本文目录一览:
- 1、高二物理《法拉第电磁感应定律》课件
- 2、高三物理教案设计
- 3、法拉第电磁感应定律的内容和公式
- 4、法拉第电磁感应定律内容
- 5、法拉第电磁感应定律的内容是什么?
- 6、法拉第电磁感应定律是什么
- 7、电磁感应定律的公式 电磁感应定律应用
- 8、电磁感应定律内容
- 9、高中物理楞次定律教案大全
- 10、电磁感应的公式总结
高二物理《法拉第电磁感应定律》课件
一、教材分析
本节内容选自人教版物理选修3-2第四章第4节。本节是电磁学的核心内容。从知识发展来看,它既与电场、磁场和稳恒电流有紧密联系,又是后面学习交流电、电磁振荡和电磁波的基础。它既是教学重点,也是教学难点。
知道了教材特点,我们再来了解一下学生特点。也就是我说课的第二部分:学情分析。
二、学情分析
学生已经掌握了恒定电流、电磁感应现象和磁通量的相关知识,并且也知道了变化量和变化率的概念。已经具备了基本的实验操作能力,具有一定的自主学习、合作研究方面的能力。
基于以上的教材特点和学生特点,我制定了如下的教学目标,力图把传授知识、渗透学习方法以及培养兴趣和能力有机的融合在一起,达到最好的教学效果。
三、教学目标
【知识与技能】
知道感应电动势的含义,能区分磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率;理解法拉第电磁感应定律的内容和表达式,会用法拉第电磁感应定律解答有关问题。
【过程与方法】
通过演示实验,定性分析感应电动势的大小与磁通量变化快慢之间的关系。培养学生对实验条件的控制能力和对实验的观察能力;
通过法拉第电磁感应定律的建立,进一步揭示电与磁的关系,培养学生类比推理能力和通过观察、实验寻找物理规律的能力。
【情感态度与价值观】
通过介绍法拉第电磁感应定律的建立过程,培养学生形成正确的科学态度、养成科学的研究方法。
基于这样的教学目标,要上好一堂课,还要明确分析教学的重难点。
四、教学重难点
【重点】
法拉第电磁感应定律的建立和理解。
【难点】
1. 磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率三者的区别;
2. 理解是普遍意义的公式,而E=BLν是特殊情况下导线在切割磁感线情况下的计算公式。
说完了教学重难点,下面我将着重谈谈本堂课的教学过程。
五、教学过程
首先是导入环节:
在这个环节中,我将向学生展示图<1>、图<2>,并设问:图中电键S均闭合,电路中是否都有电流?为什么?
接下来,我会演示实验一:对照图<1>安培表指针偏转;对照图<2>电流计指针不动,但当条形磁铁位置变动时,电流计指针偏转,表明回路中有电流。启发学生回答:图<1>中产生的电流是由电源提供的,图<2>中产生的是感应电流。
【意图:这个问题我采用设问的方法,一方面让学生回顾前面学过的电磁感应现象,另一方面让学生带着问题去思考,提高学生的课堂代入感。】
学习影响感应电动势大小的因素时,我会采取让学生自己动手进行探究实验的方法。首先抛出问题:刚才的实验中,磁铁插入过程中,除了观察到电流的有无以外,你还观察到了电流大小有什么特点吗?电流大小能说明感应电动势大小吗?是什么因素在起影响作用呢?做几次试试看!
然后让学生进行探究实验(一):按图<2>所示装置将相同的磁铁以不同的速度从同一位置插入同一个线圈中,观察并比较电流计指针的偏转情况。实验完成后我将引导学生归纳:电流计的指针偏角大,说明产生的电流大,而电流大的原因是电路中产生的感应电动势大。由于两次穿过磁通量变化相同,穿过越快,时间越短,产生的感应电动势越大,说明感应电动势大小与发生磁通量变化所用的时间有关,且在磁通量变化相同的情况下,所需时间越短,产生的感应电动势越大。
接着继续让学生动手进行实验三,按图<2>所示装置用磁性强弱不同的条形磁铁分别从同一位置以相同的速度插入同一个线圈中,观察并比较电流计指针的偏转情况。完成后继续引导学生归纳:本次实验两种情况所用时间相同,但穿过线圈的磁通量变化不同,电流表的偏转角不同,产生的感应电动势大小不同。说明感应电动势的大小还与磁通量的变化量有关,即在Δt相同的情况下,ΔΦ越大,产生的E越大。
最后第三个探究实验我将直接给出结果,实验的步骤、装置以及需要观察的现象将由学生自己课后独立完成并验证我所给出的结论:当穿过线圈的磁通量变化量与时间之比越大,即磁通量的变化率越快时,线圈中产生的感应电动势就越大。
【意图:这是本堂课重点。我通过探究实验的方法让学生自己在实验中建立对法拉第电磁感应定律的理解,有助于加深学生的理解记忆,提高学生的学习兴趣,培养学生科学严谨的生活态度。同时也能够更好的将本节课的主要内容传授给学生,便于课堂的顺利开展。】
接下来搬出完整的法拉第电磁感应定律后,我将着重分析解释该定律表达式中各字母所代表的物理意义,强调磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率三者的区别。明确了三者的区别之后,本堂课的一大难点就解决了,接着我将用一道题目来推导出特殊情况下导线在切割磁感线情况下的计算公式E=BLν .
接下来在巩固提升环节,我将让学生完成以下练习:一个匝数为100、面积为10cm的线圈垂直放置在磁场中,在1s内穿过它的磁场从1T增加到9T.求线圈中的感应电动势。
【意图:这是对本节课内容的一个综合性练习,学生如果可以独立完成本题,说明本节课的课堂效果还是十分不错的,反之则需要在以后的学习中继续加深对本节课的学习理解。】
最后是小结作业环节,我将让学生讨论法拉第电磁感应定律的计算公式和推导公式E=BLν各有什么特点?
高三物理教案设计
高三物理教案设计5篇
作为一名人民教师,就有可能用到教案,借助教案可以更好地组织教学活动。那么高三物理教案设计怎么写呢?下面是我给大家整理的高三物理教案设计,欢迎大家查阅。
高三物理教案设计篇1
第四课时 电磁感应中的力学问题
【知识要点回顾】
1.基本思路
①用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向;
②求回路电流;
③分析导体受力情况(包含安培力,用左手定则确定其方向);
④列出动力学方程或平衡方程并求解.
2. 动态问题分析
(1)由于安培力和导体中的电流、运动速度均有关,所以对磁场中运动导体进行动态分析十分必要,当磁场中导体受安培力发生变化时,导致导体受到的合外力发生变化,进而导致加速度、速度等发生变化;反之,由于运动状态的变化又引起感应电流、安培力、合外力的变化,这样可能使导体达到稳定状态.
(2)思考路线:导体受力运动产生感应电动势感应电流通电导体受安培力合外力变化加速度变化速度变化最终明确导体达到何种稳定运动状态.分析时,要画好受力图,注意抓住a=0时速度v达到最值的特点.
【要点讲练】
[例1]如图所示,在一均匀磁场中有一U形导线框abcd,线框处于水平面内,磁场与线框平面垂直,R为一电阻,ef为垂直于ab的一根导体杆,它可在ab、cd上无摩擦地滑动.杆ef及线框中导线的电阻都可不计.开始时,给ef一个向右的初速度,则( )
A.ef将减速向右运动,但不是匀减速
B.ef将匀减速向右运动,最后停止
C.ef将匀速向右运动
D.ef将往返运动
[例2]如图甲所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上,两导轨间距为L.M、P两点间接有阻值为R的电阻.一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦.
(1)由b向a方向看到的装置如图乙所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图.
(2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小;
(3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值.
[例3]如图所示,两条互相平行的光滑导轨位于水平面内,距离为l=0.2m,在导轨的一端接有阻值为R=0.5的电阻,在x0处有一水平面垂直的均匀磁场,磁感应强度B=0.5T.一质量为m=0.1kg的金属直杆垂直放置在导轨上,并以v0=2m/s的初速度进入磁场,在安培力和一垂直于直杆的水平外力F的共同作用下做匀变速直线运动,加速度大小为a=2m/s2、方向与初速度方向相反.设导轨和金属杆的电阻都可以忽略,且连接良好.求:
(1)电流为零时金属杆所处的位置;
(2)电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向;
(3)保持其他条件不变,而初速度v0取不同值,求开始时F的方向与初速度v0取得的关系.
