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理解感应电动势大小的决定因素及应用,提升学生能力

更新时间:2024-07-25 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

法拉第电磁感应定律lLT物理好资源网(原物理ok网)

教学目标lLT物理好资源网(原物理ok网)

知识目标lLT物理好资源网(原物理ok网)

1.知道决定感应电动势大小的因素;lLT物理好资源网(原物理ok网)

2、知道磁通变化率是表示磁通变化快慢的物理量,能区分“磁通变化量”与“磁通变化率”;lLT物理好资源网(原物理ok网)

3.理解其内涵和数学表达式;lLT物理好资源网(原物理ok网)

4.能回答相关问题;lLT物理好资源网(原物理ok网)

5、能计算导线切割磁力线时感生电动势的大小;lLT物理好资源网(原物理ok网)

能力目标lLT物理好资源网(原物理ok网)

1、通过学生实验,培养学生的动手能力和探究能力。lLT物理好资源网(原物理ok网)

情感目标lLT物理好资源网(原物理ok网)

1.培养学生对实际问题的分析推理能力。培养学生辩证唯物主义思想,注重世界观,特别是在分析问题时,要注意抓住主要矛盾。lLT物理好资源网(原物理ok网)

教学建议lLT物理好资源网(原物理ok网)

教科书分析lLT物理好资源网(原物理ok网)

为了使学生理解并运用,教学中应注意以下问题:lLT物理好资源网(原物理ok网)

(1)严格区分磁通量、磁通量变化量、磁通量变化率三个概念。lLT物理好资源网(原物理ok网)

(2) 求磁通量变化量一般有三种情况:lLT物理好资源网(原物理ok网)

当环路面积保持不变时,lLT物理好资源网(原物理ok网)

当磁感应强度不变时,lLT物理好资源网(原物理ok网)

当环路面积与磁感应强度不变,但它们的相对位置发生变化(如旋转)时,(是环路面积在垂直方向的投影)。lLT物理好资源网(原物理ok网)

(3)E为随时间变化的平均电动势,它一般不等于初、终感应电动势瞬时值的平均值,即:lLT物理好资源网(原物理ok网)

⑷注意,教材给出的公式中的磁通变化率取绝对值,感应电动势也取绝对值,表示感应电动势的大小,不涉及方向。lLT物理好资源网(原物理ok网)

⑸ 该公式表示导体运动切割磁通线时产生的感应电动势的大小,是一个重要的公式,同学们要知道它是一种特殊形式,在导体切割磁通线时使用比较方便。用它计算时要注意B、L、v三个量的方向必须互相垂直,不垂直时要取垂直分量。lLT物理好资源网(原物理ok网)

建议教师在具体教学中帮助学生形成知识体系,加深对已学过的概念和原理的理解,帮助学生理解和掌握新的概念和原理。在教学中,有几项内容是与前面的知识相关的,希望教师在教学中予以重视:lLT物理好资源网(原物理ok网)

(1)由“恒定电流”的知识我们知道,在闭合电路中,为了维持电流的持续流动,必须有电动势产生;在电磁感应现象中,闭合电路中有感生电流,必须有相应的感生电动势,这就引出了确定感生电动势大小的问题。lLT物理好资源网(原物理ok网)

(2)电磁感应现象产生的感生电动势,给人们提供了开发新型电源的可能性。当它作为电源向外界供电时,要把它与外电路当作一个闭合回路来研究,与直流电路无异。lLT物理好资源网(原物理ok网)

(3)利用能量守恒定律与能量变换研究问题是中学物理的重要方法。化学电源中的电动势代表着化学能转化为电能的能力,而感生电动势代表着机械能转化为电能的能力。lLT物理好资源网(原物理ok网)

教导lLT物理好资源网(原物理ok网)

重点是研究决定感应电动势大小的因素,这个知识点是无法从前面的知识点中推导出来的,所以做好实验,分析总结实验中的内容是学好这部分知识的关键。lLT物理好资源网(原物理ok网)

