歐姆定律教案高中
發(fā)表時(shí)間:2020-11-024.3楞次定律學(xué)案(人教版選修3-2)。
作為杰出的教學(xué)工作者,能夠保證教課的順利開(kāi)展,教師要準(zhǔn)備好教案,這是每個(gè)教師都不可缺少的。教案可以讓上課時(shí)的教學(xué)氛圍非常活躍,幫助教師在教學(xué)期間更好的掌握節(jié)奏。怎么才能讓教案寫(xiě)的更加全面呢?下面是小編為大家整理的“4.3楞次定律學(xué)案(人教版選修3-2)”,僅供參考,歡迎大家閱讀。
4.3楞次定律學(xué)案(人教版選修3-2)
1.楞次定律:感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.
2.右手定則:伸開(kāi)右手,使拇指與其余四個(gè)手指垂直,并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi);讓磁感線(xiàn)垂直從掌心進(jìn)入,并使拇指指向?qū)Ь€(xiàn)運(yùn)動(dòng)的方向,這時(shí)四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向.
3.下列說(shuō)法正確的是()
A.感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向總是與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反
B.感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向可能相同,也可能相反
C.楞次定律只能判定閉合回路中感應(yīng)電流的方向
D.楞次定律可以判定不閉合的回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向
答案BD
解析本題的關(guān)鍵是理解楞次定律,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.如果是因磁通量的減小而引起的感應(yīng)電流,則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相同,阻礙磁通量的減??;如果是因磁通量的增大而引起的感應(yīng)電流,則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反,阻礙磁通量的增大,故A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;楞次定律既可以判定閉合回路中感應(yīng)電流的方向,還可以判定不閉合回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向.C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確.
4.如圖1所示,一線(xiàn)圈用細(xì)桿懸于P點(diǎn),開(kāi)始時(shí)細(xì)桿處于水平位置,釋放后讓它在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),已知線(xiàn)圈平面始終與紙面垂直,當(dāng)線(xiàn)圈第一次通過(guò)位置Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ時(shí)(位置Ⅱ正好是細(xì)桿豎直位置),線(xiàn)圈內(nèi)的感應(yīng)電流方向(順著磁場(chǎng)方向看去)是()
圖1
A.Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ位置均是順時(shí)針?lè)较?br>
B.Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ位置均是逆時(shí)針?lè)较?br>
C.Ⅰ位置是順時(shí)針?lè)较?,Ⅱ位置為零,Ⅲ位置是逆時(shí)針?lè)较?br>
D.Ⅰ位置是逆時(shí)針?lè)较?,Ⅱ位置為零,Ⅲ位置是順時(shí)針?lè)较?br>
答案D
解析本題關(guān)鍵是判定出Ⅰ,Ⅱ位置時(shí)磁通量的變化情況,線(xiàn)圈由初始位置向Ⅰ位置運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,沿磁場(chǎng)方向的磁通量逐漸增大,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反,從右向左穿過(guò)線(xiàn)圈,根據(jù)安培定則,Ⅰ位置時(shí)感應(yīng)電流的方向(沿磁感線(xiàn)方向看去)是逆時(shí)針?lè)较?;在Ⅱ位置時(shí)由左向右穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大,由Ⅱ位置向Ⅲ位置運(yùn)動(dòng)時(shí),向右穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量減少,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向右,阻礙它的減少,根據(jù)安培定則可判定Ⅲ位置的電流方向(沿磁感線(xiàn)方向看去)是順時(shí)針?lè)较颍抑蛭恢脮r(shí)感應(yīng)電流為零.故選D.
5.如圖2所示,當(dāng)導(dǎo)體棒MN在外力作用下沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)時(shí),流過(guò)R的電流方向是()
圖2
A.由A→B?
?B.由B→A?
C.無(wú)感應(yīng)電流
D.無(wú)法確定
答案AM,則通過(guò)R的電流為A→M,則通過(guò)R的電流為A→B.
【概念規(guī)律練】
知識(shí)點(diǎn)一楞次定律的基本理解
1.如圖3所示為一種早期發(fā)電機(jī)原理示意圖,該發(fā)電機(jī)由固定的圓形線(xiàn)圈和一對(duì)用鐵芯連接的圓柱形磁鐵構(gòu)成,兩磁極相對(duì)于線(xiàn)圈平面對(duì)稱(chēng),在磁極繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,磁極中心在線(xiàn)圈平面上的投影沿圓弧XOY運(yùn)動(dòng)(O是線(xiàn)圈中心),則()
圖3
A.從X到O,電流由E經(jīng)G流向F,先增大再減小
B.從X到O,電流由F經(jīng)G流向E,先減小再增大
C.從O到Y(jié),電流由F經(jīng)G流向E,先減小再增大
D.從O到Y(jié),電流由E經(jīng)G流向F,先增大再減小
答案D
解析S,方向向上.當(dāng)磁極由X到O時(shí),穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量增加.根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)應(yīng)向下,再根據(jù)安培定則可知電流由F經(jīng)G流向E,當(dāng)磁極在圓形線(xiàn)圈正上方時(shí),磁通量的變化率最小,故電流先增大后減小.當(dāng)磁極從O到Y(jié)時(shí),穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量減少,可判斷電流方向由E經(jīng)G流向F.再根據(jù)磁通量最大時(shí),磁通量的變化率最小,則感應(yīng)電流最小,故電流先增大后減?。蔬x項(xiàng)D正確.→S,方向向上.當(dāng)磁極由X到O時(shí),穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量增加.根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)應(yīng)向下,再根據(jù)安培定則可知電流由F經(jīng)G流向E,當(dāng)磁極在圓形線(xiàn)圈正上方時(shí),磁通量的變化率最小,故電流先增大后減小.當(dāng)磁極從O到Y(jié)時(shí),穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量減少,可判斷電流方向由E經(jīng)G流向F.再根據(jù)磁通量最大時(shí),磁通量的變化率最小,則感應(yīng)電流最小,故電流先增大后減?。蔬x項(xiàng)D正確.
點(diǎn)評(píng)應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的一般步驟:
原磁場(chǎng)方向及穿過(guò)回路的磁通量的增減情況――→楞次定律感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向――→安培定則感應(yīng)電流的方向
2.如圖4所示,一均勻的扁平條形磁鐵的軸線(xiàn)與圓形線(xiàn)圈在同一平面內(nèi),磁鐵中心與圓心重合,為了在磁鐵開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)線(xiàn)圈中能得到逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流,磁鐵的運(yùn)動(dòng)方式應(yīng)是()
圖4
A.N極向紙內(nèi),S極向紙外,使磁鐵繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)
B.N極向紙外,S極向紙內(nèi),使磁鐵繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)
C.磁鐵在線(xiàn)圈平面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)
D.磁鐵在線(xiàn)圈平面內(nèi)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)
答案A
解析當(dāng)N極向紙內(nèi),S極向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),穿過(guò)線(xiàn)圈的磁場(chǎng)由無(wú)到有并向里,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)應(yīng)向外,電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針,A選項(xiàng)正確;當(dāng)N極向紙外,S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),穿過(guò)線(xiàn)圈的磁場(chǎng)向外并增加,感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)磁鐵在線(xiàn)圈平面內(nèi)繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量始終為零,因而不產(chǎn)生感應(yīng)電流,C、D選項(xiàng)錯(cuò)誤.
點(diǎn)評(píng)此題是“逆方向”應(yīng)用楞次定律,只需把一般步驟“逆向”即可
感應(yīng)電流的方向――→安培定則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向――→楞次定律穿過(guò)回路的磁通量的增減情況
知識(shí)點(diǎn)二右手定則
3.如圖表示閉合電路中的一部分導(dǎo)體ab在磁場(chǎng)中做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的情景,導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b的是()?
答案Ab,B中電流由b→b,B中電流由b→a,C中電流沿a→c→b→a方向,D中電流由b→a.故選A.
點(diǎn)評(píng)判別導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向時(shí),采用右手定則更有針對(duì)性,當(dāng)然用楞次定律也可以判別.
4.如圖5所示,導(dǎo)線(xiàn)框abcd與通電直導(dǎo)線(xiàn)在同一平面內(nèi),直導(dǎo)線(xiàn)通有恒定電流并通過(guò)ad和bc的中點(diǎn),當(dāng)線(xiàn)框向右運(yùn)動(dòng)的瞬間,則()
圖5
A.線(xiàn)框中有感應(yīng)電流,且按順時(shí)針?lè)较?br>
B.線(xiàn)框中有感應(yīng)電流,且按逆時(shí)針?lè)较?br>
C.線(xiàn)框中有感應(yīng)電流,但方向難以判斷
D.由于穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量為零,所以線(xiàn)框中沒(méi)有感應(yīng)電流
答案B
解析此題可用兩種方法求解,借此感受右手定則和楞次定律分別在哪種情況下更便捷.
