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文檔簡介
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2、k13 HYPERLINK l _bookmark14 HYPERLINK l _bookmark15 第四章 電磁感應4.1 劃時代的發(fā)現(xiàn)(一)知識與技能1 知道與電流磁效應和電磁感應現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)相關(guān)的物理學史。(二)過程與方法領(lǐng)悟科學探究中提出問題、觀察實驗、分析論證、歸納總結(jié)等要素在研究物理問題時的重 (三)情感、態(tài)度與價值觀1 領(lǐng)會科學家對自然現(xiàn)象、自然規(guī)律的某些猜想在科學發(fā)現(xiàn)中的重要性。2 以科學家不怕失敗、勇敢面對挫折的堅強意志激勵自己。教學重點知道與電流磁效應和電磁感應現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)相關(guān)的物理學史。領(lǐng)悟科學探究的方法和艱難歷 程。培養(yǎng)不怕失敗、勇敢面對挫折的堅強意志。教學難點領(lǐng)悟科學探
3、究的方法和艱難歷程。培養(yǎng)不怕失敗、勇敢面對挫折的堅強意志。教師啟發(fā)、引導,學生自主閱讀、思考,討論、交流學習成果。計算機、投影儀、錄像片一、奧斯特夢圓“電生磁”- 電流的磁效應引導學生閱讀教材有關(guān)奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應的內(nèi)容。提出以下問題,引導學生思考 (1) 是什么信念激勵奧斯特尋找電與磁的聯(lián)系的?在這之前, 科學研究領(lǐng)域存在怎樣 (2)奧斯特的研究是一帆風順的嗎?奧斯特面對失敗是怎樣做的? (3)奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應的過程是怎樣的?用學過的知識如何解釋? (4)電流磁效應的發(fā)現(xiàn)有何意義?談談自己的感受。學生活動:結(jié)合思考題,認真閱讀教材,分成小組討論,發(fā)表自己的見解。二、法拉第心系“磁生電”
4、- 電磁感應現(xiàn)象教師活動:引導學生閱讀教材有關(guān)法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應的內(nèi)容。提出以下問題,引導(1)奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應引發(fā)了怎樣的哲學思考?法拉第持怎樣的觀點?(2)法拉第的研究是一帆風順的嗎?法拉第面對失敗是怎樣做的?(3)法拉第做了大量實驗都是以失敗告終,失敗的原因是什么?(4) 法拉第經(jīng)歷了多次失敗后,終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象, 他發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的具(5)從法拉第探索電磁感應現(xiàn)象的歷程中,你學到了什么?談談學生活動:結(jié)合思考題,認真閱讀教材,分成小組討論,發(fā)表自己三、科學的足跡2、偉大的科學家法拉第 教材實例探究【例 1】發(fā)電的基本原理是電磁感應。發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的科學家是(C)A安培 B
5、赫茲 C法拉第 D麥克斯韋【例 2】發(fā)現(xiàn)電流磁效應現(xiàn)象的科學家是_奧斯特_,發(fā)現(xiàn)通電導線在磁場中受力規(guī) 現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的科學家是_法拉第_ ,發(fā)現(xiàn)電荷間相互作用力規(guī) 律的的科學家是_庫侖_。【例 3】下列現(xiàn)象中屬于電磁感應現(xiàn)象的是(B)A磁場對電流產(chǎn)生力的作用 B變化的磁場使閉合電路中產(chǎn)生電流C插在通電螺線管中的軟鐵棒被磁化 D電流周圍產(chǎn)生磁場1、我們可以通過哪些實驗與現(xiàn)象來說明(證實)磁現(xiàn)象與電現(xiàn)象有聯(lián)系(一)知識與技能(二)過程與方法學會通過實驗觀察、記錄結(jié)果、分析論證得出結(jié)論的科學探究方法(三)情感、態(tài)度與價值觀滲透物理學方法的教育,通過實驗觀察和實驗探究,理解感應電流的產(chǎn)生條件。舉例說
6、明電磁感應在生活和生產(chǎn)中的應用。流的產(chǎn)生條件。實驗觀察法、分析法、實驗歸納法、講授法條形磁鐵(兩個),導體棒,示教電流表,線圈(粗、細各一個),學生電源,開關(guān),滑動 一、基本知識(一)知識準備磁通量初中知識回顧:當閉合電路的一部分做切割磁感線運動時,電路中會產(chǎn)生感應電流。 電磁感應現(xiàn)象:由磁產(chǎn)生電的現(xiàn)象(二)新課講解 探究導線運動快慢與電流表示數(shù)大小的關(guān)系.探究磁鐵插入或抽出快慢與電流表示數(shù)大小的關(guān)系 或改變線圈中電流的大小(改變滑線變阻器的滑片位置) , 探究將小線圈從大線圈中抽出或放入快慢與電流表示數(shù)的實驗一:磁場強度不發(fā)生變化,但閉合線圈的面積發(fā)生變化;實驗二:磁鐵插入線圈時,線圈的面積
7、不變,但磁場由弱變強;磁鐵從線圈中抽出時,線圈的面積也不改變,磁場由強變?nèi)?;實驗三:通電線圈插入大線圈時,大線圈的面積通電線圈從大線圈中抽出時,大線圈的 面積也不改變,但磁場由強變?nèi)?;當迅速移動滑線變阻器的滑片,小線圈 中的電流迅速變化,電流產(chǎn)生的磁場也隨 之而變化,而大線圈的面積不發(fā)生變化, 但穿過線圈的磁場強度發(fā)生了變化。在幾種實驗中,有的磁感應強度沒有發(fā)生變化,面積發(fā)生了變化;而又有的線圈的 面積沒有變化,但穿過線圈的磁感應強度發(fā)生了變化。其共同點是穿過線圈的磁通量發(fā)生 了變化。磁通量變化的快慢與閉合回路中感應電流的大小有關(guān)。結(jié)論:只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就有感應電流
