2018-2019學(xué)年高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 第4節(jié) 法拉第電磁感應(yīng)定律課件 新人教版選修3-2.ppt

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1、4. 法拉第電磁感應(yīng)定律,,【知識與技能】 (1)知道磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的物理量，并能區(qū)別Φ、ΔΦ和 . (2)理解法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容、數(shù)學(xué)表達(dá)式． (3)會用法拉第電磁感應(yīng)定律解決問題． 【過程與方法】 經(jīng)歷學(xué)生實驗，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和探究能力． 【情感、態(tài)度與價值觀】 從不同物理現(xiàn)象中抽象出個性與共性問題，培養(yǎng)學(xué)生對不同事物進(jìn)行分析，找出共性與個性的辯證唯物主義思想．,三維目標(biāo),,,【重點】 法拉第電磁感應(yīng)定律． 【難點】 感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢的產(chǎn)生條件的區(qū)別．,重點難點,,,建議在具體教學(xué)中，教師幫助學(xué)生形成知識系統(tǒng)，以便加深對已經(jīng)學(xué)過的概念和原理的理解，有助于

2、理解和掌握新學(xué)的概念和原理．在法拉第電磁感應(yīng)定律的教學(xué)中，有以下幾個內(nèi)容與前面的知識有聯(lián)系，希望教師在教學(xué)中注意： (1)由“恒定電流”知識知道，閉合電路中要有持續(xù)電流，必須有電動勢存在；在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，閉合電路中有感應(yīng)電流也必然要存在對應(yīng)的感應(yīng)電動勢，由此引出確定感應(yīng)電動勢的大小問題． (2)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，為人們研制新的電源提供了可能，當(dāng)它作為電源向外供電的時候，我們應(yīng)當(dāng)把它與外電路作為一個閉合回路來研究，這和直流,教學(xué)建議,,,電路沒有分別． (3)用能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點來研究問題是中學(xué)物理的一個重要的方法．化學(xué)電源中的電動勢表征的是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，感應(yīng)電動勢

3、表征的是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)．,教學(xué)建議,,,【導(dǎo)入一】 一、復(fù)習(xí)提問 1．在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？ 答：穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，就會在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流． 2．恒定電流中學(xué)過，電路中存在持續(xù)電流的條件是什么？ 答：電路閉合，且這個電路中有電源． 3．在發(fā)生電磁感應(yīng)的情況下，用什么方法可以判定感應(yīng)電流的方向？ 答：由楞次定律或右手定則判斷感應(yīng)電流的方向．,新課導(dǎo)入,,,二、引入新課 1．問題1：既然會判定感應(yīng)電流的方向，那么，怎樣確定感應(yīng)電流的大小呢？ 答：既然有感應(yīng)電流，那么就一定存在感應(yīng)電動勢．只要能確定感應(yīng)電動勢的大小，根據(jù)歐姆定律就可以確定感應(yīng)電流的大小了

4、． 2．問題2：如圖441所示，在螺線管中插入一個條形磁鐵，問： (1)在條形磁鐵向下插入螺線管的過程中，該電路中是否都有電流？ 為什么？ 答：有，因為磁通量發(fā)生變化．,新課導(dǎo)入,,,(2)有感應(yīng)電流，是誰充當(dāng)電源？ 答：由恒定電流中的學(xué)習(xí)，對比可知圖442中 的虛線框部分相當(dāng)于電源． (3)圖中若電路是斷開的，有無感應(yīng)電流電流？ 有無感應(yīng)電動勢？ 答：電路斷開，肯定無感應(yīng)電流，但有感應(yīng)電動勢． 3．產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件是什么？ 答：穿過回路的磁通量發(fā)生變化．,新課導(dǎo)入,,,4．比較產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件和產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，你有什么發(fā)現(xiàn)？ 答：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，不論電路是否閉合，只要穿過電路

5、的磁通量發(fā)生變化，電路中就有感應(yīng)電動勢，但產(chǎn)生感應(yīng)電流還需要電路閉合，因此研究感應(yīng)電動勢更有意義． 本節(jié)課我們就來一起探究感應(yīng)電動勢．,新課導(dǎo)入,,,【導(dǎo)入二】 情境導(dǎo)入 電磁感應(yīng)現(xiàn)象是電磁學(xué)中最大的發(fā)現(xiàn)之一，它揭示了電、磁現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系．法拉第電磁感應(yīng)定律的重要意義在于，一方面，依據(jù)電磁感應(yīng)的原理，人們制造出了發(fā)電機(jī)，電能的大規(guī)模生產(chǎn)和遠(yuǎn)距離輸送成為可能；另一方面，電磁感應(yīng)現(xiàn)象在電工技術(shù)、電子技術(shù)以及電磁測量方面都有廣泛的應(yīng)用．人類社會從此邁入了電氣化時代．對人類這么有意義的規(guī)律內(nèi)容是什么？還不想去了解了解嗎？,新課導(dǎo)入,,1.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢,叫作 ,產(chǎn)生電動勢的這部