方法一:首先由安培定則判斷通電直導(dǎo)線(xiàn)周?chē)拇艌?chǎng)方向(如下圖所示),因ab導(dǎo)線(xiàn)向右做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng),由右手定則判斷感應(yīng)電流由a→b,同理可判斷cd導(dǎo)線(xiàn)中的感應(yīng)電流方向由c→d,ad、bc兩邊不做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng),所以整個(gè)線(xiàn)框中的感應(yīng)電流是逆時(shí)針?lè)较虻?
方法二:首先由安培定則判斷通電直導(dǎo)線(xiàn)周?chē)拇艌?chǎng)方向(如右圖所示),由對(duì)稱(chēng)性可知合磁通量Φ=0;其次當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)框向右運(yùn)動(dòng)時(shí),穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量增大(方向垂直向里),由楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,最后由安培定則判斷感應(yīng)電流按逆時(shí)針?lè)较?,故B選項(xiàng)正確.
點(diǎn)評(píng)右手定則在判斷由于部分導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)的感應(yīng)電流方向時(shí)針對(duì)性強(qiáng),若電路中非一部分導(dǎo)體做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),應(yīng)用楞次定律更輕松一些.
【方法技巧練】
一、增反減同法
5.某磁場(chǎng)磁感線(xiàn)如圖6所示,有一銅線(xiàn)圈自圖示A處落至B處,在下落過(guò)程中,自上向下看,線(xiàn)圈中的感應(yīng)電流方向是()
圖6
A.始終順時(shí)針
B.始終逆時(shí)針
C.先順時(shí)針再逆時(shí)針
D.先逆時(shí)針再順時(shí)針
答案C
解析自A落至圖示位置時(shí),穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量增加,磁場(chǎng)方向向上,則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與之相反,即向下,故可由安培定則判斷線(xiàn)圈中的感應(yīng)電流為順時(shí)針;自圖示位置落至B點(diǎn)時(shí),穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量減少,磁場(chǎng)方向向上,則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與之相同即向上,故可由安培定則判斷線(xiàn)圈中的感應(yīng)電流為逆時(shí)針,選C.
方法總結(jié)此題中的“增反減同”為:當(dāng)回路中的磁通量增加(減少)時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反(相同).
6.電阻R、電容C與一線(xiàn)圈連成閉合回路,條形磁鐵靜止于線(xiàn)圈的正上方,N極朝下,如圖7所示,現(xiàn)使磁鐵開(kāi)始自由下落,在N極接近線(xiàn)圈上端的過(guò)程中,流過(guò)R的電流方向和電容器極板的帶電情況是()
圖7
A.從a到b,上極板帶正電
B.從a到b,下極板帶正電
C.從b到a,上極板帶正電
D.從b到a,下極板帶正電
答案D
解析在N極接近線(xiàn)圈上端的過(guò)程,穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量向下增加,則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上.由安培定則可判定電路中的電流為順時(shí)針?lè)较颍释ㄟ^(guò)R的電流由b到a,電容器下極板帶正電.
方法總結(jié)應(yīng)用增反減同法時(shí),特別要注意原磁場(chǎng)的方向,才能根據(jù)增反減同判斷出感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向.
二、來(lái)拒去留法
7.如圖8所示,當(dāng)磁鐵突然向銅環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí),銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是()
圖8
A.向右擺動(dòng)
B.向左擺動(dòng)
C.靜止
D.無(wú)法判定
答案A
解析此題可由兩種方法來(lái)解決
方法1:畫(huà)出磁鐵磁感線(xiàn)分布,如圖甲所示,當(dāng)磁鐵向環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí),穿過(guò)環(huán)的磁通量增加,由楞次定律判斷出銅環(huán)中的感應(yīng)電流方向如圖甲所示.銅環(huán)中有感應(yīng)電流時(shí)銅環(huán)又要受到安培力的作用,分析銅環(huán)受安培力作用而運(yùn)動(dòng)時(shí),可把銅環(huán)中的電流等效為多段直線(xiàn)電流元.取上、下兩小段電流研究,由左手定則確定兩段電流受力,由此可聯(lián)想到整個(gè)銅環(huán)所受合力向右,則A選項(xiàng)正確.[經(jīng)典范文網(wǎng) 995563.cOm]
甲乙
方法2(等效法):磁鐵向右運(yùn)動(dòng),使銅環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流可等效為圖乙所示的條形磁鐵,則兩磁鐵有排斥作用,故A正確.
方法總結(jié)此題中若磁鐵遠(yuǎn)離銅環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí),同樣可分析出銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況為向左擺動(dòng),故可歸納出:感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受力時(shí)有“來(lái)拒去留”的特點(diǎn).
8.如圖9所示,蹄形磁鐵的兩極間,放置一個(gè)線(xiàn)圈abcd,磁鐵和線(xiàn)圈都可以繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng),磁鐵如圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線(xiàn)圈的運(yùn)動(dòng)情況是()
圖9
A.俯視,線(xiàn)圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速與磁鐵相同
B.俯視,線(xiàn)圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速與磁鐵相同
C.線(xiàn)圈與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同,但轉(zhuǎn)速小于磁鐵轉(zhuǎn)速
D.線(xiàn)圈靜止不動(dòng)
答案C
解析本題“原因”是磁鐵有相對(duì)線(xiàn)圈的運(yùn)動(dòng),“效果”便是線(xiàn)圈要阻礙兩者的相對(duì)運(yùn)動(dòng),線(xiàn)圈阻止不了磁鐵的運(yùn)動(dòng),由“來(lái)拒去留”線(xiàn)圈只好跟著磁鐵同向轉(zhuǎn)動(dòng);如果二者轉(zhuǎn)速相同,就沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng),線(xiàn)圈就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),故答案為C.
方法總結(jié)感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受力,用“來(lái)拒去留”來(lái)直接判斷既快又準(zhǔn),此法也可理解為感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受力總是“阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)”.
三、增縮減擴(kuò)法
9.如圖10所示,光滑固定導(dǎo)軌M、N水平放置,兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放置于導(dǎo)軌上,形成一個(gè)閉合回路,一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)()
圖10
A.P、Q將相互靠攏
B.P、Q將相互遠(yuǎn)離
C.磁鐵的加速度仍為g
D.磁鐵的加速度小于g
答案AD
解析根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的效果是總要阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因,本題中“原因”是回路中磁通量的增加,P、Q可通過(guò)縮小面積的方式進(jìn)行阻礙,故可得A正確.由“來(lái)拒去留”得回路電流受到向下的力的作用,由牛頓第三定律知磁鐵受向上的作用力,所以磁鐵的加速度小于g,選A、D.
方法總結(jié)增縮減擴(kuò)法,就閉合電路的面積而言,致使電路的面積有收縮或擴(kuò)張的趨勢(shì).
10.如圖11(a)所示,兩個(gè)閉合圓形線(xiàn)圈A、B的圓心重合,放在同一水平面內(nèi),線(xiàn)圈A中通以如圖11(b)所示的交變電流,t=0時(shí)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針(如圖箭頭所示),在t1~t2時(shí)間段內(nèi),對(duì)于線(xiàn)圈B,下列說(shuō)法中正確的是()
圖11
A.線(xiàn)圈B內(nèi)有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?,線(xiàn)圈有擴(kuò)張的趨勢(shì)
B.線(xiàn)圈B內(nèi)有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?,線(xiàn)圈有收縮的趨勢(shì)
C.線(xiàn)圈B內(nèi)有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎€(xiàn)圈有擴(kuò)張的趨勢(shì)
D.線(xiàn)圈B內(nèi)有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?,線(xiàn)圈有收縮的趨勢(shì)
答案A
解析在t1~t2時(shí)間段內(nèi),A線(xiàn)圈的電流為逆時(shí)針?lè)较?,產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直紙面向外且是增加的,由此可判定B線(xiàn)圈中的電流為順時(shí)針?lè)较?,線(xiàn)圈的擴(kuò)張與收縮可用阻礙Φ變化的觀(guān)點(diǎn)去判定.在t1~t2時(shí)間段內(nèi)B線(xiàn)圈內(nèi)的Φ增強(qiáng),根據(jù)楞次定律,只有B線(xiàn)圈增大面積,才能阻礙Φ的增加,故選A.
方法總結(jié)注意B線(xiàn)圈內(nèi)的磁通量是穿進(jìn)穿出兩部分抵消后的磁通量.