[例4]如图所示,水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置,间距d 为0.5米,左端通过导线与阻值为2欧姆的电阻R连接,右端通过导线与阻值为4欧姆的小灯泡L连接;在CDEF矩形区域内有竖直向上均匀磁场,CE长为2米,CDEF区域内磁场的磁感应强度B如图所示随时间t变化;在t=0s时,一阻值为2欧姆的金属棒在恒力F作用下由静止从AB位置沿导轨向右运动,当金属棒从AB位置运动到EF位置过程中,小灯泡的亮度没有发生变化.求:
(1)通过的小灯泡的电流强度;
(2)恒力F的大小;
(3)金属棒的质量.
例5.如图所示,有两根和水平方向成.角的光滑平行的金属轨道,上端接有可变电阻R,下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感强度为及一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下.经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋近于一个最大速度vm,则 ( )
A.如果B增大,vm将变大
B.如果变大,vm将变大
C.如果R变大,vm将变大
D.如果m变小,vm将变大
例6.如图所示,A线圈接一灵敏电流计,B线框放在匀强磁场中,B线框的电阻不计,具有一定电阻的导体棒可沿线框无摩擦滑动,今用一恒力F向右拉CD由静止开始运动,B线框足够长,则通过电流计中的电流方向和大小变化是( )
A.G中电流向上,强度逐渐增强
B.G中电流向下,强度逐渐增强
C.G中电流向上,强度逐渐减弱,最后为零
D.G中电流向下,强度逐渐减弱,最后为零
例7.如图所示,一边长为L的正方形闭合导线框,下落中穿过一宽度为d(dL)的匀强磁场区,设导线框在穿过磁场区的过程中,不计空气阻力,它的上下两边保持水平,线框平面始终与磁场方向垂直做加速运动,若线框在位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时,其加速度a1,a2,a3的方向均竖直向下,则( )
A.a1=a3
B.a1=a3
C.a1
D.a3
例8.如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成=37o角,下端连接阻值为R的电阻,匀强磁场方向与导轨平面垂直,质量为0.2kg,电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25.
(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;
(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为8W,求该速度的大小;
(3)在上问中,若R=2,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小与方向.(g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)
高三物理教案设计篇2
教学目标
1、知识与技能
(1)了解康普顿效应,了解光子的动量
(2)了解光既具有波动性,又具有粒子性;
(3)知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性;
(4)了解光是一种概率波。
2、过程与方法:
(1)了解物理真知形成的历史过程;
(2)了解物理学研究的基础是实验事实以及实验对于物理研究的重要性;
(3)知道某一物质在不同环境下所表现的不同规律特性。
3、情感、态度与价值观:
领略自然界的奇妙与和谐,发展对科学的好奇心与求知欲,乐于探究自然界的奥秘,能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
教学重点:
实物粒子和光子一样具有波粒二象性
教学难点:
实物粒子的波动性的理解。
教学方法:
教师启发、引导,学生讨论、交流。
教学用具:
投影片,多媒体辅助教学设备
(一)引入新课
提问:前面我们学习了有关光的一些特性和相应的事实表现,那么我们究竟怎样来认识光的本质和把握其特性呢?(光是一种物质,它既具有粒子性,又具有波动性。在不同条件下表现出不同特性,分别举出有关光的干涉衍射和光电效应等实验事实)。
我们不能片面地认识事物,能举出本学科或其他学科或生活中类似的事或物吗?
(二)进行新课
1、康普顿效应
(1)光的散射:光在介质中与物质微粒相互作用,因而传播方向发生改变,这种现象叫做光的散射。
(2)康普顿效应
1923年康普顿在做 X 射线通过物质散射的实验时,发现散射线中除有与入射线波长相同的射线外,还有比入射线波长更长的射线,其波长的改变量与散射角有关,而与入射线波长和散射物质都无关。
(3)康普顿散射的实验装置与规律:
按经典电磁理论:如果入射X光是某种波长的电磁波,散射光的波长是不会改变的!散射中出现 的现象,称为康普顿散射。
康普顿散射曲线的特点:
① 除原波长 外出现了移向长波方向的新的散射波长
② 新波长 随散射角的增大而增大。波长的偏移为
波长的偏移只与散射角 有关,而与散射物质种类及入射的X射线的波长 无关,
= 0.0241=2.4110-3nm(实验值)
称为电子的Compton波长
只有当入射波长 与 可比拟时,康普顿效应才显著,因此要用X射线才能观察到康普顿散射,用可见光观察不到康普顿散射。
(4)经典电磁理论在解释康普顿效应时遇到的困难
①根据经典电磁波理论,当电磁波通过物质时,物质中带电粒子将作受迫振动,其频率等于入射光频率,所以它所发射的散射光频率应等于入射光频率。
②无法解释波长改变和散射角的关系。
(5)光子理论对康普顿效应的解释
①若光子和外层电子相碰撞,光子有一部分能量传给电子,散射光子的能量减少,于是散射光的波长大于入射光的波长。
②若光子和束缚很紧的内层电子相碰撞,光子将与整个原子交换能量,由于光子质量远小于原子质量,根据碰撞理论, 碰撞前后光子能量几乎不变,波长不变。
③因为碰撞中交换的能量和碰撞的角度有关,所以波长改变和散射角有关。
(6)康普顿散射实验的意义
①有力地支持了爱因斯坦光量子假设;
②首次在实验上证实了光子具有动量的假设;③证实了在微观世界的单个碰撞事件中,动量和能量守恒定律仍然是成立的。
2、光的波粒二象性
讲述光的波粒二象性,进行归纳整理。
(1)我们所学的大量事实说明:光是一种波,同时也是一种粒子,光具有波粒二象性。光的分立性和连续性是相对的,是不同条件下的表现,光子的行为服从统计规律。
(2)光子在空间各点出现的概率遵从波动规律,物理学中把光波叫做概率波。
3、光的波动性与粒子性是不同条件下的表现:
大量光子行为显示波动性;个别光子行为显示粒子性;光的波长越长,波动性越强;光的波长越短,粒子性越强。光的波动性不是光子之间相互作用引起的,是光子本身的一种属性。
例题:已知每秒从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能为1.4103J,其中可见光部分约占45%,假设认为可见光的波长均为0.55m,太阳向各个方向的辐射是均匀的,日地之间距离为R=1.51011m,估算出太阳每秒辐射出的可见光的光子数。(保留两位有效数字)
高三物理教案设计篇3
知识与技能:
1.能从力作用的效果来理解力的合成和合力的概念
2.能区分矢量和标量,能通过实验掌握力的平行四边形定则,是矢量运算的普遍法则
3.会用作图法求共点力的合力,会计算在同一直线上的几个共点力的合力
4.知道合力的大小与原来两个共点力间夹角的关系,会用直角三角形知识计算共点力的合力
过程与方法
学会设计实验,观察实验现象;和归纳总结的研究方法。
情感态度与价值观
学会运用等效的物理思想来解决问题,同时培养学生实事求是的科学态度。
__学生的思维具有单一性,定势性,并从感性认识向理性认识的转变,本节的重点是通过实例理解力的合成与合力的概念;教学的难点是:对平行四边形定则的理解。
说教法
物理教学重在启发思维,教会方法。学生对二力平衡已有自己的认识,可以作为教学的起点。让学生在教师的指导下,分析什么是共点力,并通过归纳总结区别合力与分力,并通过实验探究力的合成的平行四边形定则,再进一步联系生活,扩展到多个共点力的合成;使学生全面的理解教材,把握重、难点;因此,本节课综合运用直观讲授法、归纳总结和实验探究法并结合多媒体手段。在教学中,加强师生双向活动,合理提问、评价,引导学生主动探索新知识。
说学法
学生是课堂教学的主体,现代教育以“学生为中心”,更加重视在教学过程中对学生的学法指导,引导学生主动探索新知识。本节课教学过程中,在初中的基础上,复习二力平衡,来引导学生学习合力的概念,强调力的合成不是简单的代数相加、减;进而让学生探究力的合成满足怎样的规律?引导学生积极思考、探究平行四边形定则;观察及归纳总结。巧用提问、评价激活学生的积极性,调动起课堂气氛,让学生在在轻松、自主、讨论的学习环境下完成学习任务。
说教学过程
从以上分析,教学中掌握知识为中心,培养能力为方向;紧抓重点突破难点。设计如下教学程序:
1.导入新课:(大约需要5分钟的时间)
投影(展示自然界的平衡之美)让学生体会到力与平衡的现象随处可见,由此激发学生的好奇心和求知欲。把学生的思维带入课堂。
2.新课教学:(大约需要35分钟的时间)
提出问题(什么是共点力)让学生阅读课本在回答问题,教师利用实例讲解共点力的概念,强调几个力的延长线会交于一点就是共点力。
教师复习初中“二力平衡”的有关知识,让学生回顾同一直线上二力的合成;分力、合力的基本概念。教师举例(墙上挂画,一个人提一桶水与两个人合提一桶水等)并作出受力分析的示意图,指出各个作用力并不在同一直线上。怎样进行力的合成?学生思考,讨论。教师提供学生:橡皮筋,测力计,直尺,白纸等让学生阅读82页的实验探究,并进行分组实验。教师指导学生实验,归纳和总结。进而得到:平行四边形定则。教师讲解探究实验中的分力与合力的区别,合力与力的合成的区别。学生通过动手做实验来体验合力的大小与原来两个力大小及夹角之间的关系,使学生更好掌握矢量不同于标量的计算法则。
教师给出例题(水平向右力F1=45N;竖直向上的力F2;用作图法求这两个力合力的大小和方向)让学生分析回答解决问题的思路,教师在进一步的扩展到多个共点力的合成。这样由简单到复杂,符合学生的认知特点。教师总结本节的内容,再进行例题的讲解与巩固,使学生学习的知识具有稳定性。最后布置作业。(在板书方面:教学中将黑板一半写概念,另一半用来作图分析。)
高三物理教案设计篇4
一、教学目标:
1、知道平抛运动的定义及物体做平抛运动的条件。
2、理解平抛运动可以看作水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合运动。
3、掌握平抛运动的规律。
4、树立严谨,实事求是,理论联系实际的科学态度。
5、渗透物理学“建立理想化模型”、“化繁为简”“等效代替”等思想。
教学重难点
重点难点:
重点:平抛运动的规律。
难点:对平抛运动的两个分运动的理解。
教学过程
教学过程:
引入
通过柯受良飞越黄河精彩视频和生活中常见抛体运动的图片引入到抛体运动,在对抛体运动进行了解的基础上回忆以前学过的抛体运动;对抛体运动进行分类。由抛体运动引入平抛运动。
(一)知道什么样的运动是平抛运动?
