高二物理自感教案

第一篇：高二物理自感教案

第二节 自感

三维教学目标

1、知识与技能

（1）了解互感和自感现象。（2）了解自感现象产生的原因。

（3）知道自感现象中的一个重要概念——自感系数，了解它的单位及影响其大小的因素。

2、过程与方法：

引导学生从事物的共性中发掘新的个性，从发生电磁感应现象的条件和有关电磁感应得规律，提出自感现象，并推出关于自感的规律。会用自感知识分析，解决一些简单的问题，并了解自感现象的利弊以及对它们的防止和利用。

3、情感态度与价值观：培养学生的自主学习的能力，通过对已学知识的理解实现知识的自我更新，以适应社会对人才的要求。教学重点：自感现象及自感系数。

教学难点：

1、自感现象的产生、原因。

2、通、断电自感演示实验现象的解释。解决办法：通过分析实验电路和直观的演示实验，引导学生运用已学的电磁感应知识进行分析、归纳，再利用电路中的并联规律，从而帮助学生突破本节重点、排除难点。学生活动设计：启发引导学生利用前面学过的电路知识及电磁感应知识，分析通电自感和断电自感的电路图，预测将会产生的实验现象，然后再通过观察实验现象验证自身的思维，并归纳总结自感现象这一规律产生的原因。

教具准备：通、断电自感演示装置，电池四节（带电池盒）导线若干。教学过程：

（一）引入新课

问题：

1、发生电磁感应的条件是什么？

2、怎样得到这种条件，也就是让闭合回路中磁通量发生变化？

3、下面这两种电路中当电键断开和闭合瞬间会发生电磁感应现象吗？如果会发生，它们有什么不同呢？

（二）新课教学

1、自感现象

问题：由电流的磁效应可知，线圈通电后周围就有磁场产生，电流变化，则磁场也变化，那么对于这个线圈自身来说穿过它的磁通量在此过程中也发生了变化。是否此时也发生了电磁感应现象呢？

我们通过实验来解决这个问题。演示实验：（演示实验）出示自感演示器，通电自感。问题：闭合S瞬间，会有什么现象呢？

引导学生做预测，然后进行实验。（实验前事先闭合开关S，调节变阻器R和R1使两灯正常发光，然后断开开关，准备好实验）。

开始做实验，闭合开关S，提示学生注意观察现象？

现象：在闭合开关S瞬间，灯A2立刻正常发光，A1比A2迟一段时间才正常发光。

总结：由于线圈L自身的磁通量增加，而产生了感应电动势，这个感应电动势总是阻碍磁通量的变化，既阻碍线圈中电流的变化，故通过A1的电流不能立即增大，灯A1的亮度只能慢慢增加，最终与A2相同。

（演示课本P23实验）断电自感。先给学生几分钟时间看课本实验，预测实验现象，是回答课本思考与讨论问题。

小结：线圈中电流发生变化时，自身产生感应电动势，这个感应电动势阻碍原电流的变化。

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叫自感现象。自感电动势：自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。

2、磁场的能量

问题：在图4.6-4中，开关断开后，灯泡的发光还能持续一段时间，有时甚至比开关断开前更亮,这时灯泡的能量是从哪里来的呢？

答：电源断开以后，线圈中电流不会立即消失，这时的电流仍然可以做功，说明线圈储存能量。当开关闭合时，线圈中的电流从无到有，其中的磁场也是从天到有，这可以看作电源把能量输送到磁场，储存在磁场中。这里我们知识一个合理的假设，有关电磁场能量的直接式样验证，要在我们认识了电磁波之后才有可能。

3、自感现象的理解：线圈中电流的变化不能在瞬间完成，即不能“突变”。也可以说线圈能体现电的惯性。

4、自感的应用与防止：应用：日光灯 防止：变压器、电动机。

5、自感系数

问题：我们都知道感应电动势的大小与回路中磁通量变化的快慢有关，而自感现象中的自感电动势是感应电动势的一种，那么就是说，自感电动势也应正比于穿过线圈的磁通量的变化率，即：E∝△Φ／△t，而磁场的强弱又正比于电流的强弱，即磁通量的变化正比于电流的变化。所以也可以说，自感电动势正比于电流的变化率。即E∝△I／△t写成等式即：E=L△I／△t（1）自感系数，简称自感或电感，用字母L表示。影响因素：形状、长短、匝数、有无铁芯。

