選修32電磁感應(yīng)教材分析常玉如PPT課件

1、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小法拉第電磁感應(yīng)定律感應(yīng)電流方向感應(yīng)電流方向電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象互感和自感互感和自感渦流渦流閉合電路磁通量變化感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)計(jì)算平均或瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)（為B、v夾角，v與L垂直）楞次定律（通用）楞次定律（通用）右右手定則（垂直切割磁感線）手定則（垂直切割磁感線）互感：兩個(gè)彼此絕緣的電路間的電磁感應(yīng)現(xiàn)象互感：兩個(gè)彼此絕緣的電路間的電磁感應(yīng)現(xiàn)象斷電自感和通電自感自感自感自感系數(shù)：由導(dǎo)體自身構(gòu)造決定自感系數(shù)：由導(dǎo)體自身構(gòu)造決定應(yīng)用和防止應(yīng)用和防止自感電動(dòng)勢(shì)自感電動(dòng)勢(shì)渦流現(xiàn)象渦流現(xiàn)象渦流的應(yīng)用：冶煉、電磁阻尼、電磁驅(qū)動(dòng)渦流的應(yīng)用：冶煉、電磁阻尼

2、、電磁驅(qū)動(dòng)渦流的防止渦流的防止電磁感應(yīng)tnEsinBlvE tILE本章的知識(shí)結(jié)構(gòu)本章的知識(shí)結(jié)構(gòu)：第1頁(yè)/共119頁(yè)學(xué)情分析：初、高中對(duì)電磁感應(yīng)認(rèn)識(shí)學(xué)情分析：初、高中對(duì)電磁感應(yīng)認(rèn)識(shí)初中階段主要是介紹電磁感應(yīng)的概念、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件及簡(jiǎn)單應(yīng)用。初中：閉合電路的一部分導(dǎo)體，做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電流。高中階段理解電磁感應(yīng)的概念、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，掌握感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流、力、能量的計(jì)算。高中：穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，研究電磁感應(yīng)的規(guī)律。從能的轉(zhuǎn)化與守恒 觀點(diǎn)看，電磁感應(yīng)現(xiàn)象是把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程。麥克斯韋電磁波理論，解釋了電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)。第2頁(yè)/共1

3、19頁(yè)課程標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)電磁感應(yīng)的目標(biāo)定位1.資料，了解電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，體會(huì)人類探索自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。2.實(shí)驗(yàn)，理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。舉例說(shuō)明電磁感應(yīng)在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。3.探究，理解楞次定律。理解法拉第電磁感應(yīng)定律。4.實(shí)驗(yàn)，了解自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象。舉例說(shuō)明自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。第3頁(yè)/共119頁(yè)從考試說(shuō)明看能力要求內(nèi)容內(nèi)容要求要求說(shuō)明說(shuō)明 電磁感應(yīng)現(xiàn)象，磁通量，法拉電磁感應(yīng)現(xiàn)象，磁通量，法拉第電磁感應(yīng)定律，楞次定律第電磁感應(yīng)定律，楞次定律 1導(dǎo)體切割磁感線時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算，只只限于限于L垂直于垂直于B、v的情的情況況。2在電磁感應(yīng)現(xiàn)象里，不要求判斷內(nèi)電路中

4、各點(diǎn)電勢(shì)的高低。3根據(jù)“能量轉(zhuǎn)化和守能量轉(zhuǎn)化和守恒定律恒定律”會(huì)處理不同形式能量之間的轉(zhuǎn)化問(wèn)題。 導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，右手定則勢(shì)，右手定則 反電動(dòng)勢(shì)反電動(dòng)勢(shì) 自感現(xiàn)象，渦流自感現(xiàn)象，渦流第4頁(yè)/共119頁(yè)近幾年高考試題對(duì)電磁感應(yīng)的考查情況2012 19楞次定律（跳環(huán)實(shí)驗(yàn)）楞次定律（跳環(huán)實(shí)驗(yàn)）6分分201317導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（簡(jiǎn)單電路）導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（簡(jiǎn)單電路）6分分201424導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（單桿）導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（單桿）24分分201522導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)16分分

5、201616感生電動(dòng)勢(shì)和楞次定律感生電動(dòng)勢(shì)和楞次定律6分分201719/24自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象/導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)26分分第5頁(yè)/共119頁(yè)電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)-課時(shí)安排建議課時(shí)安排建議1.劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)(1課時(shí)課時(shí)).2.探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件 (1課時(shí)課時(shí)). 3.楞次定律楞次定律 (2課時(shí)課時(shí)).4.法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 (3課時(shí)課時(shí)).5.電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況 (1課時(shí)課時(shí)).6.互感和自感互感和自感 (1課時(shí)課時(shí)).7.渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng) (1課時(shí)課時(shí)

6、)8.電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用電磁感應(yīng)規(guī)律的綜合應(yīng)用(2課時(shí)課時(shí))共計(jì)共計(jì)12課時(shí)課時(shí)(3周周)第6頁(yè)/共119頁(yè)第1節(jié) 劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)1.回顧物理學(xué)史，體會(huì)探索物理規(guī)律的科學(xué)方法“探究磁生電的過(guò)程”歷史背景；探索過(guò)程；機(jī)遇青睞。統(tǒng)一性磁生電對(duì)稱性電生磁科學(xué)結(jié)論實(shí)驗(yàn)探索分析歸納提出問(wèn)題推理假設(shè)科學(xué)信念科學(xué)思想科學(xué)方法科學(xué)規(guī)律科學(xué)信念；科學(xué)思想；科學(xué)精神。第7頁(yè)/共119頁(yè)2.利用科學(xué)史進(jìn)行探究教學(xué)（1 1）、電）、電與磁有聯(lián)系嗎？與磁有聯(lián)系嗎？1919世紀(jì)世紀(jì)2020年代之前的年代之前的“偏偏執(zhí)執(zhí)”法物理學(xué)家法物理學(xué)家安培安培英國(guó)物理學(xué)家英國(guó)物理學(xué)家托馬托馬斯斯楊楊法物理學(xué)家法物理學(xué)家?guī)靵鰩?kù)侖二者

7、二者顯然肯顯然肯定定是獨(dú)立的，是獨(dú)立的，無(wú)關(guān)的。無(wú)關(guān)的。丹麥物理學(xué)家丹麥物理學(xué)家奧斯特奧斯特我堅(jiān)信：我堅(jiān)信：電與電與磁是有關(guān)聯(lián)的。磁是有關(guān)聯(lián)的。我一定要找到我一定要找到她！她！第8頁(yè)/共119頁(yè)（2 2）、奧斯特）、奧斯特“碰巧碰巧”發(fā)現(xiàn)了發(fā)現(xiàn)了: :電流磁效應(yīng)電流磁效應(yīng) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)是與電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)密切相連的。 在1820年4月的一次演講中，奧斯特碰巧在南北方向的導(dǎo)線下面放置了一枚小磁針。當(dāng)電源接通時(shí)，小磁針居然轉(zhuǎn)動(dòng)了。隨后的實(shí)驗(yàn)證明，電流的確能使磁針偏轉(zhuǎn)。這種作用稱為電流的磁效應(yīng)。 電流的磁效應(yīng)顯示了載流導(dǎo)體對(duì)磁針的作用力，揭示了電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象之間存在的某種聯(lián)系。(3)(3)、電

