電磁感應交變電流

電磁感應交變電流第1頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月

第四章電磁感應1劃時代的發(fā)現(xiàn)

2探究電磁感應的產生條件

3楞次定律

4法拉第電磁感應定律

5電磁感應規(guī)律的應用

6互感和自感7渦流

電磁阻尼和電磁驅動

第十六章電磁感應一、電磁感應現(xiàn)象

二、法拉第電磁感應定律三、楞次定律四、欏次定律的應用

五、自感現(xiàn)象

六、日光燈原理

*七、渦流

增加增加一、新舊教材內容對比第2頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月二、課程標準和原教學大綱的對比內容標準1.收集資料，了解電磁感應現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過程，體會人類探索自然規(guī)律的科學態(tài)度和科學精神2.通過實驗，理解感應電流產生的條件。舉列說明電磁感應在生活和生產中的應用。3.通過探究，理解楞次定律。理解法拉第電磁感應定律。4通過實驗，了解自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象。舉例說明自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象在生活和生產中的應用?；顒咏ㄗh從因特網、科技書刊上查閱資料，了解電磁感應在生活中和生產中的應用，例如磁卡閱讀器、錄音機、錄像機的原理等。*自感現(xiàn)象磁通量(A)法拉第電磁感應定律(A)導體切割磁感線時的感應電動勢(B)右手定則(B)內容和要求第3頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月新教科書重視“過程”目標的落實，重視“情感”目標的體現(xiàn)，重視聯(lián)系學生生活、社會實踐和現(xiàn)代科技。在新教科書的基礎上教師進一步創(chuàng)造，在課堂教學中體現(xiàn)新的課程理念，這是實施新課程要解決的最大問題。新課標中重視實驗、體現(xiàn)科學探究精神第4頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月三、電磁感應08年考綱要求主題內容要求電磁感應電磁感應現(xiàn)象Ⅰ磁通量Ⅰ法拉第電磁感應定律Ⅱ楞次定律Ⅱ自感、渦流Ⅰ第5頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月1．自感現(xiàn)象Ⅰ刪除2.日光燈Ⅰ刪除3.自感渦流Ⅰ增加與以前考綱比較第6頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月本章以電場、磁場、電路等知識為基礎，綜合力與運動、能量等力學知識，是高中物理綜合程度相當高的章節(jié)。在高考中經?？疾楦袘娏鞯漠a生條件、方向判斷，感應電流大小的計算等，能利用圖象處理相關的電磁感應問題或用圖象表示電磁感應現(xiàn)象中相應的物理量的變化規(guī)律

，在計算題中常考查電磁感應和電路知識的綜合、電磁感應和力的綜合、電磁感應和能量的綜合等。所以，基礎年級應夯實基礎知識，為培養(yǎng)學生綜合分析能力打好基礎。第7頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）產生電磁感應現(xiàn)象的條件（2）感應電動勢的大小計算——法拉第電磁感應定律（3）感應電流的方向判斷方法——楞次定律。四、本章重點要解決的問題是：難點：楞次定律第8頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月五、每節(jié)的變化和教學建議第1節(jié)劃時代的發(fā)現(xiàn)這一節(jié)是新加的內容，過去往往把這樣的教學內容當作閱讀材料處理，是對過程與方法、情感態(tài)度價值觀的忽視。把電生磁、磁生電的過程展示給學生，一方面它能激發(fā)學生的學習興趣，引起學生的思考，進一步體會物理學中的對稱思想和統(tǒng)一思想，另一方面象P2頁“機遇總是青睞那些有準備的頭腦”。P3頁“尋找10年之久的”磁生電”的效應終于被發(fā)現(xiàn)了。成功屬于堅持不懈的有心人”！是對學生情感態(tài)度價值觀很好的教育，把“科學足跡”這個內容融入進去讓學生不但學會求知，還要注重品格修養(yǎng)。第9頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月第2節(jié)探究電磁感應的產生條件這一節(jié)是后面探究電磁感應定律和楞次定律的基礎，要充分體現(xiàn)出探究學習方式?？衫名溈孙L、感應手電筒、磁卡等等一切學生感興趣的日常電磁感應現(xiàn)象激發(fā)學生求知欲。利用初中學生學過的閉合電路的一部分做切割磁感線運動時，產生感應電流，引入電磁感應現(xiàn)象、感應電流。如何利用磁場產生感應電流是本節(jié)課要解決的問題。教師可引導學生，利用什么產生磁場，磁場怎樣可變，要有電流，回路需怎樣，要檢驗有無電流可用什么儀器等等，引導學生設計出書上的兩個實驗電路。第10頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月給學生足夠的時間，讓他們自己操作，總結。第11頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月利用實驗給的儀器，怎樣可產生感應電流？——閉合電路磁通量變化磁通量怎樣就變化了——啟發(fā)學生，再探究，再實驗驗證在操作中，不斷總結，在總結中，反思、驗證，培養(yǎng)學生開拓創(chuàng)新和探究能力。第12頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月

