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1、电磁感应教材分析与教学建议第1页，本讲稿共57页第一章第一章 电磁感应电磁感应1划时代的发现划时代的发现 2 探究电磁感应的产生条件探究电磁感应的产生条件 3法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律4楞次定律楞次定律 5感生电动势和动生电动势感生电动势和动生电动势 6互感和自感互感和自感 7涡流涡流 2007考试说明考试说明1 电磁感应现象电磁感应现象 2 磁通量磁通量 3 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 4 楞次定律楞次定律 5自感自感 涡流涡流 说明二:新考试说明中删掉了”日光灯”,增加了”涡流”.去掉了”导体切割磁感线时感应电动势的计算,只限于L垂直于B,v的情况.”说明一：新教材增加
2、了“划时代的发现”和“感生电动势和动生电动势”的内容，第2页，本讲稿共57页一.教学的思考1教学的难点2教学的重点3考试的热点第3页，本讲稿共57页互感互感 自感自感 涡流涡流感生电动势和动生电动势感生电动势和动生电动势法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律二.知识结构电磁感应的产生条件电磁感应的产生条件楞次定律楞次定律右手定则右手定则第4页，本讲稿共57页三三.学习方法学习方法1.类比的学习方法：与相类比类比的学习方法：与相类比2.电磁感应的电磁感应的“路路”的问题与闭合电路类比，的问题与闭合电路类比，找出对应的电源和外电找出对应的电源和外电路，画出等效电路图，路，画出等效电路图，运用直流电路
3、的规律解题运用直流电路的规律解题与动生电动势有关的动力学问题，实际上的多了一个感应电流所受的与动生电动势有关的动力学问题，实际上的多了一个感应电流所受的安培力的力学问题，综合运用右手定则和左手定则判断出安培力的方向是安培力的力学问题，综合运用右手定则和左手定则判断出安培力的方向是一个难点，应特别引起重视（感应电流所受的安培力总是阻碍物体间的一个难点，应特别引起重视（感应电流所受的安培力总是阻碍物体间的相对运动）相对运动）重视从能量守恒的观点处理电磁感应问题，特别对于动生电重视从能量守恒的观点处理电磁感应问题，特别对于动生电动势电磁感应问题，计算电磁感应产生的电能一般有三种方法：动势电磁感应问题
4、，计算电磁感应产生的电能一般有三种方法：运用电功或电热的计算公式；运用电功或电热的计算公式；系统克服安培力做的功；系统克服安培力做的功；减减少的其它形式的能少的其它形式的能第5页，本讲稿共57页四.教学的时间安排第一单元第一单元:电磁感应的产生条件电磁感应的产生条件(划时代的发现划时代的发现 探究电磁感应的产生条件探究电磁感应的产生条件)_课时课时第二单元第二单元:法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律(法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律及简单运用及简单运用)_课时课时第三单元第三单元:楞次定律楞次定律(楞次定律及应用楞次定律及应用)_3课时课时第四教学环节第四教学环节:电磁感应实例（自感互感
5、涡流电磁感应实例（自感互感涡流_3课时课时本章复习与检测本章复习与检测4课时课时(总时间总时间3周周)第6页，本讲稿共57页五、教学设计思路及教学建议五、教学设计思路及教学建议1、划时代的发现划时代的发现2、探究电磁感应的条件探究电磁感应的条件3、法拉第电磁感应定律、法拉第电磁感应定律4、楞次定律楞次定律5、感生电动势和动生电动势、感生电动势和动生电动势6、互感和自感、互感和自感7、涡流涡流第7页，本讲稿共57页（一）知识与技能1知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理史。2知道电磁感应、感应电流的定义。（二）过程与方法（二）过程与方法领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结
6、等要领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性。素在研究物理问题时的重要性。（三）情感、态度与价值观（三）情感、态度与价值观1领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。重要性。2以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。教学重点教学重点.难点难点知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。4.1 4.1 划时代的发现划时代的发现第8页，本讲稿共57页