8、產(chǎn)生。2、電磁感應現(xiàn)象:利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應現(xiàn)象3、感應電流:由磁場產(chǎn)生的電流叫感應電流析 1、右圖哪些回路中比會產(chǎn)生感應電流G7、練習與作業(yè)1、關(guān)于電磁感應,下列說法中正確的是A 導體相對磁場運動,導體內(nèi)一定會產(chǎn)生感應電流B 導體做切割磁感線的運動,導體內(nèi)一定會產(chǎn)生感應電流C 閉合電路在磁場中做切割磁感線的運動,電路中一定會產(chǎn)生感應電流D 穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,電路中一定會產(chǎn)生感應電流2、恒定的勻強磁場中有一圓形閉合圓形線圈,線圈平面垂直于磁場方向,當線圈在此磁場 中做下列哪種運動時,線圈中能產(chǎn)生感應電流A 線圈沿自身所在的平面做勻速運動B 線圈沿自身所在的平面做加速直線
9、運動C 線圈繞任意一條直徑做勻速轉(zhuǎn)動D 線圈繞任意一條直徑做變速轉(zhuǎn)動3 、如圖,開始時距形線圈平面與磁場垂直,且一半在勻強磁場外,另一半在勻強磁場內(nèi),若要使線圈中產(chǎn)生感應電流,下列方法中可行的是Dbc A 線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過 90o的過程中,穿過線圈的磁通量不斷減小B 線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過 90o的過程中,穿過線圈的磁通量不斷增大Co過線圈的磁通量沒有發(fā)生變化D 線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過 360o的過程中,穿過線圈的磁通量沒有發(fā)生變化,有一閉合的金屬線框 abcd,線框平面與直導線 ef 在同一 平面內(nèi)(如圖),當線框做下列哪種運動時,線框中能產(chǎn)生感應電流A、水平向左運動 B、豎直向下平動3 法拉第電
10、磁感應定律(一)知識與技能達式。(二)過程與方法通過推導到線切割磁感線時的感應電動勢公式E=BLv,掌握運用理論知識探究問題的方法。(三)情感、態(tài)度與價值觀1從不同物理現(xiàn)象中抽象出個性與共性問題,培養(yǎng)學生對不同事物進行分析,找出共性與 個性的辯證唯物主義思想。2 了解法拉第探索科學的方法,學習他的執(zhí)著的科學探究精神。演示法、歸納法、類比法多媒體電腦、投影儀、投影片。一、基本知識電磁感應現(xiàn)象:利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應現(xiàn)象產(chǎn)生感應電流的條件:線路閉合,閉合回路中磁通量發(fā)生變化。感應電動勢:在電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢叫感應電動勢產(chǎn)生條件:回路中的磁通量發(fā)生變化但回路不一定閉合 注意:磁通量
11、的大小0;磁通量的變化0;磁通量的變化快慢(0/t)的區(qū)分 2、法拉第電磁感應定律內(nèi)容:電路中感應電動勢的大小,跟穿過這一回路的磁通量的變化率成正比。適用范圍:普遍適用3、導線切割磁感線時產(chǎn)生的感應電動勢條件:導線的運動方向與導線本身垂直適用范圍:勻強磁場,導線切割磁感線電動機轉(zhuǎn)動時,線圈中也會產(chǎn)生感應電動勢,感應電動勢總要削弱電源電動勢的作用,我 們就把感應電動勢稱為反電動勢;其作用是阻礙線圈的轉(zhuǎn)動。教材P12。二、例題分析例 1、如圖,導體平行磁感線運動,試求產(chǎn)生的感應電動勢的大小(速度與磁的夾角9,導線長度為 L)垂直紙面向里的勻強磁場.試求: B/t 等于多少? 以速度 v 向右勻速運
12、動,如果導軌和金屬棒都是粗細相同的均勻?qū)w,A 感應電動勢保持不變 B 感應電動流保持不變C 感應電動勢逐漸增大 D 感應電動流逐漸增大三、練習與作業(yè)1、如右圖,平行放置的金屬導軌 M、N 之間的距離為 L;一金屬桿長為 2L,一端以轉(zhuǎn)軸 o/ 固定在導軌 N 上,并與M 無摩擦接觸,桿從垂直于導軌的位置,在導軌平面內(nèi)以角速度 紙面向里的勻強磁場,不計一切電阻,則在上述整個轉(zhuǎn)動過程中A、金屬桿兩端的電壓不斷增大2、如右圖,在磁感應強度為B 的勻強磁場中,一直角邊長度為a,電阻為R 的等腰直角三 角形導線框以速度 v 垂直于斜邊方向在紙面內(nèi)運動,磁場與紙面垂直,則導線框的斜邊產(chǎn)生的感應電動勢為
13、,導線框中的感應電流強度為 。3、如左圖,一邊長為a,電阻為 R 的正方形導線框,以恒定的速度v 向右進入以 MN 為邊 界的勻強磁場,磁場方向垂直于線框平面,磁感應強度為B ,MN 與線框的邊成 45o角,則在線框進入磁場過程中產(chǎn)生的感應電流的最大值等于4、如圖,長為 L 的金屬桿在垂直紙面向里的磁感應強度為B 的勻強磁場中,沿逆時針方向繞 o 點在紙面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動,若角速度為,則桿兩 定電阻為 R,其余電阻不計,試求 MN 從圓環(huán)的左端滑到右端的過程中電阻R 上的電流強 度的平均值及通過的電量。4.4 楞次定律(一)知識與技能1 掌握楞次定律的內(nèi)容,能運用楞次定律判斷感應電流方向。2 培養(yǎng)觀
14、察實驗的能力以及對實驗現(xiàn)象分析、歸納、總結(jié)的能力。3能夠熟練應用楞次定律判斷感應電流的方向4 掌握右手定則,并理解右手定則實際上為楞次定律的一種具體表現(xiàn)形式。(二)過程與方法1 通過實踐活動,觀察得到的實驗現(xiàn)象,再通過分析論證,歸納總結(jié)得出結(jié)論。(三)情感、態(tài)度與價值觀在本節(jié)課的學習中,同學們直接參與物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程,體驗了一次自然規(guī)律發(fā)現(xiàn)過程 中的樂趣和美的享受,并在頭腦中進一步強化“實踐是檢驗真理的唯一標準”這一辯證唯3 利用右手定則判斷導體切割磁感線時感應電流的方向。發(fā)現(xiàn)法,講練結(jié)合法干電池、靈敏電流表、外標有明確繞向的大線圈、條形磁鐵、導線。一、基本知識(1)選舊干電池用試觸的方法查