由于上节学习了产生感应电流的条件,学生已经明确了通过闭合电路的磁通量是否变化决定了有无感应电流,所以本次实验的重点是让学生观察感应电流的大小与哪些因素有关。对于水平较好的学校,建议实验改为学生分组完成,学生自行研究,教师指导分析。lLT物理好资源网(原物理ok网)

关于感应电动势的几点教学建议lLT物理好资源网(原物理ok网)

教材此部分讲解了感应电动势的概念,通过对实验的定性分析,得出感应电动势的大小与哪些因素有关,最后给出了感应电动势大小的计算公式: ,但没有说明。在讲授这本教材时,要注意建立概念和规律的过程,让学生明白其中道理,避免学生死记硬背几个干巴巴的结论。lLT物理好资源网(原物理ok网)

(1)感应电动势概念的确立:如何讲好物理概念是一个值得研究的课题,虽然对此大家的看法不一,但都注重概念的引入、理解和运用,在感应电动势概念的教学中,也应该重视这些环节。lLT物理好资源网(原物理ok网)

①在介绍感应电动势的概念时,教材利用前面章节所学的电动势和闭合电路欧姆定律的知识,对产生感应电流的电路进行分析,得出闭合电路中既然有感应电流,那么这个电路中就一定有电动势。在电磁感应现象中,产生的电动势就叫做感应电动势。教学实践表明,这种介绍方式更容易让学生接受。lLT物理好资源网(原物理ok网)

②比较概念间的内在联系是让学生深刻理解概念本质的好方法,从感应电流到感应电动势的过渡,是学生从具体到抽象、从现象到本质的深化认识的过程。lLT物理好资源网(原物理ok网)

学生知道感应电流与感应电动势的区别和联系。教师可用大型电流表、电压表演示电路在通、断条件下的回路电流和端电压。学生看到,当电路断开时,虽无感应电流产生,但端电压(即感应电动势)仍然存在。电路中感应电流的出现,需要电路闭合和电动势同时存在。这说明感应电动势的存在完全由通过电路的磁通量的变化决定,与电路的通断、电路的组成等无关。电路中感应电流的存在只是闭合电路中感应电动势存在的必然结果。对于纯电阻电路法拉第电磁感应公式,感应电流强度与感应电动势满足定量关系。 通过以上的演示和分析比较,教师让学生了解到电磁感应现象中的感生电动势比感生电流更能反映电磁感应现象的本质。lLT物理好资源网(原物理ok网)

③让学生把刚学到的概念运用到实际问题中,对巩固和深化概念非常有效。教师可以以课本中两个产生感应电流的实验,即图1、图2为例,让学生找出电路中哪一部分导体产生了感应电动势,起到了电源的作用(图1中是AB导体,图2中是线圈B)。lLT物理好资源网(原物理ok网)

(3)感生电动势的大小:利用课本图4-1、图4-2中的实验装置,可以演示闭合电路中磁通变化的速度不同时,感应电流的大小也不同,从而分析出感生电动势的大小与通过闭合电路的磁通变化的速度有关。然后直接指出:理论和实践都证明法拉第电磁感应公式,当导体在均匀磁场中切割磁通线时,当B、l、v互相垂直时,感生电动势的大小可以用公式计算出来,即感生电动势的大小与磁感应强度、导体长度、导体运动的速度成正比。在演示中,重点讲解:①当磁体相对于线圈运动的速度不同或导体切割磁通线的速度不同时,磁通变化的速度也不同。 ②由于产生感应电流的闭合电路情况不变,所以感应电流大小的变化反映了感应电动势大小的变化。lLT物理好资源网(原物理ok网)

由于必修课中没有讲授,所以不能从理论中推导出该公式,为了便于学生接受和理解与B、l、v的比例关系,可采用如下教学方法。利用图2分析与B、l、v的关系。图中,abcd为置于均匀磁场中的矩形线框,线框所在平面与磁通线垂直。设线框内长度为l的滑动导体ab以速度v向右移动,单位时间内移动到。从图中可以看出,lv为导体单位时间内扫过的面积,Blv为导体单位时间内切割的磁通线数量,即单位时间内磁通的变化量。可以看出,当B、l、v越大时,单位时间内通过闭合回路的磁通变化量越大,或者说磁通变化越快,此时产生的感应电动势就越大。 该公式反映的是感应电动势与B、l、v成正比。lLT物理好资源网(原物理ok网)