7、1 1、奥斯特梦圆、奥斯特梦圆“电生磁电生磁”18世纪中叶世纪中叶,科学家仍认为电和磁是互不相关的科学家仍认为电和磁是互不相关的摩擦生热现象和蒸汽机的出现实现了热运动和机械运动相互转化摩擦生热现象和蒸汽机的出现实现了热运动和机械运动相互转化1803年年,奥斯特指出奥斯特指出:运动、热、空气、光、电、磁等，不再是零散的罗列，我们将把运动、热、空气、光、电、磁等，不再是零散的罗列，我们将把整个宇宙纳在一个体系中整个宇宙纳在一个体系中年，奥斯特发现电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象存在联系年，奥斯特发现电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象存在联系奥斯特发现的电流磁效应，使整个科学界受到了极大的震动，它
8、证实电现象与磁奥斯特发现的电流磁效应，使整个科学界受到了极大的震动，它证实电现象与磁现象是有联系的。法拉第赞扬道：现象是有联系的。法拉第赞扬道：“它突然打开了科学中一个黑暗领域的大门，它突然打开了科学中一个黑暗领域的大门，使其充满光明。使其充满光明。”第9页，本讲稿共57页2 2、法拉第心系、法拉第心系“磁生电磁生电”闪光的思想闪光的思想漫长而艰苦的探究过程漫长而艰苦的探究过程归纳概括了五种由磁生电的方法归纳概括了五种由磁生电的方法法拉第发现的电磁感应使人们对电和磁内在联法拉第发现的电磁感应使人们对电和磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统一学
9、科的诞生，为电磁学的发展作出了重大贡一学科的诞生，为电磁学的发展作出了重大贡献。同时也推动了献。同时也推动了 电气化时代的到来电气化时代的到来.第10页，本讲稿共57页启示启示:(1)抹去科学学家头上的光环，正确认识失败抹去科学学家头上的光环，正确认识失败(2)科学是人做的，科学是为人的科学是人做的，科学是为人的(3)正确的指导思想（自然现象的相互联系）正确的指导思想（自然现象的相互联系）加上艰苦探究过程才可取得成功加上艰苦探究过程才可取得成功.(4)如果自己有这样的机会，也会成为一个发现如果自己有这样的机会，也会成为一个发现者。者。第11页，本讲稿共57页（一）知识与技能（一）知识与技能1知
10、道产生感应电流的条件。2会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。（二）过程与方法（二）过程与方法:学会通过提出问题学会通过提出问题、实验观察、记录结果、分析实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法论证得出结论的科学探究方法（三）情感、态度与价值观（三）情感、态度与价值观:渗透物理学方法的教育，通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。教学重点教学重点:通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产件。教学难点教学难点:感应电流的产生条件。4.2 4.2 探究电磁感应产生条件探究电磁感应产生条件第12页，本讲稿共57页复习磁通量复习磁通量1、定义：、
11、定义：面积为面积为S，垂直垂直匀强磁场匀强磁场B放置，则放置，则B与与S乘积，叫做穿过这个面的磁通量，用乘积，叫做穿过这个面的磁通量，用表示。表示。2、公式：、公式：=BS 注：要求注：要求B与面积要垂直。与面积要垂直。3、说明：、说明：(1)(1)磁通量就是表示穿过这个面的磁通量就是表示穿过这个面的磁感线条数磁感线条数。(2)(2)磁通量与线圈的磁通量与线圈的匝数无关匝数无关。=BS sinsin不垂直时：不垂直时：(3)(3)磁通量是一个标量，但有磁通量是一个标量，但有正负正负,遵从代数运算法则遵从代数运算法则第13页，本讲稿共57页4.4.引起磁通量变化的因素：引起磁通量变化的因素：由由
12、=BS sin=BS sin(1(1）B B发生变化；发生变化；（2 2）S S发生变化；发生变化；（3 3）B B与与S S的夹角发生变化。的夹角发生变化。=BS sinsin第14页，本讲稿共57页电磁感应的产生条件电磁感应的产生条件1、利用磁场产生电流的现象叫、利用磁场产生电流的现象叫电磁感应电磁感应，产生的电流叫产生的电流叫感应电流感应电流。2、实验观察实验观察 运动的磁铁运动的磁铁 变化的电流变化的电流(电键闭合电键闭合.断开的瞬间断开的瞬间;变阻器滑片移动变阻器滑片移动.)观察观察.讨论讨论.归纳归纳3、结论：无论用什么方法，只要使、结论：无论用什么方法，只要使闭合电路闭合电路的的
