1、第四章第四章 电磁感应电磁感应教材分析教材分析一、在教材中的地位与作用 本章是以初中学习过的电磁现象和高中学过的电场、磁场知识为基础，阐述了电磁感应现象和电磁感应的基本规律。它既是前面知识的综合和提高，又为进一步学习交流电、电磁振荡和电磁波打下了基础。电磁感应定律的发现，不仅在科学和实践上具有重要意义，而且，发现定律的指导思想以及发现过程中法拉第所表现出的科学态度、意志力，对后人也有重要的启迪和教育；人类对电与磁的关系的认识过程，又反映了科学发展过程的继承性、科学家群体的巨大作用。这些也都应在教学中有意识地、自然地渗透和体现，从而，有利于对学生进行教育和训练。二、教学重点与难点 本章教材以法拉
2、第电磁感应定律为中心，进一步揭示了电与磁之间的内在联系。它定量地给出了感应电动势的大小的计算方法。楞次定律用磁通量的变化给出了感应电动势方向的一般判断方法。自感现象是电磁感应现象的特例，是为今后学习交流电、电磁振荡打基础的内容。因此本章的重点是法拉第电磁感应定律、楞次定律。 法拉第电磁感应定律与前面学习过的电学、力学知识联系紧密，如何应用法拉第电磁感应定律是本章的难点。楞次定律涉及电与磁的复杂关系，要求对磁通量的变化进行判断，内容抽象，操作步骤严格，学生要有较强的抽象思维的能力、逻辑推理的能力和空间想象能力。楞次定律是本章的又一个难点。 第第1单元电磁感应现象楞次定律单元电磁感应现象楞次定律第
3、第2单元法拉第电磁感应定律单元法拉第电磁感应定律第第3单元自感和涡流电磁阻尼和驱动单元自感和涡流电磁阻尼和驱动 第第4单元电磁感应中的综合应用单元电磁感应中的综合应用本章内容分为四块本章内容分为四块 课时安排课时安排1划时代的发现划时代的发现 12探究感应电流的产生条件探究感应电流的产生条件 13楞次定律楞次定律 14法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 35电磁感应现象的两类情况电磁感应现象的两类情况 2 6互感和自感互感和自感 17涡流、电磁阻尼和电磁驱动涡流、电磁阻尼和电磁驱动 1 复习课复习课 2 电磁感应电磁感应高考要求高考要求内容内容要求要求说明说明 电磁感应现象，磁通量，电磁感应
4、现象，磁通量，法拉第电磁感应定律，楞法拉第电磁感应定律，楞次定律次定律 1导体切割磁感线时导体切割磁感线时感应电动势的计算，感应电动势的计算，只限于只限于L垂直于垂直于B、v的情况。的情况。2在电磁感应现象里在电磁感应现象里，不要求判断内电路，不要求判断内电路中各点电势的高低。中各点电势的高低。3根据根据“能量转化和能量转化和守恒定律守恒定律”会处理不会处理不同形式能量之间的转同形式能量之间的转化问题。化问题。 导体切割磁感线时的感应导体切割磁感线时的感应电动势，右手定则电动势，右手定则 反电动势反电动势 自感现象，涡流自感现象，涡流（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
5、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、归纳总结等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。要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。中的重要性。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
6、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的罗列，我们将把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年，奥斯特发现
7、电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象存在联系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，它证实电现象与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：磁现象是有联系的。法拉第赞扬道：“它突然打开了科学中一个黑暗领域的大它突然打开了科学中一个黑暗领域的大门，使其充满光明。门，使其充满光明。”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法拉第发现的电磁感应使人们对电和磁内在联系的认识
8、更加完善，宣告了电磁学作在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生，为电磁学的发展为一门统一学科的诞生，为电磁学的发展作出了重大贡献。同时也推动了作出了重大贡献。同时也推动了 电气化时电气化时代的到来代的到来.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，也会成为一个发如果自己有这样的机会，也会成为一个发现者。现者。（
9、一）知识与技能（一）知识与技能1知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、实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法分析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复习磁通量复习磁通量1
10、、定义：、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, ,遵从代数运遵从代数运算法则算法则4.4.引起磁通量变化的因素：引起磁通量变化的因
11、素：由由=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。归纳总结归纳总结实例实例3中中不变、不变、变化时，闭合回变化时，闭合回路有感应电流产生路有感应电流产生 实例实例1中中不变、不变、变化时，闭合回路变化时，闭合回路有感应电流产生有感应电流产生 实例实例2中中不变、不变、变化时，闭合回变化时，闭合回路有感应电流产生路有感应电流产生 其实都是穿过线圈的其实都是穿过线圈的磁通量磁通量都都发生了发生了变化变化，线圈中有感应电流，线圈中有感应电流产生。产生。拓展：拓展： 虽然此装置中虽然此装
12、置中B不变，不变，S也不变，但在线圈转动过程也不变，但在线圈转动过程中，线圈与磁场的夹角中，线圈与磁场的夹角不不断变化，穿过线圈的磁通量断变化，穿过线圈的磁通量发生变化，闭合电路中有电发生变化，闭合电路中有电流产生。流产生。=BS sinsin感应电流的产生条件感应电流的产生条件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4、产生感应电流的条件：、产生感应
13、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 （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
