电磁感应教案3.0.docx
《电磁感应教案3.0.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电磁感应教案3.0.docx(30页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、【模块标题】电磁感应【模块目标】目标1 应用能够应用楞次定律解决相关基本问题目标2 理解能够掌握感应电动势的求法目标3 应用能够处理电磁感应与运动、能量等的综合问题【模块讲解】【常规讲解】1:楞次定律(3星)【板书整理】1、 内容:感应电流具有这样的方向,即产生感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量变化2、楞次定律使用步骤(1)明确原磁场方向及分布(2)明确原磁通变化情况(3)由“增反减同”判定感应电流磁场的方向(4)由安培定则判定感应电流方向3、楞次定律的其他表述(1)就磁通量而言,感应电流引起的磁场阻碍原磁通变化,简称“增反减同”(2)就相对运动而言,阻碍所有的相对运动,简称“来拒去留
2、”(3)就导体回路面积而言,以面积的扩张和收缩阻碍磁通量变化,简称“增缩减扩”(单向磁场)(4)就电流而言,感应电流阻碍原电流的变化,简称“增反减同”4、自感现象(1)概念:由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感,由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势(2)表达式:EL.(3)自感系数L的影响因素:与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关【授课流程】步骤讲解楞次定律基本原理【参考讲解】首先一起温习一下楞次定律的内容,再来看一下它的基本原理:磁通量变化产生感应电流,感应电流激发磁场,感应磁场的目的是阻碍原磁通变化。写板书1、 内容:感应电流具有这样的方向,即产生感应电流的磁场总要
3、阻碍引起感应电流的磁通量变化2、楞次定律使用步骤(1)明确原磁场方向及分布(2)明确原磁通变化情况(3)由“增反减同”判定感应电流磁场的方向(4)由安培定则判定感应电流方向步骤讲解楞次定律的其他表述【参考讲解】楞次定律题型中除了判断感应电流方向的问题,也会存在判断相对运动及线圈面积变化的问题,其本质也是楞次定律中的阻碍原磁通变化。写板书3、楞次定律的其他表述(1)就磁通量而言,感应电流引起的磁场阻碍原磁通变化,简称“增反减同”(2)就相对运动而言,阻碍所有的相对运动,简称“来拒去留”(3)就导体回路面积而言,以面积的扩张和收缩阻碍磁通量变化,简称“增缩减扩”(单向磁场)(4)就电流而言,感应电
4、流阻碍原电流的变化,简称“增反减同”配题逻辑:综合性强的楞次定律例题例题1如图所示,圆环形导体线圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路若将滑动变阻器的滑片P向下滑动,下列表述正确的是A线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流B穿过线圈a的磁通量变小C线圈a有扩张的趋势D线圈a对水平桌面的压力FN将增大【讲解】答案:D本题综合性很强,A选项考察了增反减同,B选项考察了磁通量。当滑片P向下移动时滑动变阻器连入电路的电阻减小,通过b的电流增大,从而判断出穿过线圈a的磁通量增大,方向向下,选项B错误;C选项考察了增缩减扩,D选项考
5、察了来斥去引。根据楞次定律即可判断出线圈a中感应电流方向应为逆时针(俯视),选项A错误;a的磁通量增加,所以a面积有收缩趋势,a有远离的趋势,所以FN将增大,故C错误,D正确关于D选项,并没有相对运动,但螺线管电流增强可等效为靠近,减弱可等效为远离。配题逻辑:易错题,考察“增缩减扩”的适用条件练习1-1如图所示,螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上,当B中通过的电流I迅速增大时A环A有缩小的趋势B环A无变化趋势C螺线管B有缩短的趋势D螺线管B无变化趋势【讲解】答案:C对于双向磁场结论为增扩减缩,螺线管等效为条形磁体,是双向磁场,故电流增大时A线圈有扩张趋势。 由于同向电流相互吸引,B螺线管有收缩
6、趋势。配题逻辑:楞次定律+右手定则例题2如图所示,在匀强磁场中放有平行金属导轨,它与大线圈M相连接,要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在金属导轨上的金属棒ab的运动情况是(两线圈共面放置)A向右匀速运动 B向左加速运动 C向右减速运动 D向右加速运动【讲解】答案:BC解析:欲使N产生顺时针方向的感应电流,感应电流的磁场方向垂直纸面向里,由楞次定律可知有两种情况:一是M中有沿顺时针方向逐渐减小的电流,使其在N中的磁场方向向里,且磁通量在减小;二是M中有逆时针方向逐渐增大的电流,使其在N中的磁场方向向外,且磁通量在增大因此对前者应使ab向右减速运动;对于后者,则应使ab向左加速运动此题还
