感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)

1 第五節(jié)第五節(jié) 感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) 一 知識(shí)與技能 一 知識(shí)與技能 1 知道感生電場(chǎng) 2 知道感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)及其區(qū)別與聯(lián)系 二 過程與方法 二 過程與方法 通過同學(xué)們之間的討論 研究增強(qiáng)對(duì)兩種電動(dòng)勢(shì)的認(rèn)知深度 同時(shí)提高學(xué)習(xí)物理的興趣 三 情感 態(tài)度與價(jià)值觀 三 情感 態(tài)度與價(jià)值觀 通過對(duì)相應(yīng)物理學(xué)史的了解 培養(yǎng)熱愛科學(xué) 尊重知識(shí)的良好品德 教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn) 感生電動(dòng)勢(shì)與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的概念 教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn) 對(duì)感生電動(dòng)勢(shì)與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)實(shí)質(zhì)的理解 教學(xué)方法教學(xué)方法 討論法 講練結(jié)合法 教學(xué)用具 教學(xué)用具 計(jì)算機(jī) 投影儀 教學(xué)過程教學(xué)過程 一 引入新課 一 引入新課 教師 我們?cè)诤愣娏饕哉轮袑W(xué)過電源和電動(dòng)勢(shì) 大家回顧一下 什么是電源 什么是 電動(dòng)勢(shì) 學(xué)生甲 電源是通過非靜電力做功把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 學(xué)生乙 如果電源移送電荷 q 時(shí)非靜電力所做的功為 W 那么 W 與 q 的比值 叫做 q W 電源的電動(dòng)勢(shì) 用 E 表示電動(dòng)勢(shì) 則 q W E 教師 同學(xué)們回答得很好 2 教師 電源有好多種 比如干電池 手搖發(fā)電機(jī)等 請(qǐng)分別說出這些電源中的非靜電力 作用和能量轉(zhuǎn)化情況 學(xué)生 干電池中的非靜電力是化學(xué)作用 把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 手搖發(fā)電機(jī)的非靜電力 是電磁作用 把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能 教師 不同的電源 非靜電力可能不同 但從能量轉(zhuǎn)化的角度看 他們所起的作用是相 同的 都是把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能 從這個(gè)角度看 電源的電動(dòng)勢(shì)所描述的物理意義是什 么 請(qǐng)舉例說明 學(xué)生 電動(dòng)勢(shì)描述了電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng) 即表征非靜電力對(duì)自由電荷 做功的本領(lǐng) 不如 干電池的電動(dòng)勢(shì)是 1 5V 表示把 1C 正電荷從電源負(fù)極搬到正極 非靜 電力做功 1 5 J 而蓄電池電動(dòng)勢(shì)是 2 0V 表示把 1C 正電荷從電源負(fù)極搬到正極 非靜電力 做功 2 0 J 我們說蓄電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)比干電池大 教師 同學(xué)們說得很好 教師 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中 要產(chǎn)生電流 必須有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 這種情況下 哪一種作用 扮演了非靜電力的角色呢 下面我們就來學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí) 二 進(jìn)行新課 二 進(jìn)行新課 1 感應(yīng)電場(chǎng)與感生電動(dòng)勢(shì) 感應(yīng)電場(chǎng)與感生電動(dòng)勢(shì) 教師 投影教材圖 4 5 1 穿過閉會(huì)回路的磁場(chǎng)增強(qiáng) 在回 路中產(chǎn)生感應(yīng)電流 是什么力充當(dāng)非靜電力使得自由電荷發(fā)生 定向運(yùn)動(dòng)呢 英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為 磁場(chǎng)變化時(shí)在空間 激發(fā)出一種電場(chǎng) 這種電場(chǎng)對(duì)自由電荷產(chǎn)生了力的作用 使自由電荷運(yùn)動(dòng)起來 形成了電流 或者說產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì) 這種由于磁場(chǎng)的變化而激發(fā)的電場(chǎng)叫感生電場(chǎng)磁場(chǎng)的變化而激發(fā)的電場(chǎng)叫感生電場(chǎng) 感生電場(chǎng)對(duì)自由電荷感生電場(chǎng)對(duì)自由電荷 的作用力充當(dāng)了非靜電力 由感生電場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 叫做感生電動(dòng)勢(shì) 的作用力充當(dāng)了非靜電力 由感生電場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 叫做感生電動(dòng)勢(shì) 教師 感生電場(chǎng)的方向應(yīng)如何判斷 提示 大家回想一下 感應(yīng)電流的方向如何判斷 電流的方向與電荷移動(dòng)的方向有何關(guān) 系 學(xué)生 感應(yīng)電流的方向用楞次定律判定 電流的方向與正電荷移動(dòng)的方向相同 感生電 場(chǎng)的方向與正電荷受力的方向相同 因此 感生電場(chǎng)的方向也可以用楞次定律判定 教師 若導(dǎo)體中的自由電荷是負(fù)電荷 能否用楞次定律判定 學(xué)生 能 因?yàn)樨?fù)電荷的運(yùn)動(dòng)可以等效為正電荷在反方向上的運(yùn)動(dòng) 教師 下面通過例題看一下這方面的應(yīng)用 3 投影 教師 被加速的電子帶什么電 學(xué)生 負(fù)電 教師 電子逆時(shí)針運(yùn)動(dòng) 等效電流方向如何 