1.定义:物体以一定的初速度水平方向上抛出,仅在重力作用下所做的运动,叫做平抛运动。
2.物体做平抛运动的条件
(1)有水平初速度,
(2)只受重力作用。
通过活动让学生理解平抛运动是一个理想化模型。
让学生体会研究问题时,要“抓住主要因素,忽略次要因素”的思想。
(二)实验探究平抛运动
问题1:平抛运动是怎样的运动?
问题2:怎样分解平抛运动?
探究一:平抛运动的水平分运动是什么样的运动?(学生演示,提醒注意观察实验现象)
【演示实验】同时释放两个相同小球,其中一个小球从高处做平抛运动,另一个小球从较低的地方同时开始做匀速直线运动。
现象:在初速度相同的情况下,两个小球都会撞在一起(学生回答)
结论:平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动(师生共同总结)
探究二:平抛运动的竖直分运动是什么样的运动?(分组探究,提醒:a小球是带有小孔的小球;b装置靠近水槽;c观察两小球落到水槽中的情况)
【分组实验】用小锤打击弹性金属片时,前方小球向水平方向飞出,做平抛运动,而同时后方小球被释放,做自由落体运动。
现象:两小球球同时落地。(学生回答)
结论:平抛运动的竖直分运动是自由落体运动(师生共同总结)
高三物理教案设计篇5
(一)学习目标
1、知识与技能
(1)认识杠杆,能从常见的工具和简单机械中识别杠杆。
(2)知道杠杆的平衡。
2、过程和方法
(1)通过观察和实验,了解杠杆的结构;
(2)通过探究,了解杠杆的平衡条件。
3、情感、态度与价值观
通过了解杠杆,进一步认识物理是来自于生活的,认识到物理是有用的。
(二)教学重难点
(1)重点:理解杠杆的平衡条件
(2)难点:从常见的工具和简单机械中识别杠杆,理解力臂的概念。
(三)教学准备
杠杆支架、钩码、刻度尺、线
(四)教学过程
一、引入新课
请学生阅读教材引言部分,使学生了解简单机械在生产、生活中有广泛的应用,认识到学好这部分知识具有实际的意义,自然引入杠杆一节的学习内容。
二、什么是杠杆?
出示一些实物,象瓶起子,剪刀等并演示如何使用。
请学生归纳其相同点。
1、定义:一根硬棒,在力的作用下,如果能绕着固定点转动,这根硬棒就叫杠杆。
请学生介绍生活中还有哪些物体可以看作杠杆?
要点:
(1)硬棒
(2)绕着固定点转动
三、几个名词
1、动力:使杠杆转动的力F1
2、阻力:阻碍杠杆转动的力F2
3、支点:绕着转动的那个点O
4、动力臂:从支点到动力作用线的距离l1
5、阻力臂:从支点到阻力作用线的距离l2
PS:力的作用线指的是经过力的作用点沿力的方向所在的直线。
力臂不是支点到力的作用点的距离!
学生练习:作图P68动手动脑学物理第3小题。
四、探究杠杆的平衡条件
1、什么叫杠杆的平衡
杠杆静止或匀速转动状态称为杠杆的平衡。
2、小实验:请一个大同学和一个小同学做推门比赛。(大同学推靠近门轴方向,小同学推远离门轴方向)
通过亲自动手,感受平衡时应与力的大小和作用点等因素有关。为下面探究中的猜想做铺垫。
3、探究过程
(1)提出问题:杠杆的平衡条件是什么?
(2)猜想与假设:从刚才的实验出发,引导学生猜想。
(3)设计实验,制订计划
(4)进行实验,收集证据
如课本第65页。
(5)分析与归纳:
杠杆的平衡条件为:动力×动力臂=阻力×阻力臂
写成:F1l1=F2l2或F1F2=l2l1
即:力与力臂成反比
(6)评估:
a、为什么在实验前,要调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡?
b、如果不用钩码而用弹簧测力计进行实验,应注意什么问题?
4、学生练习
动手动脑学物理
(五)小结
法拉第电磁感应定律的内容和公式
法拉第电磁感应定律的内容和公式如下:
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。
公式为:E=nxΔΦ/Δt(普适公式),其中E是感应电动势(V),n是感应线圈匝数,ΔΦ是磁通量的变化率,Δt是变化所用的时间(s)。
此外,还有一个特殊推导公式:E=BLVsinA,其中E是感应电动势(V),B是磁感应强度(T),L是导体棒的长度(m),V是导体棒垂直于磁感线方向的速度(m/s),A是V和B的夹角(弧度)。
拓展资料:
法拉第电磁感应定律是电磁学中一个重要的定律,它揭示了电磁感应现象中的基本规律。这个定律的发现者是英国物理学家迈克尔·法拉第,他在研究电磁现象的过程中,经过大量的实验和观察,最终总结出了这个定律。
法拉第电磁感应定律的内容很简单,可以用一句话来概括:感应电动势的大小与穿过电路的磁通量的变化率成正比。这个定律可以用数学公式来表示,即E=kx,其中E是感应电动势,k是常数,x是磁通量的变化率。
这个定律可以解释很多现象,比如发电机、变压器、电动机等的工作原理都与它有关。在这些设备中,磁场的变化会引起电流的变化,而电流的变化又会反过来影响磁场的变化,这就是电磁感应现象。
法拉第电磁感应定律的重要性不仅在于它的应用价值,更在于它所蕴含的物理思想。这个定律告诉我们,磁场的变化会引起电流的变化,而电流的变化又会反过来影响磁场的变化。
总之,法拉第电磁感应定律是一个非常重要的物理定律,它不仅在电磁学中有广泛的应用,在其他领域也可以找到类似的现象。
法拉第电磁感应定律内容
法拉第电磁感应定律内容:闭合线圈中磁通量在单位时间内的变化量,等于电动势的大小。
电磁感应定律也叫法拉第电磁感应定律,电磁感应现象是指因磁通量变化产生感应电动势的现象,例如,闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,产生的电流称为感应电流,产生的电动势(电压)称为感应电动势。
法拉第电磁感应定律内容:闭合线圈中磁通量在单位时间内的变化量,等于电动势的大小。法拉第电磁感应定律公式:E=△Φ/△t;我们还学过一个公式,E=BLv,它是上述公式的推导,这种情况下,引起线圈内磁通量变化的是导体棒的切割运动,是法拉第电磁感应定律的推论。
法拉第电磁感应定律应用:
发电机:
由法拉第电磁感应定律因电路及磁场的相对运动所造成的电动势,是发电机背后的根本现象。当永久性磁铁相对于一导电体运动时(反之亦然),就会产生电动势。如果电线这时连着电负载的话,电流就会流动,并因此产生电能,把机械运动的能量转变成电能。例如,鼓轮发电机。另一种实现这种构想的发电机就是法拉第碟片。
电磁流量计:
法拉第定律可被用于量度导电液体或等离子体状物的流动,这样一个仪器被称为电磁流量计。
变压器:
法拉第定律所预测的电动势,同时也是变压器的运作原理。当线圈中的电流转变时,转变中的电流生成一转变中的磁场。在磁场作用范围中的第二条电线,会感受到磁场的转变,于是自身的耦合磁通量也会转变 。因此,第二个线圈内会有电动势,这电动势被称为感应电动势或变压器电动势。如果线圈的两端是连接着一个电负载的话,电流就会流动。
法拉第电磁感应定律的内容是什么?
