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1、,新课标人教版课件系列,高中物理 选修1-1,第三章 电磁感应,3.1电磁感应现象 ,教学目标,（一）知识与技能 1知道产生感应电流的条件。 2会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。 （二）过程与方法 学会通过实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法 （三）情感、态度与价值观 渗透物理学方法的教育，通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。, 教学重点 通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。 教学难点 感应电流的产生条件。 教学方法 实验观察法、分析法、实验归纳法、讲授法 教学用具 条形磁铁（两个），导体棒，示教电流表，线圈（粗、
2、细各一个），学生电源，开关，滑动变阻器，导线若干，CAI课件，计算机等。, 教学过程 （一）引入新课 教师：“科学技术是第一生产力。”在漫漫的人类历史长河中，随着科学技术的进步，一些重大发现和发明的问世，极大地解放了生产力，推动了人类社 会的发展，特别是我们刚刚跨过的二十世纪，更是科学技术飞速发展的时期。经济建设离不开能源，人类发明也离不开能源，而最好的能源是电能，可以说人类离不 开电。饮水思源，我们忘不了为发现和使用电能做出卓越贡献的科学家法拉第。 1820年奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第由此受到启发，开始了“由磁生电”的探索，经过十年坚持不懈的努力，于1831年8月29日发现了电磁感应现
3、象，开辟了人类的电气化时代。 本节课我们就来探究电磁感应的产生条件。,（二）进行新课 1、实验观察 （1）闭合电路的部分导体切割磁感线 教师：在初中学过，当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，如图4.2-1所示。 演示：导体左右平动，前后运动、上下运动。观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表1中。如图所示。,学生：观察实验，记录现象。 表1,还有哪些情况可以产生感应电流呢？ （2）向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出 演示：如图4.2-2所示。把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，从线圈中拔出，或静止地放在线圈中。观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表2中。,学生：观察
4、实验，记录现象。 表2,（3）模拟法拉第的实验 演示：如图4.2-3所示。线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端与电流表连接，把线圈A装在线圈B的里面。观察以下几种操作中线圈B中是否有电流产生。把观察到的现象记录在表3中。,学生：观察实验，记录现象。 表3,2、分析论证 教师：通过上节课的学习我们就已经知道，“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。试以上面三个演示实验为例，对以上结论进行分析论证。 学生：分组讨论，学生代表发言。 学生甲：演示实验1中，部分导体切割磁感线，闭合电路所围面积发生变化（磁场不变化），有电流产生；当导体棒前后、上下平动时，闭合电路所围面积没有发生
5、变化，无电流产生。 学生乙：演示实验2中，磁体相对线圈运动，线圈内磁场发生变化，变强或者变弱（线圈面积不变），有电流产生；当磁体在线圈中静止时，线圈内磁场不变化，无电流产生。（如图4.2-4）,学生丙：演示实验3中，通、断电瞬间，变阻器滑动片快速移动过程中，线圈A中电流变化，导致线圈B内磁场发生变化，变强或者变弱（线圈面积不变），有电流产生；当线圈A中电流恒定时，线圈内磁场不变化，无电流产生。（如图4.2-5）,教师点评：通过大家的论证，我们得出结论：“磁生电”的确是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。,教师：请大家思考以上几个产生感应电流的实例，能否从本质上概括出产生感应电流的条件？,学