8、流磁效應(yīng)：發(fā)現(xiàn)的意義、電流磁效應(yīng)：發(fā)現(xiàn)的意義 突破了突破了電、磁無(wú)關(guān)的電、磁無(wú)關(guān)的思維定勢(shì)思維定勢(shì)；前所未有地；前所未有地拓寬了拓寬了物理學(xué)研究的物理學(xué)研究的視視野野；增強(qiáng)增強(qiáng)了了人們對(duì)固有觀念的人們對(duì)固有觀念的懷疑精神懷疑精神和推翻固有權(quán)威成見的和推翻固有權(quán)威成見的自信力自信力；第9頁(yè)/共119頁(yè)（1 1）、艱難的探索：眾多物理學(xué)家）、艱難的探索：眾多物理學(xué)家“淺嘗則止淺嘗則止”2、利用動(dòng)畫視頻、展示探索科學(xué)規(guī)律的歷程與真理擦肩而過(guò)的實(shí)驗(yàn)：18221822年，安培和德萊里弗做了一個(gè)電流的磁感應(yīng)效應(yīng)實(shí)驗(yàn)。他們將強(qiáng)磁年，安培和德萊里弗做了一個(gè)電流的磁感應(yīng)效應(yīng)實(shí)驗(yàn)。他們將強(qiáng)磁體移向銅環(huán)，當(dāng)線圈與電

9、池接通時(shí)，發(fā)現(xiàn)銅環(huán)發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，以為銅環(huán)被體移向銅環(huán)，當(dāng)線圈與電池接通時(shí)，發(fā)現(xiàn)銅環(huán)發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，以為銅環(huán)被磁化，銅環(huán)中短暫的分子電流與強(qiáng)磁鐵發(fā)生了作用。磁化，銅環(huán)中短暫的分子電流與強(qiáng)磁鐵發(fā)生了作用。18291829年，美國(guó)物理學(xué)家享利在用實(shí)驗(yàn)考查繞有不同長(zhǎng)度導(dǎo)線的電磁鐵所年，美國(guó)物理學(xué)家享利在用實(shí)驗(yàn)考查繞有不同長(zhǎng)度導(dǎo)線的電磁鐵所產(chǎn)生的磁力大小時(shí)，意外地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)斷開與通電線圈相連的開關(guān)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生的磁力大小時(shí)，意外地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)斷開與通電線圈相連的開關(guān)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電火花產(chǎn)生強(qiáng)烈的電火花。當(dāng)時(shí)享。當(dāng)時(shí)享利無(wú)法解釋，也未做進(jìn)一步研究。利無(wú)法解釋，也未做進(jìn)一步研究。第10頁(yè)/共119頁(yè)跑失良機(jī)的跑失良機(jī)的科

10、拉頓（英國(guó)）科拉頓（英國(guó)）：第11頁(yè)/共119頁(yè)第12頁(yè)/共119頁(yè)(2)(2)、法拉第：歷經(jīng)法拉第：歷經(jīng)1010年，年，“癡癡”心不改心不改“試驗(yàn)失敗再試驗(yàn)試驗(yàn)失敗再試驗(yàn)”：屢戰(zhàn)屢敗、屢敗屢戰(zhàn)屢戰(zhàn)屢敗、屢敗屢戰(zhàn)G_+一段通電直導(dǎo)線放在另一段一段通電直導(dǎo)線放在另一段直導(dǎo)線旁邊直導(dǎo)線旁邊G _ + 未通電直導(dǎo)線放在另一段通電線未通電直導(dǎo)線放在另一段通電線圈內(nèi)部圈內(nèi)部通電直導(dǎo)線放在不通電線圈內(nèi)部通電直導(dǎo)線放在不通電線圈內(nèi)部第13頁(yè)/共119頁(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1.1. 兩根長(zhǎng)兩根長(zhǎng)4 4英寸長(zhǎng)的導(dǎo)線平行放置英寸長(zhǎng)的導(dǎo)線平行放置, , 用兩張厚紙將它們隔開用兩張厚紙將它們隔開, , 先把先把其中的一根導(dǎo)線接到

11、電池的兩端通電其中的一根導(dǎo)線接到電池的兩端通電, ,再把另一根與電流計(jì)相連。再把另一根與電流計(jì)相連。 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2.2. 將空心螺線管接到電池的兩極將空心螺線管接到電池的兩極, , 把一直導(dǎo)線引進(jìn)螺線管把一直導(dǎo)線引進(jìn)螺線管, , 直導(dǎo)線直導(dǎo)線兩端與電流計(jì)相連兩端與電流計(jì)相連 。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)3.3. 將實(shí)驗(yàn)將實(shí)驗(yàn)2 2中的直導(dǎo)線與電池兩極相連中的直導(dǎo)線與電池兩極相連, , 螺線管與電流計(jì)連接螺線管與電流計(jì)連接 。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4.4. 把兩根導(dǎo)線互相纏繞著把兩根導(dǎo)線互相纏繞著, , 先把其中的一根的兩頭接到電池上通電先把其中的一根的兩頭接到電池上通電, , 把另一根的兩頭接到電流計(jì)上。把另一根的兩頭接到電流

12、計(jì)上。 麥克斯韋麥克斯韋： 科學(xué)家其實(shí)也有許多粗糙的想法和不成功的經(jīng)驗(yàn)。科學(xué)家其實(shí)也有許多粗糙的想法和不成功的經(jīng)驗(yàn)。他們是偉大的，但并不是高不可攀的。他們是偉大的，但并不是高不可攀的。第14頁(yè)/共119頁(yè)法拉第法拉第第一個(gè)第一個(gè)成功實(shí)驗(yàn)：成功實(shí)驗(yàn)：十年失敗，一朝頓悟十年失敗，一朝頓悟開關(guān)電池組電流計(jì)(2)(2)、法拉第：歷經(jīng)法拉第：歷經(jīng)1010年，年，“癡癡”心不改心不改第15頁(yè)/共119頁(yè)“把一根長(zhǎng)度為203英尺（約62m）的銅絲繞在一個(gè)大圓木塊上，再把另一根同樣長(zhǎng)的銅絲嵌繞在同一個(gè)圓木塊上， 兩線圈之間用絕緣線隔開，不讓它們有接觸。其中一匝線圈與一只電流計(jì)連成閉合回路，另一匝線圈則通過(guò)開關(guān)

