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

1、第五節(jié)感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)（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(guò)程與方法通過(guò)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)值觀通過(guò)對(duì)相應(yīng)物理學(xué)史的了解，培養(yǎng)熱愛(ài)科學(xué)、尊重知識(shí)的良好品德。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)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)方法討論法，講練結(jié)合法教學(xué)用具：計(jì)算機(jī)，投影儀。教學(xué)過(guò)程（一）引入新課教師：我們?cè)诤愣娏饕哉轮袑W(xué)過(guò)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(guò)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

2、送電荷q時(shí)非靜電力所做的功為W，那么W與q的比值，叫做電源的電動(dòng)勢(shì)。用E表示電動(dòng)勢(shì)，則：教師：同學(xué)們回答得很好。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(shuō)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(shuō)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

3、.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(shuō)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(shuō)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(lái)學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)。（二）進(jìn)行新課1、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(guò)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

4、用，使自由電荷運(yùn)動(dòng)起來(lái)，形成了電流，或者說(shuō)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)。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)。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(guò)例題看一下這方面的應(yīng)用。（

5、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?lè)较虻母猩妶?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(tīng)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)教師：

6、（投影）思考與討論。教師：引導(dǎo)學(xué)生分組討論，選出代表發(fā)表見(jiàn)解。學(xué)生：思考、討論，發(fā)表見(jiàn)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)镃、D兩端聚集電荷越來(lái)越多，在CD棒間產(chǎn)生的電場(chǎng)越來(lái)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：3C端電勢(shì)高。學(xué)生?。?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)。教師：如圖所示，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生感應(yīng)電流，試分析電路中的能量轉(zhuǎn)化情況。

7、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)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(xiě)下來(lái)、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)：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(kāi)，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)建他們自己的知識(shí)框架。（四）實(shí)例探究感生電場(chǎng)與感生電動(dòng)勢(shì)【例1】 磁場(chǎng)變強(qiáng)如圖所示，一個(gè)閉合電路靜止于磁場(chǎng)中，由于磁場(chǎng)

8、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(shuō)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(shuō)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)【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(guò)，下列說(shuō)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，