高中電動勢優(yōu)秀教案
發(fā)表時間:2020-11-25感應(yīng)電動機。
教學(xué)目標(biāo)
一、知識目標(biāo)
1、知道電磁驅(qū)動現(xiàn)象.
2、知道三相交變電流可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,知道這就是感應(yīng)電動機的原理.
3、知道感應(yīng)電動機的基本構(gòu)造:定子和轉(zhuǎn)子.
4、知道感應(yīng)電動機的優(yōu)點,知道能使用感應(yīng)電動機是三相交變電流的突出優(yōu)點.
二、能力目標(biāo)
1、培養(yǎng)學(xué)生對知識進行類比分析的能力.
2、培養(yǎng)學(xué)生接受新事物、解決新問題能力.
3、努力培養(yǎng)學(xué)生的實際動手操作能力.
三、情感目標(biāo)
1、通過讓學(xué)生了解我國在磁懸浮列車方面的研究進展,激發(fā)他們的愛國熱情和立志學(xué)習(xí)、報效祖國的情感.
2、在觀察電動機的構(gòu)造的過程中,使學(xué)生養(yǎng)成對新知識和新事物的探索熱情.
教學(xué)建議JaB88.com
1、由于感應(yīng)電動機的突出優(yōu)點,使它應(yīng)用十分廣泛、本節(jié)對它做了簡單的介紹,以開闊學(xué)生眼界,增加實際知識.但作為選學(xué)內(nèi)容,對學(xué)生沒有太高的要求,做些介紹就可以了.
2、可以通過回憶前一章習(xí)題中提到的電磁驅(qū)動現(xiàn)象,本節(jié)的關(guān)鍵是通過演示、講解使學(xué)生明白三相交變電流也可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,做到電磁驅(qū)動,這就是感應(yīng)電動機的原理.這有利于新舊知識的聯(lián)系和加強學(xué)生學(xué)以致用的意識.有條件的可以看實物或帶學(xué)生參觀,以增加實際知識.
3、課本中的感應(yīng)電動機的內(nèi)容,簡要地介紹了感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)動原理,其中的核心內(nèi)容是旋轉(zhuǎn)磁場概念.建議教師如果可能的話,應(yīng)找一臺電動機,拆開了讓學(xué)生看一看各個部分的形狀.三相感應(yīng)電動機在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用很廣泛,最好能讓學(xué)生看一些實際例子.
--示例
感應(yīng)電動機
教學(xué)準(zhǔn)備:幻燈片、感應(yīng)電動機模型、學(xué)生電源、旋轉(zhuǎn)磁鐵
教學(xué)過程():
一、知識回顧
電磁驅(qū)動現(xiàn)象說明
二、新課教學(xué):
感應(yīng)電動機
1、過回憶紹電磁驅(qū)動現(xiàn)象:在U形磁鐵中間放一個鋁框,如果轉(zhuǎn)動磁鐵,造成一個旋轉(zhuǎn)磁場.鋁框就隨著轉(zhuǎn)動.這種電磁驅(qū)動現(xiàn)象.
告訴學(xué)生感應(yīng)電動機就是應(yīng)用該原理來工作的.
2、旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生方法:
旋轉(zhuǎn)磁鐵可以得到旋轉(zhuǎn)磁場
在線圈中通入三相交流電也可以得到旋轉(zhuǎn)磁場.
3、感應(yīng)電動機的結(jié)構(gòu)介紹
定子:固定的電樞稱為定子
轉(zhuǎn)子:中間轉(zhuǎn)動的鐵心以及鐵心上鑲嵌的銅條叫轉(zhuǎn)子
4、鼠籠式電動機模型介紹
感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)子是由鐵芯和嵌在鐵芯上的閉合導(dǎo)體構(gòu)成的.閉合導(dǎo)體是由嵌在鐵芯凹槽中的銅條(或鋁條)和兩個銅環(huán)(或鋁環(huán))連在一起制成的,形狀像個鼠籠,所以這種電動機也叫鼠籠式感應(yīng)電動機.
5、感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)動方向控制
由于感應(yīng)電動機的構(gòu)造簡單,因此如果要改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動方向,只需要把定子上的任意兩組線圈的電流互換一下就就可以通過改變旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向來改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動.
這種電動機在制造、使用和保養(yǎng)上都比較簡單,被廣泛應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上.
擴展閱讀
直流電動機教案示例
作為杰出的教學(xué)工作者,能夠保證教課的順利開展,作為高中教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生們能夠在上課時充分理解所教內(nèi)容,幫助高中教師能夠井然有序的進行教學(xué)。我們要如何寫好一份值得稱贊的高中教案呢?下面是小編為大家整理的“直流電動機教案示例”,歡迎大家與身邊的朋友分享吧!