“做一做”搖繩能發(fā)電嗎？讓學生感知地磁場的存在，同時加強物理與生活的聯(lián)系，提高學生學習物理的興趣。一定要指導學生去做一做，引發(fā)他們進一步思考。第13頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月鞏固練習1.如圖所示，開始時矩形線圈平面與勻強磁場的方向垂直，且一半在磁場內，一半在磁場外，若要使線框中產生感應電流，下列做法中可行的是（）A、以ab為軸轉動B、以bd邊為軸轉動（轉動的角度小于60°）C．以bd邊為軸轉動90°后，增大磁感強度D、以ac為軸轉動（轉動的角度小于60°）AD第14頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月1．我國已經制定了登月計劃。假如宇航員登月后想探測一下月球表面是否有磁場，他手邊有一只靈敏電流表和一個小線圈，則下列推斷正確的是A．直接將電流表放于月球表面，看是否有示數(shù)來判斷磁場的有無B．將電流表與線圈組成回路，使線圈沿某一方向運動，如電流表無示數(shù)，則可判斷月球表面無磁場C．將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿某一方向運動，如電流表有示數(shù)，則可判斷月球表面有磁場D．將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈在某一平面內沿各個方向運動，如電流表無示數(shù)，則可判斷月球表面無磁場C第15頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月3.（2005年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試（北京卷））現(xiàn)將電池組、滑線變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關如下圖連接，在開關閉合、線圈A放在線圈B中的情況下，某同學發(fā)現(xiàn)當他將滑線變阻器的滑動端P向左加速滑動時，電流計指針和右偏轉。由此可以判斷BA.線圈A向上移動或滑動變阻器滑動端P向右加速滑動，都能引起電流計指針向左偏轉B.線圈A中鐵芯和上拔出或斷開開關，都能引起電流計指針向右偏轉C.滑動變阻器的滑動端P勻速向左或勻速向右滑動，都能使電流計指針靜止在中央D.因為線圈A、線圈B的繞線方向未知，故無法判斷電流計指針偏轉的方向第16頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月第3節(jié)楞次定律楞次定律的教學要突出學生主動探究，由于教材很詳細可引導學生去探究，并嘗試用自己的語言來表述感應電流方向的規(guī)律。實驗操作過程一定要學生認真填寫表格！培養(yǎng)學生實事求是的科學探究精神。第17頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月N極插入N極抽出S極插入S極抽出原磁場方向B原磁通φ感應電流的方向I感應電流的磁場方向B感B原B感關系第18頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月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．引導學生表述進一步總結出楞次定律第19頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月楞次定律：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。增反減同感應電流的磁場和引起磁通量變化的原磁場的關系本章的教學重點，難點，高中物理的難點，只有學生真正理解，才能靈活應用。第20頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月可引導學生總結判斷步驟，分步進行(1)明確原磁場的方向(2)明確穿過閉合回路的磁通量是增加還是減少(3)根據(jù)楞次定律（增反減同），判定感應電流的磁場方向(4)利用安培定則判定感應電流的方向

第21頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月Φ增加B原B感Φ減小B原B感第22頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月【例】如圖所示，平行的長直導線P、Q中通過同方向、同強度的電流，矩形導線框abcd與P、Q處在同一平面中，從圖示中的位置I向右勻速運動到位置Ⅱ，關于在這一過程中線框中的電流方向，正確的結論是（）

A．沿abcda方向不變B．沿adcba方向不變

C．由沿abcda方向變?yōu)檠豠dcba方向D．由沿adcba方向變?yōu)檠豠bcda方向第23頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月【例】一平面線圈用細桿懸于P點，開始時細桿處于水平位置，釋放后讓它在如圖所示的勻強磁場中運動，已知線圈平面始終與紙面垂直，當線圈第一次通過位置Ⅰ和位置Ⅱ時，順著磁場的方向看去，線圈中的感應電流的方向分別為位置Ⅰ 位置ⅡA．逆時針方向逆時針方向B．逆時針方向順時針方向C．順時針方向順時針方向D．順時針方向逆時針方向第24頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月進一步正確理解楞次定律：“阻礙”不是阻止，阻礙磁通量變化指：磁通量增加時，阻礙增加(感應電流的磁場和原磁場方向相反，起抵消作用)（實際上磁通量還是增加）；磁通量減少時，阻礙減少(感應電流的磁場和原磁場方向一致，起補償作用)（實際上磁通量還是減?。?/p>

