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1、《電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況》解讀論文
一、教材地位和作用:本節(jié)內(nèi)容是對電磁感應(yīng)現(xiàn)象的進(jìn)一步認(rèn)識,從本質(zhì)上對感生電動(dòng)勢和動(dòng)生電動(dòng)勢的產(chǎn)生進(jìn)行了闡述,使學(xué)生從根源上認(rèn)識電磁感應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)化過程和轉(zhuǎn)化的方向,是對楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律的綜合應(yīng)用。通過本節(jié)的學(xué)習(xí),學(xué)生能夠掌握電磁感應(yīng)問題的基本解決方法,加深對考題考向的認(rèn)識,從而能夠基本解決電磁感應(yīng)中的電路問題、動(dòng)力學(xué)問題、能量問題。
二、學(xué)情分析:學(xué)生學(xué)習(xí)了楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律,對基礎(chǔ)知識和基本解題方法有了一定的認(rèn)識,并能夠簡單應(yīng)用。但對電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)缺乏認(rèn)識,對于電磁感應(yīng)問題的狀態(tài)確定復(fù)雜過程分析并不熟練,通過本節(jié)的設(shè)置是學(xué)生能
2、掌握基本的分析方法,了解考題的考向。
三、教學(xué)目標(biāo)
(一)知識與技能
1.知道感生電場。
2.知道感生電動(dòng)勢和動(dòng)生電動(dòng)勢及其區(qū)別與聯(lián)系。
3.掌握電磁感應(yīng)問題的基本的分析方法,了解考題的考向。
(二)過程與方法
通過同學(xué)們之間的討論、教師引導(dǎo),增強(qiáng)對兩種電動(dòng)勢的認(rèn)知深度,同時(shí)提高對電磁感應(yīng)現(xiàn)象的綜合分析能力。
(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過對相應(yīng)物理學(xué)史的了解,培養(yǎng)熱愛科學(xué)、尊重知識的良好品德
四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn):能夠運(yùn)用電磁感應(yīng)規(guī)律熟練解決相關(guān)問題
難點(diǎn):對感生電動(dòng)勢與動(dòng)生電動(dòng)勢實(shí)質(zhì)的理解
五、教學(xué)方法:討論分析、學(xué)生自己總結(jié)體會(huì)
六、教學(xué)流程
(一)基礎(chǔ)
3、知識回顧
通過兩個(gè)選擇題,對感生電場和動(dòng)生電動(dòng)勢的產(chǎn)生原理進(jìn)行再現(xiàn),使學(xué)生回歸課本,加深對基礎(chǔ)知識的理解和記憶。
(二)知識結(jié)構(gòu)
自我總結(jié)——感生電場:
①產(chǎn)生原因:
②作用:
③與磁場方向和變化關(guān)系的判斷方法:
自我總結(jié):
①動(dòng)生電動(dòng)勢產(chǎn)生原因:
②洛倫茲力兩分力的作用:
③整體功能關(guān)系:
(三)問題解析及重、難點(diǎn)突破
(一)感生電場的作用
例1:在一水平光滑絕緣塑料板上有一環(huán)形凹槽,有一帶電小球質(zhì)量為m,電荷量為q,在槽內(nèi)沿順時(shí)針作勻速圓周運(yùn)動(dòng),現(xiàn)加一豎直向上的均勻變化的勻強(qiáng)磁場,且B逐漸增加,則
A.小球速度變大 B.小球速度變小
C.小球速度
4、不變 D.以上三種情況都有可能
變式訓(xùn)練:如圖所示的是一個(gè)水平放置的玻璃環(huán)形小槽,槽內(nèi)光滑,槽的寬度和深度處處相同。現(xiàn)將一直徑略小于槽寬的帶正電的小球放入槽內(nèi),讓小球獲一初速度V0在槽內(nèi)開始運(yùn)動(dòng),與此同時(shí),有一變化的磁場豎直向下穿過小槽外徑所包圍的面積,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間成正比增大。設(shè)小球運(yùn)動(dòng)過程中帶電荷量不變,那么
A.小球受到的向心力大小不變 ?
