感生电动势和动生电动势教案

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1、中小学课堂教学教案年月日课题§4.5感生电动势和动生电动势新授课课时教学目标(一)知识与技能1.知道感生电场。2.知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。(二)过程与方法通过同学们之间的讨论、研究增强对两种电动势的认知深度,同时提高学习物理的兴趣。(三)情感、态度与价值观通过对相应物理学史的了解,培养热爱科学、尊重知识的良好品德。教学重点、难点教学重点感生电动势与动生电动势的概念。教学难点对感生电动势与动生电动势实质的理解。教学方法讨论法,讲练结合法教学手段多媒体课件教学活动(一)引入新课什么是电源?什么是电动势?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

2、电荷q时非静电力所做的功为W,那么W与q的比值,叫做电源的电动势。用E表示电动势,则: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学生活动投影教材图4.5-1,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

3、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(投影)思考与讨论。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。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。导体棒中的电

4、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。(四)实例探究感生电场与感生电动势【例1】磁场变强如图所示,一个闭合电路静止于磁场中,由于磁场强弱的变化,而使电路中产生了感应电动势,下列说法中正确的是()A.磁场变化时,会在在空间中激发一种电场B.使电荷定向移动形成电流的力是磁场力C.使电荷定向移动形成电流的力是电场力D.以上说法都不对答案:AC洛仑兹力与动生电动势【例2】如图所示,导体AB在做切割磁感线运动时,将产生一个电动势,因而在电路中有电流通过,下列说法中正确的是()A.因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势

5、B.动生电动势的产生与洛仑兹力有关C.动生电动势的产生与电场力有关D.动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的解析:如图所示,当导体向右运动时,其内部的自由电子因受向下的洛仑兹力作用向下运动,于是在棒的B端出现负电荷,而在棒的A端显示出正电荷,所以A端电势比B端高.棒AB就相当于一个电源,正极在A端。答案:AB综合应用【例3】如图所示,两根相距为L的竖直平行金属导轨位于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,导轨电阻不计,另外两根与上述光滑导轨保持良好接触的金属杆ab、cd质量均为m,电阻均为R,若要使cd静止不动,则ab杆应向_________运动,速度大小为______

6、_,作用于ab杆上的外力大小为____________答案:向上2mg巩固练习1.如图所示,一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动,当磁感应强度均匀增大时,此粒子的动能将()A.不变B.增加C.减少D.以上情况都可能答案:B2.穿过一个电阻为lΩ的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少2Wb,则()A.线圈中的感应电动势一定是每秒减少2VB.线圈中的感应电动势一定是2VC.线圈中的感应电流一定是每秒减少2AD.线圈中的感应电流一定是2A答案:BD3.在匀强磁场中,ab、cd两根导体棒沿两根导轨分别以速度v1、v2滑动,如图所示,下列情况中,能使电容器获得最多电荷量

7、且左边极板带正电的是()A.v1=v2,方向都向右B.v1=v2,方向都向左C.v1>v2,v1向右,v2向左D.v1>v2,v1向左,v2向右答案:C4.如图所示,面积为0.2m2的100匝线圈处在匀强磁场中,磁场方问垂直于线圈平面,已知磁感应强度随时间变化的规律为B=(2+0.2t)T,定值电阻R1=6Ω,线圈电阻R2=4Ω,求:(1)磁通量变化率,回路的感应电动势;(2)a、b两点间电压Uab答案:(1)4V(2)2.4A5.如图所示,在物理实验中,常用“冲击式电流计”来测

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