第25頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月練習:如圖所示，ab是一個可繞垂直于紙面的軸O轉動的閉合矩形導線框，當滑動變阻器的滑片P自左向右滑動時，從紙外向紙內看，線框ab將（）A．保持靜止不動B．逆時針轉動C．順時針轉動D．發(fā)生轉動，但電源極性不明，無法確定轉動方向第26頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月NS感應電流的磁場阻礙導體間的相對運動來拒去留遵循能量守恒定律感應電流的磁場對導體的作用如何第27頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月【例】如圖所示，固定在水平面內的兩光滑平行金屬導軌M、N，兩根導體棒中P、Q平行放于導軌上，形成一個閉合回路，當一條形磁鐵從高處下落接近回路時（）A．P、Q將互相靠攏B．P、Q將互相遠離C．磁鐵的加速度仍為gD．磁鐵的加速度小于g感應電流的磁場使線圈面積有擴大或縮小的趨勢；(增縮減擴)進一步理解楞次定律中“阻礙”的含義還可以推廣為，感應電流的效果總是要阻礙產生感應電流的原因。第28頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月右手定則應用時要特別注意四指指向是電源內部電流的方向．因而也是電勢升高的方向。伸開右手，讓大拇指跟其余四指垂直，并與手掌在同一平面內，讓磁感線垂直(或斜著)穿過掌心，大拇指指向導體運動的方向，其余四指所指的方向就是感應電流的方向.閉合回路的一部分導體做切割磁感線運動時，產生的感應電動勢與感應電流的方向判定楞次定律第29頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月第4節(jié)法拉第電磁感應定律

這一節(jié)是本章的重點，可根據(jù)演示實驗定性得出，向線圈中插入磁鐵時，插入的越快，磁場越強，感應電流越大。直接指出法拉第等多人工作的結果，電動勢跟穿過回路的磁通變化率成正比。第30頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月學習法拉第電磁感應規(guī)律前：須正確理解“磁通量”1.磁通量Φ=BS⊥，單位：1Wb=1T·m2=1V·s2.磁通量是標量，但有正負，有抵消問題。3.磁通量的變化量：△Φ=B△S=S△B=B2S2

–B1S14.磁通量的變化率：（S有磁場穿過的垂直磁場的有效面積）第31頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月1.法拉第電磁感應定律：電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。注意平均電動勢、瞬時電動勢的計算方法感應電動勢大小2.公式3.B不變：S不變：第32頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月例.如圖所示，將一條形磁鐵插入某一閉合線圈，第一次用0.05s，第二次用0.1s，設插入方式相同，試求：(1)兩次線圈中平均感應電動勢之比？(2)兩次線圈之中平均電流之比？第33頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月例.A、B兩閉合線圈為同樣導線繞成且均為10匝，半徑rA=2rB，內有如圖所示的有理想邊界的勻強磁場，若磁場均勻減小，則A、B環(huán)中的感應電動勢之比A∶εB=

，產生的感應電流之比IA∶IB＝

。第34頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月例.漆包線是在粗細均勻的細銅絲表面浸絕緣漆制成的導線。取一段漆包線繞制成一個n匝半徑為R的平面線圈，并將線圈的兩端連在一起成閉合線圈，將這個線圈放在勻強磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，如圖所示。磁場的磁感應強度隨時間均勻變化，這時線圈中的電流設為I。為了使線圈中的電流減半，下列措施可行的是A.使線圈繞其直徑從圖示位置轉過30°角B.線圈繞其直徑從圖示位置轉過60°角C.保持導線長度不變，將線圈改繞成半徑為2R的線圈D.保持導線長度不變，將線圈改繞成半徑為R／2的線圈第35頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月說明：