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楞次定律
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選修3-2第四章電磁感應(yīng)
第3節(jié)《楞次定律》
一、教材分析
楞次定律是二期課改教材的拓展課中重要的一節(jié),它對(duì)判斷感應(yīng)電流的方向,以及理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律有重要的意義,對(duì)右手定則的理解也有幫助。
二、教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能:
(1)、理解楞次定律的內(nèi)容。
(2)、能初步應(yīng)用楞次定律判定感應(yīng)電流方向。
(3)、理解楞次定律與能量守恒定律是相符的。
(4)、理解楞次定律中“阻礙”二字的含義。
2、過(guò)程與方法
(1)、通過(guò)觀(guān)察演示實(shí)驗(yàn),探索和總結(jié)出感應(yīng)電流方向的一般規(guī)律
(2)、通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué),感受楞次定律的實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生觀(guān)察實(shí)驗(yàn),分析、歸納、總結(jié)物理規(guī)律的能力。
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)
(1)、使學(xué)生學(xué)會(huì)由個(gè)別事物的個(gè)性來(lái)認(rèn)識(shí)一般事物的共性的認(rèn)識(shí)事物的一種重要的科學(xué)方法。
(2)、培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。
(3)、讓學(xué)生參與問(wèn)題的解決,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的探究能力和合作精神。
三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn):理解楞次定律并能利用其判斷感應(yīng)電流的方向
難點(diǎn):對(duì)楞次定律“阻礙變化”的理解
四、學(xué)情分析
我們的學(xué)生屬于平行分班,沒(méi)有實(shí)驗(yàn)班,學(xué)生已有的知識(shí)和實(shí)驗(yàn)水平有差距。學(xué)生對(duì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件有了清醒的認(rèn)識(shí),本節(jié)課針對(duì)感應(yīng)電流的方向做一個(gè)探究。學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、語(yǔ)言表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)合作能力等都能夠得到很好的鍛煉。
五、教學(xué)方法
1.類(lèi)比法:將感應(yīng)電流比喻成一個(gè)專(zhuān)門(mén)與“父母”“對(duì)著干”的“壞孩子”,不僅將抽象的內(nèi)容生動(dòng)具體化,還調(diào)節(jié)了課堂氣氛。
2.實(shí)驗(yàn)法:教師演示實(shí)驗(yàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)
3.學(xué)案導(dǎo)學(xué):見(jiàn)后面的學(xué)案。
4.新授課教學(xué)基本環(huán)節(jié):預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑→情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)→合作探究、精講點(diǎn)撥→反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè)→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)
六、課前準(zhǔn)備
1.學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備:導(dǎo)學(xué)案、學(xué)生實(shí)驗(yàn)器材
2.教師的教學(xué)準(zhǔn)備:多媒體課件制作,課前預(yù)習(xí)學(xué)案,課內(nèi)探究學(xué)案,課后延伸拓展學(xué)案。3.教學(xué)環(huán)境的設(shè)計(jì)和布置:分小組合作學(xué)習(xí),分6個(gè)學(xué)習(xí)小組。
七、課時(shí)安排:1課時(shí)
八、教學(xué)過(guò)程
(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑,使教學(xué)具有了針對(duì)性。
(二)情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。
運(yùn)用磁鐵推、拉閉合的金屬圓環(huán)這個(gè)奇妙的物理現(xiàn)象來(lái)導(dǎo)入今天的楞次定律這堂課。感應(yīng)電流是個(gè)壞“孩子”。感應(yīng)電流的方向與磁通量間又有什么樣的關(guān)系?本節(jié)課我們就來(lái)一起探究感應(yīng)電流與磁通量的關(guān)系。即楞次定律。
(三)合作探究、精講點(diǎn)撥。
探究一:研究感應(yīng)電流的方向
(1)、探究目標(biāo):找這兩個(gè)磁場(chǎng)的方向關(guān)系的規(guī)律。
(2)、探究方向:從磁鐵和線(xiàn)圈有磁力作用入手。
(3)、探究手段:分組實(shí)驗(yàn)(器材:螺線(xiàn)管,靈敏電流計(jì),條形磁鐵,導(dǎo)線(xiàn))
(4)、探究過(guò)程
NS磁鐵在管上靜止不動(dòng)時(shí)磁鐵在管中靜止不動(dòng)時(shí)
插入拔出插入拔出N在下S在下N在下S在下
原來(lái)磁場(chǎng)的方向向下向下向上向上向下向上向下向上
原來(lái)磁場(chǎng)的磁通量變化增大減小增大減小不變不變不變不變
感應(yīng)磁場(chǎng)的方向向上向下向下向上無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)
原磁場(chǎng)與感應(yīng)磁場(chǎng)方向的關(guān)系相反相同相反相同————————
感應(yīng)電流的方向(螺線(xiàn)管上)向上向下向下向上無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)
(5)、學(xué)生帶著問(wèn)題分組討論:
問(wèn)題1、請(qǐng)你根據(jù)上表中所填寫(xiě)的內(nèi)容分析一下,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向是否總是與原磁場(chǎng)的方向相反?
問(wèn)題2、請(qǐng)你仔細(xì)分析上表,用盡可能簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言概括一下,究竟如何確定感應(yīng)電流的方向?并說(shuō)出你的概括中的關(guān)鍵詞語(yǔ)。
問(wèn)題3、你能從導(dǎo)體和磁體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的角度來(lái)確定感應(yīng)電流的方向嗎?如果能,請(qǐng)用簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言進(jìn)行概括,并試著從能量的轉(zhuǎn)化與守恒角度去解釋你的結(jié)論?
學(xué)生四人一組相互交流、分析、討論,用最簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言概括出本組的結(jié)論。師巡視各組的情況,然后指定某些組公布本組的成果在全班進(jìn)行交流,師生共同討論,形成結(jié)論。
探究二、分析歸納論證、得出結(jié)論。
概括1:感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化
概括2:感應(yīng)電流在回路中產(chǎn)生的磁通量總是反抗(或阻礙)原磁通量的變化
概括3:感應(yīng)電流的效果總是反抗(或阻礙)引起它的那個(gè)原因
教師應(yīng)充分肯定他們的結(jié)論,并對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行討論、糾正,
總結(jié)規(guī)律:原磁通變大,則感應(yīng)電流磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)相反,有阻礙變大作用
原磁通變小,則感應(yīng)電流磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)相同,有阻礙變小作用
結(jié)論:增反減同
展示多媒體課件再次看看多媒體模擬的電磁感應(yīng)中感應(yīng)電流的產(chǎn)生過(guò)程。
投影展示楞次定律內(nèi)容及其理解:
探究三、楞次定律——感應(yīng)電流的方向
(1)內(nèi)容:感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。
(師指出上述結(jié)論是物理學(xué)家楞次概括了各種實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出的,并對(duì)楞次的物理學(xué)貢獻(xiàn)簡(jiǎn)單介紹)
(2)理解:
①、阻礙既不是阻止也不等于反向,增反減同“阻礙”又稱(chēng)作“反抗”,注意不是阻礙原磁場(chǎng)而阻礙原磁場(chǎng)的變化
②、注意兩個(gè)磁場(chǎng):原磁場(chǎng)和感應(yīng)電流磁場(chǎng)
③、學(xué)生在圖中標(biāo)出每個(gè)螺線(xiàn)管的感應(yīng)電流產(chǎn)生的等效N極和S極。
根據(jù)標(biāo)出的磁極方向總結(jié)規(guī)律:
感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是磁體阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)。“你來(lái)我不讓你來(lái),你走我不讓你走”
強(qiáng)調(diào):楞次定律可以從兩種不同的角度來(lái)理解:
a、從磁通量變化的角度看:感應(yīng)電流總要阻礙磁通量的變化。
b、從導(dǎo)體和磁體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的角度來(lái)看,感應(yīng)電流總要阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
④、感應(yīng)電流的方向即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向
⑤、阻礙的過(guò)程中,即一種能向另一種轉(zhuǎn)化的過(guò)程
例:上述實(shí)驗(yàn)中,若條形磁鐵是自由落體,則磁鐵下落過(guò)程中受到向上的阻力,即機(jī)械能→電能→內(nèi)能
(3)應(yīng)用楞次定律步驟:
①、明確原磁場(chǎng)的方向;
②、明確穿過(guò)閉合回路的磁通量是增加還是減少;
③、根據(jù)楞次定律(增反減同),判定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向;
④、利用安培定則判定感應(yīng)電流的方向。
(4)楞次定律的應(yīng)用
例:兩同心金屬圓環(huán),使內(nèi)環(huán)A通以順時(shí)針?lè)较螂娏?,現(xiàn)使其電流增大,則在大環(huán)B中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向如何?若減小電流呢?
解:⑴由安培定則A環(huán)中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向里
⑵穿過(guò)大環(huán)的磁通量增大
⑶由楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向外
⑷由安培定則得外環(huán)感應(yīng)電流為逆時(shí)針
同理當(dāng)電流減小時(shí),外環(huán)中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針
(5)楞次定律的特例——閉合回路中部分導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)
問(wèn)題1:當(dāng)閉合回路的部分導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)也會(huì)引起磁通量的變化,從而使回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,這種情況下回路中的電流的方向如何判斷呢,可以用楞次定律判斷電流的方向嗎?
答:當(dāng)然可以用楞次定律來(lái)判斷感應(yīng)電流的方向,如果導(dǎo)體棒ab向右運(yùn)動(dòng),則由楞次定律可知,穿過(guò)閉合回路的磁通量增加,則感應(yīng)磁場(chǎng)就要與原磁場(chǎng)方向相反,即感應(yīng)磁場(chǎng)方向向外,所以感應(yīng)電流的方向adcba
問(wèn)題2:用楞次定律判斷感應(yīng)電流的過(guò)程很復(fù)雜,能否找到一種很簡(jiǎn)單的方法來(lái)判斷閉合回路中部分導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的電流的方向呢?