學(xué)生 順時(shí)針 教師 加速電場(chǎng)的方向如何 學(xué)生 順時(shí)針 教師 使電子加速的電場(chǎng)是什么電場(chǎng) 學(xué)生 感生電場(chǎng) 教師 電磁鐵的磁場(chǎng)怎樣變化才能產(chǎn)生順時(shí)針方向的感生電場(chǎng) 為什么 學(xué)生 增強(qiáng) 因?yàn)楦袘?yīng)電流的磁場(chǎng)方向與電磁鐵的磁場(chǎng)方向相反 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙 磁通量的變化 感生電場(chǎng)是磁場(chǎng)變強(qiáng)引起的 因此 電磁鐵的電流變大才能使電子加速 教師 如果電流的方向與圖示方向相反 請(qǐng)自己判斷一下 為使電子加速 電流又應(yīng)怎 樣變化 學(xué)生 按照上面的判斷步驟獨(dú)立分析 學(xué)生代表發(fā)言 教師 傾聽學(xué)生的發(fā)言 進(jìn)行點(diǎn)評(píng) 2 洛倫茲力與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) 洛倫茲力與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) 教師 投影 思考與討論 4 教師 引導(dǎo)學(xué)生分組討論 選出代表發(fā)表見解 學(xué)生 思考 討論 發(fā)表見解 學(xué)生甲 1 導(dǎo)體中自由電荷 正電荷 具有水平方向的速度 由左手定則可判斷受到 沿棒向上的洛倫茲力作用 其合運(yùn)動(dòng)是斜向上的 學(xué)生乙 2 自由電荷不會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去 因?yàn)?C D 兩端聚集電荷越來越多 在 CD 棒 間產(chǎn)生的電場(chǎng)越來越強(qiáng) 當(dāng)電場(chǎng)力等于洛倫茲力時(shí) 自由電荷不再定向運(yùn)動(dòng) 學(xué)生丙 3 C 端電勢(shì)高 學(xué)生丁 4 導(dǎo)體棒中電流是由 D 指向 C 的 教師 一段導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)相當(dāng)于一個(gè)電源 這時(shí)非靜電力與洛倫茲力有關(guān) 由 于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) 教師 如圖所示 導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生感應(yīng)電流 試分析電路 中的能量轉(zhuǎn)化情況 學(xué)生 導(dǎo)體棒中的電流受到安培力作用 安培力的方向與運(yùn)動(dòng)方 向相反 阻礙導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng) 導(dǎo)體棒要克服安培力做功 將機(jī)械能轉(zhuǎn) 化為電能 三 課堂總結(jié) 點(diǎn)評(píng) 三 課堂總結(jié) 點(diǎn)評(píng) 教師活動(dòng) 讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容 請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié) 其他同學(xué)在筆記本 上總結(jié) 然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容 學(xué)生活動(dòng) 認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容 并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來 比較黑板上的小結(jié) 和自己的小結(jié) 看誰(shuí)的更好 好在什么地方 點(diǎn)評(píng)點(diǎn)評(píng) 總結(jié)課堂內(nèi)容 培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力 教師要放開 讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容 允許內(nèi)容的順序不同 從而構(gòu)建他們自己的知 5 識(shí)框架 四 實(shí)例探究 四 實(shí)例探究 感生電場(chǎng)與感生電動(dòng)勢(shì)感生電場(chǎng)與感生電動(dòng)勢(shì) 例 1 如圖所示 一個(gè)閉合電路靜止于磁場(chǎng)中 由于磁場(chǎng)強(qiáng)弱的變化 而使電路中產(chǎn) 生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 下列說法中正確的是 A 磁場(chǎng)變化時(shí) 會(huì)在在空間中激發(fā)一種電場(chǎng) B 使電荷定向移動(dòng)形成電流的力是磁場(chǎng)力 C 使電荷定向移動(dòng)形成電流的力是電場(chǎng)力 D 以上說法都不對(duì) 解析 根據(jù)麥克斯韋理論 變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng) 處在其中的導(dǎo)體 其內(nèi)部的自由電荷 在電場(chǎng)力作用下定向移動(dòng)形成電流 答案 AC 洛侖茲力與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)洛侖茲力與動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) 例 2 如圖所示 導(dǎo)體 AB 在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí) 將產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì) 因而在電路中 有電流通過 下列說法中正確的是 A 因?qū)w運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) B 動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生與洛侖茲力有關(guān) C 動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生與電場(chǎng)力有關(guān) D 動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原因是一樣的 解析 如圖所示 當(dāng)導(dǎo)體向右運(yùn)動(dòng)時(shí) 其內(nèi)部的自由電子因 受向下的洛侖茲力作用向下運(yùn)動(dòng) 于是在棒的 B 端出現(xiàn)負(fù)電荷 而在棒的