直流電動機教案示例
(一)教學(xué)目的
1.知道直流電動機的原理和主要構(gòu)造。
2.知道換向器在直流電動機中的作用。
3.了解直流電動機的優(yōu)點及其應(yīng)用。
4.培養(yǎng)學(xué)生把物理理論應(yīng)用于實際的能力。
(二)教具
如課本圖12—10的掛圖和模型,兩個箭頭標(biāo)志(可用飲料盒鋁片制作),自制直流電動機模型(參見圖12—2),直流電動機原理掛圖一幅,小型直流電動機一臺,學(xué)生電源一臺。
(三)教學(xué)過程
1.復(fù)習(xí)
提問:上節(jié)課我們做實驗給磁場中的導(dǎo)體通電,發(fā)現(xiàn)了什么?(學(xué)生回答:通電導(dǎo)體在磁場中受力)。
提問:這個力的方向與哪兩個因素有關(guān)?(學(xué)生回答之后,教師強調(diào):改變電流方向,或改變磁感線方向,導(dǎo)體受力方向就隨著改變)
提問:出示如課本12—10甲的掛圖和模型,根據(jù)上面的結(jié)論,通電線圈在磁場中是怎樣受力的?(學(xué)生回答:ab邊受力向上,cd邊受力向下)
提問:在這兩個力的作用下,線圈怎樣運動?(學(xué)生回答:線圈會轉(zhuǎn)動)
提問:這個現(xiàn)象中能量是怎樣轉(zhuǎn)化的?(學(xué)生回答:電能轉(zhuǎn)化為機械能)
2.引入新課
教師陳述:電動機就是利用通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象制成的,它將電能轉(zhuǎn)化成機械能。下面我們來研究電動機是如何利用上述現(xiàn)象制成的,當(dāng)然,我們先討論最簡單的一種電動機—直流電動機。給出直流電動機定義,并板書:
〈第五節(jié)直流電動機〉
3.進行新課
(1)使磁場中的通電線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動的辦法
很多同學(xué)可能馬上想到通電線圈在磁場中不能連續(xù)轉(zhuǎn)動(轉(zhuǎn)到平衡位置要停下來),而實際的電動機要連續(xù)轉(zhuǎn)動。怎樣解決這個問題呢?(此處可告訴學(xué)生把理論用于實際需要再付出很多勞動,還可簡介各國對理論應(yīng)用于實際的重視,以培養(yǎng)學(xué)生對應(yīng)用科學(xué)的興趣)要解決這個問題,我們還得進行深入研究。
提問:在上節(jié)課的演示實驗中,線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時是立即停止嗎?為什么它不立即停止?(學(xué)生答:由于慣性線圈會稍轉(zhuǎn)過平衡位置)
提問:轉(zhuǎn)過平衡位置后,為什么它又轉(zhuǎn)回來呢?(利用模型分析:轉(zhuǎn)過平衡位置后,ab邊受力仍朝上,cd邊受力仍朝下,正是這一對力使線圈轉(zhuǎn)回來的)
提問:要使線圈不轉(zhuǎn)回來,應(yīng)該在線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時就改變線圈的受力方向,即使線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置就使ab邊受力變?yōu)橄蛳拢琧d邊受力變?yōu)橄蛏?。怎樣才能使線圈受力方向發(fā)生這樣的改變呢?
引導(dǎo)學(xué)生回憶影響受力方向的兩個因素,從而得出:應(yīng)該在此時改變電流方向,或者改變磁感線方向。進一步引導(dǎo)學(xué)生分析:改變磁感線方向就是要及時交換磁極,顯然這不容易做到;實際的直流電動機是靠及時改變電流方向來改變受力方向的。
板書:〈1.使磁場中的通電線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動,就要每當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置,就改變一次電流方向。〉
(2)換向器
提問:怎樣才能使線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時就及時改變電流方向呢?
讓學(xué)生想辦法并開展討論,教師下去了解學(xué)生的情況并鼓勵和指導(dǎo)。
教師出示:兩個半圓鋁環(huán)和電刷,指出:靠這兩樣?xùn)|西就可以解決問題。待學(xué)生思考片刻,教師出示已準(zhǔn)備的與課本圖12—12相似的模型,說明鋁環(huán)與線圈的連接情況和鋁環(huán)與電刷的配合過程。
引出換向器的概念并板書:
〈2.換向器的作用:當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時,換向器能自動改變線圈中電流的方向,從而改變線圈受力方向,使線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動?!?/p>
讓學(xué)生仔細觀察課本圖12—12,進一步弄清楚線圈轉(zhuǎn)動過程,重點是甲圖和丙圖,回答教師填空式的提問:
甲圖:電流方向是a→b→c→d,受力方向是ab邊受力向上,cd邊受力向下,轉(zhuǎn)動方向是順時針。
丙圖:電流方向是d→c→b→a,受力方向是ab邊受力向下,cd邊受力向上,轉(zhuǎn)動方向是順時針。
(3)直流電動機的構(gòu)造