答:有簡(jiǎn)單的方法,如果我們仔細(xì)研究電流I的方向、原磁場(chǎng)B的方向、導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的速度v的方向,就能找出一種方法——右手定則:
(6)右手定則
(1)右手定則的內(nèi)容:伸開(kāi)右手讓拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi),讓磁感線(xiàn)垂直從掌心進(jìn)入,拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向,其余四指指向的就是導(dǎo)體中感應(yīng)電流方向
(2)適用條件:切割磁感線(xiàn)的情況
(3)說(shuō)明:
①、右手定則是楞次定律的特例,用右手定則求解的問(wèn)題也可用楞次定律求解
②、右手定則較楞次定律方便,但適用范圍較窄,而楞次定律應(yīng)用于所有情況
③、當(dāng)切割磁感線(xiàn)時(shí)電路不閉合,四指的指向即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向(畫(huà)出等效電源的正負(fù)極)
(四)反思總結(jié),當(dāng)堂檢測(cè)。
(五)發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。
在下一節(jié)課我們一起來(lái)學(xué)習(xí)楞次定律。這節(jié)課后大家可以先預(yù)習(xí)這一部分,著重分析科學(xué)家是如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),如何得出恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)論的。并完成本節(jié)的課后練習(xí)及課后延伸拓展作業(yè)。
設(shè)計(jì)意圖:布置下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè),并對(duì)本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時(shí)批閱本節(jié)的延伸拓展訓(xùn)練。
九、板書(shū)設(shè)計(jì)
一、楞次定律
1.內(nèi)容:感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。
2、理解:
二、楞次定律的特例——閉合回路中部分導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)
(1)、右手定則的內(nèi)容:伸開(kāi)右手讓拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi),讓磁感線(xiàn)垂直從掌心進(jìn)入,拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向,其余四指指向的就是導(dǎo)體中感應(yīng)電流方向
(2)、適用條件:切割磁感線(xiàn)的情況
(3)、說(shuō)明:
①、右手定則是楞次定律的特例,用右手定則求解的問(wèn)題也可用楞次定律求解
②、右手定則較楞次定律方便,但適用范圍較窄,而楞次定律應(yīng)用于所有情況
③、當(dāng)切割磁感線(xiàn)時(shí)電路不閉合,四指的指向即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向(畫(huà)出等效電源的正負(fù)極)
十、教學(xué)反思
1、在課堂教學(xué)中注重多種能力的培養(yǎng):
本節(jié)內(nèi)容應(yīng)以實(shí)驗(yàn)為主,通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)楞次定律。通常情況,都是由教師演示,學(xué)生觀(guān)察,得出結(jié)論。但本節(jié)課以學(xué)生為主,讓學(xué)生實(shí)驗(yàn),得出結(jié)論,驗(yàn)證結(jié)論等等,教師只起引導(dǎo)和組織的作用,這樣不僅能讓學(xué)生對(duì)楞次定律理解深刻,而且也培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能以及分析、歸納、概括、總結(jié)等邏輯思維能力。
2、用現(xiàn)代化教學(xué)手段進(jìn)行教學(xué):
雖說(shuō)實(shí)物演示最直觀(guān)明了地反映事物的某些現(xiàn)象,但通過(guò)它我們只能看到一些宏觀(guān)現(xiàn)象,對(duì)定律微觀(guān)本質(zhì)的分析(比如:磁極周?chē)拇鸥芯€(xiàn)既看不見(jiàn),又摸不著)就無(wú)能為力了,教師將現(xiàn)代化教學(xué)手段
引進(jìn)課堂,應(yīng)用生活中的有趣物理實(shí)驗(yàn),生動(dòng)形象地展示兩磁場(chǎng)間阻礙作用,不僅突出本節(jié)的重點(diǎn),還突破了難點(diǎn),使學(xué)生對(duì)定律有一個(gè)深刻理解,生動(dòng)的記憶,同時(shí)又激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
3、采用類(lèi)比教學(xué)變抽象為具體:
本節(jié)課除了采用常規(guī)的啟發(fā)式、實(shí)驗(yàn)等直觀(guān)教學(xué)法等,還特別注意利用比喻的方法,尤其對(duì)于楞次定律這一類(lèi)字?jǐn)?shù)少但難理解和記憶內(nèi)容,教師在師生得出定律之后,將定律概括成“增之減之,減之增之”八個(gè)字,方便了學(xué)生理解和記憶,之后又做個(gè)擬人化的比喻,將感應(yīng)電流比喻成一個(gè)專(zhuān)門(mén)與“父母”“對(duì)著干”的“壞孩子”,不僅將抽象的內(nèi)容生動(dòng)具體化,還調(diào)節(jié)了課堂氣氛。
4、注重德育滲透
這一節(jié)課講授的楞次定律是從實(shí)驗(yàn)分析開(kāi)始,歸納概括出初步結(jié)論后,再用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證,不僅體現(xiàn)物理學(xué)科是實(shí)驗(yàn)學(xué)科的特點(diǎn),培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)事求是,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,還符合辯證法中從實(shí)踐中來(lái),再回到實(shí)驗(yàn)中去的認(rèn)識(shí)規(guī)律,達(dá)到對(duì)學(xué)生的辯證唯物主義教育。
十一、學(xué)案設(shè)計(jì)(見(jiàn)下頁(yè))
《楞次定律》學(xué)案
一名優(yōu)秀負(fù)責(zé)的教師就要對(duì)每一位學(xué)生盡職盡責(zé),高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是每個(gè)高中教師都不可缺少的。教案可以讓學(xué)生能夠聽(tīng)懂教師所講的內(nèi)容,幫助高中教師營(yíng)造一個(gè)良好的教學(xué)氛圍。那么一篇好的高中教案要怎么才能寫(xiě)好呢?為了讓您在使用時(shí)更加簡(jiǎn)單方便,下面是小編整理的“《楞次定律》學(xué)案”,供您參考,希望能夠幫助到大家。
《楞次定律》學(xué)案
一、教材分析:
本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容是人教版教材,高中物理選修3-2第一章第三節(jié)“感應(yīng)電流的方向——楞次定律”。楞次定律是電磁感應(yīng)規(guī)律的重要組成部分,它與法拉第電磁感應(yīng)定律一樣也是本章的一個(gè)教學(xué)重點(diǎn),是分析和處理電磁感應(yīng)現(xiàn)象問(wèn)題的兩個(gè)重要支柱之一。
由于此定律所牽涉的物理量和物理規(guī)律較多,只有對(duì)原磁場(chǎng)方向、原磁通量變化情況、感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向、以及會(huì)用安培定則進(jìn)行正確的判定,才能得到正確的感應(yīng)電流的方向。同時(shí),學(xué)生還必須能正確運(yùn)用安培定則,左手定則,安培定則解決問(wèn)題,所以這部分內(nèi)容也是電學(xué)部分的一個(gè)難點(diǎn)。
二、教學(xué)重難點(diǎn):
教學(xué)重點(diǎn):理解感應(yīng)電流的方向與引起感應(yīng)電流的磁通量變化之間的關(guān)系。
教學(xué)難點(diǎn):根據(jù)教學(xué)目標(biāo),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作。
三、學(xué)情分析:
學(xué)生已經(jīng)掌握了磁通量的概念,并會(huì)分析磁通量的變化。已經(jīng)知道了條形磁鐵的磁感線(xiàn)的分布。學(xué)生已經(jīng)利用(條形磁鐵、電流計(jì)、線(xiàn)圈等)實(shí)驗(yàn)器材研究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。
四、教學(xué)目標(biāo):
1.知識(shí)與技能
(1)會(huì)表述感應(yīng)電流的方向與引起感應(yīng)電流的磁通量的變化之間的關(guān)系。
(2)會(huì)用自己的語(yǔ)言組織表述“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化”中的“阻礙”的意義。
(3)會(huì)用楞次定律判斷電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流的方向。
2.過(guò)程與方法
(1)通過(guò)探究過(guò)程體會(huì)提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析論證、驗(yàn)證等科學(xué)探究要素。
(2)通過(guò)楞次定律的學(xué)習(xí)過(guò)程,了解物理學(xué)的研究方法,認(rèn)識(shí)物理實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中的作用。
(3)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究,學(xué)會(huì)用實(shí)驗(yàn)探究的方法研究物理問(wèn)題。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)
(1)通過(guò)楞次對(duì)法拉第研究成果的關(guān)注到發(fā)現(xiàn)感應(yīng)電流方向的規(guī)律的介紹,讓學(xué)生發(fā)展對(duì)科學(xué)的好奇心與求知欲,能體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅。
(2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)與他人主動(dòng)交流合作,培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神。
五、設(shè)計(jì)思路:
本節(jié)作為一堂物理規(guī)律課的教學(xué),重點(diǎn)在于指導(dǎo)學(xué)生思考問(wèn)題的方法和利用實(shí)驗(yàn)研究物理規(guī)律的手段,為此本課采用學(xué)生分組隨堂實(shí)驗(yàn)探究的操作模式,學(xué)生在老師的啟發(fā)和幫助下通過(guò)自己實(shí)驗(yàn)操作來(lái)發(fā)現(xiàn)、解決問(wèn)題,獲取新知識(shí)。
為了突破難點(diǎn)本課利用引導(dǎo)探究式教學(xué)法,課堂教學(xué)設(shè)計(jì)是這樣的:創(chuàng)設(shè)一個(gè)問(wèn)題情景→學(xué)生討論、猜想→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→探索實(shí)驗(yàn)→(將演示實(shí)驗(yàn)改變?yōu)閷W(xué)生自己做探索性實(shí)驗(yàn))→分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象→得出楞次定律→課堂講練→課堂練習(xí)。
在教學(xué)過(guò)程中,抓住知識(shí)的產(chǎn)生過(guò)程,積極引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究,突出學(xué)生的課堂教學(xué)的主體地位。
六、器材準(zhǔn)備:
多媒體平臺(tái)、線(xiàn)圈、條形磁鐵、導(dǎo)線(xiàn)、干電池、條形磁鐵、靈敏電流計(jì)、楞次定律演示器.