法拉第电磁感应定律如下:
法拉第电磁感应定律:因磁通量变化产生感应电动势的现象,闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应现象。由于这个现象是法拉第发现的,又称法拉第电磁感应定律。
定律发现的过程:
法拉第定律最初是一条基于观察的实验定律。后来被正式化,其偏导数的限制版本,跟其他的电磁学定律一块被列麦克斯韦方程组的现代赫维赛德版本。
法拉第电磁感应定律是基于法拉第于1831年所作的实验。这个效应被约瑟·亨利于大约同时发现,但法拉第的发表时间较早。
俄国物理学家海因里希·楞次(H.F.E.Lenz,1804-1865)在概括了大量实验事实的基础后,总结出一条判断感应电流方向的规律,称为楞次定律(Lenz law )。
法拉第电磁感应定律是什么
拉第电磁感应定律(英语:Faraday's law of electromagnetic induction)是电磁学中的一条基本定律,跟变压器、电感元件及多种发电机的运作有密切关系。定律指出:何封闭电路中感应电动势的大小,等于穿过这一电路磁通量的变化率。
拓展资料:
由法拉第电磁感应定律因电路及磁场的相对运动所造成的电动势,是发电机背后的根本现象。当永久性磁铁相对于一导电体运动时(反之亦然),就会产生电动势。如果电线这时连着电负载的话,电流就会流动,并因此产生电能,把机械运动的能量转变成电能。
发电机可以“反过来”运作,成为电动机。例如,用法拉第碟片这例子,设一直流电流由电压驱动,通过导电轴臂。然后由洛伦兹力定律可知,行进中的电荷受到磁场B的力,而这股力会按佛来明左手定则订下的方向来转动碟片。在没有不可逆效应(如摩擦或焦耳热)的情况下,碟片的转动速率必需使得dΦB/dt等于驱动电流的电压。
当穿过回路的磁通量发生变化时,回路中的感生电动势ε感的大小和穿过回路的磁通量变化率等成正比,即ε感=-△φ/△t 这就是法拉第电磁感应定律。
(2)说明
①当磁通量增加时,△φ/△t>0,这时ε感为负值,即感生电流产生的磁场和原磁场方向相向;当磁通量减少时,△φ/△t <0,这时ε感为正值,即感生电流产生的磁场和原磁场方向相同。
②中学阶段,物理量的大小和方向常常是分开讨论的。如ε感=△φ/△t仅反映了它的大小,其方向由楞次定律或右手定则来确定。
③感生电动势和磁通量的变化率成正比,不是和磁通量的多少成正比。例如,有一个线圈在匀强磁场中匀速转动,当线圈平面转到和磁场垂直,即线圈内磁通量达到最大时,它的变化率却最小,这时感生电动势为零。而当线圈转到和磁场平行,即穿过线圈的磁通量为零时,磁通量的变化率却达到最大,这时产生的感生电动势达到最大值。
http://www.nuist.edu.cn/WLX/neirong/pages/nr/nr5101.htm
“法拉第电磁感应定律: 因磁通量变化产生感应电动势的现象,闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应现象。由于这个现象是法拉第发现的,又称法拉第电磁感应定律。 电磁感应定律中电动势的方向可以通过楞次定律或右手定则来确定。
法拉第
电磁感应定律
:
因
磁通量
变化产生
感应电动势
的现象,闭合电路的一部分
导体
在
磁场
里做
切割磁感线
的运动时,导体中就会产生
电流
,这种现象叫
电磁感应现象
。由于这个现象是法拉第发现的,又称法拉第电磁感应定律。
电磁感应现象是
电磁学
中最重大的发现之一,它显示了电、
磁现象
之间的相互联系和转化,对其本质的深入研究所揭示的电、磁场之间的联系,对
麦克斯韦
电磁场理论
的建立具有重大意义。电磁感应现象在
电工技术
、
电子技术
以及
电磁测量
等方面都有广泛的应用。
中学简单一点记忆就好:
E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量的变化率
法拉第电磁感应定律:
因磁通量变化产生感应电动势的现象,闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应现象。由于这个现象是法拉第发现的,又称法拉第电磁感应定律。
电磁感应定律中电动势的方向可以通过楞次定律或右手定则来确定。右手定则内容:伸平右手使姆指与四指垂直,手心向着磁场的N极,姆指的方向与导体运动的方向一致,四指所指的方向即为导体中感应电流的方向(感应电动势的方向与感应电流的方向相同)。
楞次定律指出:感应电流的磁场要阻碍原磁通的变化。简而言之,就是磁通量变大,产生的电流有让其变小的趋势;而磁通量变小,产生的电流有让其变大的趋势。
感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定;e(t) = -n(dΦ)/(dt)。对动生的情况也可用E=BLV来求。
扩展资料:
法拉第电磁感应定律应用:
1,发电机
由法拉第电磁感应定律因电路及磁场的相对运动所造成的电动势,是发电机背后的根本现象。当永久性磁铁相对于一导电体运动时(反之亦然),就会产生电动势。
如果电线这时连着电负载的话,电流就会流动,并因此产生电能,把机械运动的能量转变成电能。例如,鼓轮发电机。另一种实现这种构想的发电机就是法拉第碟片
2,变压器
法拉第定律所预测的电动势,同时也是变压器的运作原理。当线圈中的电流转变时,转变中的电流生成一转变中的磁场。在磁场作用范围中的第二条电线,会感受到磁场的转变,于是自身的耦合磁通量也会转变 。
因此,第二个线圈内会有电动势,这电动势被称为感应电动势或变压器电动势。如果线圈的两端是连接着一个电负载的话,电流就会流动。
3,电磁流量计
法拉第定律可被用于量度导电液体或等离子体状物的流动,这样一个仪器被称为电磁流量计。
参考资料:百度百科---电磁感应定律
电磁感应定律的公式 电磁感应定律应用
电磁感应定律应用
1.法拉第电磁感应定律:
(1)感应电动势:在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势.
感生电动势:由感生电场产生的感应电动势.
动生电动势:由于导体运动而产生的感应电动势.
(2)内容:电路中感应电动势大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比. (3)公式:E =n ?Φ.
?t
(4)部分导体切割磁感线产生的感应电动势的大小:E=BLVsinθ.
①式中若V 、L 与B 两两垂直,则E=BLV,此时,感应电动势最大;当V 、L 与B 中任意两个量的方向互相平行时,感应电动势E=0.
②若导体是曲折的,则L 应是导体的两端点在V 、B 所决定的平面的垂线上投影间的.即L 为导体切割磁感线的等效长度.
③公式E=BLV中若V 为一段时间的平均值,则E 应是这段时间内的平均感应电动势;若V 为瞬时值,则E 应是某时刻的瞬时值. 2.互感
两个相互靠近的线圈中,有一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感生电动势,这种现象叫做互感,这种电动势叫做互感电动势.变压器就是利用互感现象制成的. 3.自感:
(1)自感现象:由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象.
(2)自感电动势:在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势.自感电动势的大小取决于自感系数和本身电流变化的快慢.
(3)自感电流:总是阻碍导体中原电流的变化,当自感电流是由于原电流的增加引起时,自感电流的方向与原电流方向相反;当自感电流是由于原电流的减少引起时,自感电流的方向与原电流的方向相同.楞次定律对判断自感电流仍适用. 4) 自感系数:
①大小:线圈的长度越长,线圈的面积越大,单位长度上的匝数越多,线圈的自感系数越大;线圈有铁芯时自感系数大得多. ②单位:亨利(符号H) ,1H=103mH=106μH
③物理意义:表征线圈产生自感电动势本领大小的物理量.
数值上等于通过线圈的电流在1秒内改变1安时产生的自感电动势的大小. 3.通电自感和断电自感的两个基本问题?