（2）单位：亨利 符号：H 常用单位：毫亨（mH）微亨（μH）

6、实例探究

例

1、如图所示，电路甲、乙中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡D发光。则（AD）A.在电路甲中，断开S，D将逐渐变暗

B.在电路甲中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗

C.在电路乙中，断开S，D将渐渐变暗

D.在电路乙中，断开S，D将变得更亮，然后渐渐变暗

例

2、如图所示，自感线圈的自感系数很大，电阻为零。电键K原来是合上的，在K断开后，分析：（1）若R1＞R2，灯泡的亮度怎样变化？（2）若R1＜R2，灯泡的亮度怎样变化？

7、巩固练习

1、下列关于自感现象的说法中，正确的是（ACD）

A.自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象 B.线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反 C.线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关 D.加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大

2、关于线圈的自感系数，下面说法正确的是（D）A.线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大 B.线圈中电流等于零时，自感系数也等于零 C.线圈中电流变化越快，自感系数越大

D.线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定

3、如图所示，L为一个自感系数大的自感线圈，开关闭合后，小灯能正常发光，那么闭合开关和断开开关的瞬间，能观察到的现象分别是（A）A.小灯逐渐变亮，小灯立即熄灭 B.小灯立即亮，小灯立即熄灭

C.小灯逐渐变亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭 D.小灯立即亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭

第二篇：高二物理教案电磁感应-自感

五、自感

教学目的

1．知道什么是自感现象和自感电动势

2．知道自感系数是表示线圈本身特性和物理量。知道它的单位 3．知道自感现象的利和弊以及它们应用和防止

教具

通电自感演示器，断电自感演示器，直流电源，导线若干

教学过程

一、复习导入（5分钟）

[提问] 1．产生电磁感应的条件是什么？

[投影] 2．如图是一个通电螺线管，其中电流强度为I，回答下列问题：（1）．螺线管中有无磁场？磁场的强弱与电流有无关系？（2）．当电流变化时，螺线管中的磁场是否变化？（3）．当电流变化时，通过螺线管中的磁通量是否变化？（4）．当电流变化时，螺线管中是否产生电磁感应现象？（5）．当电流变化时，螺线管中是否产生感应电动势？

[启发讲解] 当通过螺线管中电流变化时，螺线管中也能产生电磁感应现象，但这种电磁感应现象与我们前面学过的电磁感应现象有所不同，这种电磁感应现象的产生是由于通过导体自身的电流变化引起磁通量的变化。这种现象就称为自感现象。

二、新课：

[板书]

一、自感现象

[板书] 1.自感现象：由于导体本身电流的变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。

[启发提问]通过上面的分析，想一想，自感现象产生的原因是什么呢？ ［板书］２.自感现象产生的原因：导体本身电流变化，引起磁通量的变化。[提问讲解］自感现象属于一种电磁感应现象，那么在自感现象中有没有感应电动势产生呢？ [板书]

二、自感电动势：（15分钟）

[板书] 1.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。[设问讲解] 那么自感电动势有什么作用呢？回顾楞次定律，然后通过实验来说明。

[板书] 2.自感电动势的作用:阻碍导体中原来电流的变化。

[小结讲解] ：（投影灯片）当通过螺线管中原来的电流I增大时，螺线管中产生的自感电动势阻碍I变大；当通过螺线管中原来的电流I减小时，螺线管中产生的自感电动阻碍I减小。[板书]（1）导体中原电流增大时，自感电动势阻碍它增大。（2）导体中原电流减小时，自感电动势阻碍它减小。[讲解] 下面通过实验来验证自感电动势的作用。[投影] 实验电路如图：

[讲解]介绍电路，其中L是带有铁芯的线圈。下面进行理论分析。[启发思考]（投影思考题）

（1）开关S合上的瞬间，通过两个支路的电流怎么变化？

（2）开关S合上的瞬间，通过两个支路的电流变化情况是否相同？为什么？（3）灯1和灯2哪个只能逐渐亮起来？

理论结果：（让学生讨论后回答）[演示实验一]