七、教學(xué)過(guò)程:
(一)、新課引入(提出問(wèn)題)
1、提問(wèn):如何判斷閉合電路中是否能產(chǎn)生感應(yīng)電流?
2、再問(wèn):那如何判斷電磁感應(yīng)中感應(yīng)電流的方向呢?
教師提出本課的教學(xué)目標(biāo):“探究感應(yīng)電流的方向與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)之間的關(guān)系?!?br>
(二)、新課教學(xué)
1、猜想:感應(yīng)電流是由線(xiàn)圈中磁場(chǎng)變化引起的,所以感應(yīng)電流的方向與原磁場(chǎng)的變化情況有關(guān)。
2、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與制定
為了檢驗(yàn)各自猜想的正確性,分小組利用手中的實(shí)驗(yàn)器材(線(xiàn)圈、條形磁鐵、靈敏電流計(jì)、導(dǎo)線(xiàn))設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。教師可以利用以下幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行引導(dǎo):
(1)、如何知道引起感應(yīng)電流的線(xiàn)圈中原磁場(chǎng)的方向與變化?
(2)、如何知道感應(yīng)電流的方向?(教師演示說(shuō)明靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與電流流向的關(guān)系。請(qǐng)學(xué)生用一節(jié)舊電池與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)后與靈敏電流計(jì)相連,觀(guān)察電流分別從兩個(gè)接線(xiàn)柱流入電流計(jì)時(shí),指針的偏轉(zhuǎn)方向,確定所用電流計(jì)的電流方向與指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系。同時(shí)提醒學(xué)生不同的電流計(jì)電流方向與指針的偏轉(zhuǎn)方向關(guān)系不同)
(3)、如何知道感應(yīng)電流激發(fā)的磁場(chǎng)的方向?
學(xué)生:根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求利用(靈敏電流計(jì),標(biāo)明導(dǎo)線(xiàn)繞向的線(xiàn)圈,條形磁鐵,導(dǎo)線(xiàn)等)實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)電路圖,說(shuō)明實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程,并設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄表格。
學(xué)生可能通過(guò)磁鐵的運(yùn)動(dòng)改變線(xiàn)圈磁場(chǎng);也可能用電磁鐵代替磁鐵,通過(guò)電磁鐵的運(yùn)動(dòng)、滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)或電鍵的通斷控制磁場(chǎng)變化等。
根據(jù)巡查的情況,挑選具有典型代表性的方案讓學(xué)生上臺(tái)介紹說(shuō)明,并利用實(shí)物投影儀顯示。最后根據(jù)老師和同學(xué)們的建議,修訂完善一個(gè)簡(jiǎn)單易做的實(shí)驗(yàn)方案。)方案如下:
高中物理《楞次定律》教學(xué)設(shè)計(jì)
條形磁鐵運(yùn)動(dòng)的情況
N極向下
插入線(xiàn)圈
N極向上
拔出線(xiàn)圈
N極向下
插入線(xiàn)圈
N極向上
拔出線(xiàn)圈
原磁場(chǎng)方向(向上或向下)
穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化情況(增加或減少)
感應(yīng)電流的方向(流過(guò)靈敏電流計(jì)的方向)
感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向(向上或向下)
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
3.實(shí)驗(yàn)操作
要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行電路圖連接與實(shí)驗(yàn)操作,并填好實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄表格。
教師巡查,提醒學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性,及時(shí)幫助學(xué)生解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題。
4、尋找規(guī)律,得出結(jié)論
提出問(wèn)題:閉合電路中感應(yīng)電流也要激發(fā)磁場(chǎng),那么感應(yīng)電流所激發(fā)磁場(chǎng)的方向與引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)之間有什么關(guān)系呢?
引導(dǎo)1:感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向是否始終與原磁場(chǎng)的方向相同或相反?
回答小結(jié):不一定。有時(shí)相同,有時(shí)相反。
引導(dǎo)2:在什么情況下,B感與B原同向?在什么情況下,B感與B原反向?
回答小結(jié):當(dāng)Φ原增大時(shí),B感與B原相反;當(dāng)Φ原減小時(shí);B感與B原相同。(進(jìn)一步探討關(guān)系)
引導(dǎo)3:你認(rèn)為感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)磁通量的變化起什么作用?(提煉關(guān)系)
回答小結(jié):當(dāng)Φ原增大時(shí),B感與B原相反,它不想讓穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量增大;當(dāng)Φ原減小時(shí);B感與B原相同,它不想讓穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量減小。即B感對(duì)磁通量的變化起阻礙作用
得出初步結(jié)論:感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。
5.結(jié)論驗(yàn)證
教師:上述結(jié)論是否在任何情況下都適用?大家可以利用其他實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行驗(yàn)證,將實(shí)驗(yàn)用的電路圖顯示在屏幕上。
高中物理《楞次定律》教學(xué)設(shè)計(jì)
學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作:同組的兩個(gè)同學(xué)分別將原、副線(xiàn)圈的電路接好并弄清楚導(dǎo)線(xiàn)的繞向,接好后將原線(xiàn)圈放入副線(xiàn)圈中。分別驗(yàn)證電鍵閉合、斷開(kāi)瞬間和電阻大小改變時(shí),感應(yīng)電流的方向與用結(jié)論判斷的是否一致,并完成表格的填寫(xiě)。
K閉合瞬間
K斷開(kāi)瞬間
R變大時(shí)
R變小時(shí)
原磁場(chǎng)方向
原磁通量的變化情況
理論判斷感應(yīng)電流的方向
實(shí)驗(yàn)中感應(yīng)電流的方向
理論判斷與實(shí)驗(yàn)是否一致
教師:總結(jié)得出楞次定律
內(nèi)容:感應(yīng)電流具有這樣的方向,就是感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化──楞次定律對(duì)“阻礙”的理解:當(dāng)Φ原增大時(shí),B感與B原相反;當(dāng)Φ原減小時(shí);B感與B原相同。即“增反減同”。
6.應(yīng)用練習(xí),指導(dǎo)實(shí)踐
例:如圖所示,試畫(huà)出合上電鍵K時(shí),線(xiàn)圈B中的感應(yīng)電流方向。
高中物理《楞次定律》教學(xué)設(shè)計(jì)
啟發(fā)學(xué)生按照一定的思路及步驟解決問(wèn)題。
第一步:畫(huà)出通電線(xiàn)圈A的磁場(chǎng)的磁感線(xiàn),并使之穿過(guò)線(xiàn)圈B
第二步:分析可知,原磁場(chǎng)在線(xiàn)圈B中的磁通量增強(qiáng),據(jù)楞次定律,讓學(xué)生判斷:兩磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)方向應(yīng)相反。請(qǐng)同學(xué)畫(huà)出線(xiàn)圈B中感應(yīng)電流磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)(虛線(xiàn)所示)
第三步:借助右手螺旋法則判斷感應(yīng)電流方向,并標(biāo)在圖上
課堂練習(xí):
1、如圖,無(wú)限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線(xiàn)旁有一個(gè)矩形線(xiàn)圈,當(dāng)線(xiàn)圈遠(yuǎn)離直導(dǎo)線(xiàn)時(shí),判斷感應(yīng)電流的方向
2、如圖,方形區(qū)域內(nèi)為勻強(qiáng)磁場(chǎng),在矩形線(xiàn)圈從左到右穿過(guò)的整個(gè)過(guò)程中,判斷感應(yīng)電流的方向。
高中物理《楞次定律》教學(xué)設(shè)計(jì)高中物理《楞次定律》教學(xué)設(shè)計(jì)
7、總結(jié)深化,加深理解:
針對(duì)剛才實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步理解“阻礙”二字:
a、誰(shuí)起阻礙作用?——感應(yīng)電流的磁場(chǎng)
b、阻礙什么?——引起感應(yīng)電流的磁通量的變化
c、如何阻礙?——增反減同
d、阻礙結(jié)果呢?——阻礙不是相反,阻礙不是阻止,阻礙使磁通量的變化延緩。
引申:針對(duì)剛才實(shí)驗(yàn),從線(xiàn)圈與磁鐵相互作用的角度再來(lái)探討。
(1)從導(dǎo)體和磁體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的角度上看:電磁感應(yīng)的效果是阻礙它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng);
(2)楞次定律是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體表現(xiàn).