自感要搞清楚通电自感和断电自感两个基本问题,尤其是断电自感,特别模糊的是断电自感中“小灯泡在熄灭之前是否要闪亮一下”的问题,如图所示,原来电路闭合处于稳定状态,L 与A 并联,其电流分别为I L 和I A ,都是从左向右.在断开K 的瞬时,灯A 中原来的从左向右的电流I A 立即消失.但是灯A 与
图
线圈L 组成一闭合回路,由于L 的自感作用,其中的电流I L 不会立即消失,而是在回路中逐渐减弱维持短暂的的时间,这个时间内灯A 中有从右向左的电流通过.这时通过A 的电流是从I L 开始减弱,如果原来I L >I A ,则在灯A 熄灭之前要闪亮一下;如果原来I L ≤IA ,则灯A 逐渐熄灭不再闪亮一下.原来的I L 和I A 哪一个大,要由L 的直流电阻R L 与A 的电阻R A 的大小来决定.如果R L ≥RA ,则I L ≤IA ;如果R L <R A ,则I L >I
【例1】如图1所示,半径为r 的金属环,绕通过某直径的轴OO /以角速度ω转动,匀强磁场的磁感应强度为B .从金属环的平面与磁场方向重合开始计时,则在转过30O 的过程中,环中产生的感应电动势的平均值是多大?
图
1
【例2】如图2所示,固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd ,各边长为L ,其中ab 边是一段电阻为R 的均匀电阻丝,其余三边均为电阻可忽略的铜导线,磁场的磁感应强度为B 方向垂直纸面向里.现有一与ab 段的材料、粗细、长度都相同的电阻丝PQ 架在导线框上,以恒定速度从ad 滑向bc .当PQ 滑过L/3的距离时,通过aP 段电阻丝的电流强度是多大?方向如何?
图2
【例3】.金属杆ab 放在光滑的水平金属导轨上,与导轨组成闭合矩形电话,长L 1 = 0.8m,宽L 2 = 0.5m,回路的总电阻R = 0.2Ω,回路处在竖直方向的匀强磁场中,金属杆用水平绳通过定滑轮连接质量M = 0.04kg的木块,木块放在水平面上,如图3所示,磁场的磁感应强度从B 0 = 1T 开始随时间均匀增强,5s 末木块将离开水平面,不计一切摩擦,g = 10m/s2,求回路中的电流强度.
图3
【例4】如图4所示的电路,L 为自感线圈,R 是一个灯泡,E 是电源,当S 闭合瞬间,通过电灯的电流方向是 ,当S 切断瞬间,通过电灯的电流方向是 .
图4
【例5】如图5所示,光滑导体棒bc 固定在竖直放置的足够长的平行金属导轨上,构成框架abcd ,其中bc 棒电阻为R ,其余电阻不计.一不计电阻的导体棒ef 水平放置在框架上,且始终保持良好接触,能无摩擦地滑动,质量为m .整个装置处在磁感应强度为B 的匀强磁场中,磁场方向垂直框面.若用恒力F 向上拉ef ,则当ef 匀速上升时,速度多大?
图5
【例
6】如图6所示,两根电阻不计,间距为l 的平行金属导轨,一端接有阻值为R 的电阻,导轨上垂直搁置一根质量为m 、电阻为r 的金属棒,整个装置处于竖直向上磁感强度为B 的匀强磁场中.现给金属棒施一冲量,使它以初速V 0向左滑行.设棒与导轨间的动摩擦因数为 ,金属棒从开始运动到停止的整个过程中,通过电阻R 的电量为q .求:(导轨足够长)
(1)金属棒沿导轨滑行的距离;
(2)在运动的整个过程中消耗的电能.
图6
【例7】.如图7所示,两光滑平行导轨MN 、PQ 水平放置在匀强磁场中,磁场方向与导轨所在平面垂直,金属棒ab 可沿导轨自由移动,导轨左端M 、P 接一定值电阻,金属棒以及导轨的电阻不计.现将金属棒由静止向右拉,若保持拉力F 恒定,经过时间t 1后,金属棒的速度为v ,加速度为a 1,最终以2v 作匀速运动;若保持拉力F 的功率恒定,经过时间t 2后,金属棒的速度为v ,加速度为a 2,最终以2v 作匀速运动.求a 1与 a2的比值.
图7
练习
1.在电磁感应现象中,通过线圈的磁通量与感应电动势关系正确的是( )
A .穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大 B .穿过线圈的磁通量为零,感应电动势一定为零 C .穿过线圈的磁通量变化越大,感应电动势越大 D .穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大 2.如图1所示的电路中,A 1和A 2是完全相同的灯泡,线圈L 的电阻可以忽略.下列说法中正确的是()
A .合上开关S 接通电路时,A 2先亮,A 1后亮,最后一样亮 B .合上开关S 接通电路时,A 1和A 2始终一样亮
C .断开开关S 切断电路时,A 2立刻熄灭,A 1过一会儿才熄灭 D .断开开关S 切断电路时,A 1和A 2都要过一会儿才熄灭
图
1
图
2
3.如图2所示,a 、b 是平行金属导轨,匀强磁场垂直导轨平面,c 、d 是分别串有电压表和电流表的金属棒,它们与导轨接触良好,当c 、d 以相同的速度向右运动时,下列说法正确的是()
A. 两表均无读数 B. 两表均有读数
C. 电流表有读数,电压表无读数 D. 电流表无读数,电压表有读数
4.如图3示,甲中有两条不平行轨道而乙中的两条轨道是平行的,其余物理条件都相同.金属棒MN 都正在轨道上向右匀速平动,在棒运动的过程中,将观察到 ( )
A .L1,L2小电珠都发光,只是亮度不同 B.Ll ,L2都不发光 C .L2发光,Ll 不发光 D.Ll 发光,L2不发光
5.如图4所示,AOC 是光滑的直角金属导轨,AO 沿竖直方向,OC 沿水平方向,ab 是一根金属直棒,如图立在导轨上(开始时b 离O 点很近).它从静止开始在重力作用下运动,运动过程中a 端始终在AO 上,b 端始终在OC 上,直到ab 完全落在OC 上,整个装置放在一匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,则ab 棒在运动过程中( )
A. 感应电流方向始终是b→a
B. 感应电流方向先是b→a,后变为a→b C. 受磁场力方向垂直于ab 向上
D. 受磁场力方向先垂直ab 向下,后垂直于ab 向上
图3
图5
综合练习:
1.穿过闭合回路的磁通量φ随时间t 变化的图象分别如图5①~④所示,下列关于回路中产生的感应电动势的论述,正确的是( )
A. 图①中回路产生的感应电动势恒定不变 B. 图②中回路产生的感应电动势一直在变大
C. 图③中回路在0~t 1时间内产生的感应电动势小于在t 1~t 2感应电动势
D. 图④中回路产生的感应电动势先变小再变大
2.如图7所示,两个互连的金属圆环,粗金属环的电阻是细金属环电阻的二分之一.磁场垂直穿过粗金属环所在区域.当磁感应强度随时间均匀变化时,在粗环内产生的感应电动势为E ,则a 、b 两点间的电势差为:( )
1 图
7
3
图
8
A. 1E B. 1E C. 2E D. E
2
3
3.水平放置的金属框架cdef 处于如图8所示的匀强磁场中,金属棒ab 置于粗糙的框架上且接触良好.从某时刻开始磁感应强度均匀增大,金属棒ab 始终保持静止,则()
A .ab 中电流增大,ab B .ab 中电流不变,ab 棒受摩擦力也不变 C .ab 中电流不变,ab 棒受摩擦力增大 D .ab 中电流增大,ab 棒受摩擦力不变
4.如图9所示,让线圈由位置1通过一个匀强磁场的区域运动到位置2,下述说法中正确的是:( )
A .线圈进入匀强磁场区域的过程中,线圈中有感应电流,而且进入时的速度越大,感应电流越大
B .整个线圈在匀强磁场中匀速运动时,线圈中有感应电流,而且感应电流是恒定的
C .整个线圈在匀强磁场中加速运动时,线圈中有感应电流,而且感应电流越来越大
D .线圈穿出匀强磁场区域的过程中,线圈中有感应电流,而且感应电流越来越大
5.如图10中所示电路,开关S 原来闭合着,若在t 1时刻突然断开开关S ,则于此时刻前后通过电阻R 1的电流情况用图11中哪个图像表示比较合适()
图10
图11 6.如图12所示,一宽40cm 的匀强磁场区域,磁
场方向垂直纸面向里,一边长为20cm 的正方形导线框位于纸面内,以垂直于磁场边界的恒定速度v =20cm/s通过磁场区域,在运动过程中,线框中有一边始终与磁场区域的边界平行,取它刚进入磁场的时刻t =0,在图13的图线中,正确反映感应电流强度随时间变化规律的是()