实验要观察的现象：灯1和灯2哪个立即达最亮，哪个只能逐渐亮起来。实验结果：灯1只能逐渐亮起来、灯2立即达最亮。

实验结果说明的问题：通过线圈的电流发生变化时，线圈中产生了自感电动势，自感电动势的作用是阻碍线圈中原电流的变化。[演示实验二]

实验观察到的现象：电键断开后，灯泡要过一会儿才熄灭。

[引导学生对实验结果进行分析]：（投影实验电路）电路断开的瞬间，通过线圈的电流突然减弱，穿过线圈的磁通量也就很快地减少，因而线圈中产生了自感电动势。自感电动势阻碍电流的减弱，这时尽管灯泡与电源已经断开，但线圈和灯泡组成了闭合回路，所以灯泡中有有感应电流通过，因而灯泡不会立即熄灭。

总结两个实验要说明的问题。

[讲解]自感现象在我们日常生活中有很广泛的应用，如日光灯的镇流器就是利用线圈自感现象的一个例子……

[提问]（投影灯片）感应电动势大小与下面哪个因素有关？ A 磁通量大小 B 磁通量变化量的大小 C 磁通量变化的快慢 D 磁场的强弱

[设问]自感电动势是一种感应电动势，它的大小也与磁通量的变化快慢有关。在发生自感现象时，导体中产生的自感电动势与下面的哪个因素有关？ A 电流大小 B 电流变化量的大小 C 电流变化的快慢

（指导学生看书、思考、集体回答）

[板书] 3．自感电动势大小与线圈中电流变化快慢有关。

[讲解] 对同一线圈来说，电流变化的快，线圈中产生的自感电动势大；反之，电流变化得慢，产生的自感电动势小。

[讲解过渡]对于不同线圈，在电流变化快慢相同的情况下，产生的自感电动势可以不同，说明不同线圈具有不同的特性，在物理上用自感系数来表示这种特性。

[板书]

三、自感系数

[设问]那么线圈的自感系数与线圈的哪些因数有关呢？它的单位是什么？ [板书] 1．决定线圈自感系数的因素：线圈的形状、长短、匝数、线圈中是否有铁芯。

[板书] 2．自感系数的单位：亨利，简称亨，符号是H。1mH=10H，1μH=10H [例题]有关自感现象，下列叙述中正确的是：………（）

A 有铁芯的多匝金属线圈中，通过的电流强度不变时，无自感现象发生，线圈的自感系数为零

B 导体中所通电流发生变化时，产生的自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化

C 线圈中所通电流越大，产生的自感电动势也越大 D 线圈中所通电流变化越大，产生的自感电动势也越大

[引导学生分析]线圈的自感系数与线圈中是否有电流无关，它是由线圈本身的特性决定的。自感电动势的大小与线圈中电流变化的快慢有关。

[小结]本节课我们学习了自感现象产生的原因：是由于通过导体本身电流的变化，自感电动势的作用：阻碍导体中原来电流的变化、自感系数的决定因素和单位。-3

第三篇：高二物理万有引力定律教案

高二物理万有引力定律教案

【摘要】查字典物理网小编编辑整理了高二物理教案：万有引力定律，供广大同学们在暑假期间，复习本门课程，希望能帮助同学们加深记忆，巩固学过的知识!

教学目标

知识与技能

1.了解万有引力定律得出的思路和过程，知道地球上的重物下落与天体运动的统一性。

2.知道万有引力是一种存在于所有物体之间的吸引力，知道万有引力定律的适用范围。

3.会用万有引力定律解决简单的引力计算问题，知道万有引力定律公式中r的物理意义，了解引力常量G的测定在科学历史上的重大意义。

4.了解万有引力定律发现的意义。

过程与方法

1.通过演绎牛顿当年发现万有引力定律的过程，体会在科学规律发现过程中猜想与求证 的重要性。

2.体会推导过程中的数量关系.情感、态度与价值观

1.感受自然界任何物体间引力的关系，从而体会大自然的奥秘.2.通过演绎牛顿当年发现万有引力定律的过程和卡文迪许测定万有引力常量的实验，让

学生体会科学家们勇于探索、永不知足的精神和发现真理的曲折与艰辛。

教学重点、难点

1.万有引力定律的推导过程，既是本节课的重点，又是学生理解的难点。

2.由于一般物体间的万有引力极小，学生对此缺乏感性认识。

教学方法

探究、讲授、讨论、练习

教 学 活 动

(一)引入新课

复习回顾上节课的内容

如果行星的运动轨道是圆，则行星将作匀速圆周运动。根据匀速圆周运动的条件可知，行星必然要受到一个引力。牛顿认为这是太阳对行星的引力，那么，太阳对行星的引力F提供行星作匀速圆周运动所需的向心力。

