，運(yùn)動，C端將出現(xiàn)過剩負(fù)電荷，端將出現(xiàn)過剩負(fù)電荷，D端

5、出現(xiàn)過剩正電荷，結(jié)果導(dǎo)體上端電勢低于下端電勢，端出現(xiàn)過剩正電荷，結(jié)果導(dǎo)體上端電勢低于下端電勢，構(gòu)成由下端構(gòu)成由下端D指向上端指向上端C的靜電場，正電荷的力向上，的靜電場，正電荷的力向上，與洛侖茲力方向相反，當(dāng)與洛侖茲力方向相反，當(dāng)F洛洛=F靜電時(shí)，自在電荷不再靜電時(shí)，自在電荷不再運(yùn)動運(yùn)動 問題問題3：導(dǎo)體的棒的哪端電勢比較高？：導(dǎo)體的棒的哪端電勢比較高？ D端電勢高端電勢高 問題問題4：假設(shè)用導(dǎo)線把：假設(shè)用導(dǎo)線把C、D兩端連到磁場外的一個(gè)用電器兩端連到磁場外的一個(gè)用電器上，導(dǎo)體棒中電流是沿什么方向？上，導(dǎo)體棒中電流是沿什么方向？CD相當(dāng)于電源，電源內(nèi)部，電流由低電勢流向高電勢，相當(dāng)于電源，電源

6、內(nèi)部，電流由低電勢流向高電勢，電流方向是電流方向是C到到D 動生電動勢的表達(dá)式：動生電動勢的表達(dá)式：作用在單位正電荷的洛倫茲力為作用在單位正電荷的洛倫茲力為 F=F 洛洛/e=vB 那么動生電動勢為：那么動生電動勢為：E=FL=BLv結(jié)論：與法拉第電磁感應(yīng)定律得到的結(jié)果一結(jié)論：與法拉第電磁感應(yīng)定律得到的結(jié)果一致致例例1、如圖，兩個(gè)相連的金屬圓環(huán)，粗金屬圓環(huán)的、如圖，兩個(gè)相連的金屬圓環(huán)，粗金屬圓環(huán)的電阻為細(xì)金屬圓環(huán)電阻的一半。磁場垂直穿過粗電阻為細(xì)金屬圓環(huán)電阻的一半。磁場垂直穿過粗金屬環(huán)所在的區(qū)域，當(dāng)磁感應(yīng)隨時(shí)間均勻變化時(shí)，金屬環(huán)所在的區(qū)域，當(dāng)磁感應(yīng)隨時(shí)間均勻變化時(shí)，在粗環(huán)里產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為在

7、粗環(huán)里產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E，那么，那么ab兩點(diǎn)間兩點(diǎn)間的電勢差為的電勢差為 AE/2 BE/3 C2E/3 DE 例例2、如圖，內(nèi)壁光滑的塑料管彎成的圓環(huán)平放在、如圖，內(nèi)壁光滑的塑料管彎成的圓環(huán)平放在程度桌面上，環(huán)內(nèi)有一帶負(fù)電小球，整個(gè)安裝處程度桌面上，環(huán)內(nèi)有一帶負(fù)電小球，整個(gè)安裝處于豎直向下的磁場中，當(dāng)磁場忽然增大時(shí)，小球于豎直向下的磁場中，當(dāng)磁場忽然增大時(shí)，小球?qū)?A、沿順時(shí)針方向運(yùn)動、沿順時(shí)針方向運(yùn)動B、沿逆時(shí)針方向運(yùn)動、沿逆時(shí)針方向運(yùn)動C、在原位置附近往復(fù)運(yùn)動、在原位置附近往復(fù)運(yùn)動D、依然堅(jiān)持靜止形狀、依然堅(jiān)持靜止形狀v例例3、有一面積為、有一面積為S=100cm2 的金屬環(huán)，電阻為

8、的金屬環(huán)，電阻為E=0.1如下圖，環(huán)中磁場變化規(guī)律如下圖，且如下圖，環(huán)中磁場變化規(guī)律如下圖，且方向垂直環(huán)向里，在方向垂直環(huán)向里，在t1和和t2時(shí)間內(nèi)，環(huán)中感應(yīng)電時(shí)間內(nèi)，環(huán)中感應(yīng)電流的方向如何？經(jīng)過金屬環(huán)的電荷量為多少？流的方向如何？經(jīng)過金屬環(huán)的電荷量為多少？例例4：如下圖，豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度：如下圖，豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，并且以并且以B/t=0.1T/S在變化在變化.程度軌道電阻不計(jì)，且不程度軌道電阻不計(jì)，且不計(jì)摩擦阻力，寬計(jì)摩擦阻力，寬0.5m的導(dǎo)軌上放一電阻的導(dǎo)軌上放一電阻R0=0.1的導(dǎo)體的導(dǎo)體棒，并用程度線經(jīng)過定滑輪吊著質(zhì)量為棒，并用程度線經(jīng)過定滑輪吊

