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1、第十六章 電磁感應(yīng)16.1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象(2課時(shí))第1課時(shí)
一、教學(xué)目標(biāo)
1.掌握磁通量的概念
2.理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)
2.掌握產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1.重點(diǎn):使學(xué)生掌握只要閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.
2.難點(diǎn):閉合電路磁通量的變化.
三、教 具:蹄形磁鐵,條形磁鐵,電流計(jì),原副線圈,滑動(dòng)變阻器,開(kāi)關(guān),導(dǎo)線若干,電池。
四、教 法:實(shí)驗(yàn)演示、講授法
五、教學(xué)過(guò)程
(一)引入新課
1820年,丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)了電流能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)——電流的磁效應(yīng),揭示了電和磁之間存在著聯(lián)系,受到這一發(fā)現(xiàn)的啟發(fā)
2、,人們開(kāi)始考慮這樣一個(gè)問(wèn)題:既然電流能夠產(chǎn)生磁場(chǎng),反過(guò)來(lái),利用磁場(chǎng)是不是能夠產(chǎn)生電流呢?不少科學(xué)家進(jìn)行了這方面的探索,英國(guó)科學(xué)家法拉第,堅(jiān)信電與磁有密切的聯(lián)系.經(jīng)過(guò)10年堅(jiān)持不懈的努力,于1831年終于取得了重大的突破,發(fā)現(xiàn)了利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條件.
這節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.
(二)進(jìn)行新課
1.磁通量(Ф)
研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象需要引入一個(gè)物理量——磁通量.
磁場(chǎng)的強(qiáng)弱(即磁感應(yīng)強(qiáng)度)可以用磁感線的疏密來(lái)表示.如果一個(gè)面積為S的面垂直一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)放置,則穿過(guò)這個(gè)面的磁感線的條數(shù)就是確定的.我們把B與S的乘積叫做穿過(guò)這個(gè)面的磁通量.
3、
(1)定義:面積為S,垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)B放置,則B與S的乘積,叫做穿過(guò)這個(gè)面的磁通量,用Ф表示.
(2)公式:Ф=B·S
(3)單位:韋伯(Wb) 1Wb=1T·1m2=1V·s
(4)物理意義:磁通量就是表示穿過(guò)這個(gè)面的磁感線條數(shù).對(duì)于同一個(gè)平面,當(dāng)它跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí),磁場(chǎng)越強(qiáng),穿過(guò)它的磁感線條數(shù)越多,磁通量就越大.當(dāng)它跟磁場(chǎng)方向平行時(shí),沒(méi)有磁感線穿過(guò)它,則磁通量為零.
注意:當(dāng)平面跟磁場(chǎng)方向不垂直時(shí),穿過(guò)該平面的磁通量等于B與它在磁場(chǎng)垂直方向上的投影面積的乘積.即Ф=B·Ssinθ,(θ為平面與磁場(chǎng)方向之間的夾角)(如圖所示)
2
4、.電磁感應(yīng)現(xiàn)象
下面我們用實(shí)驗(yàn)方法研究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
實(shí)驗(yàn)1:
導(dǎo)體不動(dòng);
導(dǎo)體向上、向下運(yùn)動(dòng);
導(dǎo)體向左或向右運(yùn)動(dòng).
引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行概括.
歸納:閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí),電路中就有電流產(chǎn)生.
理解“導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)”的含義:切割磁感線的運(yùn)動(dòng),就是導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度的方向和磁感線方向不平行.
問(wèn):導(dǎo)體不動(dòng),磁場(chǎng)動(dòng),會(huì)不會(huì)在電路中產(chǎn)生電流呢?
實(shí)驗(yàn)2:
演示“條形磁鐵插入、拔出螺線管.(看課件產(chǎn)生條件部分)
注意:條形磁鐵插入、拔出時(shí),彎曲的磁感線被切割,電路中有感應(yīng)電流.
引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行概括:無(wú)論是導(dǎo)體運(yùn)動(dòng),還是磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng),只要導(dǎo)體
5、和磁場(chǎng)之間發(fā)生切割磁感線的相對(duì)運(yùn)動(dòng),閉合電路中就有電流產(chǎn)生.
過(guò)渡:閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線時(shí),穿過(guò)電路的磁感線條數(shù)發(fā)生變化.如果導(dǎo)體和磁場(chǎng)不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),而讓穿過(guò)閉合電路的磁場(chǎng)發(fā)生變化,會(huì)不會(huì)在電路中產(chǎn)生電流呢?
實(shí)驗(yàn)3:
線圈電路接通、斷開(kāi);
滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片左、右滑動(dòng).
在觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生分析上述現(xiàn)象的物理過(guò)程:因?yàn)殡娏魉ぐl(fā)的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B總是正比于電流強(qiáng)度I,即B∝I.電路的閉合或斷開(kāi)控制了電流從無(wú)到有或從有到無(wú)的變化;變阻器是通過(guò)改變電阻來(lái)改變電流的大小的,電流的變化必將引起閉合電路磁場(chǎng)的變化,穿過(guò)閉合電路的磁感線條數(shù)的變化——磁通量發(fā)生變化,閉合
6、電路中產(chǎn)生電流.
不論是導(dǎo)體做切割磁感線的運(yùn)動(dòng),還是磁場(chǎng)發(fā)生變化,實(shí)質(zhì)上都是引起穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化.
綜上所述,總結(jié)出:
1.不論用什么方法,只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就有電流產(chǎn)生.這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流.
2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:(1)電路必須閉合;(2)磁通量發(fā)生變化.
引導(dǎo)學(xué)生分析磁通量發(fā)生變化的因素:
由Ф=B·Ssinθ可知:當(dāng)①磁感應(yīng)強(qiáng)度 B發(fā)生變化;②線圈的面積S發(fā)生變化;③磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S之間的夾角θ發(fā)生變化.這三種情況都可以引起磁通量發(fā)生變化.
舉例:
(1)閉合電路的一部分導(dǎo)體切割
7、磁感線: (2)磁場(chǎng)不變,閉合電路的面積變化:
(3)線圈面積不變,線圈在不均勻磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng);
(4)線圈面積不變,磁場(chǎng)不斷變化:
結(jié)論:不論用什么方法,只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就有電流產(chǎn)生。這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。
3.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量的轉(zhuǎn)化
師生一起分析:電磁感應(yīng)的本質(zhì)是其他形式的能量和電能的轉(zhuǎn)化過(guò)程。
(三)課堂小結(jié)
產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化.這里關(guān)鍵要注意“閉合”與“變化”兩詞.就是說(shuō)在閉合電路中有磁通量穿過(guò)但不變化,即使磁場(chǎng)很強(qiáng),磁通量很大,也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.當(dāng)然電路不閉合,電流也不可能產(chǎn)生.
(四)布置作業(yè)1.將練習(xí)一(1)、(2)做在作業(yè)上.2.課下完成其他題目.
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