從能量轉(zhuǎn)換的角度來(lái)分析:螺線(xiàn)管中用楞次定理得出的感應(yīng)電流所形成的磁場(chǎng),在螺線(xiàn)管上端為N極,這個(gè)N極將排斥外來(lái)的條形磁鐵的運(yùn)動(dòng),條形磁鐵受此排斥力的作用而運(yùn)動(dòng)速度逐漸減小,即動(dòng)能要減少;要維持其運(yùn)動(dòng)速度則需要有外力對(duì)磁鐵做功.可見(jiàn),電磁感應(yīng)現(xiàn)象中線(xiàn)圈的電能是外部的機(jī)械能通過(guò)做功轉(zhuǎn)化而來(lái)的.因此,楞次定理與能量轉(zhuǎn)換與守恒規(guī)律是相符合的
(3)總結(jié)楞次定律的三種表述方式:
表述一:感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化;
表述二:導(dǎo)體和磁體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng);
表述三:感應(yīng)電流的方向,總是阻礙引起它的原電流的變化
(4)楞次定律的表現(xiàn)形式:增反減同,來(lái)拒去留。
(三)、作業(yè)布置:閱讀教材,完成課后練習(xí)1-6
八、板書(shū)設(shè)計(jì)
(一)楞次定律:
1、內(nèi)容:感應(yīng)電流具有這樣的方向,就是感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。
2、理解:
(1)、“阻礙”不等于相反,不能阻止。
(2)、“阻礙”的表現(xiàn)形式:增反減同、來(lái)拒去留。
3、判斷感應(yīng)電流方向的步驟:
(1)判斷回路中原磁場(chǎng)的方向及磁通量的變化情況
(2)根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)磁場(chǎng)的方向;
(3)根據(jù)感應(yīng)磁場(chǎng)的方向,利用安培定則判斷感應(yīng)電流的方向
楞次定律及其應(yīng)用
一名合格的教師要充分考慮學(xué)習(xí)的趣味性,教師要準(zhǔn)備好教案,這是教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以讓學(xué)生能夠在課堂積極的參與互動(dòng),幫助教師能夠更輕松的上課教學(xué)。怎么才能讓教案寫(xiě)的更加全面呢?下面是小編精心為您整理的“楞次定律及其應(yīng)用”,歡迎大家閱讀,希望對(duì)大家有所幫助。
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
理解楞次定律的內(nèi)容,初步掌握利用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的方法;
能力及情感目標(biāo)
1、通過(guò)學(xué)生實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、分析歸納能力;
2、通過(guò)對(duì)科學(xué)家的介紹,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真,不怕艱苦的學(xué)習(xí)態(tài)度.
3、從楞次定律的因果關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力.
4、從楞次定律的不同的表述形式,培養(yǎng)學(xué)生多角度認(rèn)識(shí)問(wèn)題的能力和高度概括的能力.
教學(xué)建議
教材分析
楞次定律是高中物理中的重點(diǎn)內(nèi)容,由于此定律所牽涉的物理量和物理規(guī)律較多,只有對(duì)原磁場(chǎng)方向、原磁通量變化情況、感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向、以及安培定則和右手螺旋定則進(jìn)行正確的判定和使用,才能得到正確的感應(yīng)電流的方向.所以這部分內(nèi)容也是電學(xué)部分的一個(gè)難點(diǎn).為了突破此難點(diǎn),可以通過(guò)教學(xué)軟件,用計(jì)算機(jī)進(jìn)行形象化演示,將變化過(guò)程逐步分解,通過(guò)設(shè)疑——突破疑點(diǎn)——理解深化,由淺入深的進(jìn)行教學(xué).
教法建議
在復(fù)習(xí)部分,先讓學(xué)生明確閉合電路的磁通量發(fā)生變化可以產(chǎn)生感應(yīng)電流,用計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)模擬導(dǎo)體切割情景,讓學(xué)生順利地用右手定則判斷出感應(yīng)電流的方向,馬上在原題的基礎(chǔ)上變切割為磁場(chǎng)增強(qiáng),在此設(shè)疑:用這種方法改變磁通量所產(chǎn)生的感應(yīng)電流,還能用右手定則判斷嗎?如果不能,我們應(yīng)該用什么方法判斷呢?使學(xué)生帶著疑問(wèn)進(jìn)入新課教學(xué)中去.
在新課教學(xué)部分,充分運(yùn)用學(xué)生實(shí)驗(yàn)和媒體資源分析相結(jié)合的教學(xué)方法,幫助學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)規(guī)律,了解規(guī)律,所設(shè)計(jì)的軟件緊密聯(lián)系實(shí)驗(yàn)過(guò)程,將動(dòng)態(tài)演示和定格演示相結(jié)合,做到動(dòng)中有靜,靜中有動(dòng),以達(dá)到傳統(tǒng)教學(xué)方法所不能達(dá)到的效果.另外,在得到規(guī)律之后,為了突破難點(diǎn),首先利用軟件演示和教師講解相結(jié)合的方法幫助學(xué)生理解“阻礙”和“變化”的含義,然后重現(xiàn)剛才學(xué)生實(shí)驗(yàn)的動(dòng)態(tài)過(guò)程,讓學(xué)生自己總結(jié)出利用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟,并提供典型例題,通過(guò)形成性練習(xí),使學(xué)生會(huì)應(yīng)用新知識(shí)解決問(wèn)題.
在對(duì)定律的深化部分,將演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生討論、軟件演示有機(jī)的結(jié)合起來(lái),使學(xué)生從力學(xué)和能量守恒的角度加深對(duì)楞次定律的理解.
建議本節(jié)課的教學(xué)方法為現(xiàn)代化教學(xué)手段---計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)的教學(xué)方法進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合,以實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程和效果的優(yōu)化為宗旨,采用計(jì)算機(jī)模擬動(dòng)態(tài)演示、學(xué)生實(shí)驗(yàn)討論、教師講解的方式達(dá)到預(yù)定的教學(xué)目標(biāo).設(shè)計(jì)的軟件緊扣教學(xué)目標(biāo),為完成教學(xué)任務(wù)服務(wù),充分突出現(xiàn)代化教學(xué)手段的優(yōu)勢(shì).
楞次定律的教學(xué)設(shè)計(jì)方案
一、教學(xué)目標(biāo)
1、理解楞次定律的內(nèi)容
2、理解楞次定律和能量守恒相符合
3、會(huì)用楞次定律解答有關(guān)問(wèn)題
4、通過(guò)實(shí)驗(yàn)的探索,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作、觀(guān)察能力和分析、歸納、總結(jié)的邏輯思維能力.
二、教學(xué)重點(diǎn):對(duì)楞次定律的理解.
三、教學(xué)難點(diǎn):對(duì)楞次定律中的“阻礙”和“變化”的理解.
四、教學(xué)媒體:
1、計(jì)算機(jī)、電視機(jī)(或大屏幕投影);
2.、線(xiàn)圈、條形磁鐵、導(dǎo)線(xiàn)、干電池、蹄形磁鐵、靈敏電流計(jì)、楞次定律演示器.
五、課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)模式:探究式教學(xué)
六、教學(xué)過(guò)程:
復(fù)習(xí):
1、提問(wèn):產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么?
電腦演示例題:請(qǐng)同學(xué)回憶右手定則的內(nèi)容,并判斷閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)時(shí)所產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向.
引入:
電腦設(shè)置新情景并提出問(wèn)題引起學(xué)生思考:如果用其它方式改變磁通量,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流,如何判斷感應(yīng)電流的方向呢?
新課教學(xué)
(一)、通過(guò)舊知識(shí)給出新結(jié)論:
即利用右手定則判斷閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)而產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向給出結(jié)果:
當(dāng)原磁通量增加時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反;
當(dāng)原磁通量減少時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同.
(二)、學(xué)生實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)內(nèi)容見(jiàn)附表一.
實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
1、查明電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系,搞清螺線(xiàn)管導(dǎo)線(xiàn)的繞向.
2、通過(guò)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果和電腦的演示,使學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與上述結(jié)論相一致.
當(dāng)穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí),電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生.現(xiàn)在,我們?cè)賮?lái)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來(lái)得出判斷感應(yīng)電流方向的規(guī)律.由于電流方向和它所形成的磁場(chǎng)方向是有確定的規(guī)律的,因此,如果能夠確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向,便能夠確定感應(yīng)電流的方向.