13、磁通量发磁通量发生变化生变化，闭合电流中就会有感应电流产生，闭合电流中就会有感应电流产生4、产生感应电流的条件：、产生感应电流的条件：（1）电路闭合）电路闭合 （2）磁通量发生变化）磁通量发生变化建议建议:让学生利用实验器材探究出如何操作能产生大一些的让学生利用实验器材探究出如何操作能产生大一些的感应电流感应电流?第15页，本讲稿共57页（一）知识与技能（一）知识与技能1知道什么叫感应电动势。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、/t。3理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。4知道E=BLvsin如何推得。5会用和E=BLvsin解决问题。6.了解反电动势的
14、概念（二）过程与方法（二）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。（三）情感、态度与价值观（三）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问题，培养学生对不同事物进行分析，找出共性与个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。教学重点教学重点:法拉第电磁感应定律。教学难点教学难点:1.区别、/t。区别平均电动势与瞬时电动势。3.反电动势反电动势 4.3 4.3 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律第16页，本讲稿共57页1 1、在电磁感应现象中产生的电动势叫、在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电
15、动势感应电动势。产生感应电动势的那部分导体就相当于产生感应电动势的那部分导体就相当于电源电源。一、感应电动势一、感应电动势、磁通量的变化率、磁通量的变化率 表示磁通量的变化快慢表示磁通量的变化快慢感应电动势与什么因素有关？感应电动势与什么因素有关？第17页，本讲稿共57页 1 1、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率电路的磁通量变化率/t/t成正比成正比二、法拉第电磁感应定律二、法拉第电磁感应定律：2 2、数学表达式、数学表达式（注意单位）（注意单位）若有若有n n匝线圈，则相当于有匝线圈，则相当于有n n个电源串联，总电个电源串
16、联，总电动势为：动势为：注意：公式中注意：公式中应取应取绝对值绝对值，不涉及正负，感应电流，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。的方向另行判断。第18页，本讲稿共57页问题讨论：磁通量大，磁通量变化一定大吗？问题讨论：磁通量大，磁通量变化一定大吗？磁通量变化大，磁通量的变化率一定大吗？磁通量变化大，磁通量的变化率一定大吗？（可以类比速度、速度的变化和速度的变化率。）（可以类比速度、速度的变化和速度的变化率。）磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化不同。磁通量为零，磁通量的变化率不一定为不同。磁通量为零，磁通量的变化率不一定为零零;磁通量的变化大，磁通量的变化率
17、也不一定磁通量的变化大，磁通量的变化率也不一定大。大。/t 在在t图象上表示切线的斜率图象上表示切线的斜率第19页，本讲稿共57页三、导体作切割磁感线运动三、导体作切割磁感线运动 理论探究：理论探究：如图所示闭合线圈一部分导体如图所示闭合线圈一部分导体abab处于匀强磁场中，处于匀强磁场中，磁感应强度是磁感应强度是B B，abab以速度以速度v v匀速切割磁感线，求产生的感应电匀速切割磁感线，求产生的感应电动势动势ab Gabv回路在时间回路在时间t t内增大的面积为：内增大的面积为：S=LvtS=Lvt产生的感应电动势为：产生的感应电动势为：穿过回路的磁通量的变化为：穿过回路的磁通量的变化为