出示:直流電動機,介紹主要構(gòu)造:磁極、線圈、換向器、電刷。
板書:〈3.直流電動機的構(gòu)造〉
演示:給直流電動機通電轉(zhuǎn)動,提高學(xué)生興趣(若時間不允許,可省些演示)。告訴學(xué)生:下節(jié)課同學(xué)們將自己裝一臺小直流電動機,進一步弄清楚它的有關(guān)知識。
讓學(xué)生閱讀課文最后兩個自然段,了解直流電動機的優(yōu)點和應(yīng)用。
4.小結(jié)(略)
5.作業(yè):(不要求筆做)
(1)預(yù)習(xí)下節(jié)內(nèi)容。
(2)比較直流電動機和交流發(fā)電機,從原理、構(gòu)造和能量轉(zhuǎn)化等方面說出它們的區(qū)別。
(四)說明
1.本節(jié)采用程序性的提問和討論,啟發(fā)學(xué)生弄清線圈受力情況和轉(zhuǎn)回來的原因,以及解決問題的辦法,可以培養(yǎng)學(xué)生的思維和創(chuàng)造能力。
2.換向器是教學(xué)的難點,制作放大的直觀模型很有必要??窟@一節(jié)課教學(xué),一部分學(xué)生可能還沒有完全弄清楚,下節(jié)課學(xué)生將進一步認(rèn)識它。
3.通過前面幾節(jié)的學(xué)習(xí),學(xué)生識圖能力應(yīng)該有所提高,本節(jié)電動機原理圖要盡量讓學(xué)生自己看圖理解。
實驗:安裝直流電動機模型教案示例
作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者,在教學(xué)時能夠胸有成竹,高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是高中教師的任務(wù)之一。教案可以讓學(xué)生能夠聽懂教師所講的內(nèi)容,減輕高中教師們在教學(xué)時的教學(xué)壓力。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的高中教案呢?下面是由小編為大家整理的“實驗:安裝直流電動機模型教案示例”,僅供參考,大家一起來看看吧。
實驗:安裝直流電動機模型教案示例
(一)教學(xué)目的
1.學(xué)會安裝直流電動機模型。
2.進一步認(rèn)識換向器的作用。
3.會畫直流電動機模型的電路圖,會按電路圖連接電路。
(二)實驗器材
電動機模型(散件),變阻器,電源(干電池若干),開關(guān),自制電動玩具。
(三)教學(xué)過程
1.復(fù)習(xí)
問:上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了直流電動機原理。要使直流電動機中的線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動下去,需要一個什么重要的構(gòu)件?它在其中起何作用?(換向器;線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時改變線圈中電流的方向,使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動下去。)
2.引入新課
直流電動機中換向器是否真正起到這個作用呢?怎樣使直流電動機中線圈轉(zhuǎn)動的快慢和方向發(fā)生變化?今天我們在實驗里就從學(xué)裝直流電動機模型中來研究這些問題。
板書:〈實驗:安裝直流電動機模型〉
3.進行新課
(1)演示:安裝直流電動機模型
出示電動機模型(散件)并作簡介。
問:怎樣把這些散件組裝成一臺直流電動機模型呢?
邊演示,邊強調(diào)指出:①直流電動機模型的安裝順序是從內(nèi)到外,從下到上的。
板書:〈直流電動機模型安裝順序:支架→線圈轉(zhuǎn)子→電刷→定子(磁極》〉②安裝時電刷與換向器之間的松緊、線圈轉(zhuǎn)子與定子之間的間隙要適中。③安裝完畢后用手撥動一下轉(zhuǎn)子,觀察運轉(zhuǎn)是否處于良好狀態(tài),否則應(yīng)加以調(diào)試。
問:我們現(xiàn)在要使已安裝完畢的電動機模型運轉(zhuǎn)起來,想一想需要哪些器材?(電源、開關(guān)、導(dǎo)線)
進一步問:如果要使電動機轉(zhuǎn)動快慢發(fā)生變化,還要什么器材?
引導(dǎo)學(xué)生分析,通過改變電路中電流或電壓,則應(yīng)串聯(lián)變阻器。
(2)直流電動機模型的電路
板書:〈電動機的電路圖〉
請學(xué)生按實驗小組分組進行畫直流電動機電路圖比賽。教師巡視、輔導(dǎo)。然后請各小組同學(xué)同時開始安裝直流電動機模型,按畫好的電路圖連接電路。經(jīng)檢查電路無誤后,請同學(xué)將滑動變阻器移至最大值處,合上開關(guān),調(diào)節(jié)變阻器,讓電動機正常運轉(zhuǎn)起來。再請同學(xué)斷開電路。
(3)直流電動機的轉(zhuǎn)動方向與轉(zhuǎn)速
問:同學(xué)們回憶一下,通電導(dǎo)體在磁場中受力方向(轉(zhuǎn)動方向)與哪些因素有關(guān)?(電流方向、磁感線方向)現(xiàn)在要使電動機模型中的線圈轉(zhuǎn)動方向發(fā)生改變,應(yīng)該怎么辦?引導(dǎo)學(xué)生得出:將電源兩極對調(diào)或?qū)⒋盆F的兩極對調(diào)。
請同學(xué)觀察:對調(diào)電源兩極前后電動機線圈轉(zhuǎn)動方向是否改變;對調(diào)磁鐵的兩極前后電動機線圈轉(zhuǎn)動方向是否改變;移動滑動變阻器滑片,電動機線圈的轉(zhuǎn)速隨電流大小怎樣變化。
