(共53张PPT)
第二章 阶段复习课
知识体系构建
核心考点突破
感应电流的磁场总要①
定义
引起感应电流的磁通量的变化
内容
涡流、电磁阻尼、
电磁驱动
应用
楞次定律
判定感应电流方向的步骤
判定感应电流的方向
定义
右手定则
互感现象
电磁感应
应用一⑥
自感
定义
自感现象
自感电动势
表达式一⑦
方向
法拉第电磁感应定律
E=BLusin 0
定义
公式
线圈的大小、形状、圈数、
影响因素
以及⑧
等
③
导线切割磁感线
B、L、v互相垂直时:④
时的感应电动势
自感系数
两个
单位一⑨
特例
B、L、v任意两者平行时:⑤
物理意义
3L
3L
XXX×1
L
L
×X×X
1
X
XXX
3L
X
XX×
L
X
×
XXX
X
xxxi
A
B
C
D
I
-1
7
O
12
3
4 t/s
O
123
4 t/s
A
B
Fab
Fab
1
2
3
4 t/s
123
4 t/s
C
D
AP
B
B
X
a
e
I
I
1
I
X
1
l
I
I
I
b
C
×
×
B
×
X
×
×
xBx
t
×
O
×
t
×
×
\t2
×
×
甲
乙
I
O
L
O
12
t
I
A
B
0
t
t
C
D
R
M
N
B
&
十
×
×
X
X
b
X
X
X
X
a×
×
X
×
X
X
×
X
X
×
X
×
X
×
X
X
×
C
X
X
X
X
×
W
F
Ymg(共74张PPT)
4.互感和自感
课前自主学习
1.互感现象:
任务驱动 生活中常见的变压器就是利用互感现象制成的,互感现象涉及两个线圈,你能说明分别利用了什么物理原理吗?
提示:一个线圈利用了电流的磁效应,另一个线圈利用了电磁感应。
(1)定义:两个线圈之间并没有导线相连,但当一个线圈中的电流变化时,它所
产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。这种现象叫作互感,这
种感应电动势叫作___________。
(2)应用:利用互感现象可以把_____由一个线圈传递到另一个线圈。_______就
是利用互感现象制成的。
互感电动势
能量
变压器
2.自感现象:
任务驱动 生活中常见的日光灯里面的镇流器就是一个自感线圈,如果说在自感现象中自感电动势总是阻碍原来的电流,对不对呢?
提示:不对,在自感现象中自感电动势总是阻碍原来的电流的变化。
(1)自感现象:由于_____________发生变化而产生的电磁感应现象。
(2)自感电动势:由于_____而产生的感应电动势。
(3)特点:自感电动势总是_____导体中原来电流的_____。
具体而言:
①如果导体中原来的电流是增大的,自感电动势就要阻碍原来电流的增大。
②如果导体中原来的电流是减小的,自感电动势就要阻碍原来电流的减小。
导体自身电流
自感
阻碍
变化
电感
亨利(H)
4.磁场中的能量:
任务驱动 在断电自感的实验中,有时会观察到开关断开后,电源不再提供电能,灯泡反而更亮了,难道是能量不守恒了吗?
提示:能量依然守恒,这是因为通电的时候,电源把能量输送给磁场,储存在磁场中,断电的时候,这部分能量再释放出来。
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,
线圈作用相当于电源,把磁场中的能量转化成_______________。
其他形式的能量
课堂合作探究
【问题探究】
(1)重新接通电路。在闭合开关时,观察到两个灯泡的发光情况是怎样的?
两灯泡的发光情况是_________________________。
A2正常发光,A1比A2亮得晚
课堂素养达标(共56张PPT)
3.涡流、电磁阻尼和电磁驱动
课前自主学习
1.感生电动势和感生电场
任务驱动 在产生感生电动势的情况下,非静电力是怎么产生的?
提示:磁场变化时会在空间激发感生电场,非静电力就是感生电场对自由电荷的作用。
(1)感生电动势:在磁场中_______________静止,由于_________的变化,
导体或导体回路中产生的_______叫作___________。
(2)感生电场:
①定义:英国物理学家麦克斯韦认为,磁场变化时会在周围空间激发一种电
场,我们把 这种电场叫作感生电场。
导体或导体回路
磁场强弱
电动势
感生电动势
②特点:
静电场 感生电场
产生 静止的电荷在它的周围产生静电场 变化的磁场在空间激发感生电场
电场线 由正电荷出发到负电荷终止,电场线不闭合 是一种涡旋电场,电场线闭合
③感应电流的产生:如果空间存在闭合导体,导体中的自由电荷就会在感生电
场力的作用下定向移动,从而产生感应电流,或者说导体中产生感应电动势。
如果没有闭合导体,就不会有感应电流,但是依然有感生电场。
④感生电场的方向也可以由_________来判断。感应电流的方向与感生电场的方
向_____。
楞次定律
相同
2.涡流:
任务驱动 现在很多家庭都在使用电磁炉,电磁炉利用涡流工作,优点是无明火,热效率高,有人说它是利用陶瓷微晶面板来加热锅底,这种说法对吗?