13、與一組電池組相連實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)開關(guān)突然接通時(shí)，與另一線圈相連的電流計(jì)會(huì)發(fā)生突然而極其微小的擺動(dòng)；當(dāng)開關(guān)突然斷開時(shí)，電流計(jì)也會(huì)發(fā)生同樣的微弱效應(yīng)。不過(guò)當(dāng)開關(guān)一直接通，電流不斷通過(guò)第一只螺線管時(shí)，在另一只螺線管上并沒(méi)有什么類似的效應(yīng)，與它連接的電流計(jì)也沒(méi)有什么表現(xiàn)重新做這個(gè)實(shí)驗(yàn)我們查明了一個(gè)事實(shí)：開關(guān)突然接通時(shí)電流計(jì)指針的微小偏轉(zhuǎn)常循著一個(gè)方向；開關(guān)突然斷開時(shí)，電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)則循著另一個(gè)方向。 ” 法拉第公布的關(guān)于“極其微小的擺動(dòng)”的發(fā)現(xiàn)，據(jù)說(shuō)被一位貴夫人不解為“這有什么用？”法拉第以他堅(jiān)定的信念作了絕妙的回答：“那么，一個(gè)新生的嬰兒又有什么用呢？”今天，我們看到，法拉第的“電磁感應(yīng)嬰兒”已長(zhǎng)成

14、地球與現(xiàn)代人類社會(huì)最不可缺的“超人”。第16頁(yè)/共119頁(yè)法拉第法拉第另一個(gè)另一個(gè)成功實(shí)驗(yàn)：成功實(shí)驗(yàn)：G_+法拉第：法拉第：“一朝頓悟一朝頓悟”磁生電磁生電是一種在是一種在變化變化、運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中才能出現(xiàn)的效應(yīng)。的過(guò)程中才能出現(xiàn)的效應(yīng)。(2)(2)、法拉第：歷經(jīng)法拉第：歷經(jīng)1010年，年，“癡癡”心不改心不改第17頁(yè)/共119頁(yè)深入探究的真諦鐵心鐵心木筒木筒變化變化的電流的電流將條形磁鐵將條形磁鐵插入空心線圈插入空心線圈運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的磁鐵的磁鐵在磁鐵中在磁鐵中運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體的導(dǎo)體變化變化的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)l 由磁得到電的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)。由磁得到電的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)。l 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流

15、。電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。l 電磁感應(yīng)不是穩(wěn)態(tài)效應(yīng)，電磁感應(yīng)不是穩(wěn)態(tài)效應(yīng)，而是而是動(dòng)態(tài)效應(yīng)動(dòng)態(tài)效應(yīng)。(2)(2)、法拉第：歷經(jīng)法拉第：歷經(jīng)1010年，年，“癡癡”心不改心不改第18頁(yè)/共119頁(yè)法拉第將其發(fā)現(xiàn)的全部法拉第將其發(fā)現(xiàn)的全部“磁生電磁生電”現(xiàn)象分成現(xiàn)象分成五類：五類：變化變化的電流的電流變化變化的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的恒定電流的恒定電流運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的磁鐵的磁鐵在磁場(chǎng)中在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體的導(dǎo)體“磁生電磁生電”現(xiàn)象的現(xiàn)象的本質(zhì)本質(zhì)特征特征是：是：變變化化、運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng) 法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)使人們對(duì)電和磁內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識(shí)更加完善，宣告了電磁學(xué)作為一門統(tǒng)一學(xué)科的誕生，為電磁學(xué)的發(fā)展作出了

16、重大貢獻(xiàn)。同時(shí)也推動(dòng)了電氣化時(shí)代的到來(lái).第19頁(yè)/共119頁(yè)1831年年10月月28日日 法拉第的創(chuàng)新：法拉第的創(chuàng)新： 圓盤發(fā)電機(jī)，首先圓盤發(fā)電機(jī)，首先向人類揭開了機(jī)械能向人類揭開了機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的序幕。轉(zhuǎn)化為電能的序幕。第20頁(yè)/共119頁(yè)最早的電動(dòng)機(jī)：電磁旋轉(zhuǎn)器最早的電動(dòng)機(jī)：電磁旋轉(zhuǎn)器第21頁(yè)/共119頁(yè)（3）.自主學(xué)習(xí)：科學(xué)漫步第1節(jié) 劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)(1)你能從這個(gè)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)的特例中總結(jié)科學(xué)發(fā)現(xiàn)或科學(xué)研究的一般思路和方法?(2)從法拉第十年探索的艱難歷程,你對(duì)法拉第的研究思想，研究方法和精神，得到了什么體會(huì)和感想?(3)法拉第出生貧寒，只讀了兩年小學(xué)，但最終成為偉大的科學(xué)家，依靠

17、的是什么？對(duì)此，你有何感想?第22頁(yè)/共119頁(yè)1.教學(xué)流程：(探究性教學(xué))第2節(jié) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件提出問(wèn)題：產(chǎn)生感應(yīng)電流有哪些方法？(可以是個(gè)性化引入)實(shí)驗(yàn)觀察：三個(gè)典型實(shí)驗(yàn)(貫穿全章，1個(gè)演示、2個(gè)學(xué)生小組實(shí)驗(yàn)) 同時(shí)滲透法拉弟歸納的“產(chǎn)生電磁感應(yīng)的五類原因”。分析論證：三個(gè)典型實(shí)驗(yàn)(五類原因)的共性問(wèn)題：(導(dǎo)體動(dòng)、 磁鐵動(dòng)、恒定電流動(dòng))和(磁場(chǎng)變、電流變)導(dǎo)致磁 場(chǎng)穿過(guò)閉合電路的某個(gè)量(磁通量)發(fā)生變化。歸納結(jié)論：只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就 有感應(yīng)電流。第23頁(yè)/共119頁(yè)2.實(shí)驗(yàn)1：(演示)第2節(jié) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體導(dǎo)體切割磁感線觀察重點(diǎn)：

18、導(dǎo)體不同運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的結(jié)果，從而了解切割磁感線的含義。導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況表針擺動(dòng)方向表針擺動(dòng)方向靜止在磁場(chǎng)中不動(dòng)水平向右平動(dòng)向左水平向左平動(dòng)向右豎直向上運(yùn)動(dòng)不動(dòng)豎直向下運(yùn)動(dòng)不動(dòng)斜向右上運(yùn)動(dòng)向左定量圖象表示第24頁(yè)/共119頁(yè)2. 實(shí)驗(yàn)2運(yùn)動(dòng)的磁鐵運(yùn)動(dòng)的線圈導(dǎo)體與磁體相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體切割磁感線穿過(guò)線圈的磁場(chǎng)變強(qiáng)(插入)或變?nèi)?抽出)第2節(jié) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件第25頁(yè)/共119頁(yè)2. 實(shí)驗(yàn)3第2節(jié) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件變化的電流運(yùn)動(dòng)的電流線圈內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)弱變化操 作表 針開關(guān)閉合瞬間向右開關(guān)斷開瞬間向左開關(guān)閉合，滑動(dòng)變阻器滑片不動(dòng)不動(dòng)開關(guān)閉合，滑動(dòng)變阻器滑片快速右移向右開關(guān)閉合，滑動(dòng)變阻器滑片