上述推導需條件：磁感應強度B、導線切割速度v與長度L三者互相垂直，根據(jù)法拉第電磁感應定律4.導體切割磁感線第36頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月例.如圖所示，平行金屬導軌間距為d，一端跨接電阻為R，勻強磁場磁感應強度為B，方向垂直平行導軌平面，一根長金屬棒與導軌成θ角放置，棒與導軌的電阻不計，當棒沿垂直棒的方向以恒定速度v在導軌上滑行時，通過電阻的電流是（）A．Bdv/（Rsinθ）B．Bdv/RC．Bdvsinθ/RD．Bdvcosθ/R第37頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月例.如圖所示，有一夾角為θ的金屬角架，角架所圍區(qū)域內存在勻強磁場中，磁場的磁感強度為B，方向與角架所在平面垂直，一段直導線ab垂直ce，從頂角c貼著角架以速度v向右勻速運動，求：(1)t時刻角架的瞬時感應電動勢；(2)t時間內角架的平均感應電動勢？第38頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月導體切割磁感線產生的感應電動勢：V平均，E平均V瞬時，E瞬時不做重點要求第39頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月例6.如圖所示,豎直向下的勻強磁場中,將一水平放置的金屬棒ab以水平速度vo拋出,設整個過程中,棒的取向不變,且不計空氣阻力,則金屬棒運動過程中產生的感應電動勢的大小變化情況應是A.越來越大B.越來越小C.保持不變D.無法判斷voabC第40頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月5.導體棒在磁場轉動切割第41頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月P16頁“思考和討論”中通過電動機轉動引出了反電動勢的概念，同時又涉及到了非純電阻用電器這樣一個實際問題，引導學生理論聯(lián)系實際解決實際問題?！罢f一說”觀察電動機啟動過程中電流的變化”可讓學生在課下去探討，同學之間交流，并嘗試解決。便于學生對電功、電熱的概念又進一步的理解。第42頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月第5節(jié)電磁感應規(guī)律的應用本節(jié)內容與舊教材不同之處是根據(jù)磁通量變化的原因不同將原來的感應電動勢分為感生電動勢和動生電動勢。教學時要引導學生利用類比的方法得出感生電動勢。對動生電動勢教學中要充分發(fā)揮“思考與討論”的作用，引導學生層層深入并結合洛侖茲力推導出動生電動勢的表達式。引導學生從能量轉化的角度分析問題，解決問題。第43頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月第6節(jié)互感和自感這一節(jié)是電磁感應現(xiàn)象在技術中的應用。教學中可讓學生列舉生活中利用互感的實例。對自感現(xiàn)象一定要做好演示實驗讓學生形成感性認識，然后引導學生分析引出自感現(xiàn)象和自感電動勢，有條件的學校還可用電流傳感器來演示，教學還要密切聯(lián)聯(lián)系學生的生活實際。斷電自感，可讓多名學生手拉手，接在線圈兩端，來感受電擊感，從而得到震撼！“互感和自感”一節(jié)后面的“問題與練習”介紹了一個現(xiàn)象：用歐姆表測量變壓器線圈后，表筆離開線圈兩端時線圈會使人產生電擊的感覺，可讓學生認真分析，其機理與線圈斷電時能使小燈泡閃亮的機理相同。當線圈電阻較小、自感系數(shù)較大時現(xiàn)象比較明顯。第44頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月1.自感現(xiàn)象是指導體本身電流發(fā)生變化而產生的電磁感應現(xiàn)象，自感電動勢的大小與線圈中的電流的變化率成正比.公式：E=L△I/△t2.自感電動勢的方向：自感電動勢總是阻礙導體中原來電流的變化(同樣遵循楞次定律).當原來電流在增大時，自感電動勢與原來電流方向相反，當原來電流在減小時，自感電動勢與原來電流方向相同，另外，“阻礙”并非“阻止”，電流還是在變化的.3.自感系數(shù)(1)自感系數(shù)是描述導體（注意：不只是線圈）通過本身的電流變化所引起阻礙作用力大小的一個物理量。其數(shù)值與導體中是否有電流，電流的大小，電流是否發(fā)生變化均沒有關系。