6、分導(dǎo)體就相當(dāng)于 ,導(dǎo)體的電阻相當(dāng)于 . 2.法拉第電磁感應(yīng)定律:閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小,跟穿過這一電路的 ,表達(dá)式為E=n,其中n是 .導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E= (B、l、v兩兩垂直時).,,知識必備,感應(yīng)電動勢,電源,電源的內(nèi)阻,磁通量的變化率成正比,線圈的匝數(shù),Blv,[想一想]回顧《探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件》中的三個實驗,并回答下列問題: (1)將條形磁鐵從同一高度插入線圈的實驗中,快速插入和緩慢插入有什么相同和不同?指針偏轉(zhuǎn)程度相同嗎? (2)三個實驗中指針偏轉(zhuǎn)大小的原因本質(zhì)上相同嗎?,,學(xué)習(xí)互動,法拉第電磁感應(yīng)定律,考點一,,,學(xué)習(xí)互動,[要點

7、總結(jié)] 1.在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,不論電路是否閉合,只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化,電路中就產(chǎn)生 , 的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于電源.產(chǎn)生 是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì). 2.法拉第電磁感應(yīng)定律 (1)內(nèi)容:閉合電路中感應(yīng)電動勢的大小,跟穿過這一電路的 成正比.即E=(國際單位制). (2)感應(yīng)電動勢E的大小取決于穿過電路的 ,即,而與Φ的大小、ΔΦ的大小沒有必然的關(guān)系,與電路的電阻R無關(guān).,,學(xué)習(xí)互動,感應(yīng)電動勢,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,感應(yīng)電動勢,磁通量的變化率,磁通量變化率,(3)若穿過線圈的磁通量發(fā)生變化,且線圈的匝數(shù)為n,則感應(yīng)電動勢的表達(dá)式為 . (4)當(dāng)ΔΦ僅由B的變

8、化引起時,則E=n;當(dāng)ΔΦ僅由S的變化引起時,則E=n;當(dāng)ΔΦ由B、S的變化同時引起時,則E=n≠n. (5)某時刻磁通量的變化率是Φ-t圖像上過該時刻對應(yīng)的點的切線的斜率,磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率是B-t圖像上過該時刻對應(yīng)的點的切線的斜率.,,學(xué)習(xí)互動,,學(xué)習(xí)互動,,學(xué)習(xí)互動,,,[想一想] 如圖4-4-2所示,閉合電路的一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng) 磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,ab的長度為l,ab以速度v勻速切割磁 感線,如何根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律研究回路中產(chǎn)生的感應(yīng) 電動勢?,,學(xué)習(xí)互動,導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢,考點二,圖4-4-2,[要點總結(jié)] 導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢 1.當(dāng)B、l、v兩兩

9、垂直時,E= . 2.當(dāng)導(dǎo)線不垂直切割,即B與v有夾角θ時,E= . 3.B、l、v的單位分別是特斯拉(T)、米(m)、米每秒(m/s),E的單位是伏(V).公式中的l為 ,即導(dǎo)體在與v垂直的方向上的投影長度.,,學(xué)習(xí)互動,Blv,Blvsin θ,有效長度,圖4-4-3中有效長度分別為: 甲圖:l=sin β. 乙圖:沿v1方向運動時,l=;沿v2方向運動時,l=0. 丙圖:沿v1方向運動時,l=R;沿v2方向運動時,l=0; 沿v3方向運動時,l=R. 4.E=Blv中的速度v是導(dǎo)體相對于 的速度,若磁場也運動,應(yīng)注意速度間的相對關(guān)系.,,學(xué)習(xí)互動,圖4-4-3,磁場,,學(xué)習(xí)

10、互動,,,[想一想]閱讀教材“思考與討論”,回答下列問題: (1)線圈內(nèi)的感應(yīng)電動勢加強(qiáng)了電源產(chǎn)生的電流還是削弱了它?感應(yīng)電動勢對線圈轉(zhuǎn)動起了什么作用? (2)如果電動機(jī)機(jī)械阻力過大而停止轉(zhuǎn)動,會發(fā)生什么情況?應(yīng)采取什么措施?,,學(xué)習(xí)互動,反電動勢,考點三,[答案](1)削弱了電源產(chǎn)生的電流;感應(yīng)電流使AB、CD邊受到的安培力與線圈轉(zhuǎn)動方向相反,對線圈轉(zhuǎn)動有阻礙作用. (2)電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動,這時就沒有了感應(yīng)電動勢,線圈的電阻一般很小,線圈中電流會很大,電動機(jī)可能會被燒毀.這時應(yīng)立即切斷電源,進(jìn)行檢查.,[要點總結(jié)] 1.電動機(jī)轉(zhuǎn)動時,線圈中會產(chǎn)生 ,它的作用是 ,要維持線圈原來的轉(zhuǎn)動就必須向電動機(jī)提供電能. 2.若電動機(jī)工作中由于機(jī)械阻力過大而停止轉(zhuǎn)動,這時就沒有了 ,線圈中電流會 ,可能會 ,這時應(yīng)立即 ,進(jìn)行檢查.,,學(xué)習(xí)互動,反電動勢,阻礙線圈的轉(zhuǎn)動,反電動勢,很大,把電動機(jī)燒毀,切斷電源,,學(xué)習(xí)互動,,備用習(xí)題,,,備用習(xí)題,,,,自我檢測,,,自我檢測,,,自我檢測,,,自我檢測,,