要求學(xué)生觀察時作記錄。教師巡回檢查、輔導(dǎo)。
實驗完畢后,師生共同總結(jié)。
板書:
〈改變轉(zhuǎn)動方向的方法:
對調(diào)電源兩極;
對調(diào)磁鐵的兩極。
改變轉(zhuǎn)速的方法:改變線圈中電流的大小?!?/p>
4.小結(jié)(略)
5.布置作業(yè)
(1)出示教師自制的直流電動小玩具,簡單敘述制作方法,并演示。鼓勵學(xué)生課后完成。
(2)寫好本節(jié)實驗報告。
(四)說明
l.直流電動機模型型號不一,注意選用合適的電源。
2.根據(jù)學(xué)生具體情況,也可在黑板上畫出直流電動機模型的電路圖。
3.實驗報告參考樣式
實驗報告
姓名班級日期
實驗名稱:安裝直流電動機模型
實驗?zāi)康模?.安裝直流電動機模型。
2.研究直流電動機的轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)速。
實驗器材:直流電動機模型(散件),干電池組,滑動變阻器,開關(guān),導(dǎo)線若干。
實驗步驟:
1.安裝直流電動機模型。
2.畫出直流電動機模型與變阻器、電源、開關(guān)組成的串聯(lián)電路圖(圖12—4)。
3.按電路圖連接電路。
4.經(jīng)檢查無誤后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器至合適位置,觀察電動機線圈轉(zhuǎn)動情況。
探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件
俗話說,居安思危,思則有備,有備無患。高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是老師職責(zé)的一部分。教案可以讓上課時的教學(xué)氛圍非?;钴S,幫助高中教師緩解教學(xué)的壓力,提高教學(xué)質(zhì)量。那么,你知道高中教案要怎么寫呢?下面是小編幫大家編輯的《探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件》,相信能對大家有所幫助。
4.1劃時代的發(fā)現(xiàn)、4.2探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件學(xué)案(人教版選修3-2)
1.法拉第把引起電流的原因概括為五類,它們都與變化和運動相聯(lián)系,即:變化的電流、變化的磁場、運動的恒定電流、運動的磁鐵、在磁場中運動的導(dǎo)體.
2.感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件:只要穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化,閉合導(dǎo)體回路中就有感應(yīng)電流.
3.關(guān)于磁通量,下列說法中正確的是()
A.磁通量不僅有大小,而且有方向,所以是矢量
B.磁通量越大,磁感應(yīng)強度越大
C.通過某一面的磁通量為零,該處磁感應(yīng)強度不一定為零
D.磁通量就是磁感應(yīng)強度
答案C
解析磁通量是標(biāo)量,故A不對;由Φ=BS⊥可知Φ由B和S⊥兩個因素決定,Φ較大,有可能是由于S⊥較大造成的,所以磁通量越大,磁感應(yīng)強度越大是錯誤的,故B不對;由Φ=BS⊥可知,當(dāng)線圈平面與磁場方向平行時,S⊥=0,Φ=0,但磁感應(yīng)強度B不為零,故C對;磁通量和磁感應(yīng)強度是兩個不同的物理量,故D不對.
4.如圖所示,用導(dǎo)線做成圓形或正方形回路,這些回路與一直導(dǎo)線構(gòu)成幾種位置組合(彼此絕緣),下列組合中,切斷直導(dǎo)線中的電流時,閉合回路中會有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是()
答案CD
解析利用安培定則判斷直線電流產(chǎn)生的磁場,其磁感線是一些以直導(dǎo)線為軸的無數(shù)組同心圓,即磁感線所在平面均垂直于導(dǎo)線,且直線電流產(chǎn)生的磁場分布情況是:靠近直導(dǎo)線處磁場強,遠離直導(dǎo)線處磁場弱.所以,A中穿過圓形線圈的磁場如圖甲所示,其有效磁通量為ΦA(chǔ)=Φ出-Φ進=0,且始終為0,即使切斷導(dǎo)線中的電流,ΦA(chǔ)也始終為0,A中不可能產(chǎn)生感應(yīng)電流.B中線圈平面與導(dǎo)線的磁場平行,穿過B的磁通量也始終為0,B中也不能產(chǎn)生感應(yīng)電流.C中穿過線圈的磁通量如圖乙所示,Φ進Φ出,即ΦC≠0,當(dāng)切斷導(dǎo)線中電流后,經(jīng)過一定時間,穿過線圈的磁通量ΦC減小為0,所以C中有感應(yīng)電流產(chǎn)生;D中線圈的磁通量ΦD不為0,當(dāng)電流切斷后,ΦD最終也減小為0,所以D中也有感應(yīng)電流產(chǎn)生.
【概念規(guī)律練】
知識點一磁通量的理解及其計算
1.如圖1所示,有一個100匝的線圈,其橫截面是邊長為L=0.20m的正方形,放在磁感應(yīng)強度為B=0.50T的勻強磁場中,線圈平面與磁場垂直.若將這個線圈橫截面的形狀由正方形改變成圓形(橫截面的周長不變),在這一過程中穿過線圈的磁通量改變了多少?