学生活动： 推导得

将V=2r/T代入上式得

利用开普勒第三定律 代入上式

得到：

师生总结：由上式可得出结论：太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离的二次方成反比。即：F

教师：牛顿根据其第三定律：太阳吸引行星的力与行星吸引太阳的力是同性质的作用力，且大小相等。于是提出大胆的设想：既然这个引力与行星的质量成正比，也应跟太阳的质量M成正比。即：F

写成等式就是F=G(其中G为比例常数)

(二)进行新课

教师：牛顿得到这个规律以后是不是就停止思考了呢?假如你是牛顿，你又会想到什么呢? 学生回答基础上教师总结：

猜想一：既然行星与太阳之间的力遵从这个规律，那么其他天体之间的力是否也遵从这个规律呢?(比如说月球与地球之间)

师生： 因为其他天体的运动规律与之类似,根据前面的推导所以月球与地球之间的力，其他行星的卫星和该行星之间的力，都满足上面的规律,而且都是同一种性质的力。

教师：但是牛顿的思考还是没有停止。假如你是牛顿，你又会想到什么呢?

学生回答基础上教师总结：

猜想二：地球与月球之间的力，和地球与其周围物体之间的力是否遵从相同的规律?

教师：地球对月球的引力提供向心力，即F= =ma

地球对其周围物体的力，就是物体受到的重力，即F=mg 从以上推导可知：地球对月球的引力遵从以上规律，即F=G

那么，地球对其周围物体的力是否也满足以上规律呢?即F=G

此等式是否成立呢?

已知：地球半径R=6.37106m , 月球绕地球的轨道半径r=3.8108 m ，月球绕地球的公转周期T=27.3天, 重力加速度g=9.8

(以上数据在当时都已经能够精确测量)

提问：同学们能否通过提供的数据验证关系式F=G 是否成立?

学生回答基础上教师总结：

假设此关系式成立，即F=G

可得： =ma=G F=mg=G

两式相比得： a/g=R2 / r2

但此等式是在以上假设成立的基础上得到的，反过来若能通过其他途径证明此等式成立，也就证明了前面的假设是成立的。代人数据计算：

a/g1/3600

R2 / r21/3600

即a/g=R2 / r2 成立，从而证明以上假设是成立的，说明地球与其周围物体之间的力也遵从相同的规律，即F=G

这就是牛顿当年所做的著名的月-地检验，结果证明他的猜想是正确的。从而验证了地面上的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是同一性质的力，遵守同样的规律。

教师：不过牛顿的思考还是没有停止，假如你是牛顿，此时你又会想到什么呢? 学生回答基础上教师总结：

猜想三：自然界中任何两个物体间的作用力是否都遵从相同的规律?

牛顿在研究了这许多不同物体间的作用力都遵循上述引力规律之后。于是他大胆地把这一规律推广到自然界中任意两个物体间，于1687年正式发表了具有划时代意义的万有引力定律。

万有引力定律

①内容

自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。

②公式

如果用m1和m2表示两个物体的质量，用r表示它们的距离，那么万有引力定律可以用下面的公式来表示(其中G为引力常量)

说明：1.G为引力常量，在SI制中，G=6.6710-11Nm2/kg2.2.万有引力定律中的物体是指质点而言，不能随意应用于一般物体。

a.对于相距很远因而可以看作质点的物体，公式中的r 就是指两个质点间的距离;

b.对均匀的球体，可以看成是质量集中于球心上的质点，这是一种等效的简化处理方法。

教师：牛顿虽然得到了万有引力定律，但并没有很大的实际应用，因为当时他没有办法测定引力常量G的数值。直到一百多年后英国的另一位物理学家卡文迪许才用实验测定了G的数值。