附表:
動(dòng)作
原磁場(chǎng)方向
(向上、向下)
原磁通量變化情況
(增大、減小)
感應(yīng)電流方向
(俯視:順、逆時(shí)針)
感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向
(向上、向下)
與方向的關(guān)系(相同、相反)
極向下插入
極不動(dòng)
極向上抽出
極向下插入
極不動(dòng)
極向上抽出
(三)、楞次定律內(nèi)容的教學(xué)部分:
1、通過(guò)前人所做實(shí)驗(yàn)的大量性來(lái)說(shuō)明此結(jié)論的普遍性.
2、通過(guò)電腦軟件模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程,進(jìn)一步分析實(shí)驗(yàn)的結(jié)論,根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所反映的物理本質(zhì)的規(guī)律,請(qǐng)學(xué)生得出確定感應(yīng)電流方向的具有普遍意義的規(guī)律并加以敘述,教師予以評(píng)價(jià)、修正,在此基礎(chǔ)上得出楞次定理的完善表述.得到楞次定律的內(nèi)容:
電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化
3、通過(guò)電腦演示,使學(xué)生進(jìn)一步理解“阻礙”和“變化”的含義.
感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化,而不是阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng).因此,不能認(rèn)為感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的方向和引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反.
這里的“阻礙”體現(xiàn)為:當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反,感應(yīng)電流的磁通量阻礙了引起感應(yīng)電流的磁通量的增加;當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相同,感應(yīng)電流的磁通量阻礙了引起感應(yīng)電流的磁通量的減少;當(dāng)回路中的磁通量不變時(shí),則沒(méi)有“變化”需要阻礙,故此時(shí)沒(méi)有感應(yīng)電流的磁場(chǎng),也就沒(méi)有感應(yīng)電流.
(四)、楞次定律的應(yīng)用教學(xué)部分:
通過(guò)軟件教學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程,并加以引導(dǎo),使學(xué)生獨(dú)立思考:
總結(jié)出利用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟.
練習(xí)部分:
⑴方形區(qū)域內(nèi)為勻強(qiáng)磁場(chǎng),在矩形線(xiàn)圈從左到右穿過(guò)的整個(gè)過(guò)程中,判斷感應(yīng)電流的方向
⑵無(wú)限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線(xiàn)旁有一個(gè)矩形線(xiàn)圈,當(dāng)線(xiàn)圈遠(yuǎn)離直導(dǎo)線(xiàn)時(shí),判斷感應(yīng)電流的方向
⑶A、B兩個(gè)線(xiàn)圈套在一起,線(xiàn)圈A中通有電流,方向如圖,當(dāng)線(xiàn)圈A中的電流突然增強(qiáng)時(shí),B中的感應(yīng)電流方向如何?
(五)、定律的深化部分:
1、楞次定演示器進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)引起學(xué)生的思考.
2、通過(guò)學(xué)生的討論和電腦軟件的演示對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析,得到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因.
3、深化:
從導(dǎo)體和磁體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的角度上看:電磁感應(yīng)的效果是阻礙它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng);
②楞次定律是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體表現(xiàn).
從能量轉(zhuǎn)換的角度來(lái)分析:螺線(xiàn)管中用楞次定理得出的感應(yīng)電流所形成的磁場(chǎng),在螺線(xiàn)管上端為極,這個(gè)極將排斥外來(lái)的條形磁鐵的運(yùn)動(dòng),條形磁鐵受此排斥力的作用而運(yùn)動(dòng)速度逐漸減小,即動(dòng)能要減少;要維持其運(yùn)動(dòng)速度則需要有外力對(duì)磁鐵做功.可見(jiàn),電磁感應(yīng)現(xiàn)象中線(xiàn)圈的電能是外部的機(jī)械能通過(guò)做功轉(zhuǎn)化而來(lái)的.因此,楞次定理與能量轉(zhuǎn)換與守恒規(guī)律是相符合的.
反之,我們可以設(shè)想一下,若感應(yīng)電流方向與用楞次定理判斷得出的方向相反,則螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)將與條形磁鐵相互吸引,這樣條形磁鐵的速度會(huì)愈來(lái)愈大.也就是說(shuō)在電路獲得電能的同時(shí),磁鐵的動(dòng)能也增加了.這時(shí),對(duì)于電路和磁鐵組成的系統(tǒng)來(lái)說(shuō),它將找不到是由什么能量轉(zhuǎn)化而來(lái)的,電能和動(dòng)能是憑空產(chǎn)生了,這顯然與自然界最基本的規(guī)律之一—能量守恒定律相違背.
(六)、小結(jié):
總結(jié)楞次定律的三種表述方式:
表述一:感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化;
表述二:導(dǎo)體和磁體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng);
表述三:感應(yīng)電流的方向,總是阻礙引起它的原電流的變化;
作業(yè):書(shū)后練習(xí)
(七)、板書(shū)設(shè)計(jì):
楞次定律及其應(yīng)用
內(nèi)容:
感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化,這就是楞次定律.
應(yīng)用:
判斷感應(yīng)電流方向的步驟:
1確定原磁場(chǎng)方向;
2判斷穿過(guò)閉合電路磁通量的變化情況;
3根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向;
4根據(jù)安培定則判斷感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向.
5.5電能的輸送學(xué)案(人教版選修3-2)
一名優(yōu)秀的教師就要對(duì)每一課堂負(fù)責(zé),高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是老師職責(zé)的一部分。教案可以更好的幫助學(xué)生們打好基礎(chǔ),幫助高中教師提前熟悉所教學(xué)的內(nèi)容。那么怎么才能寫(xiě)出優(yōu)秀的高中教案呢?為滿(mǎn)足您的需求,小編特地編輯了“5.5電能的輸送學(xué)案(人教版選修3-2)”,希望對(duì)您的工作和生活有所幫助。
5.5電能的輸送學(xué)案(人教版選修3-2)
1.輸電線(xiàn)上的功率損失P=________,降低輸電損耗的兩個(gè)途徑為:
____________________,____________________.
2.遠(yuǎn)距離輸電基本原理:在發(fā)電站內(nèi)用________變壓器______電壓,然后進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電,在用電區(qū)域通過(guò)______變壓器______所需的電壓.
3.下列關(guān)于電能輸送的說(shuō)法中正確的是()
A.輸送電能的基本要求是可靠、保質(zhì)、經(jīng)濟(jì)
B.減小輸電導(dǎo)線(xiàn)上功率損失的惟一辦法是采用高壓輸電
C.減小輸電導(dǎo)線(xiàn)上電壓損失的惟一方法是增大輸電線(xiàn)的橫截面積
D.實(shí)際輸電時(shí),要綜合考慮各種因素,如輸電功率大小、距離遠(yuǎn)近、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件等
4.輸電導(dǎo)線(xiàn)的電阻為R,輸送電功率為P.現(xiàn)分別用U1和U2兩種電壓來(lái)輸電,則兩次輸電線(xiàn)上損失的功率之比為()
A.U1∶U2B.U21∶U22
C.U22∶U21D.U2∶U1
5.如圖1所示為遠(yuǎn)距離高壓輸電的示意圖.關(guān)于遠(yuǎn)距離輸電,下列表述正確的是()
圖1
A.增加輸電導(dǎo)線(xiàn)的橫截面積有利于減少輸電過(guò)程中的電能損失
B.高壓輸電是通過(guò)減小輸電電流來(lái)減小電路的發(fā)熱損耗
C.在輸送電壓一定時(shí),輸送的電功率越大,輸電過(guò)程中的電能損失越小
D.高壓輸電必須綜合考慮各種因素,不一定是電壓越高越好
【概念規(guī)律練】
知識(shí)點(diǎn)一線(xiàn)路損耗問(wèn)題
1.發(fā)電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U1,發(fā)電廠(chǎng)至學(xué)校的輸電線(xiàn)電阻為R,通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)的電流為I,學(xué)校輸入電壓為U2,下列計(jì)算輸電線(xiàn)損耗的式子中,正確的是()
A.U21RB.U1-U22R
C.I2RD.I(U1-U2)
2.某發(fā)電站采用高壓輸電向外輸送電能.若輸送的總功率為P0,輸電電壓為U,輸電導(dǎo)線(xiàn)的總電阻為R.則下列說(shuō)法正確的是()
A.輸電線(xiàn)上的電流I=UR
B.輸電線(xiàn)上的電流I=P0U
C.輸電線(xiàn)上損失的功率P=(P0U)2R
D.輸電線(xiàn)上損失的功率P=U2R
知識(shí)點(diǎn)二遠(yuǎn)距離輸電線(xiàn)路中各物理量的關(guān)系
3.一臺(tái)發(fā)電機(jī)最大輸出功率為4000kW,電壓為4000V,經(jīng)變壓器T1升壓后向遠(yuǎn)方輸電.輸電線(xiàn)路總電阻R=1kΩ.到目的地經(jīng)變壓器T2降壓,負(fù)載為多個(gè)正常發(fā)光的燈泡(220V,60W).若在輸電線(xiàn)路上消耗的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的10%,變壓器T1和T2的耗損可忽略,發(fā)電機(jī)處于滿(mǎn)負(fù)荷工作狀態(tài),則()
A.T1原、副線(xiàn)圈電流分別為103A和20A
B.T2原、副線(xiàn)圈電壓分別為1.8×105V和220V
C.T1和T2的變壓比分別為1∶50和40∶1
D.有6×104盞燈泡(220V,60W)正常發(fā)光
4.某小型水電站的電能輸送示意圖如圖2所示,發(fā)電機(jī)的輸出電壓為200V,輸電線(xiàn)總電阻為r,升壓變壓器原副線(xiàn)圈匝數(shù)分別為n1、n2,降壓變壓器原副線(xiàn)圈匝數(shù)分別為n3、n4(變壓器均為理想變壓器).要使額定電壓為220V的用電器正常工作,則()
圖2
A.n2n1n3n4
B.n2n1n3n4
C.升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓
D.升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率
【方法技巧練】
關(guān)于遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題的分析方法
5.發(fā)電機(jī)的端電壓220V,輸出電功率44kW,輸電導(dǎo)線(xiàn)的電阻為0.2Ω,如果用初、次級(jí)匝數(shù)之比為1∶10的升壓變壓器升壓,經(jīng)輸電線(xiàn)后,再用初、次級(jí)匝數(shù)比為10∶1的降壓變壓器降壓供給用戶(hù),則
(1)畫(huà)出全過(guò)程的線(xiàn)路示意圖;
(2)求用戶(hù)得到的電壓和功率;
(3)若不經(jīng)過(guò)變壓而直接送到用戶(hù),求用戶(hù)得到的電壓和功率.