6、生：实例1中，部分导体切割磁感线，磁场不变，但电路面积变化，从而穿过电路的磁通量变化，从而产生感应电流；实例2中，导体插入、拔出线 圈，线圈面积不变，但磁场变化，同样导致磁通量变化，从而产生感应电流；实例3中，通断电的瞬间，滑动变阻器的滑动片迅速滑动的瞬间，都引起线圈A中电流 的变化，最终导致线圈B中磁通量变化，从而产生感应电流。从这三个实例看见，感应电流产生的条件，应是穿过闭合电路的磁通量变化。,教师：同学们分析、总结得很好，引起感应电流的表面因素很多，但本质的原因是磁通量的变化。因此，电磁感应现象产生的条件可以概括为：,只要穿过闭合电路的磁通量变化，闭合电路中就有感应电流产生。,（三）课堂
7、总结 多媒体辅助教学 教师：打开计算机，演示自制CAI课件，重现探究过程，巩固、升华所学知识，实现从感性认识到理性认识的飞跃。 1、研究背景（从奥斯特发现电流磁效应开始，法拉第受到对称性思考的启发开始探究电磁感应产生的条件） 2、实验一，部分导体切割磁感线运动（磁场不变，面积变化，产生感应电流） 3、实验二，磁体插入、把出线圈（面积不变、磁场变化，产生感应电流） 4、实验三，模拟法拉第的实验 5、实验总结（总结电磁感应产生的实质，实现从感性认识到理性认识的飞跃） 6、电磁感应现象遵守能量守恒（知识拓展） 7、典型例题（学以致用，巩固升华） 点评：电脑模拟，形象直观，巩固升华。,3.2法拉第 电
8、磁感应定律,教学目标,知识与能力 1、知道什么是感应电动势。 2、了解什么是磁通量以及磁通量的变化量和磁通量的变化率。 3、在实验基础上，了解法拉第电磁感应定律内容及数学表达式，学会用该定律分析与解决一些简单的问题。 4、培养类比推理和通过观察、实验、归纳寻找物理规律的能力。 实验 仪器 螺线管要准备10匝和100匝的两个,复习：,1、磁通量的定义？,2、产生感应电流的条件？,3、闭合电路欧姆定律的内容？,新课教学,一、感应电动势：,既然闭合电路中有感应电流，这个电路中就一定有电动势。而产生电动势的哪部分导体就相当于电源。,1、影响感应电动势的因素：,磁通量的变化快慢，即磁通量的变化率。,注：
9、产生感应电动势的条件： 磁通量发生变化。,2、感应电动势的大小：,法拉第电磁感应定律： 电路中感应电动势的大小，跟穿过 这一电路的磁通量的变化率成正比。,表达式：,1、在国际单位制中K=1；,说明：,2、如果有n匝线圈，,3、计算的是平均值。,3、一个有用的推论：,情景：,直导线在磁场中切割磁感线时 感应电动势的计算。,方法：,（1）V/B时，,（2）V垂直B时，,E=BLV,E=0,（3）一般情况，,说明：,本公式计算的是与速度的对应值。,小结：,磁场,电流,电磁感应现象,现象产生 的条件,影响因素,闭合电路,磁通量变化,法拉第电磁感应定律,应用举例,例1、如图所示为穿过某线路的磁通量随 时
10、间t变化的关系图，试根据图说明： （1）穿过某线路的磁通量何时最大？ 何时最小？ （2）/t何时最大？何时最小？ （3）感应电动势E何时最大？何时最小？,注意区分几个物理量： 、/t E只与/t有关， 而与、无关。,2、匝数为100匝的线圈，在0.5s内穿过线圈 的磁通量由0增至1.5105Wb，这时，线圈 中产生的感应电动势有多大？若线圈和电流 表的总电阻是3，感应电流有多大？,3、如图所示，长为3L圆导体棒与一金属框架 紧密接触，框架上两个电阻的阻值均为R，整 个装置放在磁感应强度为B、方向垂直于纸面。 若导体棒以速度V向右匀速运动，则流过每个 电阻的电流为多少？,若将导体棒改为半径为 L
11、 / 2的导体环，则又 如何？,4、如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场 中，有半径为r的光滑半圆形导体框架。OC 为一端绕O点在框架上滑动的导体棒，OA之 间连一个阻值为R的电阻（其余电阻都不计）， 若使OC以角速度匀速转动。试求： （1）图中哪部分相当于电源？ （2）感应电动势E为多少？ （3）流过电阻R的电流I为多少？,5、如图所示，裸金属线组成滑框，ab可滑 动，其电阻，长串接电阻，匀强磁场，当 ab以向右匀速运动过程中，求 （1）ab间感应电动势。（2）ab间的电压。 （3）保证ab匀速运动，所加外力F。 （4）在2秒的时间内，外力功； ab生热Q；电阻R上生热。,3.3交变电流,教