第45頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)線圈的自感系數(shù)跟線圈的形狀、長短、匝數(shù)、有無鐵芯等因素有關。(3)自感系數(shù)的單位是亨利，簡稱亨，符號是H。4.自感線圈在電路中的作用：即通過自感線圈中的電流不能突變，由于自感線圈對電流變化的延遲作用，電流從一個值變到另一個值總需要時間：①剛閉合電路時，線圈這一支路相當于開路即此時I=0；②電路閉合一段時間達到穩(wěn)定后，線圈相當于導線或電阻；③電路剛斷開時，線圈相當于一個電源，該電源會重新建立一個回路，但線圈的電流的方向與穩(wěn)定工作時保持一致.第46頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月【例】如圖所示的電路中，A1和A2是完全相同的燈泡，線圈L的電阻可以忽略不計，下列說法中正確的是（）A．合上開關S接通電路時，A2先亮A1后亮，最后一樣亮B．合上開關S接通電路時，A1和A2始終一樣亮C．斷開開關S切斷電路時，A2立即熄滅，A1過一會熄滅D．斷開開關S切斷電路時，A1和A2都要過一會才熄滅第47頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月練習：如圖所示，電感線圈的電阻和電池內阻均可忽略不計，兩個電阻的阻值都是R，電鍵K原來打開著，電流為I0，今合上電鍵將一電阻短路，于是線圈中有自感電動勢產生，此時自感電動勢（）A．有阻礙電流的作用，最后電流由I0減小到零B．有阻礙電流的作用，最后電流總小于I0C．有阻礙電流增大的作用，因而電流I0保持不變D．有阻礙電流增大的作用，因而電流最后還是增大到2I0第48頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月第7節(jié)渦流電磁阻尼和電磁驅動渦流是一種特殊的電磁感應現(xiàn)象，在實際生活中有許多應用渦流有熱效應、機械效應、磁效應等。教學中，一定要通過演示實驗，結合“思考與討論”“做一做”引導學生弄清渦流的應用和有害的影響。電磁爐、安檢門、變壓器等與學生的生活聯(lián)系密切，可讓學生根據(jù)自己所了解的實際生活中的例子進一步探討渦流問題。通過演示實驗，觀察電磁阻尼和電磁驅動現(xiàn)象，再加以理論分析，進一步理解楞次定律，阻礙相對運動。第49頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月例.如圖所示，蹄形磁鐵的N、S極之間放置一個線圈abcd，磁鐵和線圈都可以繞軸轉動，若磁鐵按圖示方向繞OO′軸轉動，線圈的運動情況是：（）A.俯視，線圈順時針轉動，轉速與磁鐵相同．B.俯視，線圈逆時針轉動，轉速與磁鐵相同．C.線圈與磁鐵轉動方向相同，但開始時轉速小于磁鐵的轉速，以后會與磁鐵轉速一致．D.線圈與磁鐵轉動方向相同，但轉速總小于磁鐵的轉速．第50頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月六、電磁感應中幾個重要問題：1.產生感應電流的條件2.感應電動勢的大小3.感因電流的方向判斷4.感應電量的計算5.電磁感應和電路的綜合應用6.電磁感應的動力學問題7.電磁感應的能量問題8.電磁感應的圖像問題第51頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）感應電量的計算設在時間△t內通過導線截面的電量為q，則根據(jù)電流定義式及法拉第電磁感應定律E=n△Φ/△t，得：如果閉合電路是一個單匝線圈（n=1），則：上式中n為線圈的匝數(shù)，△Ф為磁通量的變化量，R為閉合電路的總電阻。注意：與發(fā)生磁通量變化的時間無關。第52頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月例.有一面積為S＝100cm2的金屬環(huán)，電阻為R＝0.1Ω，環(huán)中磁場變化規(guī)律如圖所示，磁場方向垂直環(huán)面向里，則在t2－t1時間內通過金屬環(huán)某一截面的電荷量為________C．例.物理實驗中，常用一種叫做“沖擊電流計”的儀器測定通過電路的電量．如圖所示，探測線圈與沖擊電流計串聯(lián)后可用來測定磁場的磁感應強度．已知線圈的匝數(shù)為n，面積為s，線圈與沖擊電流計組成的回路電阻為R．若將線圈放在被測勻強磁場中，開始線圈平面與磁場垂直，現(xiàn)把探測圈翻轉180°，沖擊電流計測出通過線圈的電量為q，由上述數(shù)據(jù)可測出被測磁場的磁感應強度為（）A．qR/SB．qR/ns