15、明電流方向與(2)閉合電路的一部分導體做切割磁感線的情況a磁場方向不變,兩次改變導體運動方向,如導體向右和向左運動b導體切割磁感線的運動方向不變,改變磁場方向根據(jù)電流表指針偏轉(zhuǎn)情況, 分別確定出閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線 運動時,產(chǎn)生的感應電流方向感應電流的方向跟導體運動方向和磁場方向都有關(guān)系 感應電流的方向可以用右手定 右手定則:伸開右手,讓拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一個平面內(nèi),讓磁感 線垂直從手心進入,拇指指向?qū)w運動方向,其余四指指的就是感應電流的方向?qū)嵕€箭頭表示原磁場方向,虛線箭頭表示感應電流磁場方向(甲)圖:當把條形磁鐵N 極插入線圈中時,穿過線圈的磁通量增加,
16、由實驗可知,這 時感應電流的磁場方向跟磁鐵的磁場方向相反(乙)圖:當把條形磁鐵N 極拔出線圈中時,穿過線圈的磁通量減少,由實驗可知,這 時感應電流的磁場方向跟磁鐵的磁場方向相同(丙)圖:當把條形磁鐵 S 極插入線圈中時,穿過線圈的磁通量增加,由實驗可知,這 時感應電流的磁場方向跟磁鐵的磁場方向相反(丁)圖:當條形磁鐵 S 極拔出線圈中時,穿過線圈的磁通量減少,由實驗可知,這時 感應電流的磁場方向跟磁鐵的磁場方向相同通過上述實驗,引導學生認識到:凡是由磁通量的增加引起的感應電流,它所激發(fā)的 磁場一定阻礙原來磁通量的增加;凡是由磁通量的減少引起的感應電流,它所激發(fā)的磁場 一定阻礙原來磁通量的減少在
17、兩種情況中,感應電流的磁場都阻礙了原磁通量的變化定律-感應電流具有這樣的方向,就是感應電流的磁場總要阻礙引 應電流的磁通量的變化說明:對“阻礙”二字應正確理解“阻礙”不是“阻止”,而只是延緩了原磁通的 變化,電路中的磁通量還是在變化的例如:當原磁通量增加時,雖有感應電流的磁場的 阻礙,磁通量還是在增加,只是增加的慢一點而已實質(zhì)上,楞次定律中的“阻礙”二字, 指的是“反抗著產(chǎn)生感應電流的那個原因”3、應用楞次定律判定感應電流的步驟(四步走)(2)明確穿過閉合回路的磁通量是增加還是減少;楞次定律,判定感應電流的磁場方向;4、推論:當導線切割磁感線時可用右手定則來判定,即大拇指與四指垂直,讓磁感線垂
18、直穿過手心,大拇指指向?qū)Ь€的運動方向,則四指的指向為感應電流的方向二、例題分析例 1、在勻強磁場中放一電阻不計的平行金屬導軌,導軌跟大線圈M 相接,如圖,導軌上放一根導線 ab,磁感線垂直于導軌所在平面。欲使 M 所包圍的A、勻速向右運動 B、加速向右運動C、減速向右運動 D、加速向左運動例 2、如圖,水平地面上方有正交的勻強磁場和勻強電場,電場豎直向下,磁場垂直紙面向里,半圓形鋁框從直徑出于水平位置時開VP帶三、練習與作業(yè)1、一根沿東西方向的水平導線,在赤道上空自由落下的過程中,導線上各點的電勢 A、東端最高 B、西端最高 C、中點最高 D、各點一樣高 現(xiàn)用外力作用在上述四點,將線圈拉成正方
19、形,設(shè)線圈導線不可伸長,且線圈仍處于原先所在的平面內(nèi),則在線圈發(fā)生形變的過程中D、線圈中無感應電流 3、如右圖,一均勻的扁平條形磁鐵的軸線與一圓形線圈在同一平面內(nèi),磁鐵中心與圓心重 合。為了在磁鐵開始運動時在線圈中得到逆時針方向的感應電流,磁鐵的運動方式應是D面內(nèi)繞 O 逆時針轉(zhuǎn)動 A、保持靜止不動 B、沿逆時針方向轉(zhuǎn)動C、沿順時針方向轉(zhuǎn)動4.5 感生電動勢和動生電動勢(一)知識與技能勢和動生電動勢及其區(qū)別與聯(lián)系。(二)過程與方法通過同學們之間的討論、研究增強對兩種電動勢的認知深度,同時提高學習物理的興趣。(三)情感、態(tài)度與價值觀通過對相應物理學史的了解,培養(yǎng)熱愛科學、尊重知識的良好品德。討論
20、法,講練結(jié)合法多媒體課件(一)引入新課電源是通過非靜電力做功把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。 在電磁感應現(xiàn)象中,要產(chǎn)生電流,必須有感應電動勢。這種情況下,哪一種作用扮演 了非靜電力的角色呢?下面我們就來學習相關(guān)的知識。(二)進行新課1、感應電場與感生電動勢生感應電流。是什么力充當非靜電力使得自由電荷發(fā)生定向運動呢?英國物理學家麥克斯韋認為,磁場變化時在空間激發(fā)出一種電場,這種電場對自由電荷產(chǎn)生了力的作用,使自由電荷運動起來,形成了電流,或者說產(chǎn)生了電動勢。這種由于磁場的變化而激發(fā)的電場叫感生電場。感生電場對自由電荷的作用力充當了非靜電力。由感生電場產(chǎn)生的感應電動勢,叫做感生電動勢。2、洛倫茲力與
21、動生電動勢(投影)教材 P23 的思考與討論 1導體中自由電荷(正電荷)具有水平方向的速度,由左手定則可判斷受到沿棒向上的洛倫茲力作用,其合運動是斜向上的。2自由電荷不會一直運動下去。因為C 、D 兩端聚集電荷越來越多,在CD 棒間產(chǎn)生 的電場越來越強,當電場力等于洛倫茲力時,自由電荷不再定向運動。一段導體切割磁感線運動時相當于一個電源,這時非靜電力與洛倫茲力有關(guān)。由于導 體運動而產(chǎn)生的電動勢叫動生電動勢。如圖所示,導體棒運動過程中產(chǎn)生感應電流,試分析電路中的能量導體棒中的電流受到安培力作用,安培力的方向與運動方向相反,阻礙導體棒的運動,導體棒要克服安培力做功,將機械能轉(zhuǎn)化為電能。磁場變強磁場
22、變強【例 1】如圖所示,一個閉合電路靜止于磁場中,由于磁場強弱的變化,而使電路中產(chǎn)生了感應電動勢,下列說法中正確的是(AC)A磁場變化時,會在在空間中激發(fā)一種電場B使電荷定向移動形成電流的力是磁場力C使電荷定向移動形成電流的力是電場力D以上說法都不對【例 2】如圖所示,導體AB 在做切割磁感線運動時,將產(chǎn)生一個電動勢,因而在電路中有電流通過,下列說法中正確的是(AB)A因?qū)w運動而產(chǎn)生的感應電動勢稱為動生電動勢B動生電動勢的產(chǎn)生與洛侖茲力有關(guān) C動生電動勢的產(chǎn)生與電場力有關(guān)D動生電動勢和感生電動勢產(chǎn)生的原因是一樣的】如圖所示,兩根相距為 L 的豎直平行金屬導軌位于磁感應強度為 B、方向垂直紙面