图
12
图
13
7.如图14所示,一闭合小铜环用绝缘细线悬挂起来,铜环从图示位置静止释放,若不计空气阻力,则()
图
15
图14
A .铜环进入或离开磁场区域时,环中感应电流方向都沿顺时针方向
B .铜环进入磁场区域后,越靠近OO′位置速度超大,产生的感应电流越大 C .此摆的机械能不守恒
D .在开始一段时间内,铜环摆动角度逐渐变小,以后不变
8.如图15所示,在光滑绝缘水平面上,有一矩形线圈以一定的初速度进入匀强磁场区域,线圈全部进入匀强磁场区域时,其动能恰好等于它在磁场外面时的一半,设磁场区域宽度大于线圈宽度,则( )
A .线圈恰好在完全离开磁场时停下 B .线圈在未完全离开磁场时已停下 C .线圈能通过场区不会停下 D .线圈在磁场中某个位置停下
9.如图16所示,水平金属导轨足够长,处于竖直向上的匀强磁场中,导轨上架着金属棒ab ,现给ab 一个水平冲量,ab 将运动起来,最后又静止在导轨上,对此过程,就导轨光滑和粗糙两种情况比较有( )
A .安培力对ab 棒做功相等 B .电流通过整个回路做功相等 C .整个回路产生的热量相等 D .两棒运动的路程相等
图16
电磁感应定律内容
电磁感应定律是物理学中的一个重要定律。
电磁感应定律描述了电磁场中变化的磁场可以产生电场的现象。该定律由英国物理学家迈克尔·法拉第发现,也被称为法拉第电磁感应定律。
当一个闭合导体在变化的磁场中时,导体内就会产生感应电流。这个感应电流的方向与磁场变化的方向相反,也即楞次定律。这个定律可以用右手定则来形象地解释,即当右手拇指指向磁场变化的方向时,四指的弯曲方向就是电流的方向。
电磁感应定律的发现为现代电力工业和电子技术奠定了基础。发电机、变压器、电动机等电气设备都是基于该定律设计的。同时,该定律也是麦克斯韦电磁场理论的基础之一,麦克斯韦将该定律与其他三个基本电磁场规律结合,得到了著名的麦克斯韦方程组,进一步揭示了电磁场的本质和规律。
电磁感应定律在生活中的应用:
1、发电机:发电机是利用电磁感应原理将机械能转换为电能的装置。在发电厂中,发电机将水能、风能或其他机械能转化为电能,通过输电线路输送到千家万户。
2、变压器:变压器是利用电磁感应原理将交流电压升高或降低的装置。在电力系统中,变压器起着升压、降压、变相等重要作用,以确保电力系统的稳定运行。
3、感应炉:感应炉利用电磁感应原理产生涡流,对金属进行加热和熔炼。在冶金、铸造等领域,感应炉是必不可少的设备。
4、磁悬浮列车:磁悬浮列车利用电磁感应原理实现列车与轨道之间的无接触悬浮和推进。这种列车具有高速、低噪音、低能耗等优点,是未来交通的重要发展方向之一。
5、电磁炉:电磁炉利用电磁感应原理产生涡流,对锅具进行加热。与传统炉具相比,电磁炉具有高效、节能、环保等优点,已成为现代厨房的必备设备。
6、微波炉:微波炉利用电磁感应原理对食物进行加热。在微波炉中,交变磁场引起食物内水分子振动并摩擦,产生热量使食物温度升高。
7、医疗领域:在医疗领域,电磁感应技术也被广泛应用于诊断和治疗。例如,磁共振成像(MRI)利用电磁感应原理获取人体内部结构的高清图像,为医生提供准确的诊断依据。
高中物理楞次定律教案大全
楞次定律:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。接下来是我为大家整理的高中物理楞次定律教案大全,希望大家喜欢!
高中物理楞次定律教案大全一
一.教材分析
法拉第电磁感应定律和楞次定律是电磁学中的重要定律,一个判定感应电动势的大小,一个判定感应电流的方向,二者前后关联,映衬了电磁感应现象规律的多样性和复杂性。
楞次定律是电磁感应这一事物 本身属性的一个放映,客观存在且发展变化。既然是放映事物本质的规律,在物理学中称为定律,从新课程标准来看,是体现“过程与 方法 ”这一具体课程目标的最佳切入点。
教材指明了教学的方向,让学生经历科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物理问题,验证物理规律。但在探究的细节和过程上,留给了教师和学生广阔的思考设计空间,有助与激发新思维,发现新方法,提出新问题,得出新结论,体现新课程。
从教材内容来看,楞次定律将学生知识范围内有关“场”的概念从“静态场”过渡到“动态场”,而且它涉及的物理量多,关系复杂,为教学带来了很大的难度。
楞次定律是电磁学的一个重要规律,对学生而言是以后分析和解决电磁学问题的理论基础,在高考试题中常以综合题的形式表现出来,要求学生能够灵活的运用。
二.学情分析
学生在初中阶段已经接触过有关电磁感应现象的知识,但还比较粗浅,尤其对感应电流的方向的判断没有进行研究。本节教材力图通过学生自己的探究, 总结 出电磁感应现象中感应电流方向的判断所遵守的一般规则
长期以来, 教育 教学过程中师生地位平等,以人为本,坚持学生的 主体地位,教师的主导地位。
本节课是规律的探究课,呈现在学生面前的是现象,是问题,而不是结论。受应试教育的影响,在上课前告诉学生上课的内容,学生会将结论记住,在课堂上机械的,剧本式的配合老师,没有深入的思考,达不到教学的目的,因此本节课的教学没有要求学生预习。
面对新现象,新问题,且没有唯一固定的答案,学生有浓厚的探究欲望,为其思维的发散提供了较大的空间。从另外一个角度讲,本节内容,数学运算,物理理论要求不高,适当地又降低了学习难度,选择探究式教学是最佳的途径。
探究式教学重视的是探究的过程和方法而不是结论,探究过程是产生创造思维的温床,过于重视结果可能会导致丧失探 究热情,扼杀学生探究的欲望。
三.教学目标
知识与技能
a)通过实验探究得出感应电流与磁通量变化的关系,并会叙述楞次定律的内容。
b)通过实验过程的回放分析,体会楞次定律内容中“阻碍”二字的含义,感受“磁通量变化”的方式和途径。
c)通过实验现象的直观比较,进一步明确感应电流产生的过程仍能遵循能量转化和守恒定律
过程与方法
a)观察实验,体验电磁感应现象中感应电流存在方向问题。
b)尝试用所学的知识,设计感应电流方向的指示方案,并动手实验操作。
c)关注实验现象的个性,找出实验现象的共性,并总结出规律,培养学生 抽象思维 能力和 创新思维 能力。
情感态度价值观
热情:在实验设计,操作过程中逐步积蓄探究热情,培养学生勇于探究的精神;
参与:养成主动参与科学研究的良好学习习惯;
交流:在自由开放平等的探究交流空间,能互相配合,互相鼓励,友好评价,和谐相处。
哲学思考:能够用因果关系和矛盾论的辨正观点认识 楞次定律;
四.教学重点难点
重点:楞次定律探究实验设计和实验结果的总结。
难点:感应电流激发的磁场与原来磁场之间的关系。
定律内容表述中阻碍二字的理解。
五.设计思想
本节课结合学生的特点对教材的内容进行了深入的挖掘和思考,备教材,备学生,备教法,始终把学生放在教学的主体地位,让学生参与,让学生设计,营造一个“安全”的教学环境,广开言路 ,让学生的思维与教师的引导共振。
整节课主要采用布鲁纳倡导的“发现法”,结合实验探究总结楞次定律的内容,把规律的得出过程和方法放在首位,把学生的情感价值体验放在重要位置。总体教学布局如下表:
SHAPE MERGEFORMAT
六.教学过程
( 一)实验引入,引发学生猜想与假设,激发学生探究的欲望
师:在探究电磁感应现象的实验中,也许你已经注意到,在不同的情况下产生的感应电流的方向是不同的。我们再来重复一下上节课的实验。
师(演示):磁铁插进螺线管和从螺线管拔出时,导致灵敏电流计的指针左右来回摆动。
师:大家是否注意到,当我把磁铁插进螺线管和从螺线管拔出时,回路中产生的感应电流的方向是不同的。那么,感应电流的方向由哪些因素决定?遵循什么规律?大家通过以上的实验猜想一下。
生:可能与线圈导线的环绕方向,原磁场的方向,原磁通的变化方向有关。
师:我们用实验来探究和验证大家的猜想。
(二)学习新知,开始实验探究过程
1.学生实验,自制线圈,弄清线圈导线的绕向
师:同学们认为,感应电流的方向与线圈的 绕制方向有关,所以我们必须弄清线圈的绕制方向。使用现成的线圈,由于导线的松动等 其它 原因,有时导线的绕向不容易弄清。下面我们同学自己动手绕线圈,这样有利于我们弄清线圈导线的绕向,“纸上谈来终觉浅,绝知此事要躬行”嘛!