7、可以用电流的增反减同来做,当N有顺时针方向电流时,M中电流如果逆时针方向则增加,M中电流如果顺时针方向则减小,故可以快速判断出导体棒运动情况。配题逻辑:楞次定律+右手定则练习2-1如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,MN的左边有一如图所示的闭合电路,当PQ在一外力的作用下运动时,MN向右运动,则PQ所做的运动可能是()A向右加速运动 B向左加速运动C向右减速运动 D向左减速运动【讲解】答案:BCMN向右运动,说明MN受到向右的安培力,因为ab在MN处的磁场垂直纸面向里MN中的感应电流方向为MNL1中感应电流的磁场方向向上.若L2中磁场方向向上减弱PQ中电流方向为Q
8、P且减小向右减速运动;若L2中磁场方向向下增强PQ中电流方向为PQ且增大向左加速运动此题也可以用电流的增反减同来做,根据异向电流相互排斥已判断出MN电流方向由M到N,螺线管L1中电流方向正面向左,根据电流增反减同,如果L2中电流方向正面向左,则PQ减速,如果L2中电流方向正面向右,则PQ加速。配题逻辑:楞次定律+右手定则练习2-2图中T是绕有两组线圈的闭合铁芯,线圈的绕向如图所示,D是理想的二极管,金属棒ab可在两条平行的金属导轨上沿导轨滑行,磁场方向垂直纸面向里若电流计G中有电流通过,则ab棒的运动可能是A向左匀速运动 B向右匀速运动 C向左匀加速运动 D向右匀减速运动【讲解】答案:CD当电
9、流计中有电流通过时,说明左边的电流是从上向下流的,由右手螺旋定则可得出此感应电流的磁场方向为从上向下,若ab匀速运动,右边线圈中产生的感应电流是恒定的,则左边线圈中不会产生感应电流,所以A、B错误若ab向右匀减速运动,右边线圈中的电流是产生的磁通量在从下向上减小,故穿过左边线圈的磁通量在从上向下减小,该线圈中会产生一个从上向下的磁场,D正确当ab向左匀加速运动,同样会在左边的线圈中产生一个从上向下的磁场,故C正确此题也可以用电流的增反减同来做,但在联系2-2基础上有了变化,在判断副线圈电流方向时需要先根据铁芯形状进行转化。【授课流程】步骤结合题目讲解楞次定律现象的本质原因【参考讲解】物理学中会
10、遇到一些有趣的现象,当回路中磁通量变化时,导体回路将产生感应电流,而电流在磁场中又会收到力的作用,根据楞次定律的原理,该力的出现通过阻碍导体运动以达到阻碍磁通量变化的目的。下面通过例题具体展示。 配题逻辑:楞次定律现象例题3【2014广东】如图所示,上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置,小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放,并落至底部,则小磁块A在P和Q中都做自由落体运动B在两个下落过程中的机械能都守恒C在P中的下落时间比在Q中的长D落至底部时在P中的速度比在Q中的长【讲解】答案:C【解析】小磁块从铜管中下落时,中的磁通量发生变化,中产生感应电流,给小磁块一个向上的磁场力,阻碍小磁
11、块向下运动,因此小磁块在中不是做自由落体运动,而塑料管中不会产生电磁感应现象,因此中小磁块做自由落体运动,A项错误;中的小磁块受到的磁场力对小磁块做负功,机械能不守恒,B项错误;由于在中小磁块下落的加速度小于,而中小磁块做自由落体运动,因此从静止开始下落相同高度,在中下落的时间比在中下落的时间长,C项正确;根据动能定理可知,落到底部时在中的速度比在中的速度小,D项错误。配题逻辑:楞次定律现象、电磁阻尼原理练习3-1【2017新课标】扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM的扰动,在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板,并施加磁场来快速衰减其
12、微小振动,如图所示。无扰动时,按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场;出现扰动后,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是【讲解】答案:A施加磁场来快速衰减STM的微小振动,其原理是电磁阻尼,在振动时通过紫铜薄板的磁通量变化,紫铜薄板中产生感应电动势和感应电流,则其受到安培力作用,该作用阻碍紫铜薄板振动,即促使其振动衰减。方案A中,无论紫铜薄板上下振动还是左右振动,通过它的磁通量都发生变化;方案B中,当紫铜薄板上下振动时,通过它的磁通量可能不变,当紫铜薄板向右振动时,通过它的磁通量不变;方案C中,紫铜薄板上下振动、左右振动时,通过它的磁通量可能不变;方案D中,当紫铜薄板上下振动时,紫铜薄板中
13、磁通量可能不变。综上可知,对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是A。配题逻辑:楞次定律现象练习3-2【2016年江苏】电吉他中电拾音器的基本结构如图所示,磁体附近的金属弦被磁化,因此弦振动时,在线圈中产生感应电流,电流经电路放大后传送到音箱发出声音,下列说法正确的有A选用铜质弦,电吉他仍能正常工作B取走磁体,电吉他将不能正常工作C增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D弦振动过程中,线圈中的电流方向不断变化【讲解】答案:BCD因铜质弦不能被磁化,所以A错误;若取走磁铁,金属弦无法被磁化,电吉他将不能正常工作,所以B正确,依据法拉第电磁感应定律可知,增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势
