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文檔簡介
1、1感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件及方向判定一、教法建議拋磚引玉本單元雙基學(xué)習(xí)目標(biāo)1.物理知識方面(1)理解什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。(2)掌握產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件(3)掌握楞次定律和右手定則,并會(huì)應(yīng)用它們判定感應(yīng)電流的方向。(4)掌握感應(yīng)電流產(chǎn)生的機(jī)械效果的判定2.能力培養(yǎng)方面(1)通過觀察演示實(shí)驗(yàn),歸納概括出利用磁場產(chǎn)生電流的條件,通過觀察演示實(shí)驗(yàn),探索和總結(jié)出感應(yīng)電流方向的一般規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括、探索能力。(2)培養(yǎng)學(xué)生從能量轉(zhuǎn)化和守恒角度分析
2、處理物理問題的能力。指點(diǎn)迷津本單元重點(diǎn)內(nèi)容點(diǎn)撥本單元以法拉第的實(shí)驗(yàn)事實(shí)為依據(jù),提出全章的研究中心——電磁感應(yīng)現(xiàn)象,首先研究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件,闡明磁通量與磁通量的變化及產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件間的關(guān)系,即穿過回路的磁通量發(fā)生變化。接著研究判定感應(yīng)電流方向的方法——右手定則楞次定律,楞次定律判定感應(yīng)電流方向的普適方法,而右手定則適用于導(dǎo)體切割磁感線類型,掌握感應(yīng)電流引起的機(jī)械效果的判定,會(huì)從能量觀點(diǎn)判定感應(yīng)電流的方向及感應(yīng)電流引起的機(jī)械效果。二
3、、學(xué)海導(dǎo)航學(xué)法指要本單元理論原理明晰(一)電磁感應(yīng)現(xiàn)象1.明晰磁通量、磁通量的變化、磁通量的變化率的不同。①磁通量φ 是表示穿過磁場中某個(gè)面的磁感線的條數(shù),φ=B?S。這里 S 是垂直磁場方向的面積,若 S 不與磁場垂直,則應(yīng)取垂直磁場方向的投影面積。φ是一個(gè)雙向標(biāo)量,若有從相反方向穿過某個(gè)面積的磁感線,則φ應(yīng)是抵消后的凈條數(shù)。②磁通量的變化△φ 是表示穿過某一面積的磁通量變化的多少,△φ=φ2-φ1。若φ2、φ1 是從相反方向穿
4、過某一面積的磁通量,則△φ=|φ2|+|φ1|,△φ可能是 B 變化引起的,也可能是 S 變化引起(包括 B 與 S 夾角變化) ,還可能是 B、S 同時(shí)變化引起的。②磁通量的變化率表示磁通量變化的快慢,與φ、△φ無關(guān),由 決定。 t ???t ???2.電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件①產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 不論用什么方法,只要穿過閉合電路的磁能量發(fā)生變化,閉合電路中就有電流產(chǎn)生。②電磁感應(yīng)現(xiàn)象 是指穿過回路的磁通量發(fā)生變化時(shí),在回路中就會(huì)產(chǎn)
5、生感應(yīng)電動(dòng)勢的現(xiàn)象,當(dāng)電路斷開時(shí)雖無感應(yīng)電流,但仍有感應(yīng)電動(dòng)勢。③電磁感應(yīng)現(xiàn)象是法接第發(fā)現(xiàn)的,是“磁生電”現(xiàn)象,電流的磁效應(yīng)是奧斯特發(fā)現(xiàn)的,是“電(流)生磁(場) ”現(xiàn)象。(二)感應(yīng)電流方向的判定1.楞次定律3①從感應(yīng)電流所受的安培力出發(fā)進(jìn)行分析,先由楞次定律(或右手定則)判定感應(yīng)電流的方向,再用左手定則判定磁場對感應(yīng)電流的作用力方向,進(jìn)而分析其機(jī)械效果。②從楞次定律的另一種表述出發(fā)進(jìn)行分析,表述是:“感應(yīng)電流的效果總是要反抗引起感應(yīng)電