14、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。4.3 4.3 楞次定律楞次定律教学重点教学重点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利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。感应电流的方向。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。用试触的方法确定电流用试触的方法确定电流方向与电流计指针偏转方向与电流计指针偏转方向的关系方向的关系结论：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
15、柱流入，指针向正正向偏向偏转，电流从电流计的转，电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”的规律的规律一、楞次定律一、楞次定律感应电流
16、具有这样的方向，即感应电流感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要的磁场总要阻碍阻碍引起感应电流的磁通量引起感应电流的磁通量的的变化变化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就是感应电流的磁场总与原磁场的方向相反吗？方向相反吗？感应电流产生的磁场感应电流产生的磁场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“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!从能量守恒的角度认识楞次定律从能量守恒的角
17、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导体和引起感应电流的磁体间的感应电流的磁体间的相对运动相对运动.(原因）原因）楞次定律表述二：楞次定律表述二：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是断是断开的，用磁铁的任一极去接近开的，用磁铁
18、的任一极去接近A A环，会产生什么现环，会产生什么现象？把磁铁从象？把磁铁从A A环移开，会产生什么现象？磁极移环移开，会产生什么现象？磁极移近或远离近或远离B B环，又会发生什么现象？解释所发生的环，又会发生什么现象？解释所发生的现象现象总结：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，使得发生电磁感应的该系统需要克服安培力做功，实现了其它形式的应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能向电能的转变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
19、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“结果结果”反抗反抗“原因原因” 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
20、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。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，并用注意引导学生由楞次定律过渡到右手定则，并用该定则熟练地判断导体棒切割磁感线时产生的感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普遍性，而右手定则的应用则具有局限性 （一）知识与技能（一）知识与技能
21、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。
22、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.反电反电动势动势 4.4 4.4 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律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 t t、感应电动势与什么因素有关？、感应电动势与什么因素有关？ 1 1、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这、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一电路的磁通
23、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Ektt（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，总电动个电源串联，总电动势为：势为：Ent 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，不涉及正负，感应电流的方向另行判断。电流的方向另行判断。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
24、化和速度的变化率。） 磁通量的变化率和磁通量、磁通量的磁通量的变化率和磁通量、磁通量的变化不同。磁通量为零，磁通量的变化率变化不同。磁通量为零，磁通量的变化率不一定为零不一定为零; ;磁通量的变化大，磁通量的变磁通量的变化大，磁通量的变化率也不一定大。化率也不一定大。 / t 在在t图象上表图象上表示切线的斜率示切线的斜率三、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处于匀强处于匀强磁场中，磁感应强度是磁场中，磁感应强度是B B，abab以速度以速度v v匀速切割磁感线，匀速切割磁感线，求产生的感应电动势求产生
25、的感应电动势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：=BS=BS =BLvt=BLvtBLvttBLvtEv 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、
26、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就为平均就为平均值（瞬时值）值（瞬时值）4.速度速度V是导体棒相对于磁场的速度是导体棒相对于磁场的速度BLvttBLvtEsin1BLvBLvE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的的金属棒金属棒abab在垂直于在垂直于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，角，求金属棒求金属棒abab产生的感应电动势。产生的感应电动势。abvE=BLVsinE=BLVsin练习：半径为练习