利用多媒体演示说明卡文迪许的扭秤装置及其原理。

扭秤的主要部分是这样一个T字形轻而结实的框架，把这个T形架倒挂在一根石英丝下。若在T形架的两端施加两个大小相等、方向相反的力，石英丝就会扭转一个角度。力越大，扭转的角度也越大。反过来，如果测出T形架转过的角度，也就可以测出T形架两端所受力的大小。现在在T形架的两端各固定一个小球，再在每个小球的附近各放一个大球，大小两个球间的距离是可以较容易测定的。根据万有引力定律，大球会对小球产生引力，T形架会随之扭转，只要测出其扭转的角度，就可以测出引力的大小。当然由于引力很小，这个扭转的角度会很小。怎样才能把这个角度测出来呢?卡文迪许在T形架上装了一面小镜子，用一束光射向镜子，经镜子反射后的光射向远处的刻度尺，当镜子与T形架一起发生一个很小的转动时，刻度尺上的光斑会发生较大的移动。这样，就起到一个化小为大的效果，通过测定光斑的移动，测定了T形架在放置大球前后扭转的角度，从而测定了此时大球对小球的引力。卡文迪许用此扭秤验证了牛顿万有引力定律，并测定出万有引力恒量G的数值。这个数值与近代用更加科学的方法测定的数值是非常接近的。

卡文迪许测定的G值为6.75410-11 Nm2/kg2，现在公认的G值为6.6710-11 Nm2/kg2。由于万有引力恒量的数值非常小，所以一般质量的物体之间的万有引力是很小的，我们可以估算一下，两个质量50kg的同学相距0.5m时之间的万有引力有多大(可由学生回答：约6.6710-7N)，这么小的力我们是根本感觉不到的。只有质量很大的物体对一般物体的引力我们才能感觉到，如地球对我们的引力大致就是我们的重力，月球对海洋的引力导致了潮汐现象。而天体之间的引力由于星球的质量很大，又是非常惊人的：如太阳对地球的引力达3.561022N。

教师：万有引力定律建立的重要意义

第四篇：高二物理焦耳定律教案

2.5焦耳定律

【教学目标】

（一）知识与技能

1、理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，理解电功的公式，能进行有关的计算。

2、理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。

3、知道电功率和热功率的区别和联系。

（二）过程与方法

通过推导电功的计算公式和焦耳定律，培养学生的分析、推理能力。

（三）情感、态度与价值观

通过电能与其他形式能量的转化和守恒，进一步掌握能量守恒定律的普遍性。

【教学重点】

电功、电功率的概念、公式；焦耳定律、电热功率的概念、公式。

【教学难点】

电功率和热功率的区别和联系。

【教学过程】

（一）复习

1.串并联电路的性质。2.电流表的改装。

（二）进行新课

1、电功和电功率

教师：请同学们思考下列问题

（1）电场力的功的定义式是什么?（2）电流的定义式是什么? 学生：（1）电场力的功的定义式W=qU

（2）电流的定义式I=

q t教师：投影教材图2.5-1（如图所示）

如图所示，一段电路两端的电压为U，由于这段电路两端有电势差，电路中就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作

用下发生定向移动，形成电流I，在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少? 学生：在时间t内，通过这段电路上任一横截面的电荷量q=It。

教师：这相当于在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端。在这个过程中，电场力做了多少功？

学生：在这一过程中，电场力做的功W=qU=IUt

教师：在这段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称电功。电功：

（1）定义：在一段电路中电场力所做的功，就是电流所做的功，简称电功.（2）定义式：W=UIT

教师：电功的定义式用语言如何表述？

学生：电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U，电路中的电流I和通电时间t三者的乘积。

教师：请同学们说出电功的单位有哪些？

学生：（1）在国际单位制中，电功的单位是焦耳，简称焦，符号是J.（2）电功的常用单位有：千瓦时，俗称“度”，符号是kW·h.说明：使用电功的定义式计算时，要注意电压U的单位用V，电流I的单位用A，通电时间t的单位用s，求出的电功W的单位就是J。