分组实验:(分6组,每组选小组长,记录员,汇报人,注意合作探究)
实验准备:一根长约20厘米的塑料管(两端锯出卡线槽);一根长约2米的导线
学生活动:教师指导下学生自行绕制线圈
2.教师启发,完成电流方向的指示设 计
师:线圈绕制完成了,我们还要弄清什么问题?
生:感应电流方向的指示。
师:如何指示呢?有哪那些实验器材可以被我们所利用?
生:学生的回答可能有以下两种情况:
A:利用电路改装实验中的表头,没有电流时,指针在表盘的中央,当电流从不同的接线柱流入时,指针的偏转方向不一样,我们可以根据指针的偏转方向判定电流的输入方向。
B:利用发光二极管的单向导电性,将二极管串连接入闭合回路,当二极管发 光,表明感应电流的方向与二极管的导流方向一致。
EMBED PBrush
(学生的知识得到了应用,能力得到了体现,导致学习热情高涨)
师:该设计怎样的电路来查明电流方向与电表接线柱,或者是电流方向与二极管发光的关系?
学生活动:(同学之间交流,共同完成设计,对不同的结果给予适当的可行性评价)
师:(从同学的设计中,找到最佳合理设计)如图所示: SHAPE MERGEFORMAT
师:按照设计的方案,连接电路,辩明指示的方向并做简要的交代。
师:通过发光二极管也可以判断电流的方向,正向导电发光,反向不通电,不发光。
3、教师主导,完成实验方案设计和数据收集
师:我们要研究感应电流的方向,接下来该干什么呢?
生:连接闭合回路,让磁通量发生变化,产生感应电流,并用相应的仪器来指示
师:可以设计那些方案来实现呢?
生:(交流互动,依据电磁感应现象,可能性最大的两种设计如下图所示)
SHAPE MERGEFORMAT
师:请大家利用小组内的器材,选择一种电路,连接器材并完成实验结果记录
(两种方案,设计两种学案)
高中物理楞次定律教案大全二
一、教材分析?
《楞次定律》是高中物理选修3—2?“电磁感应”一章的重点和难点,涉及的要素多且关系复杂(磁场方向、磁通量的变化、线圈绕向、电流方向等),其规律比较隐蔽,抽象性和概括性很强。因此,学生理解楞次定律有较大的难度,也就成为本章教学的难点。本节课的主要任务是引导学生通过实验探究过程,总结出感应电流的方向所遵循的一般规律——楞次定律,并对定律内容有初步的认识。本节教学内容的处理是建立在第二节“探究电磁感应的产生条件”基础上,虽说教科书中的实验都是前面教学中做过的,但是从确定“感应电流方向”的角度考虑问题,就需要重新研究第二节中的两个学生实验。楞次定律对判断感应电流的方向,以及理解电磁感应现象中能量转化的规律有普遍重要的意义,对右手定则的理解也有帮助,高考考试说明中属于二级要求。?
二、教学目标
?1、知识与技能:?
(1)理解楞次定律的内容。?
(2)能初步应用楞次定律判定感应电流方向。?
(3)理解楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的反应。?
(4)、理解楞次定律中“阻碍”二字的含义。
?2、过程与方法?
(1)通过观察演示实验,探索和总结出感应电流方向的一般规律。?
(2)通过实验教学,感受楞次定律的实验探究过程,培养学生观察实验,分析、归纳、总结物理规律的能力。?
3、情感态度与价值观?
(1)使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法。?
(2)培养学生的空间想象能力。?
(3)让学生参与问题的解决,培养学生科学的探究能力和合作精神。?
三、教学重点、难点?
重点:理解楞次定律并能利用其判断感应电流的方向。
难点:对楞次定律?“阻碍变化”?的理解。?
四、学情分析?
我们的学生在全市七所高中属于末流水平,数学功底普遍薄弱,理解能力较差。在每一个班里,学生已有的知识水平和实验能力又有差距。这就要求我们在进行新课教学前吃透教材,熟悉学情,充分挖掘信息技术的最大潜力,同时借助物理实验,整合高中物理教学,备好 教学方法 。通过上一节《探究感应电流的产生条件》的教学,学生对产生感应电流的条件已经有了比较清醒的认识,本节课针对感应电流的方向做一个详细的实验探究。学生实验能力、语言表达能力、团队合作能力等都能够得到较好的锻炼。?
五、教学方法?
?1.?实验法:教师演示实验?学生实验。2.学案问题导向教学法
六、实验准备
1.学生的学习:导学案、学生实验器材。?
2.教师的教学:多媒体课件制作, 课前预习 学案,课内探究学案,问题设计。?
3.教学环境的设计和布置:分小组合作学习,分6个学习小组。?
七、教学过程?
(一)?检查预习、解疑设问
检查落实了解学生的预习情况,发现学生的疑惑,使教学具有了针对性。?
1、情景导入 展示目标?
创设情景?
视频介绍电磁感应新科技;楞次定律演示器改进实验;演示磁铁穿过铝管实验。?
质疑设问?:?
eq oac(○,1) 、闭合铝环、开口铝环为什么会产生不同的运动
eq oac(○,2) 、强磁性球和铁球为什么通过铝管后不是同时落地
2、引入实验 构建问题
eq oac(○,1) 、磁铁插入与拔出时指针的偏转相同吗?左偏与右偏意味着什么呢
eq oac(○,2) 、电流表指针偏转有规律吗
eq oac(○,3) 、应该通过什么途径来寻找感应电流的方向
3、确定主题 制订计划?
eq oac(○,1) 、指针的偏转不同说明电流的方向不同,那么电流的方向与指针的偏转有何关系呢
eq oac(○,2) 、猜想感应电流的方向与哪些因素有关
(1)与线圈的接法有关;(2)与磁铁的运动方式有关;(3)与原磁场的方向有关;(4)……?
eq oac(○,3) 、制订计划(如何去完成以上的验证)?
(1)、怎样获得感应电流?本实验的研究对象是线圈所对应的闭合回路。?(2)、要查明电流表指针偏转方向与电流方向的关系。?(3)、要知道线圈的绕向怎样,以便确定感应电流的磁场方向。?(4)、如何选择实验器材(5)、实验中要记录线圈中磁场的方向、穿过线圈的磁通量的变化情况、感应电流的方向及其产生的磁场的方向等。?
指导学生对上面问题讨论解决以前学过的,得出本节课的主题:?
1、电流的方向与指针的偏转有何关系
2、如何确定感应电流的方向?并提出猜想。?
3、确定计划具体内容?
(1)条形磁铁与线圈间的相对运动有几种可能
(2)为了探究感应电流的方向与磁通量的变化、原磁场的方向的关系在物理学中通常采用什么方法控制变量法顺次控制。
(二)合作探究、精讲点拨。?
探究一:研究感应电流的方向?
(1)、探究目标:感应电流的方向与哪些因素有关。?
(2)、探究方向:从磁铁和线圈有磁力作用入手。?
(3)、探究手段:分组实验(器材:螺线管,灵敏电流计,条形磁铁,导线)?
(4)、探究过程?:详见课本P10图4.3-2
?(实验记录,完成表格内容)
N极 S极 磁铁在管上静止不动时 磁铁在管中静止不动时 插入 拔出 插入 拔出 N在下 ?S在下? N在下? S在下 原磁场B的方向 向下 向下? 向上 向上? ?向下 ?向上 ?向下 ?向上 原磁场磁通量Φ变化 增大? 减小 增大 减小? 不变? 不变? 不变? 不变 感应电流的磁场B的方向? 向上 向下 向下 向上 无 无 无 无 原磁场B与感应电流的磁场B、的方向关系 相反 相同 相反 相同 (5)、学生分组讨论:?
