三维教学目标
1、知识与技能
(1)知道什么叫感应电动势;
(2)知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量,并能区别φ、δφ、e=△φ/△t;
(3)理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式;
(4)知道e=blvsinθ如何推得;
(5)会用e=n△φ/△t和e=blvsinθ解决问题。
2、过程与方法:通过推导到线切割磁感线时的感应电动势公式e=blv,掌握运用理论知识探究问题的方法。
3、情感态度与价值观
(1)从不同物理现象中抽象出个性与共性,培养学生个性与共性的辩证唯物主义思想。
(2)了解法拉第探索科学的方法,学习他的执著的科学探究精神。
教学重点:法拉第电磁感应定律。
教学难点:平均电动势与瞬时电动势区别。
教学方法:演示法、归纳法、类比法。
教学手段:多媒体电脑、投影仪、投影片。
教学过程:
(一)引入新课
问题1:什么是电源?什么是电动势?
答:电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。
如果电源移送电荷q时非静电力所做的功为w,那么w与q的比值w/q,叫做电源的电动势。用e表示,则:e=w/q
在电磁感应现象中,要产生电流,必须有感应电动势。这种情况下,哪一种作用扮演了非静电力的角色呢?下面我们就来学习相关的知识。
(二)进行新课
1、感应电场与感生电动势
穿过闭会回路的磁场增强,在回路中产生感应电流。是什么力充当非静电力使得自由电荷发生定向运动呢?英国物理学家麦克斯韦认为,磁场变化时在空间激发出一种电场,这种电场对自由电荷产生了力的作用,使自由电荷运动起来,形成了电流,或者说产生了电动势。 这种由于磁场的变化而激发的电场叫感生电场。感生电场对自由电荷的作用力充当了非静电力。由感生电场产生的感应电动势,叫做感生电动势。
2、洛伦兹力与动生电动势
(1)导体中自由电荷(正电荷)具有水平方向的速度,由左手定则可判断受到沿棒向上的洛伦兹力作用,其合运动是斜向上的。
(2)自由电荷不会一直运动下去。因为c、d两端聚集电荷越来越多,在cd棒间产生的电场越来越强,当电场力等于洛伦兹力时,自由电荷不再定向运动。
(3)c端电势高。
(4)导体棒中电流是由d指向c的。
一段导体切割磁感线运动时相当于一个电源,这时非静电力与洛伦兹力有关。由于导体运动而产生的电动势叫动生电动势。
问题1:如图所示,导体棒运动过程中产生感应电流,试分析电路中的能量转化情况? 答:导体棒中的电流受到安培力作用,安培力的方向与运动方向相反,阻碍导体棒的运动,导体棒要克服安培力做功,将机械能转化为电能。
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