教师：在相同的时间里，电流通过不同用电器所做的功一般不同。例如，在相同时间里，电流通过电力机车的电动机所做的功要显著大于通过电风扇的电动机所做的功。电流做功不仅有多少，而且还有快慢，为了描述电流做功的快慢，引入电功率的概念。

（1）定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率。用P表示电功率。（2）定义式：P=W=IU t（3）单位：瓦（W）、千瓦（kW）

［说明］电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”不同。电流做功快，但做功不一定多；电流做功慢，但做功不一定少。

2、焦耳定律

教师：电流做功，消耗的是电能。电能转化为什么形式的能与电路中的电学元件有关。在纯电阻元件中电能完全转化成内能，于是导体发热。．．．．．．．设在一段电路中只有纯电阻元件，其电阻为R，通过的电流为I，试计算在时间t内电

流通过此电阻产生的热量Q。

学生：求解产生的热量Q。

解：据欧姆定律加在电阻元件两端的电压U=IR 在时间t内电场力对电阻元件所做的功为W=IUt=I2Rt

由于电路中只有纯电阻元件，故电流所做的功W等于电热Q。产生的热量为

Q=I2Rt

教师指出：这个关系最初是物理学家焦耳用实验得到的，叫焦耳定律，同学们在初中已经学过了。

学生活动：总结热功率的定义、定义式及单位。热功率：

（1）定义：单位时间内发热的功率叫做热功率。（2）定义式：P热=

Q

2=IR t（3）单位：瓦（W）

（三）研究电功率与热功率的区别和联系。

学生：分组讨论总结电功率与热功率的区别和联系。师生共同活动：总结：（1）电功率与热功率的区别

电功率是指输入某段电路的全部功率或在这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压U和通过的电流I的乘积。

热功率是在某段电路上因发热而消耗的功率，决定于通过这段电路的电流的平方I2和电阻R的乘积。

（2）电功率与热功率的联系

若在电路中只有电阻元件时，电功率与热功率数值相等。即P热=P电 教师指出：

若电路中有电动机或电解槽时，电路消耗的电功率绝大部分转化为机械能或化学能，只有一少部分转化为内能，这时电功率大于热功率，即P电＞P热。

课堂练习

例一： 一个电动机，线圈电阻是0.4欧，当它两端所加的电压为220V时，通过的电流是5A。求（1）电功率是否等于热功率？（2）这台电动机的机械功率是多少？

解：本题涉及三个不同的功率：电动机消耗的电功率P电、电动机发热的功率P热、转化为机械能的功率P机

。三者之间遵从能量守恒定律，即

P电=P热+P机 由焦耳定律，电动机发热的功率为

P热=I2R 电动机消耗的功率，即电流做功的功率为

P电=IU 因此可得电能转化为机械的功率，即电动机所做机械功的功率

P机=P电-P热=IU － I2R

=5 ×220 －52 ×0.4

=1090w 课堂小结

电功

W=UIt

电功率

P=UI

焦耳热

Q=I2Rt

热功率

P=I2R 纯电阻电路:

电功=电热

电功率=热功率

非纯电阻电路:

电功=电热+其它形式的能量

电功率=热功率=其它形式的功率

第五篇：高二物理法拉第电磁感应定律教案

课题 4.3 法拉第电磁感应定律

第3时

一、教学目标：

（一）知识与技能

1．知道什么叫感应电动势。

2．知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别Φ、ΔΦ、En3．理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。4．知道E=BLvsinθ如何推得。

5．会用En和E=BLvsinθ解决问题。

t

（二）过程与方法

通过推导到线切割磁感线时的感应电动势公式E=BLv，掌握运用理论知识探究问题的方法。

（三）情感、态度与价值观

1．从不同物理现象中抽象出个性与共性问题，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个性的辩证唯物主义思想。

2．了解法拉第探索科学的方法，学习他的执著的科学探究精神。

二、教具准备：

。t

多媒体电脑、投影仪、投影片。

三、教学过程：

① 复习提问（课堂导入）：

（一）引入新课

在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？

在电磁感应现象中，磁通量发生变化的方式有哪些情况？ 恒定电流中学过，电路中存在持续电流的条件是什么？

在电磁感应现象中，既然闭合电路中有感应电流，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叫感应电动势。下面我们就来探讨感应电动势的大小决定因素。