高中物理楞次定律教案大全三
一、教材分析:
本节课教学内容是人教版教材,高中物理选修3-2第一章第三节“感应电流的方向——楞次定律”。?楞次定律是电磁感应规律的重要组成部分,它与法拉第电磁感应定律一样也是本章的一个教学重点,是分析和处理电磁感应现象问题的两个重要支柱之一。
由于此定律所牵涉的物理量和物理规律较多,只有对原磁场方向、原磁通量变化情况、感应电流的磁场方向、以及会用安培定则进行正确的判定,才能得到正确的感应电流的方向。同时,学生还必须能正确运用安培定则,左手定则,安培定则解决问题,所以这部分内容也是电学部分的一个难点。
二、教学重难点:
教学重点:理解感应电流的方向与引起感应电流的磁通量变化之间的关系。
教学难点:根据教学目标,进行实验设计与操作。
三、学情分析:
学生已经掌握了磁通量的概念,并会分析磁通量的变化。已经知道了条形磁铁的磁感线的分布。学生已经利用(条形磁铁、电流计、线圈等)实验器材研究感应电流产生的条件。
四、教学目标:
1.知识与技能?
(1)会表述感应电流的方向与引起感应电流的磁通量的变化之间的关系。
(2)会用自己的语言组织表述“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”中的“阻碍”的意义。?
(3)会用楞次定律判断电磁感应现象中感应电流的方向。
2.过程与方法
(1)通过探究过程体会提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、分析论证、验证等科学探究要素。
(2)通过楞次定律的学习过程,了解物理学的研究方法,认识物理实验在物理学发展过程中的作用。
(3)通过实验探究,学会用实验探究的方法研究物理问题。
3.情感态度与价值观
(1)通过楞次对法拉第研究成果的关注到发现感应电流方向的规律的介绍,让学生发展对科学的好奇心与求知欲,能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
(2)通过实验学会与他人主动交流合作,培养团队精神。
五、设计思路:
本节作为一堂物理规律课的教学,重点在于指导学生思考问题的方法和利用实验研究物理规律的手段,为此本课采用学生分组随堂实验探究的操作模式,学生在老师的启发和帮助下通过自己实验操作来发现、解决问题,获取新知识。
为了突破难点本课利用“引导探究“式教学法,课堂教学设计是这样的:创设一个问题情景→学生讨论、猜想→设计实验→探索实验→(将演示实验改变为学生自己做探索性实验)→分析实验现象→得出楞次定律→课堂讲练→课堂练习。
在教学过程中,抓住知识的产生过程,积极引导学生主动探究,突出学生的课堂教学的主体地位。
六、器材准备:
多媒体平台、线圈、条形磁铁、导线、干电池、条形磁铁、灵敏电流计、楞次定律演示器.
七、教学过程:
一、设置情景,引入课题
[教师展示情景]:(引入课题实验──三个对比实验)
1.对比实验一:强磁性球和铁球从同一高度同时自由释放。
2.对比实验二: 强磁性球和铁球分别通过甲、乙铝管从同一高度同时自由释放。
3.对比实验三: 强磁性球和铁球分别通过乙、甲铝管从同一高度同时自由释放。
[学生思考回答]:
强磁性球和铁球是不是同时落地?
对比实验一中两球同时落地;对比实验二、三中两球不是同时落地。
[教师启发引导]:
1.强磁性球和铁球为什么通过铝管后不是同时落地?
(我们先来学习第四章第三节楞次定律)
二、重温实验,提出问题
[教师展示情景]:(复习引入实验)
[学生思考回答]:
1.注意观察灵敏电流表指针是否偏转?向哪边偏转
偏转;向左、向右。
2.灵敏电流表指针偏转说明什么?偏转方向不同说明什么?
线圈中产生的感应电流;感应电流方向会改变。
3.感应电流方向跟哪些因素有关呢?
三、对比实验,合理猜想
[教师展示情景]:(二个对比实验)
对比实验一:如图(4)所示,N极插入和N极抽出。
对比实验二:如图(5)所示,N极插入和S极插入。
[学生思考猜想]:
1.猜想感应电流的方向可能跟哪些因素有关?
A.感应电流的方向可能跟磁通量的变化有关;
B.感应电流的方向可能跟原磁场的方向有关;
[教师启发引导]:
1.感应电流的方向可能跟原磁场的方向、磁通量的变化有关。
2.下面我们通过实验,探究感应电流的方向跟磁通量的变化、原磁场的方向的关系。
四、实验探究,归纳概括
实验目的:
探究感应电流的方向、磁通量的变化及原磁场的方向的关系即感应电流的方向遵循什么规律?
思考讨论:
1.条形磁铁与线圈间的相对运动有几种可能?
2.为了探究感应电流的方向与磁通量的变化、原磁场的方向的关系在物理学中通常采用什么方法?
控制变量法
探究方案:
顺次控制:(1)磁通量的变化(2)原磁场的方向(3)感应电流的方向
? ? 相对运动 ? ?
? 原磁通量的变化 ? ? ? 原磁场的方向 ? ? ? ? 感应电流的方向(俯视图) ? ? ?
实验前确定:
1.指针偏转方向与电流的方向的关系:
指针右偏——电流从正接线柱流进灵敏电流表;
指针左偏——电流从负接线柱流进灵敏电流表。
2.然后“顺藤摸瓜”确定线圈中的感应电流的方向。
实验步骤:
1.灵敏电流计指针偏转与电流的方向的关系。
2.根据磁通量的变化分成磁通量的增加和磁通量的减少两大类进行实验。
3.分组实验、记录结果。
4.教师引领学生填写表格。
分组探究:
收集数据:
寻求“中介”归纳规律:
(让学生感受科学家严肃认真、不怕困难的科学态度)
1.产生感应电流的条件是什么?
归纳概括、形成结论:
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电磁感应的公式总结
电磁感应的公式总结如下:
电磁感应公式:E=nΔΦ/Δt,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量的变化率;E=BLVsinA(切割磁感线运动);Em=nBSω,Em:感应电动势峰值;E=BL2ω/2,ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)。
磁感应强度计算公式:B = Φ / (N × Ae) 式中:B为磁感应强度,单位为Wb/m^2;Φ为感应磁通(测量值),单位为Wb;N为感应线圈的匝数;Ae为测试样品的有效截面积,单位为m^2。
磁感应强度是磁场作用的强度,它是描述磁场强度大小的物理量。磁感应强度的大小与磁场强度、磁介质的磁导率和磁场中的物质有关。
在物理学中,磁场是指由磁荷或电流所产生的物理现象。磁场的作用可以使电荷受到力的作用,也可以使电流受到力的作用。磁场是电磁场的一部分,与电场相似,都是由电荷或电流产生的。但是,磁场与电场不同的是,磁场的作用力方向垂直于电荷或电流的速度方向。
磁场在日常生活中有着广泛的应用,例如在电动机、发电机、变压器等电器设备中,磁场的作用是非常重要的。此外,MRI(磁共振成像)等医学检查也是利用磁场的作用原理进行的。
电磁感应的公式总结:法拉第电磁感应定律和楞次定律是电磁感应的重要公式,可以用于分析电磁感应现象和解决相关问题。
1.法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律是一个描述自感应电动势大小和方向的定律。它表示:当导体中出现磁通量变化时,将会在导体内产生一电动势,其方向与磁通量变化的速率成正比,而与变化方向垂直。该定律的数学表达式为:ε=-dΦ/dt,其中ε是感应电动势,Φ是磁通量,d/dt表示对时间的导数。
2.楞次定律
楞次定律是一个描述电磁感应现象的定律。它表示:当导体中出现电动势时,产生的感应电流会产生一个磁场,该磁场的方向与电流方向满足右手定则,即握住导体的右手,大拇指指向电流方向,四手指的曲线方向就是磁场的方向。该定律的数学表达式为:ε=-dΦ/dt,其中ε是感应电动势,Φ是磁通量,d/dt表示对时间的导数。
3.自感应电动势公式
自感应电动势是指由于电流变化而在自身产生的电动势。根据法拉第电磁感应定律,自感应电动势的大小与电流变化速率成正比,而与电流变化方向垂直。其公式表示为:ε=-L(di/dt),其中L是自感系数,di/dt是电流变化速率。
4.互感电动势公式
互感电动势是指由于磁通量变化而在两个或多个线圈间产生的电动势。根据法拉第电磁感应定律和楞次定律,互感电动势的大小与磁通量变化速率和线圈匝数有关。其公式表示为:ε=-M(dI1/dt),其中M是互感系数,dI1/dt是线圈1中电流变化速率。
总结而言,以上公式是电磁感应中的重要公式,其中法拉第电磁感应定律和楞次定律是基础,自感应电动势公式和互感电动势公式是在此基础上推导出来的。掌握这些公式可以帮助我们更好地分析和解决相关问题。