C．qR/2nSD．qR/2S第53頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月例.（2006全國理綜卷Ⅰ）如圖，在勻強磁場中固定放置一根串接一電阻R的直角形金屬導軌aob（在紙面內），磁場方向垂直紙面朝里，另有兩根金屬導軌c、d分別平行于oa、ob放置。保持導軌之間接觸良好，金屬導軌的電阻不計?，F(xiàn)經歷以下四個過程：①以速率v移動d，使它與ob的距離增大一倍；②再以速率v移動c，使它與oa的距離減小一半；③然后，再以速率2v移動c，使它回到原處；④最后以速率2v移動d，使它也回到原處。設上述四個過程中通過電阻R的電量的大小依次為Q1、Q2、Q3和Q4，則（）A．Q1=Q2=Q3=Q4B．Q1=Q2=2Q3=2Q4

C．2Q1=2Q2=Q3=Q4D．Q1≠Q2=Q3≠Q4

第54頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）電磁感應與電路規(guī)律的綜合應用1、確定電源:產生感應電流或感應電動勢的那部分電路就相當于電源，利用法拉第電磁感應定律確定其電動勢的大小，利用楞次定律確定其正負極.

2、分析電路結構,畫等效電路圖.3、利用電路規(guī)律求解,主要有歐姆定律，串并聯(lián)規(guī)律等.注意：路端電壓、內壓第55頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月例.用同樣材料和規(guī)格的導線做成的圓環(huán)a和b,它們的半徑之比ra:rb＝2:1,連接兩圓環(huán)部分的兩根直導線的電阻不計且靠的很近,均勻變化的磁場具有理想的邊界（邊界寬于圓環(huán)直徑）如圖所示,磁感應強度以恒定的變化率變化.那么當a環(huán)置于磁場中與b環(huán)置于磁場中兩種情況下,直導線中上下A、B兩點電勢差之比U1/U2為

.BABA第56頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月例.如圖所示，水平面上平行放置的光滑金屬導軌相距L=0.2m，導軌置于磁感應強度B=0.5T、方向與導軌平面垂直的勻強磁場中．導軌左端接阻值為R＝1.5Ω的電阻，導軌電阻可忽略．今把電阻為r＝0.5Ω的導體棒ab放在導軌上，棒與導軌垂直，接觸良好．若導體棒以υ=10m／s的速度勻速向右運動，求：(1)導體棒中感應電動勢的大小及通過ab棒的電流方向．(2)導體棒兩端的電勢差．(3)維持導體棒做勻速運動，所施加的向右的水平外力的大?。?v0.5A由a到b0.75V0.05N第57頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月例.半徑為a的圓形區(qū)域內有均勻磁場，磁感強度為B=0.2T，磁場方向垂直紙面向里，半徑為b的金屬圓環(huán)與磁場同心地放置，磁場與環(huán)面垂直，其中a=0.4m，b=0.6m，金屬環(huán)上分別接有燈L1、L2，兩燈的電阻均為R=2Ω，一金屬棒MN與金屬環(huán)接觸良好，棒與環(huán)的電阻均忽略不計（1）若棒以v0=5m/s的速率在環(huán)上向右勻速滑動，求棒滑過圓環(huán)直徑OO′的瞬時（如圖所示）MN中的電動勢和流過燈L1的電流。（2）撤去中間的金屬棒MN，將右面的半圓環(huán)OL2O′以OO′為軸向上翻轉90o，若此時磁場隨時間均勻變化，其變化率為ΔB/Δt=4/π（T/s），求L1的功率。第58頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）電磁感應中的動力學問題電磁感應中產生的感應電流在磁場中將受到安培力的作用，因此，電磁感應問題往往跟力學問題聯(lián)系在一起。解決這類電磁感應中的力學問題，不僅要應用電磁學中的有關規(guī)律，如楞次定律、法拉第電磁感應定律、左右手定則、安培力的計算公式等，還要應用力學中的有關規(guī)律，如牛頓運動定律、動能定理、機械能守恒定律等。要將電磁學和力學的知識綜合起來應用。由于安培力和導體中的電流、運動速度均有關，所以對磁場中運動導體進行動態(tài)分析十分必要。第59頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月例.如圖所示，U形導線框固定在水平面上，右端放有質量為m的金屬棒ab，ab與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ，它們圍成的矩形邊長分別為L1、L2，回路的總電阻為R。從t=0時刻起，在豎直向上方向加一個隨時間均勻變化的勻強磁場B=kt，（k>0）那么在t為多大時，金屬棒開始移動？第60頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月例.豎直放置的U形導軌寬為L，上端串有電阻R。磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直于紙面向外。金屬棒ab的質量為m，與導軌接觸良好，不計摩擦。從靜止釋放后ab保持水平而下滑。試分析ab下滑過程中的運動情況并求運動的最大速度（其余導體部分的電阻都忽略不計）基本思路是:F=BIL臨界狀態(tài)v與a方向關系運動狀態(tài)的分析a變化情況F=ma合外力運動導體所受的安培力感應電流確定電源（E，r）第61頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）電磁感應中的能量問題

