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。
6、电磁感应现象遵守能量守恒(知识拓展)
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)
4、实验三,模拟法拉第的实验
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)
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)
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……)
3、归纳总结
教师:大家回想一下什么是磁通量?写出计算公式和它的单位。说出磁通量的物理意义以及引起磁通量变化的因素。
学生:(1)一个面积为S的平面垂直一个磁感应强度为B的匀强磁场放置,则B与S的乘积叫做穿过这个面的磁通量。
(2)公式:Ф=B·S
(3)单位:韦伯(Wb) 1Wb=1T·1m2=1V·s
(4)物理意义:磁通量表示穿过这个面的磁感线条数。对于同一个平面,当它跟磁场方向垂直时,磁场越强,穿过它的磁感线条数越多,磁通量就越大。当它跟磁场方向平行时,没有磁感线穿过它,则磁通量为零。
(5)磁场变化、面积变化都会引起磁通量的变化。
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。
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。
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
导体棒的运动 |
表针的摆动方向 |
导体棒的运动 |
表针的摆动方向 |
向右平动 |
向左 |
向后平动 |
不摆动 |
向左平动 |
向右 |
向上平动 |
不摆动 |
向前平动 |
不摆动 |
向下平动 |
不摆动 |
结论:只有左右平动时,导体棒切割磁感线,有电流产生,前后平动、上下平动,导体棒都不切割磁感线,没有电流产生。 |
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:观察实验,记录现象。
表2
磁铁的运动 |
表针的摆动方向 |
磁铁的运动 |
表针的摆动方向 |
N极插入线圈 |
向右 |
S极插入线圈 |
向左 |
N极停在线圈中 |
不摆动 |
S极停在线圈中 |
不摆动 |
N极从线圈中抽出 |
向左 |
S极从线圈中抽出 |
向右 |
结论:只有磁铁相对线圈运动时,有电流产生。磁铁相对线圈静止时,没有电流产生。 |
(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
操作 |
现象 |
开关闭合瞬间 |
有电流产生 |
开关断开瞬间 |
有电流产生 |
开关闭合时,滑动变阻器不动 |
无电流产生 |
开关闭合时,迅速移动变阻器的滑片 |
有电流产生 |
结论:只有当线圈A中电流变化时,线圈B中才有电流产生。 |
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com