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《感生电动势和动生电动势》.doc
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
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】 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
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_______,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:B
2.穿过一个电阻为l Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少2 Wb,则( )
A.线圈中的感应电动势一定是每秒减少2 V
B.线圈中的感应电动势一定是2 V
C.线圈中的感应电流一定是每秒减少2 A
D.线圈中的感应电流一定是2 A
答案:BD
3.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且左边极板带正电的是( )
A.v1=v2,方向都向右 B.v1=v
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