18、：=BS=BS=BLvt=BLvt第20页，本讲稿共57页v vB BV V1 1=Vsin=Vsin V V2 2=Vcos=Vcos 若导体斜切磁感线若导体斜切磁感线（为为v v与与B B夹角）夹角）（若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角）（若导线运动方向与导线本身垂直，但跟磁感强度方向有夹角）说明：说明：、注意导线的长度、注意导线的长度L L和速度和速度V有效值的确定有效值的确定、导线运动方向和磁感线平行时，、导线运动方向和磁感线平行时，E=0E=0、速度、速度V V为平均值（瞬时值），为平均值（瞬时值），E E就为平均值就为平均值（瞬时值）（瞬时值）4.速度速度V是导体
19、棒相对于磁场的速度是导体棒相对于磁场的速度第21页，本讲稿共57页例例1 1：如图，匀强磁场的磁感应电动势为：如图，匀强磁场的磁感应电动势为B B，长为，长为L L的金属棒的金属棒abab在在垂直于垂直于B B的平面内运动，速度的平面内运动，速度v v与与L L成成角，求金属棒角，求金属棒abab产生的感产生的感应电动势。应电动势。abvE=BLVsinE=BLVsin第22页，本讲稿共57页练习：半径为练习：半径为R R的半圆形导线在匀强磁场的半圆形导线在匀强磁场B B中，中，以速度以速度V V向右匀速运动时，向右匀速运动时，E=E=？RE=2 B R VE=2 B R V第23页，本讲稿共
20、57页问题：问题：公式公式 与公式与公式 的区别和联系？的区别和联系？1 1、一般来说，、一般来说，求出的是平均感应电动势，求出的是平均感应电动势，E E和某和某段时间或者某个过程对应，而段时间或者某个过程对应，而求出的是瞬时感应电动势，求出的是瞬时感应电动势，E E和某个时刻或者某个位置对应。和某个时刻或者某个位置对应。2 2、求出的是整个回路的感应电动求出的是整个回路的感应电动势，而不是回路中某部分导体的电动势。势，而不是回路中某部分导体的电动势。回路中感应电动势为零时，但是回路中回路中感应电动势为零时，但是回路中某段导体的感应电动势不一定为零。某段导体的感应电动势不一定为零。如如右图。右
21、图。vabcdLL区别：区别：具有更普遍的意义，具有更普遍的意义，是是的推论的推论第24页，本讲稿共57页1 1、公式、公式中的时间趋近于中的时间趋近于0 0时，时，E E就为就为瞬时感应电动势瞬时感应电动势2 2、公式、公式中中v v若代表平均速度，则求出的若代表平均速度，则求出的E E就为平均感应电动势就为平均感应电动势。联系：联系：问题：问题：公式公式 与公式与公式 的区别和联系？的区别和联系？第25页，本讲稿共57页1 1、电动机转动时产生的感应电动势、电动机转动时产生的感应电动势削弱削弱了电了电源的电流，这个电动势称为源的电流，这个电动势称为反电动势反电动势。反电。反电动势的作用是动
22、势的作用是阻碍线圈的转动阻碍线圈的转动。这样，要维。这样，要维持线圈原来的转动就必须向其提供电能，持线圈原来的转动就必须向其提供电能，电电能转化为其它形式的能。能转化为其它形式的能。2 2、电动机停止转动，这时就没有了反电动势，、电动机停止转动，这时就没有了反电动势，线圈电阻一般都很小，线圈中线圈电阻一般都很小，线圈中电流会很大电流会很大，电动机可能会烧毁。这时，应电动机可能会烧毁。这时，应立即切断电源立即切断电源，进行检查。进行检查。四、反电动势四、反电动势反电动势在电路中相当于与原电源反电动势在电路中相当于与原电源“反串反串”，即反即反电动势的方向与电路电流的方向相反电动势的方向与电路电流
23、的方向相反第26页，本讲稿共57页专题一：法拉第电磁感应定律的简单应用内容设置：对规律与公式的理解对规律与公式的运用简单的电磁感应与电路的问题第27页，本讲稿共57页 （一）知识与技能（一）知识与技能1掌握楞次定律的内容。2培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力。3能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向4掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。（二）过程与方法（二）过程与方法1通过实践活动，观察得到的实验现象，再通过分析论证，归纳总结得出结论。2通过应用楞次定律判断感应电流的方向，培养学生应用物理规律解决实际问题的能力。（三）情感、态度与价值观：（三）情
24、感、态度与价值观：在本节课的学习中，同学们直接参与物理规律的发现过程，体验了一次自然规律发现过程中的乐趣和美的享受，并在头脑中进一步强化“实践是检验真理的唯一标准”这一辩证唯物主义观点。4.4 4.4 楞次定律楞次定律第28页，本讲稿共57页教学重点教学重点1楞次定律的探究过程及理解。楞次定律的探究过程及理解。2应用楞次定律判断感应电流的方向。应用楞次定律判断感应电流的方向。3利用右手定则判断导体切割磁感线时感应利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。电流的方向。教学难点：楞次定律的理解及实际应用。教学难点：楞次定律的理解及实际应用。第29页，本讲稿共57页用用试试触触的的方方法法确确