23、向里的勻強磁場中,導軌電阻不計,另外兩根與上鞏固練習周運動,當磁感應強度均勻增大時,此粒子的動能將(B)A不變 B增加 C減少 D以上情況都可能2穿過一個電阻為 l的單匝閉合線圈的磁通量始終是每秒鐘均勻地減少 2Wb,則(BD)A線圈中的感應電動勢一定是每秒減少 2VB線圈中的感應電動勢一定是 2VC電流一定是每秒減少 2AD感應電流一定是 2A (C)中,磁場方問垂直于線圈平面,已知磁感應強度隨時間變化的規(guī)律為B=(2+0.2t) T,定值電阻 R1=6,線圈電阻R2=4,求:(1)磁通量變化率,回路的感應電動勢; (4V)(2) a、b 兩點間電壓 Uab (2.4A) 線圈與沖擊電流計組
24、成的回路電阻為R,把線圈放在被測勻強磁場中,開始時線圈與磁場 方向垂直,現(xiàn)將線圈翻轉(zhuǎn)180,沖擊式電流計測出通過線圈的電荷量為q,由此可知,被 AB光滑,但用不同材料制成的圓管,豎 直固定在相同高度兩個相同的磁性小球,同時從A 、B 管上端的管口無初速釋放,穿過 A 管的小球比穿過 B 管的小球先落到地面下面對于兩管的描述中可能正確的是(AD)(一)知識與技能了解互感和自感現(xiàn)象了解自感現(xiàn)象產(chǎn)生的原因知道自感現(xiàn)象中的一個重要概念 自感系數(shù),了解它的單位及影響其大小的因素(二)過程與方法:引導學生從事物的共性中發(fā)掘新的個性,從發(fā)生電磁感應現(xiàn)象的條件和有關(guān)電磁感應 得規(guī)律,提出自感現(xiàn)象,并推出關(guān)于自
25、感的規(guī)律。會用自感知識分析,解決一些簡單的問 題,并了解自感現(xiàn)象的利弊以及對它們的防止和利用(三)情感、態(tài)度、價值觀對人才的要求1重點:自感現(xiàn)象及自感系數(shù)2難點: 自感現(xiàn)象的產(chǎn)生原因分析 通、斷電自感的演示實驗中現(xiàn)象解釋納,再利用電路中的并聯(lián)規(guī)律,從而幫助學生突破本節(jié)重點、排除難點。啟發(fā)引導學生利用前面學過的電路知識及電磁感應知識,分析通電自感和斷電自感的 電路圖,預測將會產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象,然后再通過觀察實驗現(xiàn)象驗證自身的思維,并歸納總結(jié)自感現(xiàn)象這一規(guī)律產(chǎn)生的原因。通、斷電自感演示裝置,電池四節(jié)(帶電池盒)導線若干問題情景:發(fā)生電磁感應的條件是什么?怎樣得到這種條件,也就是讓閉合回路 中磁通量發(fā)
26、生變化?下面這兩種電路中當電鍵斷開和閉合瞬間會發(fā)生電磁感應現(xiàn)象嗎? (一)互感現(xiàn)象(1)、如右圖斷開、閉合開關(guān)瞬間會發(fā)生電磁感應嗎?(2)這是互感嗎?小結(jié):互感現(xiàn)象不僅發(fā)生與繞在同一鐵芯上的兩個何相互靠近的電路之間。線圈之間,而 且可以發(fā)生于任何兩個相互靠近的電路之間。小結(jié):互感現(xiàn)象可以把能量從一個電路傳到另一個電路。(二)自感現(xiàn)象1、問題情景:由電流的磁效應可知,線圈通電后周圍就有磁場產(chǎn)生,電流變化,則磁場也 變化,那么對于這個線圈自身來說穿過它的磁通量在此過程中也發(fā)生了變化。是否此時也 發(fā)生了電磁感應現(xiàn)象呢?我們通過實驗來解決這個問題。實驗 1 (演示 P25 實驗)出示自感演示器,通電自
27、感。提出問題:閉合S 瞬間,會有什么現(xiàn)象呢?引導學生做預R 和 R1 使兩燈正常發(fā)光,然后斷開開關(guān),準備好實驗)。關(guān) S,提示學生注意觀察現(xiàn)象 學思考現(xiàn)象原因。請學生分析現(xiàn)象原因??偨Y(jié):由于線圈 L 自身的磁通量增加,而產(chǎn)生了感應電動勢,這個感應電動勢總是阻礙磁 通量的變化,既阻礙線圈中電流的變化,故通過A1 的電流不能立即增大,燈 A1 的亮度只能慢慢增加,最終與A2 相同。答課本思考與討論問題。小結(jié):線圈中電流發(fā)生變化時,自身產(chǎn)生感應電動勢,這個感應電動勢阻礙原電流的變化。 自感現(xiàn)象:由于導體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。自感電動勢:自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應電動勢叫自感電動
28、勢。4.磁場的能量問題情景:在圖 4.6-4 中,開關(guān)斷開后,燈泡的發(fā)光還能持續(xù)一段時間,有時甚至比開關(guān)斷開 前更亮,這時燈泡的能量是從哪里來的呢?教師引導學生分析,電源斷開以后,線圈中電流不會立即消失,這時的電流仍然可以做功, 說明線圈儲存能量。當開關(guān)閉合時,線圈中的電流從無到有,其中的磁場也是從天到 有, 這可以看作電源把能量輸送到磁場,儲存在磁場中。這里我們知識一個合理的假 設(shè),有關(guān)電磁場能量的直接式樣驗證,要在我們認識了電磁波之后才有可能。 應用:日光燈 防止:變壓器、電動機(三)自感系數(shù)問題情景:我們都知道感應電動勢的大小與回路中磁通量變化的快慢有關(guān),而自感現(xiàn) 象中的自感電動勢是感應
29、電動勢的一種,那么就是說,自感電動勢也應正比于穿過線圈的 磁通量的變化率,即: Et,而磁場的強弱又正比于電流的強弱,即磁通量的變 化正比于電流的變化。所以也可以說,自感電動勢正比于電流的變化率。即 EIt 2.自感系數(shù),簡稱自感或電感,用字母L 表示。影響因素:形狀、長短、匝數(shù)、有無鐵芯。3單位:亨利 符號: H 常用單位:毫亨(mH) 微亨(H)(四)實例探究 電路達到穩(wěn)定,燈泡 D 發(fā)光。則(AD)后漸漸變暗漸漸變暗【例 2】如圖所示,自感線圈的自感系數(shù)很大,電阻為零。電(1)若 R1R2 ,燈泡的亮度怎樣變化?(2)若 R1R2 ,燈泡的亮度怎樣變化?鞏固練習1下列關(guān)于自感現(xiàn)象的說法中