19、快速左移向左開關(guān)閉合，滑變不動(dòng)，將A快速抽出向左開關(guān)閉合，滑變不動(dòng)，將A快速抽出向右第26頁(yè)/共119頁(yè)3. 分析論證：第2節(jié) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件線圈內(nèi)磁場(chǎng)變強(qiáng)B內(nèi)磁場(chǎng)變?nèi)蹙€圈內(nèi)磁場(chǎng)變?nèi)跚懈畲鸥芯€，回路面積變化。問(wèn)題：通過(guò)三個(gè)實(shí)驗(yàn)，能否找到“產(chǎn)生感應(yīng)電流”的共同規(guī)律？有磁感線穿過(guò)電路，B變或S變，還有B內(nèi)磁場(chǎng)變強(qiáng)第27頁(yè)/共119頁(yè)3. 分析論證：第2節(jié) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件線圈內(nèi)磁場(chǎng)變強(qiáng)B內(nèi)磁場(chǎng)變?nèi)蹙€圈內(nèi)磁場(chǎng)變?nèi)跚懈畲鸥芯€，回路面積變化。問(wèn)題：有感應(yīng)電流產(chǎn)生時(shí)，磁場(chǎng)穿過(guò)閉合電路(線圈)的什么量發(fā)生了變化？磁感線的條數(shù)發(fā)生變化B內(nèi)磁場(chǎng)變強(qiáng)問(wèn)題：表示穿過(guò)電路或線圈(某個(gè)面積)的磁感線條數(shù)多

20、少的物理量是什么？磁通量： =BS (BS )第28頁(yè)/共119頁(yè)4. 歸納結(jié)論：第2節(jié) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件靜態(tài)穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)變化簡(jiǎn)單統(tǒng)一穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化. =BSn =BScos 1. B大小變化;2. SB變化;3. B與S夾角變化.運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的磁鐵運(yùn)動(dòng)的恒定電流變化的電流變化的磁場(chǎng)只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流。物理學(xué)就是尋找不同自然現(xiàn)象之間的聯(lián)系，追求統(tǒng)一解釋的學(xué)科。第29頁(yè)/共119頁(yè)5. 實(shí)踐檢驗(yàn)：第2節(jié) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件你能測(cè)電磁場(chǎng)嗎？搖繩能發(fā)電嗎？第30頁(yè)/共119頁(yè)第2節(jié) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件(1)在書圖4.2-2中，當(dāng)磁棒插

21、入或抽出時(shí)，線圈中是動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)還是感生電動(dòng)勢(shì)，是每一匝導(dǎo)線切割磁感線，還是線圈內(nèi)的磁場(chǎng)在變化？(2)課后“問(wèn)題與練習(xí)”中的第7題，是一個(gè)創(chuàng)新試題，它涉及到導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)和磁場(chǎng)變化兩個(gè)方面 ，學(xué)生解題時(shí)在入手方面普遍存在一定的困難。6、思考與討論如圖所示，固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)，t=0時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，此時(shí)MN到達(dá)的位置恰好使MDEN構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形。（1）求t=0時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小，比較M、N點(diǎn)電勢(shì)高低，（2）如果使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，從t=0開始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)隨時(shí)間t怎樣變化？請(qǐng)推導(dǎo)這種情況下B與t的關(guān)系式。

22、（3）畫出上述（2）中B與t的變化示意圖。第31頁(yè)/共119頁(yè)拓展性思考：(1)當(dāng)棒從圖示位置向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，情況又如何？(2)當(dāng)B均勻變化時(shí)，能否確定棒的運(yùn)動(dòng)情況？當(dāng)通過(guò)閉合回路的磁通量不變，則MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，有B0l2=Bl(l+vt)所以B=第32頁(yè)/共119頁(yè)教學(xué)的過(guò)程就是科學(xué)探究的過(guò)程提出問(wèn)題：提出問(wèn)題：怎樣判定怎樣判定感應(yīng)電流感應(yīng)電流的方向的方向?qū)嶒?yàn)探究：實(shí)驗(yàn)探究：運(yùn)動(dòng)的磁體運(yùn)動(dòng)的磁體實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：變化的磁場(chǎng)變化的磁場(chǎng)總結(jié)規(guī)律：總結(jié)規(guī)律：楞次定律楞次定律分析推理：分析推理：右手定則右手定則深化理解：深化理解：兩個(gè)推論兩個(gè)推論實(shí)踐應(yīng)用：實(shí)踐應(yīng)用：跳環(huán)實(shí)驗(yàn)跳環(huán)實(shí)驗(yàn)落磁實(shí)

23、驗(yàn)落磁實(shí)驗(yàn)第3節(jié) 楞次定律 第33頁(yè)/共119頁(yè)1.實(shí)驗(yàn)探究：感應(yīng)電流的方向如何確定？第3節(jié) 楞次定律 + +GNS試接觸法第34頁(yè)/共119頁(yè)1.實(shí)驗(yàn)探究：感應(yīng)電流的方向.第3節(jié) 楞次定律 B感方向向上向下向上向下關(guān)鍵：“中介”因素是感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向第35頁(yè)/共119頁(yè)2.分析論證，歸納總結(jié)分析論證，歸納總結(jié)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.1.誰(shuí)在阻礙？ 2.阻礙什么？3.如何阻礙？ 4.能否阻止？5.為何阻礙？(暗示能量轉(zhuǎn)化)第3節(jié) 楞次定律 楞次定律B感感與與B原原相同相同 減小減小時(shí)時(shí)B感感與與B原原相反相反 增加時(shí)增加時(shí)B感感阻礙阻礙 增加增加B感感阻礙阻礙 減小

24、減小B感感阻礙阻礙 變化變化1.阻礙不是“相反”2.阻礙不是“阻止”對(duì)關(guān)鍵詞“阻礙”的理解學(xué)生總結(jié)：增反減同第36頁(yè)/共119頁(yè)3.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：對(duì)楞次定律的：對(duì)楞次定律的檢驗(yàn)檢驗(yàn)第3節(jié) 楞次定律 實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先明確B線圈的繞向，搞清電流流向和指針偏轉(zhuǎn)的關(guān)系；其次搞清A線圈的繞向和形成的磁場(chǎng)方向；再次應(yīng)用楞次定律分析開關(guān)閉合或斷開時(shí)指針的偏轉(zhuǎn)方向。然后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。第37頁(yè)/共119頁(yè)4.思考與討論：對(duì)楞次定律的評(píng)估思考與討論：對(duì)楞次定律的評(píng)估手握條形磁鐵靠近圓環(huán)時(shí)，圓環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流，獲得了電能，是什么能量轉(zhuǎn)變了電能？第3節(jié) 楞次定律 (1)如果說(shuō)消耗了人的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔軙r(shí)，手握磁鐵靠近

25、圓環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，圓環(huán)中的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)磁鐵的作用力應(yīng)做什么功？(2)如果說(shuō)環(huán)中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙環(huán)中磁能量增加時(shí)，圓環(huán)中的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)磁鐵的作用力方向應(yīng)如何？(3) 你能否設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證你的推理？第38頁(yè)/共119頁(yè)5.楞次定律的楞次定律的應(yīng)用應(yīng)用例1.在同一鐵芯上繞著兩個(gè)線圈，下列情況下線圈P中是否有感應(yīng)電流？判定其方向，并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.(1)在閉合開關(guān)S的瞬間；(2)線圈P中有恒定電流通過(guò)；(3)在斷開開關(guān)S的瞬間.第3節(jié) 楞次定律 鐵芯是必備的嗎？第39頁(yè)/共119頁(yè)第3節(jié) 楞次定律 5.用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的步驟.感應(yīng)電流的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向磁場(chǎng)方向感應(yīng)電流感應(yīng)電流的方向的