6、流的原因”產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因,可以是磁通量的變化,也可以是引起磁通量變化的相對運(yùn)動(dòng)或回路的變形。而感應(yīng)電流的效果,可以是感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場,也可以是因感應(yīng)電流受安培力作用而引起的機(jī)械行為。方法是:若磁通量增加,向能使磁通量減少的方向運(yùn)動(dòng);若磁通量減少,向能使磁通量增加的方向運(yùn)動(dòng)。(四)學(xué)生實(shí)驗(yàn)——研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康难芯慨a(chǎn)生電磁感應(yīng)的條件和怎樣判斷感應(yīng)電流的方向。2.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備①查明電流表中電流方向與指針偏轉(zhuǎn)方向間關(guān)系。方法是
7、:用一節(jié)較舊的干電池串聯(lián)一數(shù)十千歐的電阻,采用瞬間接觸的方式試觸電流表。②查明原副線圈的繞制方向。3.主要操作將原線圈與電源、滑動(dòng)變阻器和電鍵組成一個(gè)回路;將副線圈與電流表組成另一回路,產(chǎn)生電磁感應(yīng)的方式有:①將電鍵合上和打開的瞬間;②移動(dòng)變阻器的滑片,改變原線圈中的電流;③將原線圈插入和拔出副線圈;④將原線圈中的鐵心插進(jìn)和拔出。觀察副線圈中有無感應(yīng)電流及感應(yīng)電流方向,研究并總結(jié)副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件及感應(yīng)電流方向和磁通量變化之間的
8、關(guān)系。注:感應(yīng)電流方向不是用楞次定律判定的(驗(yàn)證它) ,是由電流表指針偏轉(zhuǎn)方向判定。本單元難點(diǎn)、疑點(diǎn)釋疑——楞次定律的理解及推廣首先,阻礙不是阻止。因?yàn)榇磐康淖兓且鸶袘?yīng)電流的必要條件,若這種變化被阻止,也就不可能繼續(xù)產(chǎn)生感應(yīng)電流了。其實(shí)原磁場的變化是由外界的各種因素決定的,如電流的變化,相對位置的變化,而與感應(yīng)電流無關(guān)。例如,一根磁棒從高處下落,豎直穿過一個(gè)閉合圓環(huán),圓環(huán)中雖產(chǎn)生了與原磁場相反的磁場,但這感應(yīng)電流的磁場決不能阻止磁
9、棒下落,使磁棒懸浮在空中,那么所謂“阻礙”又是阻礙了什么呢?讓兩根相同的磁棒從同一高度豎直穿過兩個(gè)完全相同的一個(gè)閉合另一一個(gè)不閉合的金屬圓環(huán)時(shí),發(fā)現(xiàn)磁棒穿過閉合圓環(huán)所需的時(shí)間長。因兩棒從同一高度同時(shí)下落,當(dāng)兩磁棒穿入圓環(huán)后,磁通量的變化是相同的,下落時(shí)間長說明平均速率變慢,不閉合的金屬環(huán)內(nèi)無感應(yīng)電流和感應(yīng)磁場。實(shí)驗(yàn)說明感應(yīng)電流的磁場僅阻礙了原磁通的變化速率。其次,感應(yīng)電流阻礙的對象是原磁場的磁通量的變化,而不是磁通密度 B 的變化,例如
10、,在光滑水平導(dǎo)軌上放著兩根金屬棒,當(dāng)一根磁棒自上而下豎直插入由導(dǎo)軌和兩金屬棒構(gòu)成的閉合回路時(shí),穿過回路的磁通量將增大,磁通密度 B 也將增大,從阻礙磁通量即磁感線條數(shù)增加的要求考慮,閉合回路應(yīng)減少面積,金屬棒應(yīng)相向運(yùn)動(dòng);從阻礙磁通密度 B增加的角度考慮,應(yīng)增大面積,金屬棒應(yīng)向外運(yùn)動(dòng)以減少單位面積里的磁感線條數(shù)。可見結(jié)論完全相反,根據(jù)楞次定律和左后定則判斷,顯然,后者是錯(cuò)誤的。第三,阻礙不是“相反” 。如果將阻礙理解成感應(yīng)電流的磁場總是與
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