② 出示本堂课教学目标：

1．知道什么叫感应电动势。

2．知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，并能区别Φ、ΔΦ、En3．理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。4．知道E=BLvsinθ如何推得。

5．会用En和E=BLvsinθ解决问题。

t

③ 重点、难点化解（探求新知、质疑导学、课堂反馈）： 学生活动内容 实验甲中，将条形磁铁快插入（或拔出）比慢插入或（拔出）时，大，tI感大，E感大。实验乙中，导体棒运动越快，越t大，I感越大，E感越大。

实验丙中，开关断开或闭合，比开关闭合时移动滑动变阻器的滑片时t大，I感大，E感大。

从上面的三个、感应电动势

老师活动内容

。t

在图a与图b中，若电路是断开的，有无电流？有无电动势？ 电路断开，肯定无电流，但有电动势。

电动势大，电流一定大吗？电流的大小由电动势和电阻共同决定。图b中，哪部分相当于a中的电源？螺线管相当于电源。图b中，哪部分相当于a中电源内阻？线圈自身的电阻。

在电磁感应现象中，不论电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势.有感应电动势是电磁感应现象的本质。

2、电磁感应定律 实验我们可以发现，感应电动势跟什么因素有关？现在演示前节课中三个成功实验，用CAI课件展越大，E感越大，示出这三个电路图，同时提出三个问题供学生思考： t即感应电动势的大小完全由磁通量的变化率决定。精确的实验表明：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路磁通量的变化率成正比，即E∝。这就是t法拉第电磁感应定律。

（师生共同活动，推导法拉第电磁感应定律的表达式）

设t1时刻穿过回路的磁通量为Φ1，t2时刻穿过回路的磁通量为Φ2，在时间Δt=t2－t1内磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2－Φ1，磁通量的变化率为，感应电动势t为E，则

E=n t

甲

丙

问题1：在实

乙

验中，电流表指针偏转原因是什么?

问题2：电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系?

问题3：第一个成功实验中，将条形磁铁从同一高度插入线圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同?

穿过电路的Φ变化产生E感产生I感.E由全电路欧姆定律知I=，当电路中的总电阻一定时，E感越大，I越大，Rr指针偏转越大。

磁通量变化相同，但磁通量变化的快慢不同。

教师：磁通量变化的快慢用磁通量的变化率来描述，即单位时间内磁通量的变在国际单位制中，电动势单位是伏（V），磁通量单位是韦伯（Wb），时间单位是秒（s），可以证明式中比例系数k=1，（同学们可以课下自己证明），则上式可写成

E=

t化量，用公式表示为

。从上面的三个实验，同学们可归纳出什么结论呢？ t设闭合电路是一个n匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量变化率都相同，这时相当于n个单匝线圈串联而成，因此感应电动势变为

E=n

t

问题：当导体的运动方向跟磁感线

3、导线切割磁感线时的感应电动势

导体切割磁感线时，感应电动势如何计算呢？用CAI课件展示如图所示电路，方向有一个夹角θ，闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度为B，ab的长度为L，以速感应电动势可用上面的公式计算吗？ 度v匀速切割磁感线，求产生的感应电动势？

解析：设在Δt时间内导体棒由原来的位置运动到a1b1，这时线框面积的变化量为

ΔS=LvΔt

穿过闭合电路磁通量的变化量为

ΔΦ=BΔS=BLvΔt

据法拉第电磁感应定律，得

如图所示电路，闭合电路的一部分导体处于匀强磁场中，导体棒以v斜向切割磁感线，求产生的感应电动势。

解析：可以把速度v分解为两个分量：垂直于磁感线的分量v1=vsinθ和平行于磁感线的分量

E=

=BLv t问题：当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角θ，感应电动势可用上面的公式计算吗？

［强调］在国际单位制中，上式中B、L、v的单位分别是特斯拉（T）、米（m）、米每秒（m/s），θ指v与B的夹角。v2=vcosθ。后者不切割磁感线，不产生感应电动势。前者切割磁感线，产生的感应电动势为 E=BLv1=BLvsinθ