26、方向明確研明確研究的對(duì)究的對(duì)象是哪象是哪一個(gè)閉一個(gè)閉合電路合電路該電路磁通該電路磁通量如何變化量如何變化該電路磁場(chǎng)該電路磁場(chǎng)的方向如何的方向如何描述了：磁通量變化、磁場(chǎng)方向、描述了：磁通量變化、磁場(chǎng)方向、感應(yīng)電流方向三個(gè)因素的關(guān)系。感應(yīng)電流方向三個(gè)因素的關(guān)系。回路中感應(yīng)電流方向阻礙磁通量變化方向通過(guò)一些典型例題，讓學(xué)生總結(jié)第40頁(yè)/共119頁(yè)5.楞次定律的應(yīng)用楞次定律的應(yīng)用.例2.矩形線圈abcd位于通電直導(dǎo)線附近，始終與導(dǎo)線在同一平面.分析下列情況下線圈中是否有感應(yīng)電流？如果有電流，電流的方向怎樣？(1)線圈不動(dòng)，增大導(dǎo)線中的電流；(2)導(dǎo)線中的電流不變，線圈向上平動(dòng)；(3)導(dǎo)線中的電流不變

27、，線圈向右平動(dòng).第3節(jié) 楞次定律 第41頁(yè)/共119頁(yè)6.從楞次定律到右手定則從楞次定律到右手定則.感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.應(yīng)用發(fā)現(xiàn)第3節(jié) 楞次定律 Iv第42頁(yè)/共119頁(yè)6.從楞次定律到右手定則從楞次定律到右手定則.問(wèn)題：(1)磁場(chǎng)必須垂直“扎”手心嗎？(2)拇指與其余四指必須垂直嗎？(3)與左手定則比較，有何異同？(4)右手定則與楞次定律有何關(guān)系？應(yīng)用發(fā)現(xiàn)第3節(jié) 楞次定律 第43頁(yè)/共119頁(yè)6.感應(yīng)電流所受安培力的機(jī)械效果感應(yīng)電流所受安培力的機(jī)械效果.第3節(jié) 楞次定律 探究1：用磁鐵的任一極來(lái)移近或遠(yuǎn)離鋁環(huán)A或B.(1)A、B環(huán)中是否會(huì)產(chǎn)生電流?(2)A、B環(huán)

28、分別怎樣運(yùn)動(dòng)?(3)試用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律解釋這一現(xiàn)象.效果1：感應(yīng)電流所受的安培力總是阻礙它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng).第44頁(yè)/共119頁(yè)6.感應(yīng)電流所受安培力的機(jī)械效果感應(yīng)電流所受安培力的機(jī)械效果.第3節(jié) 楞次定律 探究2：如右圖，光滑固定導(dǎo)軌m、n水平放置，兩根導(dǎo)體棒p、q平行放于導(dǎo)軌上，形成一個(gè)閉合回路，當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí) Ap、q將互相靠攏 Bp、q將互相遠(yuǎn)離 C磁鐵的加速度仍為g D磁鐵的加速度小于g效果2：感應(yīng)電流所受的安培力總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.第45頁(yè)/共119頁(yè)7.楞次定律的推論阻礙變化 阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng) 改變面積感應(yīng)電流的效果總要反抗引起感應(yīng)電流的原因.第3節(jié)

29、 楞次定律 第46頁(yè)/共119頁(yè)問(wèn)題與練習(xí)：?jiǎn)栴}與練習(xí)：7.“法拉弟圓盤發(fā)電機(jī)法拉弟圓盤發(fā)電機(jī)”第3節(jié) 楞次定律 舊版教材新版教材第47頁(yè)/共119頁(yè)法拉第做成的世界上第一個(gè)發(fā)電機(jī)模型的原理圖。 把一個(gè)圓銅盤放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，使磁感線垂直通過(guò)銅盤，轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤就可以獲得動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。這是因?yàn)檎麄€(gè)銅盤可視為由很多根從中心到邊緣的輻條組成，當(dāng)銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每根輻條都同樣地切割磁感線而引起動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)，相當(dāng)于一節(jié)電池，整個(gè)銅盤就是一個(gè)并聯(lián)電池組，其電動(dòng)勢(shì)與一根輻條上的電動(dòng)勢(shì)是相同的。 第48頁(yè)/共119頁(yè)如何從磁通量變化的角度解釋法拉弟圓盤發(fā)電機(jī)的原理如何從磁通量變化的角度解釋法拉弟圓盤發(fā)電機(jī)的原理.第3節(jié)

30、楞次定律 CDRASPI1II2I12IRv回路1：DSACD回路2：DPACD回路3：DRCD回路3回路1回路2CD(電源)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，回路1的增加，回路2的減少，回路3.？形成圖示感應(yīng)電流。第49頁(yè)/共119頁(yè)8.觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并解釋原因.跳環(huán)實(shí)驗(yàn)落磁實(shí)驗(yàn)從能量守恒的思想理解楞次定律閉合電路磁通量變化感應(yīng)電流磁場(chǎng)與電流的作用力第3節(jié) 楞次定律 第50頁(yè)/共119頁(yè)教學(xué)設(shè)計(jì)方案教學(xué)設(shè)計(jì)方案感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的認(rèn)識(shí)感應(yīng)感應(yīng)電源：電源：產(chǎn)生產(chǎn)生感應(yīng)感應(yīng)電流電流的導(dǎo)體。根據(jù)感的導(dǎo)體。根據(jù)感應(yīng)電流應(yīng)電流判定判定正負(fù)極。正負(fù)極。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：是產(chǎn)生是產(chǎn)生感應(yīng)電流的本質(zhì)感應(yīng)電流的本質(zhì)原因。原因。感應(yīng)

31、電動(dòng)勢(shì)的大小表表達(dá)達(dá)式式定量研究定量研究電磁感應(yīng)定律因素電磁感應(yīng)定律因素實(shí)驗(yàn)定性探究：實(shí)驗(yàn)定性探究：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)因素感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)因素tE推論及應(yīng)用反電動(dòng)勢(shì)：反電動(dòng)勢(shì)：導(dǎo)線切割磁感線的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blvsin IrUE反熱輸入機(jī)械PPPNBSE反第4節(jié) 法拉弟電磁感應(yīng)定律 第51頁(yè)/共119頁(yè)1.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可以根據(jù)判斷感應(yīng)電流的方向確定。在楞次定律或右手定則中，感應(yīng)電流的方向就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，即四指所指的那一端是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的正極(高電勢(shì)端)。第4節(jié) 法拉弟電磁感應(yīng)定律 第52頁(yè)/共119頁(yè)1.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Iv誰(shuí)是電源誰(shuí)是電源？如何判斷？如何判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的正負(fù)極？感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的