30、,正確的是(ACD)A自感現(xiàn)象是由于導體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應現(xiàn)象B線圈中自感電動勢的方向總與引起自感的原電流的方向相反C線圈中自感電動勢的大小與穿過線圈的磁通量變化的快慢有關(guān)D加鐵芯后線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時要大2關(guān)于線圈的自感系數(shù),下面說法正確的是(D)A線圈的自感系數(shù)越大,自感電動勢一定越大B線圈中電流等于零時,自感系數(shù)也等于零C線圈中電流變化越快,自感系數(shù)越大D線圈的自感系數(shù)由線圈本身的因素及有無鐵芯決定小燈能正常發(fā)光,那么閉合開關(guān)和斷開開關(guān)的瞬間,能觀察到的現(xiàn)象分別是(A)A小燈逐漸變亮,小燈立即熄滅B小燈立即亮,小燈立即熄滅C小燈逐漸變亮,小燈比原來更亮一下再慢慢熄滅
31、D小燈立即亮,小燈比原來更亮一下再慢慢熄滅六、課堂小結(jié)1、自感現(xiàn)象是電磁感應現(xiàn)象中特殊情形,它的產(chǎn)生原因是由于通過導體自身的電流發(fā)生 2、自感電動勢的大小與電流變化快慢和自感系數(shù)有關(guān),它總是阻礙導體中電流的變化。4.7 渦流(一)知識與技能2 知道渦流對我們有不利和有利的兩方面,以及如何利用和防止。(二)過程與方法培養(yǎng)學生客觀、全面地認識事物的科學態(tài)度。(三)情感、態(tài)度與價值觀培養(yǎng)學生用辯證唯物主義的觀點認識問題。教學重點 教學難點電磁阻尼和電磁驅(qū)動的實例分析。通過演示實驗,引導學生觀察現(xiàn)象、分析實驗電機、變壓器鐵芯、演示渦流生熱裝置(可拆變壓器)、電磁阻尼演示裝置(示教電流表、微安表、彈簧、
32、條形磁鐵),電磁驅(qū)動演示裝置(U 形磁鐵、能繞軸轉(zhuǎn)動的鋁框)。(一)引入新課壓器鐵芯,引導學生仔細觀察其鐵芯有什么特點?它們的鐵芯都不是整塊金屬,而是由許多薄片疊合而成的。為什么要這樣做呢?用一個整塊的金屬做鐵心不是更省事兒?學習了渦流的知識,同學們 就會知道其中的奧秘。(二)進行新課演示 1渦流生熱實驗。下面加一塊厚約 2mm 的鐵板,鐵板垂直于鐵芯里磁感線的方向。在原線圈接交流電。幾分鐘后,讓學生摸摸鐵芯和鐵板,比較它們的溫度,報告給全班同學。為什么鐵芯和鐵板會發(fā)熱呢?原來在鐵芯和鐵板中有渦流當線圈中的電流發(fā)生變化時,這個線圈附近的導體中就會產(chǎn)生感應電流。這種電流看起來很像水的旋渦,所以叫
33、做渦流。課件演示,渦流的產(chǎn)生過程,增強學生的感性認識。 回路的電阻很大,渦流大為減弱,渦流產(chǎn)生的熱量也減少。向總是阻礙導體的運動,這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼。演示 2電磁阻尼。演示 3如圖所示,彈簧下端懸掛一根磁鐵,將磁鐵托起到某高度后當磁鐵穿過固定的閉合線圈時,在閉合線圈中會產(chǎn)生感應電流,感應電流的磁場會阻 礙磁鐵和線圈靠近或離開,也就是磁鐵振動時除了空氣阻力外,還有線圈的磁場力作為阻 力,安培阻力較相對較大,因而磁鐵會很快停下來。演示 4電磁驅(qū)動。演示實驗。引導學生觀察并解釋實驗現(xiàn)象。 這種現(xiàn)象稱為電磁驅(qū)動。交流感應電動機就是應用電磁驅(qū)動的原理工作的。簡要介紹交流感應電動機的工作過 (四)實例探
34、究【例 1】如圖所示是高頻焊接原理示意圖線圈中通以高頻變化的電流時,待焊接的 金屬工件中就產(chǎn)生感應電流,感應電流通過焊縫產(chǎn)生大量熱量,將金屬融化,把工件焊接 在一起,而工件其他部分發(fā)熱很少,以下說法正確的是(AD)A電流變化的頻率越高,焊縫處的溫度升高的越快B電流變化的頻率越低,焊縫處的溫度升高的越快C工件上只有焊縫處溫度升的很高是因為焊縫處的D工件上只有焊縫處溫度升的很高是因為焊縫處的鞏固練習 條形磁鐵,一質(zhì)量分布均勻的閉合鋁環(huán)以初速度v 從板的左端沿中線向右端滾動,則(B)A鋁環(huán)的滾動速度將越來越小B鋁環(huán)將保持勻速滾動D鋁環(huán)的運動速率會改變,但運動方向?qū)⒉粫l(fā)生改變2如圖所示,閉合金屬環(huán)從
35、曲面上h 高處滾下,又沿曲面的另一側(cè)上升,設(shè)環(huán)的初速 為零,摩擦不計,曲面處在圖示磁場中,則(BD)A若是勻強磁場,環(huán)滾上的高度小于 hB若是勻強磁場,環(huán)滾上的高度等于 hC非勻強磁場,環(huán)滾上的高度等于 hD若是非勻強磁場,環(huán)滾上的高度小于 h3如圖所示,在光滑水平面上固定一條形磁鐵,有一小球以一定的初速度向磁鐵方向 運動,如果發(fā)現(xiàn)小球做減速運動,則小球的材料可能是(CD)A鐵 B木 C銅 D鋁4 如圖所示,圓形金屬環(huán)豎直固定穿套在光滑水平導軌上,條形磁鐵沿導軌以初速度 v0向圓環(huán)運動,其軸線在圓環(huán)圓心,與5如圖所示,在 O 點正下方有一個具有理想邊界的磁場,銅環(huán)在A 點由靜止釋放向 右擺至最
36、高點 B不考慮空氣阻力,則下列說法正確的是(B)3 、收集“渦流的利用和防止”方面的資料,課后交流。第五章 交變電流51 交變電流(一)知識與技能生原理,知道什么是中性面。3 理解交變電流的瞬時值和最大值及中性面的準確含義。(二)過程與方法1掌握描述物理量的三種基本方法(文字法、公式法、圖象法)。2 培養(yǎng)學生觀察能力,空間想象能力以及將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖形的能力。能力。(三)情感、態(tài)度與價值觀通過實驗觀察,激發(fā)學習興趣,培養(yǎng)良好的學習習慣,體會運用數(shù)學知識解決物理問題的重要性點交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析。難點交變電流的變化規(guī)律及應用。演示法、分析法、歸納法。手搖單相發(fā)電機、小燈泡、示波器、多
37、媒體教學課件、示教用大的電流表(一)引入新課出示單相交流發(fā)電機,引導學生首先觀察它的主要構(gòu)造。演示:將手搖發(fā)電機模型與小燈觀察到什么現(xiàn)象?這種大小和方向都隨時間做周期性變化電流,叫做交變電流。(二)進行新課1、交變電流的產(chǎn)生為什么矩形線圈在勻強磁場中勻多媒體課件打出下圖。當 abcd 線圈在磁場中繞 OO軸轉(zhuǎn)動時,哪些邊切割磁感線? d垂直切割磁感線,此時產(chǎn)生感應電動勢最大。線圈轉(zhuǎn)到什么位置時,產(chǎn)生的感應電動勢最小?當線圈平面跟磁感線垂直時, ab 邊和 cd 邊線速度方向都跟磁感線平行,即不切割磁 感線,此時感應電動勢為零。利用多媒體課件,屏幕上打出中性面概念:(1)中性面線框平面與磁感線垂