25、定定电电流流方方向向与与电电流流计计指指针针偏偏转转方方向向的关系的关系结论：电流从电流计的结论：电流从电流计的正正接线柱流入，指针向接线柱流入，指针向正正向偏转，电向偏转，电流从电流计的流从电流计的负负接线柱流入，指针向接线柱流入，指针向负负向偏转向偏转第30页，本讲稿共57页GN NS SGS SN NGS SN NGN NS S感应电流方向（俯视）逆时针逆时针顺时针顺时针顺时针顺时针逆时针逆时针穿过回路磁通量的变化增大增大增大增大减小减小减小减小原磁场方向向下向下向上向上向下向下向上向上感应电流磁场方向向上向上向下向下向下向下向上向上思考：感应电流的思考：感应电流的磁场方向与原磁场磁场方
26、向与原磁场方向有什么规律？方向有什么规律？引导学生通过思考与讨论归纳出引导学生通过思考与讨论归纳出“增反减同增反减同”的规律的规律第31页，本讲稿共57页一、楞次定律一、楞次定律感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要总要阻碍阻碍引起感应电流的磁通量的引起感应电流的磁通量的变化变化1、内容：、内容：2、对、对“阻碍阻碍”的理解：的理解：l谁起阻碍作用？谁起阻碍作用？l阻碍什么？阻碍什么？l阻碍是阻止吗？阻碍是阻止吗？l“阻碍阻碍”就是感应电流的磁场总与原磁场的方向就是感应电流的磁场总与原磁场的方向相反吗？相反吗？感应电流产生的磁场感应电流产生的磁场引
27、起感应电流的磁通量的引起感应电流的磁通量的变化变化“增反减同增反减同”否，只是使磁通量的变化变慢否，只是使磁通量的变化变慢不一定不一定!第32页，本讲稿共57页从能量守恒的角度认识楞次定律从能量守恒的角度认识楞次定律在下面四个图中标出线圈上的在下面四个图中标出线圈上的N N、S S极极GN NS SGS SN NGS SN NGN NS SN NS SN NN NN NS SS SS S移近时移近时斥力斥力阻碍相互靠近阻碍相互靠近移去时移去时引力引力阻碍相互远离阻碍相互远离感应电流的感应电流的效果效果总是总是阻碍阻碍导体和引起感应导体和引起感应电流的磁体间的电流的磁体间的相对运动相对运动.(原
28、因）原因）楞次定律表述二：楞次定律表述二：第33页，本讲稿共57页思考与讨论思考与讨论如图如图A A、B B都是很轻的铝环，环都是很轻的铝环，环A A是闭合的，环是闭合的，环B B是断开的，是断开的，用磁铁的任一极去接近用磁铁的任一极去接近A A环，会产生什么现象？把磁铁环，会产生什么现象？把磁铁从从A A环移开，会产生什么现象？磁极移近或远离环移开，会产生什么现象？磁极移近或远离B B环，又环，又会发生什么现象？解释所发生的现象会发生什么现象？解释所发生的现象总结：正是因为这种总结：正是因为这种“来拒去留来拒去留”，使得发生电磁感应，使得发生电磁感应的该系统需要克服安培力做功，实现了其它形式
29、的能向的该系统需要克服安培力做功，实现了其它形式的能向电能的转变电能的转变第34页，本讲稿共57页1 1、楞次定律的内容：、楞次定律的内容：l从磁通量变化的角度看：从磁通量变化的角度看：感应电流总要阻碍磁通量的变化感应电流总要阻碍磁通量的变化l从导体和磁体的相对运动的角度看：从导体和磁体的相对运动的角度看：感应电流总要阻碍相对运动感应电流总要阻碍相对运动课堂小结：课堂小结：2 2、楞次定律中的因果关系：、楞次定律中的因果关系：3 3、楞次定律中、楞次定律中“阻碍阻碍”的含意：的含意：不是阻止；可理解为不是阻止；可理解为“增反、减同增反、减同”，I I感感 B B感感 产生产生阻碍阻碍产生产生“
30、结果结果”反抗反抗“原因原因”第35页，本讲稿共57页 3 3、应用楞次定律判断感应电流方向的、应用楞次定律判断感应电流方向的 基本步骤：基本步骤：（1 1）明确穿过闭合电路原磁场的方向。）明确穿过闭合电路原磁场的方向。（2 2）明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少。）明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少。（3 3）根据楞次定律确定感应电流的磁场方向根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。（4 4）利用安培定则确定感应电流的方向。）利用安培定则确定感应电流的方向。第36页，本讲稿共57页二右手定则：二右手定则：注意引导学生由楞次定律过渡到右手定则，并用该定则熟注意引导学生由楞次定律过渡到右手定