在讲解了感应电动势大小决定规律后,学生可以通过练习掌握该规律。除了课后做例题外,还可以在课堂上讨论课本上的练习2(1)和练习(5),必要时可以增加一些基础练习。lLT物理好资源网(原物理ok网)

教学设计方案lLT物理好资源网(原物理ok网)

介绍一些例子:lLT物理好资源网(原物理ok网)

法拉第电磁感应公式lLT物理好资源网(原物理ok网)

检视问题:lLT物理好资源网(原物理ok网)

1:电流在闭合电路中流动必须满足什么条件?lLT物理好资源网(原物理ok网)

(引导学生回答:这个电路中一定有电源,因为电流是由电源电动势引起的)lLT物理好资源网(原物理ok网)

2:如果电路没有闭合,电路中没有电流,电源的电动势还存在吗?lLT物理好资源网(原物理ok网)

(引导学生回答:电动势是反映电源提供电能能力的物理量,只要电路不闭合,电源的电动势依然存在。)lLT物理好资源网(原物理ok网)

引入新课:在电磁感应现象中,由于闭合电路中有感应电流,所以这个电路中必定有电动势,电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势,导体中产生感应电动势的部分相当于电源。lLT物理好资源网(原物理ok网)

1:引导学生找出下图中导体中相当于电源的部分?lLT物理好资源网(原物理ok网)

2:在电磁感应现象中留学之路,如果电路是闭合的,那么电路中就会有感应电流产生,感应电流的强弱取决于感应电动势的大小和电路的电阻大小。如果电路是开路的,那么电路中就不会有感应电流产生,但是感应电动势还是有的。那么感应电动势的大小和哪些因素有关呢?今天我们就来研究一下这个问题。lLT物理好资源网(原物理ok网)

实验部分示例:lLT物理好资源网(原物理ok网)

分析:磁铁相对线圈运动的速度越快,电流表指针的偏转角度越大,感应电流越大,产生的感应电动势也越大。lLT物理好资源网(原物理ok网)

磁铁相对线圈移动的速度越快,穿过线圈的磁通量变化也越快---这表明感应电动势的大小与通过闭合电路的磁通量变化的快慢有关。lLT物理好资源网(原物理ok网)

演示实验:如图--导体切割磁力线产生感应电动势的实验图。lLT物理好资源网(原物理ok网)

分析:导体切割磁通线的速度越快,电流表指针的偏转角度越大,感应电流越大,表明感生电动势也越大。lLT物理好资源网(原物理ok网)

导体切割磁通线的速度越快,穿过线圈的磁通变化也越快,这表明感应电动势的大小与通过闭合电路的磁通变化的速度有关。lLT物理好资源网(原物理ok网)

摘要:感应电动势的大小与通过闭合电路的磁通变化的快慢有关。lLT物理好资源网(原物理ok网)

设时刻通过闭合电路的磁通量为,时刻通过闭合电路的磁通量为,则磁通量随时间的变化量为,感生电动势为:lLT物理好资源网(原物理ok网)

:电路中感应电动势的大小与通过电路的磁通量的变化率成正比。lLT物理好资源网(原物理ok网)

理论与实践表明:lLT物理好资源网(原物理ok网)

当长度为的导体以一定速度在磁感应强度为的均匀磁场中切割磁通线时,导体产生的感应电动势的大小与磁通密度、导体的长度、导体运动的速度以及运动方向与磁通线方向夹角θ的正弦成正比,即:lLT物理好资源网(原物理ok网)

当、、、相互垂直时,导体中产生的感应电动势的大小为:lLT物理好资源网(原物理ok网)

即当导体在均匀磁场中切割磁通线时,导体中产生的感生电动势的大小与磁通密度、导体的长度、导体的运动速度成正比。lLT物理好资源网(原物理ok网)

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