38、直的位置。t(2)線圈處于中性面位置時,穿過線圈最大,但 =0t(3)線圈越過中性面,線圈中I 方向要改變。線圈轉(zhuǎn)一周,感應電流方向改變兩次。 感2交變電流的變化規(guī)律圈轉(zhuǎn)過的角度是t,ab 邊的線速度 v 的方向跟磁感線方向L 1此時整個線框中感應電動勢多大? 電動勢、電流與電壓的瞬時值與時間的關(guān)系可以用正弦曲線來表示,如下圖所示:3幾種常見的交變電波形(三)課堂總結(jié)、點評本節(jié)課主要學習了以下幾個問題:mmmm(四)實例探究交變電流的圖象、交變電流的產(chǎn)生過程【例 1】一矩形線圈,繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動,線圈中的感應電動勢 e 隨時間 t 的變化如圖所示。下面說法中正確的是
39、 ( )A t1 時刻通過線圈的磁通量為零B t2 時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大C t3 時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大D每當 e 轉(zhuǎn)換方向時,通過線圈的磁通量的絕對值都為交變電流的變化規(guī)律【例 2】在勻強磁場中有一矩形線圈,從中性面開始繞垂直于磁感線的軸以角速度 勻速轉(zhuǎn)動時,產(chǎn)生的交變電動勢可以表示為 e=Emsint?,F(xiàn)在把線圈的轉(zhuǎn)速增為原來的 2 倍,試分析并寫出現(xiàn)在的交變電動勢的峰值、交變電動勢的瞬時值表達式,畫出與其相對 應的交變電動勢隨時間變化的圖象。 義。三判:在此基礎(chǔ)上進行正確的分析和判斷。綜合應用 (1)感應電動勢的最大值,感應電流的最大值;t動(3)畫出感應電流
40、的瞬時值 i 隨t 變化的圖象;(5)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過 的過程中,感應電動勢的平均值是2述交變電流的物理量(一)知識與技能1 理解什么是交變電流的峰值和有效值,知道它們之間的關(guān)系。(頻率)的大小。(二)過程與方法能應用數(shù)學工具描述和分析處理物理問題。(三)情感、態(tài)度與價值觀讓學生了解多種電器銘牌,介紹現(xiàn)代科技的突飛猛進,激發(fā)學生的學習熱情點交變電流有效值概念。難點交變電流有效值概念及計算。實驗、啟發(fā)多媒體課件(一)引入新課 可以用公式法描述。從中性面開始計時,得出交變電流的大小和方向都隨時間做周期性變化,只用電壓、電流描述不全面。這節(jié)課 我們學習表征正弦交變電流的物理量。(二)進行新課請同學
41、們閱讀教材,回答下列問題:(1)什么叫交變電流的周期?(2)什么叫交變電流的頻率?(3)它們之間的關(guān)系是什么?(4)我國使用的交變電流的周期和頻率各是多大?交變電流完成一次周期性的變化所用的時間,叫做交變電流的周期,用T 表示。 交變電流在 1 s 內(nèi)完成周期性變化的次數(shù),叫做交變電流的頻率,用f 表示。1T=Tfm m m2交變電流的峰值(E ,m m m交變電流的峰值是交變電流在一個周期內(nèi)所能達到的最大數(shù)值,可以用來表示交變電 流的電流或電壓變化幅度。演示電容器的耐壓值將電容器(8 V ,500F)接在學生電源上充電,接 8 V 電壓時電容器正常工作,接 16 V 電壓時,幾分鐘后聞到燒臭
42、味,后聽到爆炸聲。電容器的耐壓值是指能夠加在它兩端的最大電壓,若電源電壓的最大值超過耐壓值, 電容器可能被擊穿。但是交變電流的最大值不適于表示交變電流產(chǎn)生的效果,在實際中通 常用有效值表示交變電流的大小。ssss,然后加起來。由Q = I 2 Rt 解得Q = 0.2 J; Q = 1.2 J; Q = 1.2 J; Q = 0.2 J1 2 3 4Q由Q = I 2 Rt 解得, I = = 2.8 A=1.67ARt2有效值(E、I、U)讓交變電流和直流電通過同樣的電阻,如果它們在相同時間內(nèi)產(chǎn)生熱量相等,把直流 有效值。通常用大寫字母 U、I、E 表示有效值。正弦交變電流的最大值與有效值有
43、以下關(guān)系:II= m =0.707I2 m強調(diào)UUm07U2 m(1)各種使用交變電流的電器設(shè)備上所示值為有效值。(2)交變電流表(電壓表或電流表)所測值為有效值。(3)計算交變電流的功、功率、熱量等用有效值。(三)課堂總結(jié)、點評本節(jié)課主要學習了以下幾個問題:1 表征交變電流的幾個物理量:周期和頻率、峰值和有效值。1 fI UI= m ,U= m 。2 2(四)實例探究【例 1】表示交變電流隨時間變化圖象如圖所示,則交變電流有效值為( )綜合應用 OO以r/s轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動, 外接電阻 9,如圖所示。(1)電壓表讀數(shù);(2)電阻 R 上電功率。53 電感和電容對交變電流的影響(一)知識與技能2
44、知道用感抗來表示電感對交變電流阻礙作用的大小,知道感抗與哪些因素有關(guān)。3知道交變電流能通過電容器.知道為什么電容器對交變電流有阻礙作用。4知道用容抗來表示電容對交變電流的阻礙作用的大小.知道容抗與哪些因素有關(guān)。(二)過程與方法2 培養(yǎng)學生用學過的知識去理解、分析新問題的習慣。(三)情感、態(tài)度與價值觀培養(yǎng)學生有志于把所學的物理知識應用到實際中去的學習習慣。點難點實驗法、閱讀法、講解法。雙刀雙擲開關(guān)、學生用低壓交直流電源、燈泡(6 V、0.3 A)、線圈(用變壓器的副線圈)、 (一)引入新課 關(guān)系的,除了電阻外,還有電感和電容。電阻器、電感器、電容器是交變電流路中三種基 本元件。這節(jié)課我們學習電感