9、著質(zhì)量為M=0.2kg的重物，的重物，軌道左端銜接的電阻軌道左端銜接的電阻R=0.4，圖中的，圖中的L=0.8m，求至少經(jīng)，求至少經(jīng)過多長時(shí)間才干吊起重物。過多長時(shí)間才干吊起重物。v一、互感景象一、互感景象v1、定義：當(dāng)一個(gè)電路中的電流發(fā)生變化時(shí)，、定義：當(dāng)一個(gè)電路中的電流發(fā)生變化時(shí)，在另一個(gè)電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的景象。在另一個(gè)電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的景象。v2、互感電動勢：在互感景象中產(chǎn)生的電動勢、互感電動勢：在互感景象中產(chǎn)生的電動勢叫互感電動勢。叫互感電動勢。v3、互感景象中能量轉(zhuǎn)化是守恒的、互感景象中能量轉(zhuǎn)化是守恒的v4、互感景象的普遍性、互感景象的普遍性v問題提出：在電磁感應(yīng)景象中，線圈

10、中電問題提出：在電磁感應(yīng)景象中，線圈中電流變化會在臨近的電路中產(chǎn)生互感電動勢，流變化會在臨近的電路中產(chǎn)生互感電動勢，同樣在它本身的電路中也會激發(fā)感應(yīng)電動同樣在它本身的電路中也會激發(fā)感應(yīng)電動勢，這種景象叫做自感景象。勢，這種景象叫做自感景象。閉合開關(guān)，閉合開關(guān)，察看兩個(gè)燈察看兩個(gè)燈泡會一同亮泡會一同亮嗎？嗎？歸納總結(jié)：當(dāng)導(dǎo)體中的電流發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)體歸納總結(jié)：當(dāng)導(dǎo)體中的電流發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)體本身就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這個(gè)電動勢總是妨本身就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這個(gè)電動勢總是妨礙導(dǎo)體中原來電流的變化。這種由于導(dǎo)體本礙導(dǎo)體中原來電流的變化。這種由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)景象，身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生

11、的電磁感應(yīng)景象，叫做自感景象。這種景象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動叫做自感景象。這種景象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，叫做自感電動勢。勢，叫做自感電動勢。討論：斷電自感景象討論：斷電自感景象問一：燈泡閃亮一下，闡明了什么問題？問一：燈泡閃亮一下，闡明了什么問題？問二：在開關(guān)斷開這一瞬間，增大的電壓從哪問二：在開關(guān)斷開這一瞬間，增大的電壓從哪里來的？里來的？問三：將與燈泡并聯(lián)的線圈取掉。再演示上述實(shí)問三：將與燈泡并聯(lián)的線圈取掉。再演示上述實(shí)驗(yàn)，這時(shí)燈泡會再次閃亮嗎？驗(yàn)，這時(shí)燈泡會再次閃亮嗎？緣由分析：略緣由分析：略討論：通電自感景象討論：通電自感景象SL(二二)、自感系數(shù)、自感系數(shù)1、自感電動勢的大?。鹤愿须妱觿莸拇?/p>

12、小跟其它感、自感電動勢的大?。鹤愿须妱觿莸拇笮「渌袘?yīng)電動勢的大小一樣，跟穿過線圈的磁通量的變化應(yīng)電動勢的大小一樣，跟穿過線圈的磁通量的變化快慢有關(guān)。而在自感景象中，穿過線圈的磁通量是快慢有關(guān)。而在自感景象中，穿過線圈的磁通量是由電流引起的，故自感電動勢的大小跟導(dǎo)體中電流由電流引起的，故自感電動勢的大小跟導(dǎo)體中電流變化的快慢有關(guān)變化的快慢有關(guān)IELttv2、自感系數(shù)：、自感系數(shù)：L稱為線圈的自感系數(shù)，簡稱稱為線圈的自感系數(shù)，簡稱自感或電感。自感或電感。L的大小跟線圈的外形、長短、的大小跟線圈的外形、長短、匝數(shù)、有無鐵芯有關(guān)。匝數(shù)、有無鐵芯有關(guān)。v單位：亨利單位：亨利(H)v 1H=103mH=106Hv三、磁場的能量三、磁場的能量v例例1：如圖，電路甲乙中，電阻：如圖，電路甲乙中，電阻R和自感線圈和自感線圈L的電阻都很小，接通的電阻都很小，接通S使電路到達(dá)穩(wěn)定，燈使電路到達(dá)穩(wěn)定，燈泡泡A發(fā)光，那么發(fā)光，那么 vA在甲電路中，斷開在甲電路中，斷開S，A將漸漸變暗將漸漸變暗vB在甲電路中，斷開在甲電路中，斷開S，A將先變得更亮，然將先變得更亮，然后漸漸變暗后漸漸變暗vC在電路乙中，斷開在電路乙