圖1
答案5.5×10-3Wb
解析線圈橫截面為正方形時的面積
S1=L2=(0.20)2m2=4.0×10-2m2.
穿過線圈的磁通量
Φ1=BS1=0.50×4.0×10-2Wb=2.0×10-2Wb
橫截面形狀為圓形時,其半徑r=4L/2π=2L/π.
截面積大小S2=π(2L/π)2=425πm2[
穿過線圈的磁通量
Φ2=BS2=0.50×4/(25π)Wb≈2.55×10-2Wb.
所以,磁通量的變化
ΔΦ=Φ2-Φ1=(2.55-2.0)×10-2Wb=5.5×10-3Wb
點評磁通量Φ=BS的計算有幾點要注意:
(1)S是指閉合回路中包含磁場的那部分有效面積;
B是勻強磁場中的磁感應(yīng)強度.
(2)磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān),也就是磁通量大小不受線圈匝數(shù)的影響.同理,磁通量的變化量ΔΦ=Φ2-Φ1也不受線圈匝數(shù)的影響.所以,直接用公式求Φ、ΔΦ時,不必去考慮線圈匝數(shù)n.
2.如圖2所示,線圈平面與水平方向成θ角,磁感線豎直向下,設(shè)磁感應(yīng)強度為B,線圈面積為S,則穿過線圈的磁通量Φ=________.
圖2
答案BScosθ
解析線圈平面abcd與磁場不垂直,不能直接用公式Φ=BS計算,可以用不同的分解方法進行.可以將平面abcd向垂直于磁感應(yīng)強度的方向投影,使用投影面積;也可以將磁感應(yīng)強度沿垂直于平面和平行于平面正交分解,使用磁感應(yīng)強度的垂直分量.
解法一:把面積S投影到與磁場B垂直的方向,即水平方向a′b′cd,則S⊥=Scosθ,故Φ=BS⊥=BScosθ.
解法二:把磁場B分解為平行于線圈平面的分量B∥和垂直于線圈平面的分量B⊥,顯然B∥不穿過線圈,且B⊥=Bcosθ,故Φ=B⊥S=BScosθ.
點評在應(yīng)用公式Φ=BS計算磁通量時,要特別注意B⊥S的條件,應(yīng)根據(jù)實際情況選擇不同的方法,千萬不要亂套公式.
知識點二感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件
3.下列情況能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()
圖3
A.如圖甲所示,導(dǎo)體AB順著磁感線運動
B.如圖乙所示,條形磁鐵插入或拔出線圈時
C.如圖丙所示,小螺線管A插入大螺線管B中不動,開關(guān)S一直接通時
D.如圖丙所示,小螺線管A插入大螺線管B中不動,開關(guān)S一直接通,當(dāng)改變滑動變阻器的阻值時
答案BD
解析A中導(dǎo)體棒順著磁感線運動,穿過閉合電路的磁通量沒有發(fā)生變化無感應(yīng)電流,故A錯;B中條形磁鐵插入線圈時線圈中的磁通量增加,拔出時線圈中的磁通量減少,都有感應(yīng)電流,故B正確;C中開關(guān)S一直接通,回路中為恒定電流,螺線管A產(chǎn)生的磁場穩(wěn)定,螺線管B中的磁通量無變化,線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C錯;D中開關(guān)S接通,滑動變阻器的阻值變化使閉合回路中的電流變化,螺線管A的磁場變化,螺線管B中磁通量變化,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,故D正確.
點評電路閉合,磁通量變化,是產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩個必要條件,缺一不可.電路中有沒有磁通量不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,如果穿過電路的磁通量盡管很大但不變化,那么無論有多大,都不會產(chǎn)生感應(yīng)電流.
4.如圖4所示,線圈Ⅰ與電源、開關(guān)、滑動變阻器相連,線圈Ⅱ與電流計G相連,線圈Ⅰ與線圈Ⅱ繞在同一個鐵芯上,在下列情況下,電流計G中有示數(shù)的是()
圖4
A.開關(guān)閉合瞬間
B.開關(guān)閉合一段時間后
C.開關(guān)閉合一段時間后,來回移動變阻器滑動端
D.開關(guān)斷開瞬間
答案ACD
解析A中開關(guān)閉合前,線圈Ⅰ、Ⅱ中均無磁場,開關(guān)閉合瞬間,線圈Ⅰ中電流從無到有形成磁場,穿過線圈Ⅱ的磁通量從無到有,線圈Ⅱ中產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流計G有示數(shù).故A正確.B中開關(guān)閉合一段時間后,線圈Ⅰ中電流穩(wěn)定不變,電流的磁場不變,此時線圈Ⅱ雖有磁通量但磁通量穩(wěn)定不變,線圈Ⅱ中無感應(yīng)電流產(chǎn)生,電流計G中無示數(shù).故B錯誤.C中開關(guān)閉合一段時間后,來回移動滑動變阻器滑動端,電阻變化,線圈Ⅰ中的電流變化,電流形成的磁場也發(fā)生變化,穿過線圈Ⅱ的磁通量也發(fā)生變化,線圈Ⅱ中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,電流計G中有示數(shù).故C正確.D中開關(guān)斷開瞬間,線圈Ⅰ中電流從有到無,電流的磁場也從有到無,穿過線圈Ⅱ的磁通量也從有到無發(fā)生變化,線圈Ⅱ中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,電流計G中有示數(shù).故D正確.