31、则，并用该定则熟练地判断导体棒切割磁感线时产生的感应电流的方向练地判断导体棒切割磁感线时产生的感应电流的方向楞次定律与右手定则比较：楞次定律的应用具有普遍性，楞次定律与右手定则比较：楞次定律的应用具有普遍性，而右手定则的应用则具有局限性而右手定则的应用则具有局限性第37页，本讲稿共57页（一）知识与技能（一）知识与技能1知道感生电场，会用楞次定律判断感生电场的方向。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：（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：（三）情感、态度与价值观：通过对相应物理学史的了
32、解，培养热爱科学、尊重知识的良好品德。教学重点：教学重点：感生电动势与动生电动势的概念。教学难点：教学难点：对感生电动势与动生电动势实质的理解。4.5 4.5 感生电动势和动生电动势感生电动势和动生电动势第38页，本讲稿共57页磁场变强 一个闭合电路静止于磁场中一个闭合电路静止于磁场中,由于磁场强弱的变化由于磁场强弱的变化,闭合电闭合电路内产生了感应电动势路内产生了感应电动势.这种这种情况下情况下,哪一种作用扮演了非哪一种作用扮演了非静电力的角色静电力的角色?一、感生电场与感生电动势一、感生电场与感生电动势第39页，本讲稿共57页1 1、变化的的磁场能在周围空间激发电场、变化的的磁场能在周围空
33、间激发电场,这种电这种电场叫场叫感生电场感生电场2 2、由感生电场产生的感应电动势称为、由感生电场产生的感应电动势称为感生电动感生电动势势.3 3、感生电动势在电路中的作用就是电源、感生电动势在电路中的作用就是电源,其电路其电路就是内电路就是内电路,当它与外电路连接后就会对外电路供当它与外电路连接后就会对外电路供电电.4 4、感、感生生电场是产生感电场是产生感生生电流或感电流或感生生电动势的电动势的原因，原因，感生电场对电荷的作用力提供非静电感生电场对电荷的作用力提供非静电力力、感生电场的方向同样可由楞次定律判断感生电场的方向同样可由楞次定律判断.比较感应电场和静电场比较感应电场和静电场(1)
34、产生原因不同产生原因不同:静电场静电场由静电荷产生由静电荷产生感生电场感生电场由变化磁场产生由变化磁场产生(2)电场线的分布不同电场线的分布不同:静电场电场线起于正电荷终止于负电荷静电场电场线起于正电荷终止于负电荷,不可不可能闭合能闭合.变化磁场产生的涡旋电场变化磁场产生的涡旋电场,其电场线没有起点其电场线没有起点,终点终点,是是闭合闭合的的.(3)电场力做功情况不同电场力做功情况不同:静电场中电场力做功和路径无关静电场中电场力做功和路径无关,只和移动电荷只和移动电荷初末位置的电势差有关初末位置的电势差有关.涡旋电场中移动电荷时涡旋电场中移动电荷时,电场力做功和电场力做功和路径有路径有关关,因
35、此因此不能引用不能引用电势电势,电势能电势能等等概念概念.第40页，本讲稿共57页第41页，本讲稿共57页 导体切割磁感线时也会产生感生电动导体切割磁感线时也会产生感生电动势势,该电动势产生的机理是什么该电动势产生的机理是什么?导体切割导体切割磁感线产生的感应电动势的大小与哪些因磁感线产生的感应电动势的大小与哪些因素有关素有关?它是如何将其它形式的能转化为电它是如何将其它形式的能转化为电能的能的?二、洛伦兹力与动生电动势二、洛伦兹力与动生电动势第42页，本讲稿共57页第43页，本讲稿共57页 一段导线在做切割磁感应线的运动时相一段导线在做切割磁感应线的运动时相当于电源，这时的非静电力与洛伦兹力
36、当于电源，这时的非静电力与洛伦兹力有有关关。由于导体运动而产生的感应电动势由于导体运动而产生的感应电动势称为称为动生电动势动生电动势。第44页，本讲稿共57页小结小结1、感应电场：由变化的磁场激发的电场、感应电场：由变化的磁场激发的电场2、感生电动势：、感生电动势：由感生电场产生的感由感生电场产生的感 应电动应电动势称为感生电动势势称为感生电动势.感生电场对电荷的作用力感生电场对电荷的作用力提供非静电力提供非静电力 3、动生电动势、动生电动势:由于导体运动而产生的感应电由于导体运动而产生的感应电动势动势.其其非静电力与洛伦兹力非静电力与洛伦兹力有关有关。（非静电力。（非静电力为洛伦兹力沿导体棒