45、、電容對交變電流的影響。(二)進行新課1電感對交變電流的阻礙作用演示電阻、電感對交、直流的影響。實驗電路如下圖甲、乙所示:演示甲圖,電鍵分別接到交、直流電源上,引導學生觀察兩次燈的亮度燈的亮度相同。說明電阻對交流和直流的阻礙作用相同。演示乙圖,電鍵分別接到交、直流電源上,引導學生觀察兩次燈的亮度電鍵接到直流上,亮度不變;接到交流上時,燈泡亮度變暗。說明線圈對直流電和交 變電流的阻礙作用不同。線圈對直流電的阻礙作用只是電阻;而對交變電流的阻礙作用除了電阻之外,還有電 由電磁感應的知識可知,當線圈中通過交變電流時,產(chǎn)生自感電動勢,阻礙電流的變 電感對交變電流阻礙作用的大小,用感抗來表示。感抗的大小
46、與哪些因素有關(guān)?請同 學們閱讀教材后回答。感抗決定于線圈的自感系數(shù)和交變電流的頻率。線圈的自感系數(shù)越大,自感作用就越 大,感抗就越大;交變電流的頻率越高,電流變化越快,自感作用越大,感抗越大。線圈在電子技術(shù)中有廣泛應用,有兩種扼流圈就是利用電感對交變電流的阻礙作用制 成的。出示扼流圈,并介紹其構(gòu)造和作用。(1)低頻扼流圈構(gòu)造:線圈繞在閉合鐵芯上,匝數(shù)多,自感系數(shù)很大。作用:對低頻交變電流有很大的阻礙作用。即“通直流、阻交流”。(2)高頻扼流圈構(gòu)造:線圈繞在鐵氧體芯上,線圈匝數(shù)少,自感系數(shù)小。作用:對低頻交變電流阻礙小,對高頻交變電流阻礙大。即“通低頻、阻高頻”。2交變電流能夠通過電容器演示電容
47、對交、直流的影響。實驗電路如圖所示:開關(guān) S 分別接到直流電源和交變電流源上,觀察現(xiàn)象接通直流電源,燈泡不亮;接通交變電流源,燈泡亮了。說明了直流電不能夠通過電容器,交變電流能夠“通過”電容器。電容器的兩極板間是絕緣介質(zhì),為什么交變電流能夠通過呢?用CAI 課件展示電容器 接到交變電流源上,充、放電的動態(tài)過程。強調(diào)自由電荷并沒有通過電容器兩極板間的絕 當電源電壓降低時電容器放電,電荷從電容器的極板上放出,形成放電電流。電容器交替 進行充電和放電,電路中就有了電流,表現(xiàn)為交流通過了電容器。3電容器對交變電流的阻礙作用演示電容器對交變電流的影響將剛才實驗電路中“1000 F,15 V”的電容器去掉
48、,觀察燈泡的亮度,說明了什么 燈泡的亮度變亮了。說明電容器對交變電流也有阻礙作用。的確是這樣。物理上用容抗來表示電容器對交變電流阻礙作用的大小。容抗跟哪些因 素有關(guān)呢?請同學們閱讀教材后回答。容抗決定于電容器電容的大小和交變電流的頻率. 電容越大,在同樣電壓下電容器容納 電荷越多,因此充放電的電流越大,容抗就越小;交變電流的頻率越高,充放電進行得越 快,充放電電流越大,容抗越小. 即電容器的電容越大,交變電流頻率越高,容抗越小。電 。介紹電感、電容的廣泛存在。(三)課堂總結(jié)、點評本節(jié)課主要學習了以下幾個問題:1由于電感線圈中通過交變電流時產(chǎn)生自感電動勢,阻礙電流變化,對交變電流有阻 越 高,感
49、抗越大,即線圈有“通直流、阻交流”或“通低頻,阻高頻”特征.2交變電流“通過”電容器過程,就是電容器充放電過程 . 由于電容器極板上積累電 荷反抗自由電荷做定向移動,電容器對交變電流有阻礙作用 .用容抗表示阻礙作用的大小 . 電容器的電容越大,交流的頻率越高,容抗越小.故電容器在電路中有“通交流、隔直流” 或“通高頻、阻低頻”特征。(四)實例探究電感對交變電流的影響有效值不變,只將電源頻率改為 25Hz,下列說法中正確的 是 ( )A電流表示數(shù)增大B電壓表示數(shù)減小C變暗D燈泡變亮ARV L電感和電容對交變電流的影響【例 2】圖所示是電視機電源部分的濾波裝置,當輸入端輸入含有直流成分、交流低 頻
50、成分的電流后,能在輸出端得到較穩(wěn)定的直流電,試分析其工作原理及各電容和電感的 (五)鞏固練習1關(guān)于低頻扼流圈,下列說法正確的是A這種線圈的自感系數(shù)很小,對直流有很大的阻礙作用B這種線圈的自感系數(shù)很大,對低頻電流有很大的阻礙作用 C這種線圈的自感系數(shù)很大,對高頻交流的阻礙作用比低頻 交流的阻礙作用更大D這種線圈的自感系數(shù)很小,對高頻交流的阻礙作用很大而 對低頻交流的阻礙作用很小 是 ( )L CCDD等于零 pFR正確的是 ( )A.L 的作用是“通低頻,阻高頻”B.C 的作用是“通交流,隔直流”abLCC.C 的作用是“通高頻,阻低頻”D.通過 R 的電流中,低頻電流所占的百分比遠遠大于高頻交
51、流所占的百分比1A電流表 A 的示數(shù)減小1B流表 A2的示數(shù)增大3C電流表 A 的示數(shù)不變3( )LA1AC2A2R3A354 變壓器(一)知識與技能2 理解理想變壓器原、副線圈中電壓與匝數(shù)的關(guān)系,能應用它分析解決有關(guān)問題。(二)過程與方法在探究變壓比和匝數(shù)比的關(guān)系中培養(yǎng)學生運用物理理想化模型分析問題、解決問題的 (三)情感、態(tài)度與價值觀點探究變壓比和匝數(shù)比的關(guān)系。難點探究變壓比和匝數(shù)比的關(guān)系。實驗探究法、閱讀法、講解法。學生電源、可拆變壓器、交流電壓表、交流電流表、燈泡(一)引入新課在實際應用中,常常需要改變交流的電壓.大型發(fā)電機發(fā)出的交流,電壓有幾萬伏,而 遠距離輸電卻需要高達幾十萬伏的電
52、壓。各種用電設(shè)備所需的電壓也各不相同。電燈、電 飯煲、洗衣機等家用電器需要220 V 的電壓,機床上的照明燈需要36 V 的安全電壓。一般 流便于改變電壓,以適應各種不同需要。變壓器就是改變交流電壓的設(shè)備。這節(jié)課我們學 習變壓器的有關(guān)知識。(二)進行新課1變壓器的原理按上圖所示連接好電路,接通電源,觀察燈泡是否發(fā)光。兩個線圈并沒有直接接觸,燈泡為什么亮了呢?這個實驗說明了什么?當一個線圈中同交變電流時,變化的電流產(chǎn)生變化的磁場,變化的磁場在另一個線圈 中激起感生電場,從而產(chǎn)生感生電動勢,燈泡中有了感應電流,故燈泡發(fā)光。實驗說明,通過互感現(xiàn)象,電源的能量可以從一個線圈傳輸給另一個線圈。變壓器就是