點評變化的電流引起閉合線圈中磁通量的變化,是產(chǎn)生感應(yīng)電流的一種情況.
【方法技巧練】
一、磁通量變化量的求解方法
5.面積為S的矩形線框abcd,處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,磁場方向與線框平面成θ角(如圖5所示),當(dāng)線框以ab為軸順時針轉(zhuǎn)90°時,穿過abcd面的磁通量變化量ΔΦ=________.
圖5
答案-BS(cosθ+sinθ)
解析磁通量由磁感應(yīng)強度矢量在垂直于線框面上的分量決定.
開始時B與線框面成θ角,磁通量為Φ=BSsinθ;線框面按題意方向轉(zhuǎn)動時,磁通量減少,當(dāng)轉(zhuǎn)動90°時,磁通量變?yōu)椤柏?fù)”值,Φ2=-BScosθ.可見,磁通量的變化量為
ΔΦ=Φ2-Φ1=-BScosθ-BSsinθ
=-BS(cosθ+sinθ)
實際上,在線框轉(zhuǎn)過90°的過程中,穿過線框的磁通量是由正向BSsinθ減小到零,再由零增大到負(fù)向BScosθ.
方法總結(jié)磁通量雖是標(biāo)量,但有正、負(fù),正、負(fù)號僅表示磁感線從不同的方向穿過平面,不表示大小.
6.如圖6所示,通電直導(dǎo)線下邊有一個矩形線框,線框平面與直導(dǎo)線共面.若使線框逐漸遠離(平動)通電導(dǎo)線,則穿過線框的磁通量將()
圖6
A.逐漸增大B.逐漸減小
C.保持不變D.不能確定
答案B
解析當(dāng)矩形線框在線框與直導(dǎo)線決定的平面內(nèi)逐漸遠離通電導(dǎo)線平動時,由于離開導(dǎo)線越遠,磁場越弱,而線框的面積不變,則穿過線框的磁通量將減小,所以B正確.
方法總結(jié)引起磁通量變化一般有四種情況
(1)磁感應(yīng)強度B不變,有效面積S變化,則ΔΦ=Φt-Φ0=BΔS(如知識點一中的1題)
(2)磁感應(yīng)強度B變化,磁感線穿過的有效面積S不變,
則ΔΦ=Φt-Φ0=ΔBS(如此題)
(3)線圈平面與磁場方向的夾角θ發(fā)生變化時,即線圈在垂直于磁場方向的投影面積S⊥=Ssinθ發(fā)生變化,從而引起穿過線圈的磁通量發(fā)生變化,即B、S不變,θ變化.(如此欄目中的5題)
(4)磁感應(yīng)強度B和回路面積S同時發(fā)生變化的情況,則ΔΦ=Φt-Φ0≠ΔBΔS
二、感應(yīng)電流有無的判斷方法
7.如圖7所示的勻強磁場中有一個矩形閉合導(dǎo)線框,在下列四種情況下,線框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()
圖7
A.線框平面始終與磁感線平行,線框在磁場中左右運動
B.線框平面始終與磁感線平行,線框在磁場中上下運動
C.線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線垂直的軸線AB轉(zhuǎn)動
D.線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線平行的軸線CD轉(zhuǎn)動
答案C
解析四種情況中初始位置線框均與磁感線平行,磁通量為零,按A、B、D三種情況線圈移動后,線框仍與磁感線平行,磁通量保持為零不變,線框中不產(chǎn)生感應(yīng)電流.C中線圈轉(zhuǎn)動后,穿過線框的磁通量不斷發(fā)生變化,所以產(chǎn)生感應(yīng)電流,C項正確.
方法總結(jié)(1)判斷有無感應(yīng)電流產(chǎn)生的關(guān)鍵是抓住兩個條件:①電路是否為閉合電路;②穿過電路本身的磁通量是否發(fā)生變化,其主要內(nèi)涵體現(xiàn)在“變化”二字上.電路中有沒有磁通量不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,如果穿過電路的磁通量很大但不變化,那么不論有多大,也不會產(chǎn)生感應(yīng)電流.
(2)分析磁通量是否變化時,既要弄清楚磁場的磁感線分布,又要注意引起磁通量變化的三種情況:①由于線框所在處的磁場變化引起磁通量變化;②由于線框所在垂直于磁場方向的投影面積變化引起磁通量變化;③有可能是磁場及其垂直于磁場的面積都發(fā)生變化.[
8.下列情況中都是線框在磁場中切割磁感線運動,其中線框中有感應(yīng)電流的是()
答案BC
解析A中雖然導(dǎo)體“切割”了磁感線,但穿過閉合線框的磁通量并沒有發(fā)生變化,沒有感應(yīng)電流.B中導(dǎo)體框的一部分導(dǎo)體“切割”了磁感線,穿過線框的磁感線條數(shù)越來越少,線框中有感應(yīng)電流.C中雖然與A近似,但由于是非勻強磁場運動過程中,穿過線框的磁感線條數(shù)增加,線框中有感應(yīng)電流.D中線框盡管是部分切割,但磁感線條數(shù)不變,無感應(yīng)電流,故選B、C.