37、方向的分力）为洛伦兹力沿导体棒方向的分力）第45页，本讲稿共57页（一）知识与技能（一）知识与技能1知道什么是互感现象和自感现象。2知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素。3知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。4能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。（二）过程与方法（二）过程与方法1通过对两个自感实验的观察和讨论，培养学生的观察能力和分析推理能力。2通过自感现象的利弊学习，培养学生客观全面认识问题的能力。（三）情感、态度与价值观（三）情感、态度与价值观:自感是电磁感应现象的特例，使学生初步形成特殊现象中有它的普遍规律，而
38、普遍规律中包含了特殊现象的辩证唯物主义观点教学重点教学重点1自感现象。2自感系数。教学难点教学难点:分析自感现象。4.6 4.6 互感和自感互感和自感第46页，本讲稿共57页一、互感现象一、互感现象1 1、两个没有用导线直接相连的线圈，当一个线圈中电流两个没有用导线直接相连的线圈，当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互互感感。互感现象中产生的感应电动势，称为。互感现象中产生的感应电动势，称为互感电动势。互感电动势。2 2、互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间间,且可发生
39、于且可发生于任何两个相互靠近的电路任何两个相互靠近的电路之间之间.3 3、利用互感现象，可以把能量从、利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈。因一个线圈传递到另一个线圈。因此，互感现象在电工技术和电子此，互感现象在电工技术和电子技术中有广泛的应用。技术中有广泛的应用。第47页，本讲稿共57页演示实验演示实验1 A A1 1、A A2 2是规格完全一样的灯泡。闭合是规格完全一样的灯泡。闭合电键电键S S，调节变阻器，调节变阻器R R，使，使A A1 1、A A2 2亮度相亮度相同，再调节同，再调节R R1 1，使两灯正常发光，然，使两灯正常发光，然后断开开关后断开开关S S。重新闭合
40、。重新闭合S S，观察到，观察到什么现象？什么现象？灯泡灯泡A A2 2立刻正常发光立刻正常发光，跟线圈，跟线圈L L串联的灯泡串联的灯泡A A1 1逐渐逐渐亮起来亮起来。电路接通时，电流电路接通时，电流由零开始增加由零开始增加，穿过线圈，穿过线圈L L的磁的磁通量逐渐增加，通量逐渐增加，L L中产生的感应电动势的方向与原中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反，来的电流方向相反，阻碍阻碍L L中电流增加中电流增加，即推迟了，即推迟了电流达到正常值的时间。电流达到正常值的时间。现象：现象：分析：分析：第48页，本讲稿共57页演示实验演示实验2 2 接通电路，待灯泡接通电路，待灯泡A A正常
41、发正常发光。然后断开电路，观察到什么光。然后断开电路，观察到什么现象？现象？S S断开时，断开时，A A 灯逐渐变暗至熄灭。灯逐渐变暗至熄灭。现象：现象：电路断开时，电流电路断开时，电流开始减小开始减小，穿过线圈，穿过线圈L L的磁通量逐的磁通量逐渐减少，渐减少，L L中产生的感应电动势的方向与原来的电流方中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相同，向相同，阻碍阻碍L L中电流减小中电流减小，即推迟了电流减到零的时，即推迟了电流减到零的时间。间。分析：分析：思考:S断开时，断开时，A 灯的电流方向如何灯的电流方向如何?怎样使怎样使A 灯闪亮一下再熄灭灯闪亮一下再熄灭?第49页，本讲稿共57页
42、二、自感现象二、自感现象1、由于导体由于导体本身的电流本身的电流发生变化而产生的电发生变化而产生的电磁感应现象，叫磁感应现象，叫自感现象自感现象。2 2、自感现象中产生的电动势叫、自感现象中产生的电动势叫自感电动势自感电动势。3 3、自感电动势的作用：、自感电动势的作用：阻碍阻碍导体中原来的导体中原来的电电流变化。流变化。注意：注意：“阻碍阻碍”不是不是“阻止阻止”，只是变化变，只是变化变慢了，即起延迟电流变化的作用。慢了，即起延迟电流变化的作用。第50页，本讲稿共57页三、自感系数三、自感系数1 1、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比2 2、自感系