32、正負(fù)極？+ +GGNSG第4節(jié) 法拉弟電磁感應(yīng)定律 第53頁(yè)/共119頁(yè)第4節(jié) 法拉弟電磁感應(yīng)定律 2.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的影響因素將一根或兩根條形磁鐵從同一位置插入螺線管，第一次快速插入或（快速拔出），第二次緩慢插入. 觀察電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的大小.(1)為什么有感應(yīng)電流？(2)哪一次感應(yīng)電流大?(3)感應(yīng)電流大小跟什么因素有關(guān)?一根條形磁鐵變化大小相同，即相同；變化快慢不同，即/t不同；變化越快，感應(yīng)電流越大，電阻一定時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大.第54頁(yè)/共119頁(yè)第55頁(yè)/共119頁(yè)第56頁(yè)/共119頁(yè)第57頁(yè)/共119頁(yè)第58頁(yè)/共119頁(yè)第59頁(yè)/共119頁(yè)tkEtnEtE1212tt3.法拉弟電磁

33、感應(yīng)定律法拉弟電磁感應(yīng)定律第4節(jié) 法拉弟電磁感應(yīng)定律 第60頁(yè)/共119頁(yè)3.法拉弟電磁感應(yīng)定律法拉弟電磁感應(yīng)定律tnE對(duì)公式對(duì)公式E=n/t的理解：的理解：(1)E只與只與/t有關(guān)，而與、無(wú)關(guān)；(2) E是整個(gè)回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，不是某段電是整個(gè)回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，不是某段電路中的路中的E，回路中的，回路中的E為為0時(shí)，某段電路中的時(shí)，某段電路中的E也許也許不為不為0.(3)當(dāng)當(dāng)t較大時(shí)，E為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；當(dāng)t0時(shí)，E為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。第4節(jié) 法拉弟電磁感應(yīng)定律 第61頁(yè)/共119頁(yè)對(duì)E=n/t的理解是磁通量.是磁通量的變化量./t是磁通量的變化率.比較不同時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小.第

34、4節(jié) 法拉弟電磁感應(yīng)定律 第62頁(yè)/共119頁(yè)4. 推導(dǎo)導(dǎo)體切割磁感線電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算公式BlvEttBlvtnEsin1BlvEBlvE第4節(jié) 法拉弟電磁感應(yīng)定律 第63頁(yè)/共119頁(yè)3.法拉弟電磁感應(yīng)定律法拉弟電磁感應(yīng)定律sinBLvE 對(duì)公式對(duì)公式對(duì)E=Blv sin的理解：的理解：(1)適用于一段導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)計(jì)算，適用于一段導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)計(jì)算，L上各點(diǎn)的上各點(diǎn)的B相同相同；(2)理論上適用任意形狀的導(dǎo)線，理論上適用任意形狀的導(dǎo)線，L和和E分別分別為導(dǎo)線為導(dǎo)線上某上某；(3)可以計(jì)算平均值，也可計(jì)算瞬時(shí)值，可以計(jì)算平均值，也可計(jì)算瞬時(shí)值，為為B與與v的的夾角，夾

35、角，v與與L垂直垂直。第4節(jié) 法拉弟電磁感應(yīng)定律 第64頁(yè)/共119頁(yè)對(duì)E=Blv的理解(lB, vl )E=Blv .l是切割磁感線的有效長(zhǎng)度 或兩端點(diǎn)在(B，v)方向長(zhǎng)度。v是相對(duì)速度, v相=v2-v1 。 abO第4節(jié) 法拉弟電磁感應(yīng)定律 第65頁(yè)/共119頁(yè)對(duì)E=Blv的理解221rrBLE221BLE 第4節(jié) 法拉弟電磁感應(yīng)定律 第66頁(yè)/共119頁(yè)4. 推導(dǎo)導(dǎo)體切割磁感線電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算公式的比較 與sinBlvEtnE(1)研究對(duì)象不同(2)物理意義不同(3)適用范圍不同(4)本質(zhì)相同，但各有方便的一面。第4節(jié) 法拉弟電磁感應(yīng)定律 第67頁(yè)/共119頁(yè)5.關(guān)于反電動(dòng)勢(shì)的教學(xué)E反EU

36、IrE UIM第4節(jié) 法拉弟電磁感應(yīng)定律 第68頁(yè)/共119頁(yè)5.關(guān)于反電動(dòng)勢(shì)的教學(xué)E反EUIR不適用？對(duì)電動(dòng)機(jī)為什么RUI REUI反第4節(jié) 法拉弟電磁感應(yīng)定律 第69頁(yè)/共119頁(yè)5.關(guān)于反電動(dòng)勢(shì)的教學(xué)E反EUIR熱輸入機(jī)械PPPRIIUIE2反IRUE反REUI反2.若電動(dòng)機(jī)有負(fù)載時(shí)，相對(duì)于空載，會(huì)有什么變化？1.若電動(dòng)機(jī)由于機(jī)械故障停轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生什么后果？3.電動(dòng)機(jī)從啟動(dòng)到正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，電流會(huì)有什么變化？NBSE反第4節(jié) 法拉弟電磁感應(yīng)定律 第70頁(yè)/共119頁(yè)電路接通瞬間，什么原因?qū)е码娏髌交龃?？由于什么原因?qū)е戮€圈電流開始較大？第71頁(yè)/共119頁(yè)1.電磁感應(yīng)電磁感應(yīng) 現(xiàn)象中的

37、感生電場(chǎng)現(xiàn)象中的感生電場(chǎng)磁場(chǎng)變強(qiáng)圓環(huán)回路是一個(gè)只有內(nèi)電路的電路，可以證明：任何兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為0。其環(huán)中自由電子定向運(yùn)動(dòng)形成感應(yīng)電流(電動(dòng)勢(shì))。導(dǎo)體環(huán)是電源1. 電荷為什么會(huì)定向運(yùn)動(dòng)？2. 非靜電力是哪個(gè)力？3. 什么能轉(zhuǎn)化為電能？第5節(jié) 電磁感應(yīng)規(guī)律的兩類情況 電磁感應(yīng)規(guī)律：第一項(xiàng)為感生電動(dòng)勢(shì)第二項(xiàng)為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)第72頁(yè)/共119頁(yè)B減弱時(shí)麥克斯韋電場(chǎng)理論：變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生電場(chǎng)-感生電場(chǎng)感生電場(chǎng)的方向符合楞次定律1.第5節(jié) 電磁感應(yīng)規(guī)律的兩類情況 第73頁(yè)/共119頁(yè)1.電磁感應(yīng)電磁感應(yīng) 現(xiàn)象中的感生電場(chǎng)現(xiàn)象中的感生電場(chǎng)感生電場(chǎng)磁場(chǎng)變強(qiáng)非靜電力：感生電場(chǎng)力.感生電場(chǎng)力做功：磁場(chǎng)能電能tBre