例.如圖所示，位于同一水平面內的、兩根平行的光滑金屬導軌，處在勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌所在平面，導軌的一端與一電阻相連；具有一定質量的金屬桿ab放在導軌上并與導軌垂直?，F(xiàn)用一平行于導軌的恒力F拉桿ab，使它由靜止開始向右運動。桿和導軌的電阻、感應電流產生的磁場均可不計。用E表示回路中的感應電動勢，i表示回路中的感應電流，在i隨時間增大的過程中，電阻消耗的功率等于A．F的功率B．安培力的功率的絕對值C．F與安培力的合力的功率D．iE第62頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月例.豎直放置的U形導軌寬為L，上端串有電阻R。磁感應強度為B的勻強磁場方向垂直于紙面向外。金屬棒ab的質量為m，與導軌接觸良好，不計摩擦。從靜止釋放后ab保持水平而下滑。試分析ab下滑過程中能量的轉化情況，并確定能表征其最終能量轉化快慢的物理量的值．（1）加速度減小的加速運動重力勢能動能和電能電能內能（2）勻速運動重力勢能電能內能克服安培力做功其它形式能轉化為電能,安培力做正功將電能轉化為其它形式的能;第63頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月例.如圖（1）所示，電阻為R的矩形導線框abcd，邊長ab=L，ad=h，質量為m，從某一高度自由落下，通過一勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里，磁場區(qū)域的寬度為h，線圈cd邊剛進入磁場就恰好開始做勻速運動,那么在線圈穿越磁場的全過程，線框中產生的焦耳熱是多少？安培力做功為多少？（不考慮空氣阻力）第64頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月電磁感應的圖象問題是高考中的熱點問題，它要求考生做到三會：會識圖——認識圖象，理解圖象的物理意義；會作圖——依據(jù)物理現(xiàn)象、物理過程、物理規(guī)律畫出相應的圖象；會用圖——能用圖象分析、描述電磁感應過程，用圖象法解決問題。電磁感應的圖象主要涉及磁感強度B、磁通量Φ、感應電動勢e和感應電流i隨時間t變化的圖象，即B-t圖像、Φ-t圖象、e-t圖象、i-t圖象等。對于切割磁感線產生感應電動勢和感應電流的情況還常涉及感應電動勢ε和感應電流i隨位移變化的圖象，即e-x圖象、i-x圖象等。在研究這些圖象時，主要弄清坐標軸表示的物理量、截距、斜率等的物理意義，要注意相關規(guī)律的應用，如右手定則、楞次定律和法拉第電磁感應定律等，有時還需要應用力學規(guī)律來分析加速度、速度等。（五）電磁感應中的圖像問題第65頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月題9—1圖v40cm

AOit/s31245題9—2圖it/sO31245Bit/sO31245Cit/sO31245D例.（1998年全國高考試題）如圖9—1所示，一寬40cm的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向。一邊長為20cm的正方形導線框位于紙面內，以垂直于磁場邊界的恒定速度v=20cm/s通過磁場區(qū)域，在運動過程中，線框有一邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行。取它剛進入磁場的時刻t=0，在圖9—2所示的圖線中，正確反映感應電流隨時間變化規(guī)律的是（）第66頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月例.圖中A是一邊長為l的方形線框,電阻為R。今維持線框以恒定的速度沿x軸運動，并穿過圖中所示的勻強磁場B區(qū)域。若以x軸正方向作為力的正方向，線框在圖示位置的時刻作為時間的零點,則磁場對線框的作用力F隨時間t的變化圖線為圖中的圖()。圖1注意題中規(guī)定的力的正方向。第67頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月例.如圖甲所示，一個閉合矩形金屬線圈abcd從一定高度釋放，且在下落過程中線圈平面始終在豎直平面上。在它進入一個有直線邊界的足夠大的勻強磁場的過程中，取線圈dc邊剛進磁場時t＝0，則描述其運動情況的圖線可能是圖乙中的第68頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月例.（2003年廣東卷）在圖1所示區(qū)域（圖中直角坐標系Oxy的1、3象限）內有勻強磁場，磁感強度方向垂直于圖面向里，大小為B、半徑為l、圓心角為60°的扇形導線框OPQ以角速度ω繞O點在圖面內沿逆時針方向勻速轉動，導線框回路電阻為R。（1）求線框中感應電流的最大值I0和交變感應電流的頻率f。（2）在圖2上畫出線框轉一周的時間內感應電流I隨時間t變化的圖像（規(guī)定與圖1中線框的位置相應的時刻為t＝0）第69頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月交流電第70頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月