43、数、自感系数 L L简称自感或电感简称自感或电感（1 1）决定线圈自感系数的因素：）决定线圈自感系数的因素：（2 2）自感系数的单位：）自感系数的单位：亨利亨利，简称亨，符号是，简称亨，符号是 H H。常用单位：毫亨（常用单位：毫亨（m Hm H）微亨（微亨（H H）实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大。实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大。另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。3.自感系数决定于线圈电的自感系数决定于线圈电的“惯性惯性”大小大小.第51页，本讲稿共57页四、磁场的能量四、磁场的能量 问题：在
44、断电自感的实验中，为什么开关断问题：在断电自感的实验中，为什么开关断开后，灯泡的发光会持续一段时间？甚至会开后，灯泡的发光会持续一段时间？甚至会比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。比原来更亮？试从能量的角度加以讨论。开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，能量储存在磁场中，开关断开时，线圈作用相当能量储存在磁场中，开关断开时，线圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。于电源，把磁场中的能量转化成电能。电流越大电流越大,磁场越强磁场越强,磁场能越大磁场能越大.第52页，本讲稿共57页（一）知识与技能（一）知识与技能1知道涡流是如何产生的。2知道涡流对我们有
45、不利和有利的两方面，以及如何利用和防止。3知道电磁阻尼和电磁驱动。（二）过程与方法（二）过程与方法:培养学生客观、全面地认识事物的科学态度。（三）情感、态度与价值观（三）情感、态度与价值观:培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。教学重点教学重点1涡流的概念及其应用。2电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。教学难点教学难点:电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。4.7 4.7 涡涡 流流第53页，本讲稿共57页一一.涡流涡流1.1.当穿过当穿过块状导体块状导体的磁通量发生变化时的磁通量发生变化时,导体中将产生旋涡状导体中将产生旋涡状的感应电流的感应电流-涡流涡流.2.2.金属块中的涡流也要产生金属块中的涡流也要
46、产生焦耳热焦耳热.3.3.涡流的涡流的应用应用a.a.真空冶炼炉真空冶炼炉第54页，本讲稿共57页b.b.探雷器探雷器c.c.安检门安检门涡流的涡流的减少减少 线圈中流过变化的电流线圈中流过变化的电流,在铁芯中产生的涡流使铁在铁芯中产生的涡流使铁芯发热芯发热,浪费了能量浪费了能量,还可能损坏电器。还可能损坏电器。减少涡流的途径减少涡流的途径:a.a.增大铁芯材料的电阻率增大铁芯材料的电阻率,常用的材料是硅钢。常用的材料是硅钢。b.b.用互相绝缘的用互相绝缘的硅钢片硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。钢铁芯。第55页，本讲稿共57页二二.电磁阻尼电磁阻尼1.1.当导体在磁场
47、中运动时当导体在磁场中运动时,感应电流会使导体受到安培力感应电流会使导体受到安培力,安安培力的方向总是阻碍导体的运动培力的方向总是阻碍导体的运动-电磁阻尼电磁阻尼2.2.讨论讨论:(1):(1)磁电式电表的线圈为什么用铝框做磁电式电表的线圈为什么用铝框做线圈骨架？线圈骨架？(2)(2)微安表的表头在运输时为何应该把两个接线柱连微安表的表头在运输时为何应该把两个接线柱连在一起？在一起？第56页，本讲稿共57页三三.电磁驱动电磁驱动1 1、如磁场相对于导体转动、如磁场相对于导体转动,在导体中会产生感应在导体中会产生感应电流电流,感应电流使导体受到安培力的作用感应电流使导体受到安培力的作用,安培力安培力使导体运动起来使导体运动起来-电磁驱动电磁驱动。2 2、交流感应电动机就是利用电磁驱动的、交流感应电动机就是利用电磁驱动的 原理工作的。原理工作的。说明说明:电磁阻尼和电磁驱动其本质都是利用了感电磁阻尼和电磁驱动其本质都是利用了感应电流所受的安培力要阻碍导体与磁场间的相对应电流所受的安培力要阻碍导体与磁场间的相对运动运动.如果该力是阻力如果该力是阻力,称其为电磁阻尼称其为电磁阻尼,如果该如果该力是动力力是动力,称其为电磁驱动称其为电磁驱动.第57页，本讲稿共57页