38、rtBrrerEeF2222020場(chǎng)力大?。好總€(gè)電子所受的感生電第5節(jié) 電磁感應(yīng)規(guī)律的兩類情況 圓柱形磁場(chǎng)半徑為R,若rRtBRrE22第74頁(yè)/共119頁(yè)電子能否在渦旋電場(chǎng)中被加速？電子能否在渦旋電場(chǎng)中被加速？ 當(dāng)電子在真空管中(有方向如圖所示的磁場(chǎng)B2)逆時(shí)針?lè)较蚣铀贂r(shí)，內(nèi)圓柱內(nèi)的磁場(chǎng)如何變化？它在真空 中產(chǎn)生的渦旋電場(chǎng)方向怎樣？ F電F洛v 電子沿管做加速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的向心力由什么力來(lái)提供？它的大小特點(diǎn)是什么？ 當(dāng)電子在真空管中不斷被加速時(shí)，管中的磁場(chǎng)B2應(yīng)如何變化？B2和B1的變化率是否應(yīng)有一定的關(guān)系？B1B2v第5節(jié) 電磁感應(yīng)規(guī)律的兩類情況 第75頁(yè)/共119頁(yè)一個(gè)長(zhǎng)圓柱形螺線管包括了

39、另一個(gè)同軸的螺線管，它的半徑只是外面螺線管半徑的一半，兩螺線管單位長(zhǎng)度具有相同的圈數(shù)，且初時(shí)都沒(méi)有電流。在同一瞬時(shí)，電流開始在兩個(gè)螺線管中線性地增大，任意時(shí)刻，通過(guò)里邊螺線管的電流為外邊螺線管中電流的兩倍且方向相同，由于增大的電流，一個(gè)處于兩個(gè)螺線管之間初始靜止的帶電粒子開始沿一條同心圓軌道運(yùn)動(dòng)。如圖所示，求該圓軌道半徑， 第76頁(yè)/共119頁(yè)我們看到利用感生電場(chǎng)加速帶電粒子的一種可能。 在核物理實(shí)驗(yàn)中需要的高能粒子， 也可通過(guò)感應(yīng)加速器來(lái)加速射入高頻變化的磁場(chǎng)的帶電粒子而獲得。如圖所示環(huán)形真空室，當(dāng)磁場(chǎng)增大時(shí)，令電子沿切線方向射入，而當(dāng)磁場(chǎng)達(dá)到最大時(shí)，即將加速后的電子導(dǎo)出，由于磁場(chǎng)高頻變化，

40、感生電場(chǎng)較強(qiáng)，而入射電子速度一般已很大，在很短的時(shí)間內(nèi)可繞行幾十萬(wàn)圈， 感生電場(chǎng)力在幾十萬(wàn)圈路徑上做的功可使電子動(dòng)能加大到幾十兆電子伏特。 為了使電子在環(huán)形真空室中按一定軌道R運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足一定的要求。 第77頁(yè)/共119頁(yè)應(yīng)用應(yīng)用實(shí)例實(shí)例-電子感應(yīng)加速器電子感應(yīng)加速器電子感應(yīng)加速器是電子感應(yīng)加速器是用用感生電場(chǎng)感生電場(chǎng)來(lái)加速電子來(lái)加速電子的一種設(shè)備。的一種設(shè)備。鐵芯鐵芯電子束電子束環(huán)形真空環(huán)形真空管管 道道線圈線圈第78頁(yè)/共119頁(yè) 它的柱形電磁鐵在兩極間產(chǎn)生磁場(chǎng)。在磁它的柱形電磁鐵在兩極間產(chǎn)生磁場(chǎng)。在磁場(chǎng)中安置一個(gè)環(huán)形真空管道作為電子運(yùn)行的軌場(chǎng)中安置一個(gè)環(huán)形真空管道作為電子運(yùn)行的軌

41、道。當(dāng)?shù)?。?dāng)磁場(chǎng)發(fā)生變化磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)沿管道方向時(shí)，就會(huì)沿管道方向產(chǎn)生產(chǎn)生感生電場(chǎng)感生電場(chǎng)。射入其中的電子就。射入其中的電子就受到感生電場(chǎng)的受到感生電場(chǎng)的持續(xù)作用持續(xù)作用而不斷加速。而不斷加速。第79頁(yè)/共119頁(yè)2. 動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)中的非靜電力洛倫茲力磁場(chǎng)沒(méi)有變化，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫1. 電荷為什么會(huì)定向運(yùn)動(dòng)？2. 非靜電力是哪個(gè)力？3. 什么能轉(zhuǎn)化為電能？第5節(jié) 電磁感應(yīng)規(guī)律的兩類情況 第80頁(yè)/共119頁(yè)(2)由能的轉(zhuǎn)化和守恒角度推動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)公式由能的轉(zhuǎn)化和守恒角度推動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)公式守恒定律：能的轉(zhuǎn)化和BLvEPP外電vF外F安IBILvvFP外外外力做功功率

42、:IEP 電閉合電路電功率：nBLvtSnBE動(dòng)電動(dòng)勢(shì)公式由電磁感應(yīng)定律推動(dòng)生) 1 (動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的四個(gè)推導(dǎo)：第81頁(yè)/共119頁(yè)(3)由洛倫茲力角度推導(dǎo)由洛倫茲力角度推導(dǎo)體切割磁感線的體切割磁感線的電動(dòng)勢(shì)公式電動(dòng)勢(shì)公式vF洛F電eLEBev 電洛FFBLvE v棒為孤立導(dǎo)體時(shí)Lv達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)第5節(jié) 電磁感應(yīng)規(guī)律的兩類情況 第82頁(yè)/共119頁(yè)(3)由洛倫力角度推導(dǎo)由洛倫力角度推導(dǎo)體切割磁感線的體切割磁感線的電動(dòng)勢(shì)公式電動(dòng)勢(shì)公式閉合回路一部分導(dǎo)體切割磁感線時(shí)qLEBqvsin合電洛達(dá)到穩(wěn)定時(shí)FFsinBLvE sin合vvvuLvv合uv合F洛F電vuF/F第5節(jié) 電磁感應(yīng)規(guī)律的兩類情況 第

43、83頁(yè)/共119頁(yè)(4)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的本質(zhì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的本質(zhì)閉合回路一部分導(dǎo)體切割磁感線時(shí)v合F洛F電vuF/F(1)洛倫茲力的洛倫茲力的推動(dòng)電子沿導(dǎo)體定推動(dòng)電子沿導(dǎo)體定向移動(dòng)做功，實(shí)現(xiàn)由其它能轉(zhuǎn)化為電能，向移動(dòng)做功，實(shí)現(xiàn)由其它能轉(zhuǎn)化為電能，產(chǎn)生產(chǎn)生。是電源的。是電源的；(2)洛倫茲力的分力洛倫茲力的分力F與棒運(yùn)動(dòng)方向相反，與棒運(yùn)動(dòng)方向相反，對(duì)棒做負(fù)功，外力克服對(duì)棒做負(fù)功，外力克服F做功，實(shí)現(xiàn)做功，實(shí)現(xiàn)向向量的轉(zhuǎn)化；量的轉(zhuǎn)化；(3)洛倫茲力本身不做功，它只起到傳遞能洛倫茲力本身不做功，它只起到傳遞能量的作用，實(shí)現(xiàn)：由量的作用，實(shí)現(xiàn)：由向向轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化。機(jī)械EWF/電EWF第5節(jié) 電磁感應(yīng)規(guī)律