12、学目标,知识与能力： 1、理解交变电流是怎样产生的。 2、定性了解交流的变化规律及其图像表示和主要特征物理量。 3、知道交流能通过电容器的原因，了解交流这一特性在电子技术中的应用。 4、初步了解发电机、交变电流的发明和利用对促进人类社会进步的作用，进一步体验科学、技术与社会生活之间的密切关系。 实验仪器： 示波器、小灯泡、导线、学生电源,直流电(DC) 电流方向不随时间而改变,一、交变电流,按下图所示进行实验演示,交变电流(AC),交变电流(交流):大小和方向都随时间做周期性变化的电流.,交流发电机模型的原理简图,二、交变电流的产生,矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,（1）电动势按
13、正弦规律变化,（2）电流按正弦规律变化,（3）电路上的电压按正弦规律变化,电流 通过R时：,三交变电流的变化规律,四、交流电的图像,五、交变电流的种类,(1)正弦交流电,(2)示波器中的锯齿波扫描电压,(3)电子计算机中的矩形脉冲,(4)激光通信中的尖脉冲,交流发电机简介,六、描述交流电的物理量：,1、最大值（峰值）： Em Um m,、瞬时值： u i e,、周期和频率：,（1）周期：,交变电流完成一次周期性变化所需的时间。,（3）角频率：线圈在匀强磁场中转动的角速度。,（2）频率：一秒内完成周期性变化的次数。,T和f的物理意义：表征交流电变化的快慢。,（4）关系：,我国生产和生活用交流电的
14、周期T_s，频率f= _Hz，角速度_rad/s，在1s内电流的方向变化_次。,0.02,50,100,一个周期内电流方向改变两次。,、有效值： E U I,（1）定义：,根据电流的热效应来规定，让交流电和直流通过相同阻值的电阻，如果他们在一个周期内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。,（2）正弦交流电的有效值与最大值的关系：,(3)说明：,A、以上关系式只适用于正弦或余弦交 流电；,B、交流用电器的额定电压和额定电流 指的是有效值；,C、交流电流表和交流电压表的读数是 有效值,D、对于交流电若没有特殊说明的均指 有效值,1、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电
15、流。,2、正弦式电流变化规律： e=Emsint Em=NBS叫电动势的最大值 i=Imsint Im=Em/R叫电流的最大值 u=Umsint Um=ImR叫电压的最大值,小 结,1、最大值（峰值）： Em Um m,、瞬时值： u i e,3、周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。,4、频率：一秒内完成周期性变化的次数。,5、有效值： E U I,（1）定义：,根据电流的热效应来规定，让交流电和直流通过相同阻值的电阻，如果他们在一个周期内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。,（2）正弦交流电的有效值与最大值的关系：,、交变电流： 和 都随时间 做 的电流叫做交
16、变电流 电压和电流随时间按 变化的交流电叫正弦交流电 、交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈中就会产生 ,大小,方向,周期性变化,正弦规律,感应电流,、线圈从中性面开始转动，角速度是，线圈中的感应电动势的峰值是Em，那么在任一时刻t感应电动势的瞬时值e为 若线圈电阻为，则感应电流的瞬时值为 ,e= Emsint,i= (Em/R)sint,3.4变压器,教学目标,知识与能力： 了解变压器的构造，知道变压器为什么能够改变交流的电压。 由实验探究总结变压器原、副线圈的电压与两个线圈匝数的关系。 了解几种常见的变压器类型及其应用。 体验科学探究过程，培养实验设计与分析论证能力 实验仪器： 变压
