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2016-09-23
五、教学准备
准备实验仪器:电流计、蹄形磁铁、螺线管、铁芯、学生电源、变阻器、开关、导线若干。(若为分组实验,应准备若干组器材)
六、教学过程
(一)引入新课
教师和学生一起回顾第一节中的三个实验。在这三个实验中,闭合电路中都产生了感应电流,则电路中必须要有电源,电源提供了电动势,从而产生电流。在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。那么感应电动势的大小跟哪些因素有关呢?本节课我们就来共同研究这个问题。
(二)讲授新课
* 感应电动势
电源能够产生电动势,那么在电磁感应现象中,产生感应电动势的那部分导体就相当于电源。
学生思考讨论:如下图所示的三个实验中,分别是哪部分相当于电源?
图1 图2 图3
图1中电源是导体棒AB,图2中电源是螺线管B,图3中电源也是螺线管B。
学生思考讨论:产生感应电流的闭合电路断开,还有没有感应电动势?
引导学生:电路断开就相当于接入一个阻值无穷大的电阻,电流为零,但是依然有电动势。
教师总结:可见,感应电动势才是电磁感应现象的本质,电磁感应现象重要的是看感应电动势的有无。
下面我们就来共同研究感应电动势的大小跟哪些因素有关。
学生探究活动:如何通过上图所示的三个实验来研究影响感应电动势的大小因素呢?
引导学生:对于闭合电路电阻是一定的,可以通过电流表指针偏转的角度大小来确定电路中感应电流的大小,从而确定感应电动势的大小。如何改变电路中电流的大小?
学生设计的可能方案如下:
1.如图1所示电路,通过改变导体棒做切割磁感线运动的速度大小,来研究影响感应电动势大小的因素。
2.如图2所示电路,通过改变条形磁铁插入和拔出螺线管的速度大小,来研究影响感应电动势大小的因素。
3.如图3所示电路,通过改变滑动变阻器滑片移动的速度大小,来研究影响感应电动势大小的因素。
安排学生分组实验(为了节省时间,可将学生分为三大组,每一大组只做上述方案中的一个实验,每一大组适当的分为几个小组。做完实验后由各组长上报实验结果,然后由教师在提炼总结)。
结论:1.感应电动势的大小,与导体棒切割磁感线的速度大小有关。速度越大,产生的感应电动势越大。
2.感应电动势的大小,与条形磁铁插入或拔出螺线管的速度大小有关,速度越大,产生的感应电动势越大。
3.感应电动势的大小,与滑动变阻器滑片移动的速度大小有关。速度越大,产生的感应电动势越大。
学生思考讨论:认真分析三个实验及其结论,找出共同的规律。
引导学生:产生感应电流的条件是:穿过闭合电路的磁通量发生变化。对于图1所示实验,磁场的磁感应强度不变,通过导体棒做切割磁感线的运动,改变了闭合电路的面积,从而改变穿过该电路的磁通量,从而产生了感应电动势。导体棒运动越快,则回路面积变化也越快,使得磁通量的变化越快,而电流表指针偏转角度越大,说明感应电动势的大小与磁通量的变化快慢有关。磁通量变化越快,感应电动势越大。
让学生自己分析另外两个实验,总结结论
共同规律:感应电动势的大小与磁通量的变化快慢有关。
磁通量的变化快慢如何表示呢?(从数学角度定量的表示)
设时刻t1时穿过闭合电路的磁通量为Φ1,时刻t2时穿过闭合电路的磁通量为Φ2,则在时间Δt=t2-t1内磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2-Φ1,磁通量的变化快慢可以用单位时间内磁通量的变化量
来表示,也叫磁通量的变化率。(对于Φ、ΔΦ、
和E,学生很难理解它们之间的关系的,教师可将Φ、ΔΦ、
、E和υ、Δυ、
、a类比起来,学生较容易接受。)
标签:高二物理教案
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