方法總結(jié)在利用“切割”來討論和判斷有無感應(yīng)電流時,應(yīng)該注意:
①導(dǎo)體是否將磁感線“割斷”,如果沒有“割斷”就不能說切割.如下圖所示,甲、乙兩圖中,導(dǎo)線是真“切割”,而圖丙中,導(dǎo)體沒有切割磁感線.
②即使導(dǎo)體真“切割”了磁感線,也不能保證就能產(chǎn)生感應(yīng)電流.例如上題中A、D選項情況,如果由切割不容易判斷,還是要回歸到磁通量是否變化上去.
《探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件》說課稿
《探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件》說課稿
各位評委老師:大家好!我今天說課的題目是《探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件》,下面我將從教材分析、學(xué)情分析、教法和學(xué)法、過程分析和預(yù)期效果五個方面對本節(jié)課進行說明。
一、教材分析
《探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件》是高中物理新課程(選修3-2)第四章第二節(jié)的內(nèi)容,是電磁學(xué)的核心內(nèi)容之一,在整個高中物理中占有相當(dāng)重要的地位。本節(jié)內(nèi)容揭示了磁和電的內(nèi)在聯(lián)系,通過探究實驗的方法歸納出了“磁生電”的規(guī)律,在教材中起到了承前啟后的作用,是學(xué)生今后學(xué)習(xí)法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律和交變電流產(chǎn)生的基礎(chǔ)。
在教材的編排上本節(jié)從初中知識點閉合電路的部分導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生電流入手,再設(shè)計學(xué)生探究實驗,對現(xiàn)象進行分析歸納,最后總結(jié)出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,這樣的編排符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。
二、學(xué)情分析
學(xué)生對閉合電路的部分導(dǎo)線切割磁感線能產(chǎn)生電流,在初中已有一定的認(rèn)識,但在空間想象、問題本質(zhì)的分析等方面還較為薄弱。因此,在教學(xué)中從學(xué)生的已有知識出發(fā),通過學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究實驗、產(chǎn)生問題、協(xié)作交流等學(xué)習(xí)方法,從而解決問題得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件的結(jié)論。
本節(jié)重點是:引導(dǎo)學(xué)生做好教材中三個實驗.
本節(jié)難點是:組織學(xué)生完成電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗,從觀察到的實驗現(xiàn)象,推出電磁感應(yīng)產(chǎn)生的一般條件。
知識與技能
1、觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象,理解感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件;
2、進一步認(rèn)識磁通量的概念,能結(jié)合實例對磁通量的變化進行定性和定量的判斷。
過程與方法
1、通過探究過程,提高學(xué)生的分析論證能力。
2、在本節(jié)課的學(xué)習(xí)中,培養(yǎng)學(xué)生歸納、總結(jié)的科學(xué)思想方法。
情感、態(tài)度與價值觀
1、通過對本節(jié)知識的學(xué)習(xí),體會探索自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度。
2、培養(yǎng)學(xué)生的建模能力,培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。
三、教法與學(xué)法
教法:為了讓學(xué)生加深對本節(jié)內(nèi)容的理解,在教學(xué)中我采用講述、對比、探究,討論等方法進行教學(xué).
學(xué)法:為體現(xiàn)學(xué)生的主體作用,我引導(dǎo)學(xué)生在探究中學(xué)習(xí),在討論中突破難點。
四、教學(xué)過程分析
為了達到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo),解決教學(xué)重點突破教學(xué)難點,我對整個教學(xué)過程進行了如下設(shè)計:
(一)復(fù)習(xí)舊課
磁通量(φ)的概念:
什么叫磁通量?它是如何定義的?公式是怎樣的?通常情況下如何表示?
