观察实验,记录现象。 表2
磁铁的运动 N极插入线圈 N极停在线圈中 N极从线圈中抽出 表针的摆动方向 向右 不摆动 向左 磁铁的运动 S极插入线圈 S极停在线圈中 S极从线圈中抽出 表针的摆动方向 向左 不摆动 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。
观察实验,记录现象。 表3
操作 开关闭合瞬间 开关断开瞬间 开关闭合时,滑动变阻器不动 开关闭合时,迅速移动变阻器的滑片 有电流产生 有电流产生 无电流产生 有电流产生 现象 结论:只有当线圈A中电流变化时,线圈B中才有电流产生。 2、分析论证
分组讨论,学生代表发言。
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。
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)
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)
3、归纳总结
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? 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。
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。 4、电磁感应中的能量转化
电有电场能,磁有磁场能,电磁感应与能量守恒与转化有无关系呢? 下面从能量角度分析电磁感应现象。
[分析] 实验一、消耗机械能---电能?发电机 实验三、电能由a螺线管转移到b螺线管?变压器
结论:电磁感应现象同样遵循能量转化与守恒定律。
【课堂小结】:本节课我们通过实验探究,总结出了磁生电的条件:即穿过闭合回路的磁通
量发生变化,在闭合回路中就产生感应电流。其中我们对磁通量的变化应该加深理解,磁通量的变化包括B的大小方向变化,S的大小和方向的变化,还有磁场和平面间的夹角变化都可能引起回路的磁通量的变化,从而使回路产生感应电流。 【板书设计】:
第二节:探究电磁感应的产生条件 一、复习磁通量
1、定义:面积为S,垂直匀强磁场b放置,则b与s乘积,叫做穿过这个面的磁通量,
用φ表示。磁通量就是表示穿过这个面的磁感线条数。 2、公式:φ=B·S
3、单位:韦伯(wb) 1wb=1T·m2 二、产生感应电流的条件
1、 闭合回路
2、 回路中的磁通量发生变化,B、S、θ变化。 三、电磁感应中的能量转化
电磁感应现象同样遵循能量转化与守恒定律。
【课后作业】:课本P7-P8“问题与练习”1、2、3、4、5题。
【教学反思】:让学生自己设计试验,然后自己验证,学生兴趣很浓,思维非常活跃,以后要放手让学生自己设计问题,解决问题。在教学中更应注重学生自身潜力的挖掘,让学生自己动手,自己探究,解决问题,得出结论,加深印象。
4.3楞次定律
【教学目标】 1、知识与技能:
(1)理解楞次定律的内容。
(2)能初步应用楞次定律判定感应电流方向。 (3)理解楞次定律与能量守恒定律是相符的。 (4)理解楞次定律中“阻碍”二字的含义。 2、过程与方法
(1)通过观察演示实验,探索和总结出感应电流方向的一般规律
(2)通过实验教学,感受楞次定律的实验推导过程,培养学生观察实验,分析、归纳、
总结物理规律的能力。 3、情感态度与价值观
(1)使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学
方法。
(2)培养学生的空间想象能力。
(3)让学生参与问题的解决,培养学生科学的探究能力和合作精神。 【教学重点】应用楞次定律(判感应电流的方向) 【教学难点】理解楞次定律(“阻碍”的含义)
【教学方法】 实验法、探究法、讨论法、归纳法 【教具准备】
灵敏电流计,线圈(外面有明显的绕线标志),导线若干,条形磁铁,线圈 【教学过程】 一、复习提问:
1、要产生感应电流必须具备什么样的条件?
答:穿过闭合回路的磁通量发生变化,就会在回路中产生感应电流。 2、磁通量的变化包括哪情况?
答:根据公式Φ=BS sinθ(θ是B与S之间的夹角)可知,磁通量Φ的变化包括B的变化,S的变化,B与S之间的夹角的变化。这些变化都可以引起感应电流的产生。 二、引入新课
1、问题1:如图,已知通电螺线管的磁场方向,问电流方向? 答:由右手螺旋定则(安培定则)可知,电流从右边出,左边
进,电流逆时针方向。
2、问题2:如图,在磁场中放入一线圈,若磁场B变大或变小,问 ①有没有感应电流?(有,因磁通量有变化); ②感应电流方向如何?
3、感应电流不是个好“孩子”。感应电流的方向与磁通量间又有什么样的关系?
本节课我们就来一起探究感应电流与磁通量的关系。 三、进行新课
1、介绍研究感应电流方向的主要器材并让学生思考:
(1)、灵敏电流计的作用是什么?为什么用灵敏电流计而不用安培表?
答:灵敏电流计——(把灵敏电流计与干电池试触,演示指针偏转方向与电流流入方向
间的关系)电流从那侧接线柱流入,指针就向那侧偏转,因为灵敏电流计的量程较
B
小,灵敏度较高,能测出螺线管中产生的微弱感应电流。
(2)、为什么本实验研究的是螺线管中的感应电流,而不是单匝线圈或其它导体中的感
应电流?
答:因为穿过螺线管的磁通量发生变化,所以
是螺线管中的感应电流,而螺线管中的电流也就是单匝线圈中的电流。 2、实验内容:
研究影响感应电流方向的因素按照图所示连接电路,并将磁铁向线圈插入或从线圈拔出等,分析感应电流的方向与哪些因素有关。 3、学生探究:研究感应电流的方向
(1)、探究目标:找这两个磁场的方向关系的规律。 (2)、探究方向:从磁铁和线圈有磁力作用入手。
(3)、探究手段:分组实验(器材:螺线管,灵敏电流计,条形磁铁,导线) (4)、探究过程
灵
敏 电 流 计
G 螺 线 管
操 作 方 填 写 法 内 容 磁铁在管上静止N 插入 拔出 向下 减小 向下 相同 插入 向上 增大 向下 相反 S 不动时 拔出 向上 减小 向上 相同 磁铁在管中静止不动时 N在下 S在下 N在下 S在下 向下 不变 无 —— 向上 不变 无 —— 向下 不变 无 —— 向上 不变 无 —— 原来磁场的方向 原来磁场的磁通向下 增大 量变化 感应磁场的方向 原磁场与感应磁相反 场方向的关系 向上