提示:不对,陶瓷微晶面板里面不会产生涡流,是在金属锅底中产生涡流来加热的,锅底一般采用铁质材料或者合金钢。
(1)定义:由于_________,在导体中产生的像水中的旋涡一样的_____电流。
(2)特点:若金属的电阻率小,涡流往往_____,产生的热量很多。
(3)应用:
①涡流_______的应用,如真空冶炼炉。
②涡流_______的应用,如探雷器、安检门。
(4)防止:电动机、变压器等设备中应防止铁芯中涡流过大而导致浪费能量,
损坏电器。
途径一:增大铁芯材料的_______。
途径二:用相互绝缘的_______叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯。
电磁感应
感应
很强
热效应
磁效应
电阻率
硅钢片
3.电磁阻尼:
任务驱动 电磁阻尼普遍应用于各种磁电式仪表中,可以使指针迅速地停下来,你能从力和能量的角度分别解释一下吗?
提示:从受力来看,感应电流受到的安培力要阻碍相对运动。从能量转化来看,在阻碍相对运动的过程中,机械能转化为电能,机械能损失得更快,所以可以让指针更快地停下来。
(1)定义:当导体在磁场中运动时,导体中会产生感应电流,感应电流会使导体
受到安培力,安培力总是_____导体运动,这种现象称为电磁阻尼。
(2)应用:磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速停下来,便于读数。
阻碍
4.电磁驱动:
任务驱动 日常生产生活中经常使用的交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的,在课本的演示实验中,随着蹄形磁铁转动的加快,铝框也转动得更快,那么铝框会不会跟磁铁转动得一样快呢?
提示:不会,如果跟磁铁转动得一样快,铝框中的磁通量就不变了,没有感应电流,也就不会受到安培力了。
(1)定义:磁场相对于导体转动时,导体中产生感应电流,感应电流使导体受到
_______的作用,_______使导体运动起来,这种作用称为电磁驱动。
(2)应用:交流感应电动机。
安培力
安培力
课堂合作探究
课堂素养达标(共90张PPT)
2.法拉第电磁感应定律
课前自主学习
1.感应电动势:
任务驱动 发生电磁感应现象时,如果电路不闭合,就没有感应电流,那么有没有感应电动势呢?
提示:有,发生电磁感应的部分,相当于电源,没有电流,但是依然有电动势。
(1)在_________现象中产生的电动势。
(2)产生感应电动势的导体或线圈相当于_____。
电磁感应
电源
变化率
(1)当磁场方向、导体、导体运动方向三者_________时,导体所产生的感应电动
势E=___。
(2)若导体与磁场方向垂直,导体运动方向与导体本身垂直,但与磁场方向的夹
角为θ时,如图所示,则求导体所产生的感应电动势时,应将速度v进行_____,
利用速度垂直磁场的分量来进行计算,其数值为E=_______=Blv1。
两两垂直
Blv
分解
Blvsinθ
4.洛伦兹力与动生电动势:
任务驱动 人们讲话时会引起空气的振动,根据这一现象设计了动圈式话筒,你知道它是怎样把声音信号转变为电信号的吗?
提示:跟薄膜相连的线圈位于磁场中,声音引起薄膜的振动,带动线圈在磁场中运动,切割磁感线产生感应电流。
(1)动生电动势。
①产生:_________导体棒切割磁感线运动产生动生电动势。
电荷在磁场力的作用下定向移动,产生感应电流,或者说导体中产生感应电动
势。
②方向:可以由_________来判断,也可以由_________来判断。
③大小:E=___(B的方向与v的方向垂直)。
(2)动生电动势原因分析。
导体在磁场中切割磁感线时,产生动生电动势,它是由于导体中的自由电子受
到_________的作用而引起的。
磁场中的
楞次定律
右手定则
Blv
洛伦兹力
5.反电动势:
任务驱动 在电动机工作过程中,如果增大负载,会引起转速减小,我们会观察到电流怎么变化呢?为什么?