〔新〕第五章交變電流1交變電流

2描述交變電流的物理量

3電感和電容對交變電路的影響

4變壓器5電能的輸送

〔原〕第十七章交變電流

一、交變電流的產生和變化規(guī)律

二、表征交變電流的物理量

三、電感和電容對交變電流的影響

四、變壓器

五、電能的輸送

六、三相交變電流

一、新舊教材內容比較第71頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月二、課程標準和原教學大綱的對比內容標準1.知道交變電流，能用函數(shù)表達式和圖像描述交變電流。2.通過實驗，了解電容器和電感器對交變電流的導通和阻礙作用。3.通過實驗，探究變壓器電壓與匝數(shù)的關系。4.了解從變電站到住宅的輸電過程，知道遠距離輸電使應用高電壓的道理.活動建議活動建議1.參觀當?shù)氐男⌒碗姀S，了解發(fā)電過程。調查發(fā)電機的容量、居民用電和工業(yè)用電情況。撰寫調查報告。2.觀察變電站和高壓輸電線路。交流發(fā)電機及其產生正弦式電流的原理(A)正弦式電流的圖象(A)正弦式電流的最大值和有效值，周期和頻率(B)*電阻、電感和電容在交流電路中的作用理想變壓器(A)電能的輸送(A)內容和要求第72頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月三、交流電考綱要求主題內容要求交變電流交變電流、交變電流的圖像Ⅰ正弦交變電流的函數(shù)表達式、峰值和有效值Ⅰ理想變壓器Ⅰ遠距離輸電Ⅰ第73頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月1.交流電產生原理Ⅰ刪除2.正弦交流電圖像函數(shù)式峰值有效值Ⅱ→Ⅰ降低3．電感電容對交流電的作用Ⅰ刪除4.理想變壓器Ⅱ→Ⅰ降低與以前考綱要求對比：第74頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月四、高考中地位本章內容實際上是電磁感應現(xiàn)象研究的繼續(xù)和其規(guī)律的具體應用。從交變電流的產生，交變電動勢最大值的計算，到變壓器的工作原理和遠距離輸電都和楞次定律與法拉第電磁感應定律有密切的聯(lián)系。因此在學習本章時，既要注意本章知識所具有的新特點（如周期性、最大值和有效值等），還要時時注意知識與電磁感應規(guī)律的聯(lián)系。近幾年高考對本章內容的考察，既有對本章的知識單獨考察，命題頻率較高的考點有交變電流的變化規(guī)律（包括圖像）、有效值、變壓器的電壓比、電流比、遠距離輸電；也有把本章知識和力學等內容相聯(lián)系的綜合考察，特別是帶電粒子在加有交變電壓的平行金屬板間的運動問題，是近幾年高考的一個熱點。第75頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月五、教學思考第1節(jié)交變電流

這節(jié)內容與原來的教材相比幾乎沒有什么變化。可以問題的方式引導學生用前面學過的知識，自己得出交變電流的變化規(guī)律。第76頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月第2節(jié)描述交變電流的物理量有效值是難點問題：緊緊抓住熱效應。重點掌握正弦交流電的峰值、有效值的關系。對交流電：不特別說明的都指有效值第77頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月A．該交流電的電壓瞬時值的表達式為u＝100sin(25t)VB．該交流電的頻率為25HzC．該交流電的電壓的有效值為100D．若將該交流電壓加在阻值R＝100Ω的電阻兩端，則電阻消耗的功率時50W1234560100u/Vt/10－2s例.一正弦交流電的電壓隨時間變化的規(guī)律如圖所示。由圖可知（BD）第78頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月例．(2005年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試（天津卷）理科綜合)將硬導線中間一段折成不封閉的正方形，每邊長為l，它在磁感應強度為B、方向如圖的勻強磁場中勻速轉動，轉速為n，導線在a、b兩處通過電刷與外電路連接，外電路有額定功率為P的小燈泡并正常發(fā)光，電路中除燈泡外，其余部分的電阻不計，燈泡的電阻應為B

Ａ．(2πl(wèi)2nB)2/PＢ．2(πl(wèi)2nB)2/PＣ．(l2nB)2/2PＤ．(l2nB)2/PbaBl第79頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月第4節(jié)變壓器變壓器一節(jié)是本章的重點，這節(jié)與以往不同的是增加了探究性實驗。教學中要突出通過探究得出結論。對變壓器的工作原理，要引導學生在電磁感應的基礎上理解什么是互感？為什么原、副線圈之間沒有載流導線的連接，副線圈中還可以輸出電流？使學生再次體會交流電與直流電的區(qū)別和交流電的優(yōu)點。由于變壓器在實際生活和生產中有廣泛的應用，因此要盡可能多的聯(lián)系實際，出示實物或掛圖，還可以利用多媒體輔助展示相關的視頻資料?！翱茖W漫步”中的互感器，可進一步加強學生對變壓器的理解。第80頁，課件共88頁，創(chuàng)作于2023年2月變壓器遠距離輸電

1．理想變壓器的理想化條件一般指的是：忽略原．副線圈內阻上的分壓，忽略原．副線圈磁通量的差別，忽略變壓器自身的能量損耗．2．理想變壓器的構造．作用．原理：⑴構造：兩組線圈（原．副線圈）繞在同一個閉合鐵芯上構成變壓器．⑵作用：在輸送電能的過程中改變電壓．

⑶原理：利用了電磁感應現(xiàn)象（互感）．3．變壓器基本關系：

⑴變壓器原．副線圈的電壓之比為U1/U2=n1/n2;當變壓器有多個副繞組時U1/n1=U2/