磁通量就是表示穿過這個面的磁感線條數(shù)。
(二)引入課題
請一位學(xué)生拿一個金屬探測器檢查一下其他同學(xué)身上有沒有金屬,如果學(xué)生身上帶有硬幣、手表、金屬框的眼鏡等金屬物體時,金屬探測器上蜂鳴器就會報警,說明有電流流過蜂鳴器,那電流是怎樣產(chǎn)生的呢?(設(shè)計意圖):迅速吸引學(xué)生注意力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,通過一個問題引入本節(jié)主題。
(三)探究實驗:
器材:靈敏電流計、螺線管(粗細各一個)、條形磁鐵、蹄形磁鐵、電源、開關(guān)、滑動變阻器、導(dǎo)體、導(dǎo)線若干。
接下來我分以下幾個環(huán)節(jié)去做:(板書)猜想-實驗-分析討論-得出結(jié)論。
讓學(xué)生開始猜想如何利用這些器材設(shè)計出磁生電的實驗方案,經(jīng)討論,最終確定三種方案。由于時間有限,每組做一種方案,將這幾個方案分配給不同組。
甲組:利用蹄形磁鐵磁場中的導(dǎo)體連接靈敏電流計。
乙組:螺線管連接靈敏電流計,利用條形磁鐵在螺線管中運動。
丙組:粗細螺線管各一個,粗螺線管連接靈敏電流計,細螺線管連接電源、開關(guān)、滑動變阻器。
根據(jù)學(xué)生所設(shè)計的方案,讓學(xué)生組裝器材,開始實驗。注意引導(dǎo)學(xué)生仔細觀察實驗現(xiàn)象,并記錄好實驗現(xiàn)象。
分析討論根據(jù)學(xué)生所做的實驗現(xiàn)象,給出充分的討論時間,讓他們通過討論得出一定的結(jié)論。每一組派一個代表說明本組觀察到的現(xiàn)象以及得出的實驗結(jié)論。
各組做的實驗不同,結(jié)論也會不同。
甲組做導(dǎo)體在磁場中運動的實驗,可能得出結(jié)論是:導(dǎo)體在磁場中前后或斜方向運動會有電流產(chǎn)生
乙組做磁鐵在螺線管中運動的實驗,可能得出結(jié)論是:當(dāng)磁鐵插入或拔出螺線管時有電流產(chǎn)生。
丙組通過實驗可能得出的結(jié)論是:當(dāng)小螺線管中的電流發(fā)生變化時,大螺線管中有電流。若小螺線管中的電流不變化,大螺線管中沒有電流產(chǎn)生。
這幾結(jié)論雖不盡相同,但都可以在一定條件下產(chǎn)生電流,那么到底它們有什么共性呢?接下來要引導(dǎo)學(xué)生進行分析。
對于乙組的結(jié)論,放這樣一張圖(示圖)給學(xué)生觀察。學(xué)生會觀察到磁鐵插入或拔出螺線管的過程中,螺線管中的磁感線條數(shù)在變化。
從丙組得出的結(jié)論可這樣問學(xué)生:當(dāng)小螺線管中的電流發(fā)生變化時,什么在變?學(xué)生根據(jù)前面所學(xué)的知識知道電流變化時,其產(chǎn)生的磁場也在變。所以當(dāng)小螺線管中的電流變化時,大螺線管所處的磁場也在變,此時穿過的磁感線條數(shù)也在變。
對于甲組的結(jié)論,啟發(fā)學(xué)生:當(dāng)導(dǎo)體在磁場中前后或斜方向運動時,都是導(dǎo)體在切割磁感線,然后引導(dǎo)學(xué)生思考:其切割的實質(zhì)是什么?此時放這樣一張圖(示圖)給學(xué)生看,讓學(xué)生仔細觀察。學(xué)生會發(fā)現(xiàn)當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線時,電流計和導(dǎo)體所在的閉合回路中磁感線的條數(shù)在變化。
這時學(xué)生會發(fā)現(xiàn),幾個實驗中產(chǎn)生電流時磁感線條數(shù)都在變化。此時老師可提示學(xué)生:我們把磁場中穿過某一面積的磁感線條數(shù)用磁通量表示。因此學(xué)生自然而然地得出結(jié)論:當(dāng)磁通量變化時,會有電流產(chǎn)生。然后老師進行完善:要有電流產(chǎn)生回路必須閉合。從而得到本次實驗的結(jié)論:磁生電的條件就是穿過閉合電路中的磁通量發(fā)生變化時,閉合電路就會產(chǎn)生電流。
科學(xué)探究后回到新課引入所提出的問題:金屬探測器是怎樣探測金屬的?讓學(xué)生通過所學(xué)的知識進行解釋,老師加以補充。既鞏固了新知識又與生活聯(lián)系起來,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
(四)、當(dāng)堂訓(xùn)練,鞏固提高
設(shè)計適量的練習(xí)題,并且將練習(xí)題分兩組供不同層次的學(xué)生使用。
設(shè)計意圖:充分體現(xiàn)新課標(biāo)的教學(xué)理念,因材施教,分層教學(xué)。
(五)、課堂小結(jié)和作業(yè)
讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容,構(gòu)建知識框架,作業(yè)布置要有針對性,梯度。
設(shè)計意圖:通過學(xué)生自己的體驗,自己的總結(jié),真正達到了檢驗學(xué)生課堂效果的目的。
作業(yè)課后作業(yè)題;
板書設(shè)計我分兩部分,主板書寫在黑板,體現(xiàn)本節(jié)課的主干知識,副板書在課件上,主要用來教學(xué)輔助說明的草圖。
四、效果分析
通過以上的過程設(shè)計我預(yù)計可達到以下效果:
1.能夠使學(xué)生成為教學(xué)活動的主體,從而實現(xiàn)本節(jié)課的知識目標(biāo)。
2.能夠充分培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰Γl(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。
3.變規(guī)律的傳授過程為規(guī)律的探究過程能夠培養(yǎng)學(xué)生思維能力。
當(dāng)然本節(jié)課的設(shè)計還存在著許多的缺點和不足,請各位老師給予批評和指正。