6.在遠(yuǎn)距離輸電時(shí),輸送的電功率為P,輸電電壓為U,所用導(dǎo)線(xiàn)電阻率為ρ,橫截面積為S,總長(zhǎng)度為L(zhǎng),輸電線(xiàn)損失的電功率為P′,用戶(hù)得到的電功率為P用,則下列關(guān)系式正確的是()
A.P′=U2SρLB.P′=P2ρLU2S
C.P用=P-U2SρLD.P用=P(1-PρLU2S)
參考答案
課前預(yù)習(xí)練
1.I2r減小輸電導(dǎo)線(xiàn)的電阻減小輸電導(dǎo)線(xiàn)中的電流
2.升壓升高降壓降到
3.AD
4.C[由P=UI,P損=I2R可得P損=P2RU2,所以輸電線(xiàn)上損失的功率與輸送電壓的平方成反比,C項(xiàng)正確.]
5.ABD[導(dǎo)線(xiàn)的橫截面積越大,導(dǎo)線(xiàn)的電阻越小,電能損失就越小,A對(duì);在輸送功率一定的前提下,提高輸送電壓U,由I=PU知,能減小電流I,從而減小發(fā)熱損耗,B對(duì);若輸送電壓一定,由I=PU知,輸送的電功率P越大,I越大,發(fā)熱損耗就越多,C錯(cuò);高壓輸電時(shí)要綜合考慮材料成本、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性等各種因素,不是電壓越高越好,D對(duì).]
課堂探究練
1.BCD[輸電線(xiàn)的損耗P損=I2R線(xiàn)=U2線(xiàn)R線(xiàn)=IU線(xiàn)
其中U線(xiàn)=U1-U2,故B、C、D正確.]
點(diǎn)評(píng)計(jì)算功率損失常用公式P損=I2線(xiàn)R線(xiàn)和P損=U2線(xiàn)R線(xiàn),特別在利用P損=U2線(xiàn)R線(xiàn)時(shí)要注意U線(xiàn)是R線(xiàn)上的電壓.
2.BC[輸電線(xiàn)上的電流I線(xiàn)=P0U=U線(xiàn)R故A錯(cuò)誤,B正確;輸電線(xiàn)上的功率損失P=I2線(xiàn)R=(P0U)2R=U2線(xiàn)R,故C正確,D錯(cuò)誤.]
點(diǎn)評(píng)由功率損失P=(P輸U(kuò)輸)2R線(xiàn)知:當(dāng)輸送功率P輸一定時(shí)減少輸電線(xiàn)上功率損失的方法為提高輸電電壓或減小輸電導(dǎo)線(xiàn)的電阻.
3.ABD[輸電線(xiàn)上消耗的功率P線(xiàn)=I22R=400kW,則I2=P線(xiàn)R=20A,又P1=U1I1,則I1=P1U1=103A,故A正確;T1的變壓比U1U2=I2I1=150,又P=U1I1=U2I2,得U2=2×105V,輸電線(xiàn)上損失電壓U線(xiàn)=I2R=2×104V,則T2原線(xiàn)圈的輸入電壓U3=U2-U線(xiàn)=1.8×105V,又燈泡正常發(fā)光,T2的副線(xiàn)圈的電壓為220V,B正確;T2的變壓比U3U4=1.8×105220=900011,C錯(cuò)誤;根據(jù)U3I2=60n,解得n=6×104,D正確.]
點(diǎn)評(píng)遠(yuǎn)距離輸電線(xiàn)路圖如下
各物理量有下列關(guān)系
①電壓關(guān)系:U發(fā)=U1,U1U2=n1n2,U2=U3+U損,U3U4=n3n4,U4=U用;
②電流關(guān)系:n1I1=n2I2,I2=I線(xiàn)=I3,n3I3=n4I4;
③功率關(guān)系:P發(fā)=P1=P2,P2=P3+P損,P3=P4=P用,
P損=I2R線(xiàn),P損=PU22R線(xiàn),P損=IU損.
4.AD[由于輸電線(xiàn)上的功率損耗,故升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率.P出-P損=P入,故D正確.U2U1=n2n1,U3U4=n3n4,因?yàn)閁1=200VU4=220V,U2U3=U2-U線(xiàn),故n2n1n3n4,選項(xiàng)A正確.]
點(diǎn)評(píng)在理解電壓關(guān)系時(shí),可把輸電線(xiàn)路理解為三個(gè)閉合回路.如圖
第一個(gè)回路發(fā)電機(jī)是電源,升壓變壓器的原線(xiàn)圈是用電器,若輸電線(xiàn)電阻忽略則有U發(fā)=U1;第二個(gè)回路升壓變壓器副線(xiàn)圈是電源,降壓變壓器的原線(xiàn)圈為用電器,則有U2=U線(xiàn)+U3;第三個(gè)回路降壓變壓器副線(xiàn)圈為電源,用戶(hù)為用電器,若輸電線(xiàn)電阻忽略則有U4=U用.
5.(1)見(jiàn)解析(2)219.6V4.392×104W
(3)180V3.6×104W
解析(1)示意圖如下圖所示
(2)升壓變壓器次級(jí)的輸出電壓
U2=n2n1U1=101×220V=2200V
據(jù)升壓變壓器輸出電功率等于輸入電功率知,升壓變壓器次級(jí)輸出電流
I2=PU2=44×1032200A=20A
輸電線(xiàn)路上的電壓損失和功率損失分別為
UR=I2R=20×0.2V=4V
PR=I22R=202×0.2W=80W
加到降壓變壓器初級(jí)上的輸入電流和電壓為
I3=I2=20A
U3=U2-UR=2200V-4V=2196V
降壓變壓器次級(jí)的輸出電壓和電流為
U4=n4n3U3=110×2196V=219.6V
I4=n3n4I3=10×20A=200A
用戶(hù)得到的功率為
P4=I4U4=200×219.6W=4.392×104W
(3)若不采用高壓輸電,用220V低壓直接供電時(shí),電路如下圖所示,則輸電電流I=PU1=44×103220A=200A,輸電線(xiàn)路上的電壓損失
UR′=IR=200×0.2V=40V
所以用戶(hù)得到的電壓為
U4′=U1-UR′=220V-40V=180V
用戶(hù)得到的功率為P4′=IU4′=200×180W=3.6×104W
方法總結(jié)(1)求解遠(yuǎn)距離輸電的關(guān)鍵是熟悉輸電線(xiàn)路圖,并畫(huà)出示意圖,把需要的物理量都標(biāo)在圖中的相應(yīng)位置上.
(2)分別在“三個(gè)回路”以及“兩個(gè)變壓器”上找各物理量的關(guān)系,特別注意以升壓變壓器的副線(xiàn)圈、輸電線(xiàn)、降壓變壓器的原線(xiàn)圈組成的回路,在此回路中利用電路知識(shí)分析電壓關(guān)系和功率關(guān)系.
6.BD[輸電線(xiàn)電阻R=ρLS,輸電電流I=PU
故輸電線(xiàn)上損失的電功率為P′=I2R=PU2ρLS=P2ρLU2S
用戶(hù)得到的電功率為P用=P-P′=P1-PρLU2S.故B、D正確.]
方法總結(jié)在遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題中,也要時(shí)刻注意能量守恒這一線(xiàn)索,即發(fā)電機(jī)的總功率應(yīng)等于線(xiàn)路上損失的熱功率和用戶(hù)得到的功率之和(在不考慮變壓器自身的能量損失的條件下).