B.小球受到的向心力大小增加
C.磁場力對小球做功??
D.小球受到的磁場力不斷增加
設(shè)置意圖:使學(xué)生加深對感應(yīng)電場的認(rèn)識。判斷感生電場的方向可運(yùn)用楞次定律,感生電場對小球做功,使小球動(dòng)能增加
5、,但洛侖茲力對運(yùn)動(dòng)電荷始終不做功。
(二)感生電動(dòng)勢
例2(09年廣東):如圖所示,一個(gè)電阻值為R ,匝數(shù)為n的圓形金屬線圈與阻值為2R的電阻R1連結(jié)成閉合回路。線圈的半徑為r1 . 在線圈中半徑為r2的圓形區(qū)域內(nèi)在垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖線如圖所示。圖線與橫、縱軸的截距分別為t0和B0。導(dǎo)線的電阻不計(jì)。求0至t1時(shí)間內(nèi):⑴通過電阻R1上的電流大小和方向;⑵通過電阻R1上的電量q及電阻R1上產(chǎn)生的熱量。
探究:如圖所示,L1=0.5m,L2=0.8m,回路總電阻為R=0.2Ω,M=0.04kg,導(dǎo)軌光滑,開始時(shí)磁場B0=1T。現(xiàn)使
6、磁感應(yīng)強(qiáng)度以△B/△t=0.2T/s的變化率均勻的增大,試求:當(dāng)t為多少時(shí),M剛離開地面?
設(shè)置意圖:使學(xué)生理解感生電動(dòng)勢的大小可由法拉第電磁感應(yīng)定律計(jì)算,方向由楞次定律判斷,產(chǎn)生電動(dòng)勢的電路相當(dāng)于電源。
問題二:電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的動(dòng)生電動(dòng)勢
例3:均勻?qū)Ь€制成的單匝正方形閉合線框abcd,每邊長為L,總電阻為R,總質(zhì)量為m。將其置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場上方h處。如圖所示,線框由靜止起自由下落,線框平面保持在豎直平面內(nèi),且cd邊始終與水平的磁場邊界面平行。當(dāng)cd邊剛進(jìn)入磁場時(shí),
(1)求線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小;
(2)求cd兩點(diǎn)間電勢差的大小;
(3)若此時(shí)線框的加速度剛
7、好為零,求線框下落的高度h所應(yīng)滿足的條件。
(4)從cd邊進(jìn)入磁場到ab邊剛進(jìn)入磁場的過程中線框中產(chǎn)生的熱量。
設(shè)置意圖:電磁感應(yīng)中涉及到與力學(xué)綜合的問題時(shí),學(xué)生要明確:電路結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)過程和能量的轉(zhuǎn)化方向等問題
拓展:感生電動(dòng)勢和動(dòng)生電動(dòng)勢的綜合應(yīng)用
如圖所示,兩根平行金屬導(dǎo)軌固定在水平桌面上,每根導(dǎo)軌每米的電阻為r0=0.10Ω/m,導(dǎo)軌的端點(diǎn)P、Q用電阻可以忽略的導(dǎo)線相連,兩導(dǎo)軌間的距離l=0.20m。有隨時(shí)間變化的勻強(qiáng)磁場垂直于桌面,已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B與時(shí)間t的關(guān)系為B=kt,比例系數(shù)k=0.020T/s。一電阻不計(jì)的金屬桿可在導(dǎo)軌上無摩擦低滑動(dòng),在滑動(dòng)過程中保持與導(dǎo)軌垂直。在t=0時(shí)刻,金屬桿緊靠在P、Q端,在外力作用下,桿以恒定的加速度從靜止開始向?qū)к壍牧硪欢嘶瑒?dòng),求在t=6.0s時(shí)金屬桿所受的安培力。
設(shè)置意圖:使學(xué)生體會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的兩種方式:感生和動(dòng)生,兩種產(chǎn)生電動(dòng)勢的原因不能替代,要同時(shí)考慮。
板書設(shè)計(jì)