53、由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈構(gòu)成的。一個線圈跟電源連接,叫原線圈(初級線圈),另一個線圈跟負載連接,叫副線圈(次 級線圈)。兩個線圈都是絕緣導線繞制成的。鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成。畫出變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖和符號,如下圖所示:互感現(xiàn)象時變壓器工作的基礎(chǔ)。在原線圈上加交變電壓U 1,原線圈中就有交變電流, 它在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量。這個交變磁通量既穿過原線圈,也穿過副線圈,在原、副 線圈中都要引起感應電動勢。如副線圈是閉合的,在副線圈中就產(chǎn)生交變電流,它也在鐵 芯中產(chǎn)生交變的磁通量,在原、副線圈中同樣引起感應電動勢。副線圈兩端的電壓就是這 樣產(chǎn)生的。所以,兩個線圈并沒有直接接觸,通過互
54、感現(xiàn)象,副線圈也能夠輸出電流。變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)有何關(guān)系呢?下面我們通過實驗來探究。目的:探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系器材:可拆變壓器,學生電源,多用電表,導線若干(1)按圖示電路連接電路nn1nn端的電壓,記入表格。1nn端的電壓,記入表格。U 6V13131 4原線圈匝nnnnn222nnnnn2221 1 2 21 2 1nn 2nn 2副線圈輸(4)總結(jié)實驗現(xiàn)象,得出結(jié)論。注意事項: (1)連接好電路后,同組同學分別獨立檢查,然后由老師確認,電路連接 才能接通電源。(2)注意人身安全。只能用低壓交流電源,電源電壓不能超過12V(3) 使用多用電表交流電壓檔測電壓時,先用
55、最大量程測試,然后再用適當?shù)膿跷贿M U nU n2電壓與匝數(shù)的關(guān)系 1 =U n2 2電流通過變壓器線圈是會發(fā)熱,鐵芯在交變磁場的作用下也會發(fā)熱。所以,變壓器工U nU n作時存在能量損失。沒有能量損失的變壓器叫做理想變壓器。 1 = 1U n2 2壓器。實際上變壓器的工作效率都很高,在一般的計算中,可以把實際變壓器視為理想變 理想變壓器原線圈的輸入功率與副線圈的輸出功率有什么關(guān)系?因為理想變壓器沒有能量損失,所以P =P出 入若理想變壓器只有一個副線圈,則原副線圈中的電流I1 與 I2 有什么關(guān)系?I U nI U n 1 1上式是理想變壓器只有一個副線圈時,原副線圈中的電流比公式。如果副線
56、圈的電壓高于原線圈的電壓,這樣的變壓器叫升壓變壓器;如果副線圈的電 壓低于原線圈的電壓,這樣的變壓器叫降壓變壓器。 所以副線圈導線要比原線圈導線粗一些。(三)課堂總結(jié)、點評課主要學習了以下內(nèi)容:2 變壓器可改變交變電的電壓和電流,利用了原副線圈的互感現(xiàn)象。3理想變壓器:沒有能量損失的變壓器,是理想化模型。有U N I NPP 1 = 1 1 = 2輸出 輸入 U N I N2 2 2 1(四)實例探究理想變壓器基本規(guī)律【例 1】一個正常工作的理想變壓器的原副線圈中,下列的哪個物理量不一定相等( )A交流的頻率 B電流的有效值C電功率 D磁通量變化率理想變壓器的綜合應用U為加在原線圈兩端的電壓,
57、 I1 為原線圈中的電流,則 ( )減小(五)鞏固練習1理想變壓器的原線圈的匝數(shù)為110 匝,副線圈匝數(shù)為660 匝,若原線圈接在6 V 的電池上,則副線圈兩端電壓為 ( )AVBVCV D.0 V2當理想變壓器副線圈空載時,副線圈的 ( )AB HYPERLINK l _bookmark16 0 HYPERLINK l _bookmark17 的關(guān)系,正確的是 ( ) 2 21 2 1 2)A加為原來的 2 倍D.副線圈匝數(shù)和負載電阻均變?yōu)樵瓉淼? 倍5用理想變壓器給負載 R 供電,下列哪些辦法可以減小變壓器原線圈中的電流A增加原線圈的匝數(shù) B增加副線圈的匝數(shù)3 4泡 L 和 L 恰能正常工
58、作,那么 (3 4A. L 和 LC.L 和 C.L 和 L 中只有一個能正常工作D.條件不足,無法判斷7如圖所示,理想變壓器的原、副線圈分別接有相1 2 B1 2 B為多少?1 21 2 0(1)當電阻 R=100 時,保險絲能否被熔斷?(2)要使保險絲不被熔斷,電阻R 的阻值應不小于多少?變壓器輸出的電功率不能超過多少?55 電能的輸送(一)知識與技能于遠距離輸送”是電能的優(yōu)點,知道輸電過程。(二)過程與方法通過思考、討論、閱讀,培養(yǎng)學生閱讀、分析、綜合和應用能力(三)情感、態(tài)度與價值觀2 介紹我國遠距離輸電概況,激發(fā)學生投身祖國建設(shè)的熱情。點找出影響遠距離輸電損失的因素,使學生理解高壓輸
59、電可減少功率與電壓損失。難點理解高壓輸電原理,區(qū)別導線上的輸電電壓 U 和損失電壓U。多媒體課件(一)引入新課人們常把各種形式的能(如水流能、燃料化學能、核能)先轉(zhuǎn)化為電能再進行傳輸, 這是因為電能可以通過電網(wǎng)來傳輸,那么電能在由電廠傳輸給用戶過程中要考慮什么問 題?這節(jié)課我們就來學習遠距離輸電的知識,請同學們認真仔細地閱讀教材,回答老師提 出的下列問題(二)進行新課1降低輸電損耗的兩個途徑輸送電能的基本要求是:可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟??煽浚侵副WC供電線路可靠地工作, 少有故障和停電。保質(zhì),就是保證電能的質(zhì)量,即電壓和頻率穩(wěn)定。經(jīng)濟是指輸電線路建 造和運行的費用低,電能損耗小。 在輸電線上有功率損
60、失。3、輸電線上功率損失的原因是什么?功率損失的表達式是什么?降低輸電損耗的兩個途徑 由于輸電線有電阻,當有電流流過輸電線時,有一部分電能轉(zhuǎn)化為電熱而損失掉了。這是輸電線上功率損失的主要原因。設(shè)輸電電流為 I,輸電線的電阻為 r,則功率損失為P=I2r. 是減小輸電線的電阻;其二是減小輸電電流。l根據(jù)電阻定律可知 r= ,要減小輸電線的電阻 r,可采用下述方法:S減小材料的電阻率.銀的電阻率最小,但價格昂貴,目前選用電阻率較小的銅或鋁 作輸電線.減小輸電線的長度 l 不可行,因為要保證輸電距離.增加導5、如何減小輸電線中的電流呢?閱讀并回答教材49 頁“思考與討論”中的問題。在輸電功率一定的條
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