提示:会观察到电流增大,因为转速减小,反电动势作用增大,电路电流增大。
(1)定义:电动机转动时,由于切割磁感线,线圈中产生的_____电源电动势
作用的电动势。
(2)作用:_____线圈的转动。
削弱
阻碍
课堂合作探究
【问题探究】
(1)在Δt时间内导体棒由原来的位置运动到a1b1,面积的变化量为ΔS=____。
(2)穿过闭合电路磁通量的变化量为ΔΦ=____________。
lvΔt
BΔS=BlvΔt
课堂素养达标(共29张PPT)
第2课时 实验:探究影响感应电流方向的因素
实验自主学习
【实验目的】
1.探究影响感应电流方向的因素。
2.学习归纳法总结实验规律。
【实验器材】
_____、_______、磁铁、导线、开关。
线圈
电流表
【实验原理与设计】
1.实验的基本思想——探究性实验。
2.实验原理:感应电流的磁场总是_________________________的变化。
3.实验设计——把磁铁的运动转化为磁通量的增减。
(1)磁铁插入线圈,穿过线圈的磁通量_____。
(2)磁铁拔出线圈,穿过线圈的磁通量_____。
阻碍引起感应电流的磁通量
增加
减少
实验互动探究
图序 磁场方向 感应电流的方向
(俯视) 感应电流的
磁场方向
甲 _____ 逆时针 _____
乙 _____ 顺时针 _____
向下
向上
向上
向下
图序 磁场方向 感应电流的方向
(俯视) 感应电流的
磁场方向
丙 _____ 顺时针 _____
丁 _____ 逆时针 _____
向下
向下
向上
向上
实验素养迁移
课堂素养达标
S
N(共64张PPT)
第二章 电 磁 感 应
1.楞 次 定 律
第1课时 楞 次 定 律
课前自主学习
1.楞次定律:
任务驱动 如果引起感应电流的原磁场正在减小,那么感应电流的方向怎样判断呢?
提示:根据楞次定律可知,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,再根据安培定则判断感应电流的方向。
(1)感应电流的方向:
①实验探究:螺线管与电流表组成闭合回路,如图所示,分别将N极和S极插入、抽出线圈,记录感应电流方向。
②实验现象分析。
线圈内磁通量增大时的情况
图号 磁场方向 感应电流的方向 感应电流的磁场方向
甲 _____ 逆时针 (俯视) _____
乙 _____ 顺时针 (俯视) _____
向下
向上
向上
向下
线圈内磁通量减少时的情况
图号 磁场方向 感应电流的方向 感应电流的磁场方向
丙 _____ 顺时针 (俯视) _____
丁 _____ 逆时针 (俯视) _____
向下
向下
向上
向上
③归纳结论:
当线圈内磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场方向相反,_____磁通量的
增加;当线圈内磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场方向相同,_____磁
通量的减少。
阻碍
阻碍
(2)楞次定律:
①内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要_____引起感应电流
的磁通量的_____。
②运用楞次定律判断感应电流方向的流程图:
阻碍
变化
2.右手定则:
任务驱动 闭合电路的一部分导体切割磁感线会产生感应电流,用楞次定律可以判断感应电流的方向,还有什么规律可以判断感应电流的方向呢?
提示:部分导体切割磁感线的情况,应用右手定则可以更加简捷地判断感应电流的方向。
(1)使用范围:判断由导体构成的闭合回路中部分导线做切割磁感线运动时产生
_________的方向。
(2)使用方法:伸开右手,使拇指与其余四个手指_____,并且都与手掌在同一个
平面内;让磁感线从掌心进入, 并使拇指指向导线_____的方向,这时_____所
指的方向就是感应电流的方向。
感应电流
垂直
运动
四指
课堂合作探究
谁阻碍谁 感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化
阻碍什么 阻碍的是磁通量的变化,而不是阻碍磁通量本身
如何阻碍 当原磁场磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反;当原磁场磁通量减少时, 感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同 ,即“增反减同”
结果如何 阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化,这种变化将继续进行
阻碍的实质 能量的转化和守恒的具体体现
增反减同 就磁通量而言,感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化
来拒去留 由于相对运动导致的电磁感应现象,感应电流的效果阻碍相对运动
增缩减扩 电磁感应致使回路面积有变化趋势时,面积收缩或扩张是为了阻碍回路磁通量的变化
安培定则(右手) 左手定则 右手定则
作用 判断电流的磁场方向 判断通电导体受磁场力方向 判断切割磁感线导体中感应电流方向
已知
条件 电流方向 电流方向和磁场方向 切割运动方向和磁场方向
因果
关系 电流—磁场 电流—受力
(运动) 运动—电流
实例 电磁铁 电动机 发电机
课堂素养达标