14、,C对;弦振动过程,线圈中的磁通量一会增大一会减小,所以电流方向不断变化,D对。步骤讲解自感现象原理写板书4、自感现象(1)概念:由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感,由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势(2)表达式:EL.(3)自感系数L的影响因素:与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关配题逻辑:基础的自感问题例题4如图9所示,A、B、C是3个完全相同的灯泡,L是一个自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计)则AS闭合时,A灯立即亮,然后逐渐熄灭BS闭合时,B灯立即亮,然后逐渐熄灭C电路接通稳定后,三个灯亮度相同D电路接通稳定后,S断开时,C灯立即熄灭【讲解】答案:A解析
15、因线圈L的自感系数较大且直流电阻可忽略不计,S闭合时,A灯立即亮,然后逐渐熄灭,A正确S闭合时,B灯先不太亮,然后变亮,B错误电路接通稳定后,B、C灯亮度相同,A灯不亮,C错误电路接通稳定后,S断开时,C灯逐渐熄灭,D错误配题逻辑:自感问题练习4-1【2017北京】图a和图b是教材中演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2与A3的亮度相同下列说法正确的是 a bA图a中,A1与L1的电阻值相同B图a中,闭合S1,电路稳定后,A1中电流大于L1中电流C图b中,变阻器R
16、与L2的电阻值相同D图b中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等【讲解】答案:C分析图a,断开开关S1瞬间,A1突然闪亮,说明流经A1的电流瞬间增大,从而得到S1闭合,电路稳定时,A1中的电流小于L1中的电流,所以选项B错误由并联电路特点可知,A1的电阻值大于L1的电阻值,所以选项A错误分析图b,开关S2闭合后,灯A2逐渐变亮,A3立即变亮,说明闭合S2瞬间A2与A3中的电流不相等,那么L2与R中的电流也不相等,所以选项D错误最终A2与A3亮度相同,说明流经A2与A3的电流相同,由欧姆定律可知,R与L2的电阻值相等,所以选项C正确【常规讲解】3:感应电动势(3星)【板书整理】一、 法拉
17、第电磁感应定律1.内容:闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比2.表达式:二、 感应电动势求法1. 感生电动势(结合图像或函数考察)2. 动生电动势(1) 平动切割(l:有效长度)(2) 绕点转动切割(圆心在杆一端)(3) 绕轴转动切割(交变电流中学习)步骤讲解法拉第电磁感应定律内容,明确平均感应电动势求法【参考讲解】闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。法拉第电磁感应定律主要解决感应电动势大小的问题,通常求的是感应电动势平均值。步骤讲解感生电动势求法,重点关注磁感应强度变化率的考法,关注有效面积写板书1. 感生电动势(结合图像或函数考察)
18、配题逻辑:感应电流方向+感生电动势大小,选项较全面例题1【2016浙江】如图所示,a、b两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均为10匝,边长la=3lb,图示区域内有垂直纸面向里的均强磁场,且磁感应强度随时间均匀增大,不考虑线圈之间的相互影响,则A两线圈内产生顺时针方向的感应电流Ba、b线圈中感应电动势之比为9:1Ca、b线圈中感应电流之比为3:4Da、b线圈中电功率之比为3:1【讲解】B根据楞次定律可知,两线圈内均产生逆时针方向的感应电流,选项A错误;因磁感应强度随时间均匀增大,则,根据法拉第电磁感应定律可知,则,选项B正确;根据,故a、b线圈中感应电流之比为3:1,选项C错误;电功率,
19、故a、b线圈中电功率之比为27:1,选项D错误;故选B配题逻辑:感应电动势大小和方向练习1-1【2015重庆】图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图,线圈匝数为n,面积为S.若在t1到t2时间内,匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈,其磁感应强度大小由B1均匀增加到B2,则该段时间线圈两端a和b之间的电势差abA恒为 B从0均匀变化到C恒为 D从0均匀变化到【讲解】C由楞次定律和右手螺旋定则可判断b点电势高于a点电势,因磁场均匀变化,所以感应电动势恒定,因此a、b两点电势差恒为,选项C正确配题逻辑:感应电动势大小+有效面积 练习1-2【2014江苏】如图所示,一正方形线圈的匝数为n,边长为a,线
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电磁感应 教案 3.0
链接地址:https://www.31doc.com/p-4290319.html