讨论：如果电动机因机械阻力过大而停止转动，会发生什么情况？这时应采取什么措施？

学生讨论，发表见解。电动机停止转动，这时就没有了反电动势，线圈电阻一般都很小，线圈中电流会很大，电动机可能会烧毁。这时，应立即切断电源，进行检查。

④ 系统归纳： 感应电动势为E

E=n

 t4、反电动势

引导学生讨论教材图4.3-3中，电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个电动势是加强了电源产生的电流，还是削弱了电源的电流？是有利于线圈转动还是阻碍线圈的转动？

学生讨论后发表见解。

教师总结点评。电动机转动时产生的感应电动势削弱了电源的电流，这个电动势称为反电动势。反电动势的作用是阻碍线圈的转动。这样，线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能，电能转化为其它形式的能。

在国际单位制中，电动势单位是伏（V），磁通量单位是韦伯（Wb），时间单位是秒（s），E=BLv1=BLvsinθ

［强调］在国际单位制中，上式中B、L、v的单位分别是特斯拉（T）、米（m）、米每秒（m/s），θ指v与B的夹角。⑤ 练习巩固（课堂作业）：

【例1】如图所示，有一弯成θ角的光滑金属导轨POQ，水平放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，有一金属棒MN与导轨的OQ边垂直放置，当金属棒从O点开始以加速度a向右匀加速运动t秒时，棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是多少? 解：由于导轨的夹角为θ，开始运动t秒时，金属棒切割磁感线的有效长度为： L=stanθ=12attanθ 2据运动学公式，这时金属棒切割磁感线的速度为v=at 由题意知B、L、v三者互相垂直，有 E=BLv=B121attanθ·at=Ba2t3tanθ 2212

3Battanθ.2即金属棒运动t秒时，棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是E= 【例2】（2001年上海）如图所示，固定于水平面上的金属框cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动.此时abed构成一个边长l的正方形，棒电阻r，其余电阻不计，开始时磁感应强度为B。

（1）若以t=0时起，磁感应强度均匀增加，每秒增加量k，同时保持棒静止，求棒中的感应电流。

（2）在上述情况中，棒始终保持静止，当t=t1时需加垂直于棒水平外力多大?（3）若从t=0时起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定速度v向右匀速运动，可使棒中不产生I感，则磁感应强度应怎样随时间变化?（写出B与t的关系式）

解析：（1）据法拉第电磁感应定律，回路中产生的感应电动势为

E==kl2

t回路中的感应电流为

Ekl2I= rr（2）当t=t1时，B=B0+kt1 金属杆所受的安培力为

kl2kl3F安=BIl=（B0+kt1）l(B0kt1)rr据平衡条件，作用于杆上的水平拉力为

kl3F=F安=（B0+kt1）

r（3）要使棒中不产生感应电流，则通过闭合回路的磁通量不变，即

B0l2=Bl（l+v t）

解得

B=★巩固练习

1.法拉第电磁感应定律可以这样表述：闭合电路中感应电动势的大小

（）A.跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比 B.跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比 C.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比 D.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比 答案：C 点评：熟记法拉第电磁感应定律的内容

2.将一磁铁缓慢地或迅速地插到闭合线圈中同样位置处，不发生变化的物理量有

（）

A.磁通量的变化率

B.感应电流的大小 C.消耗的机械功率

D.磁通量的变化量 E.流过导体横截面的电荷量

答案：DE 点评：插到同样位置，磁通量变化量相同，但用时不同

3.恒定的匀强磁场中有一圆形闭合导线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在磁场中做下列哪种运动时，线圈中能产生感应电流

（）

A.线圈沿自身所在平面运动 B.沿磁场方向运动

C.线圈绕任意一直径做匀速转动 D.线圈绕任意一直径做变速转动

答案：CD 点评：判断磁通量是否变化

4.一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速运动，当线圈处于如图所示

四、作业布置：

B0l lvt① 课后作业

1、学习小组课下做一做教材13页上“说一说”栏目中的小实验，思考并回答该栏目中的问题。

2、将“问题与练习”中的第2、3、6、7题做在作业本上，思考并完成其他题目。：

② 家庭作业：

课课练

五、其它资料（除板书设计）：