44、的兩類情況 第84頁(yè)/共119頁(yè)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)特點(diǎn)磁場(chǎng)不變，閉合電路的整體或局部在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致回路中磁通量變化閉合回路的任何部分都不動(dòng)，空間磁場(chǎng)變化導(dǎo)致回路中磁通量變化原因由于S變化引起回路中 變化由于B變化引起回路中 變化非靜電力是洛侖茲力的分力，由洛侖茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷作用而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)變化磁場(chǎng)在它周圍空間激發(fā)感生電場(chǎng)，非靜電力是感生電場(chǎng)力，由感生電場(chǎng)力對(duì)電荷做功而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)方向的來(lái)源非靜電力能量轉(zhuǎn)化楞次定律楞次定律或右手定則機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能第85頁(yè)/共119頁(yè)例1：腰長(zhǎng)為L(zhǎng)的等腰直角三角形線圈，三邊的總電阻為R，當(dāng)由圖示位置向右以速度 v 勻速通過(guò)寬度為2L的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的

45、過(guò)程中，試畫出線圈中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t 變化的圖象。2LBvabcL(5)例題分析例題分析第5節(jié) 電磁感應(yīng)規(guī)律的兩類情況 第86頁(yè)/共119頁(yè)bc2LBavtvcE1R p pbc2LBavtvcER aE a bbc2LBavtv pcER aE2 a b) (02vLtRBvI，)2 (0vLvLI，)3 2()3(2vLvLvLtRBvI，逆時(shí)針電流為正第87頁(yè)/共119頁(yè)bc2LBavtv pbc2LBavtvbc2LBavtv pOmIItvLvL2vL3mI-第88頁(yè)/共119頁(yè)例2.光滑金屬導(dǎo)軌光滑金屬導(dǎo)軌L=0.4m,電阻不計(jì)電阻不計(jì),均勻變化的磁場(chǎng)穿均勻變化的磁場(chǎng)穿過(guò)整個(gè)導(dǎo)軌

46、平面過(guò)整個(gè)導(dǎo)軌平面,如圖甲所示。磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨如圖甲所示。磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的情況如圖乙。金屬棒時(shí)間變化的情況如圖乙。金屬棒ab的電阻為的電阻為1,自自t =0時(shí)刻開始從導(dǎo)軌最左端以時(shí)刻開始從導(dǎo)軌最左端以v=1m/s的速度向右勻速的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng),則則 ( )A.1s末回路中電動(dòng)勢(shì)為末回路中電動(dòng)勢(shì)為0.8VB.1s末末ab棒所受磁場(chǎng)力為棒所受磁場(chǎng)力為0.64N C.1s末回路中電動(dòng)勢(shì)為末回路中電動(dòng)勢(shì)為1.6VD.1s末末ab棒所受磁場(chǎng)力為棒所受磁場(chǎng)力為1.28NB/Tt/s0.52011.0乙乙CDv甲甲ab第89頁(yè)/共119頁(yè)(6)問(wèn)題與練習(xí)2.n=100，R15，r5 ，

47、S10cm2.3.B=1T，l=1 m，v=1 m/s，R1.5，r0.5 .1. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小;；2. 電流的大小和方向；3. A、B電勢(shì)差UAB；4. 電阻R的電功率.新版教材變?yōu)殡p桿問(wèn)題第5節(jié) 電磁感應(yīng)規(guī)律的兩類情況 第90頁(yè)/共119頁(yè)9.問(wèn)題與練習(xí)在進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中：1. 感應(yīng)電流大小和方向；2. ab兩點(diǎn)的電壓Uab；3. 通過(guò)線框某一橫截面的電荷量q；4. 求外力F所做的功的功率；5. 線框中產(chǎn)生的焦耳熱及ab邊產(chǎn)生的焦耳熱。4. l=0.1m，D=0.2 m，B=1.0 T，v=2.0 m/s，R0.4 ，在線框通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中：6. 以逆時(shí)針電流為正，在圖中作出I

48、-t的關(guān)系圖象；7. 以向右為正，在圖中作出FA-t關(guān)系圖象；8. 在圖中作出Uab-t的關(guān)系圖象。第5節(jié) 電磁感應(yīng)規(guī)律的兩類情況 第91頁(yè)/共119頁(yè)(6)問(wèn)題與練習(xí)第5節(jié) 電磁感應(yīng)規(guī)律的兩類情況 第92頁(yè)/共119頁(yè)1.“游戲” 引入在斷開開關(guān)的瞬間，人為什么有被“電”的感覺？第6節(jié) 互感和自感第93頁(yè)/共119頁(yè)2.問(wèn)題引入1. 在閉合、斷開開關(guān)的瞬間，線圈P中是否有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？2. 通過(guò)線圈M的磁通量是否變化？是否感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？互感自感第6節(jié) 互感和自感第94頁(yè)/共119頁(yè)3.通電自感實(shí)驗(yàn)合上S，觀察A、B亮度變化. 為什么會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象?定性解釋：I E感與I反向阻礙I增大。A1逐漸

49、變亮，A2立即變亮。第6節(jié) 互感和自感第95頁(yè)/共119頁(yè)R1ELRA1A2SR1ELRA1A2S通電自感：通電自感：閉合開關(guān)時(shí)，線圈中產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)閉合開關(guān)時(shí)，線圈中產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)。反電動(dòng)勢(shì)逐漸減小，線圈中的電流逐漸增大，電路穩(wěn)定時(shí)這個(gè)反電動(dòng)勢(shì)為0，線圈中的電流也達(dá)到穩(wěn)定值。3.通電自感第6節(jié) 互感和自感第96頁(yè)/共119頁(yè)3.通電自感R1ELRA1A2SR1EELRA1A2SELtOLREUIL1第97頁(yè)/共119頁(yè)3.通電自感I1I2實(shí)驗(yàn)圖線定性分析圖線課本圖4.6-5圖線合成圖I2I100.050.10.150.20.250.30.3500.050.10.150.2系列1系列2理論圖線I1

50、I2第6節(jié) 互感和自感第98頁(yè)/共119頁(yè)4.斷電自感實(shí)驗(yàn)斷開S，觀察A亮度變化，為什么會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象？A閃亮后逐漸變暗，最后熄滅。定性解釋：IL E感與I同向阻礙I減小。1.為什么燈A閃亮后逐漸熄滅？2.燈A繼續(xù)發(fā)光的能量從何而來(lái)？第6節(jié) 互感和自感第99頁(yè)/共119頁(yè)4.斷電自感實(shí)驗(yàn)ELASEELAS斷電自感：斷電自感：斷開開關(guān)時(shí)，線圈中產(chǎn)生正向電動(dòng)勢(shì)斷開開關(guān)時(shí)，線圈中產(chǎn)生正向電動(dòng)勢(shì)。隨著電動(dòng)勢(shì)逐漸減小至0，線圈中的電流逐漸減小，最后為0。S斷開時(shí)第6節(jié) 互感和自感第100頁(yè)/共119頁(yè)4.斷電自感實(shí)驗(yàn)S斷開時(shí)ELASILtOILOIAO-ILO理想圖線-1.5-1-0.500.511.5024