27、：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，以速度中，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问题：问题：公式公式 tnEsin BLvE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和某段时间或者某个过程对应，而和某段时间或者某个过程对应，而求出的是瞬时求出的是瞬时感应电动势，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求出的是整个回路的感应电动势，而不是回路中
28、某部分导体的电动势，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，但动势。回路中感应电动势为零时，但是回路中是回路中某段导体的感应电动势不一某段导体的感应电动势不一定为零。定为零。如右图。如右图。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就就为瞬时感应电动势为瞬时感应电动势2 2、公式、公式中中v v若代表平均速度，则求若代表平均速度，则求出的出的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 tnEsin BLvE与公式与公式 的区别和联系？的区别
29、和联系？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，
30、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”，即反电动势的方向与电路电流的方向相反即反电动势的方向与电路电流的方向相反（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：
31、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磁场变强 一个闭合电路静止于磁场一个闭合电路静止于磁场中中, ,由于磁场强弱的变化由于磁场强弱的变化, ,闭闭合电路内产生了感应电动势合电路内产生了感应电动势. .这种情况下这种情况下, ,哪一种作用扮哪一种作用扮演了非静电力的角色演了非静电力的角色? ?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间激发电场, ,这这种电场叫种电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
32、感生电动势电动势. .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, ,其电路就是内电路其电路就是内电路, ,当它与外电路连接后就当它与外电路连接后就会对外电路供电会对外电路供电. .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电动势的原因，的原因，感生电场对电荷的作用力提供非感生电场对电荷的作用力提供非静电力静电力 、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)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
33、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,不可能闭合不可能闭合.变化磁场产生的涡旋电场变化磁场产生的涡旋电场,其电场线没其电场线没有起点有起点,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,只和只和移动电荷初末位置的电势差有关移动电荷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关路径有关,因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. 导体切割磁感线时也会产生感生电导体切割磁感线
34、时也会产生感生电动势动势, ,该电动势产生的机理是什么该电动势产生的机理是什么? ?导导体切割磁感线产生的感应电动势的大体切割磁感线产生的感应电动势的大小与哪些因素有关小与哪些因素有关? ?它是如何将其它形它是如何将其它形式的能转化为电能的式的能转化为电能的? ?二、洛伦兹力与动生电动势二、洛伦兹力与动生电动势 一段导线在做切割磁感应线的运一段导线在做切割磁感应线的运动时相当于电源，这时的非静电力与动时相当于电源，这时的非静电力与洛伦兹力洛伦兹力有关有关。 由于导体运动而产生的感应电动由于导体运动而产生的感应电动势称为势称为动生电动势动生电动势。小结小结1、感应电场：由变化的磁场激发的电场、感
35、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 应电动势称为感生电动势应电动势称为感生电动势. .感生电场对电感生电场对电荷的作用力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由于导体运动而产生的感应电动势电动势. .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。（非静电力为洛伦兹力沿导体棒方向的分力）电力为洛伦兹力沿导体棒方向的分力）（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
36、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
37、个线圈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中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为现象，称为互感互感。互感现象中产生的感应电动势，。互感现象中产生的感应电动势，称为称为互感电动势。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互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间之间,且可发生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、利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个量从一个线圈传递到另一个线圈。因此，互感现象在电线圈。因此，互感现象在电工技术和电子技术中有广泛
38、工技术和电子技术中有广泛的应用。的应用。 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。是规格完全一样的灯泡。闭合电键闭合电键S S，调节变阻器，调节变阻器R R，使，使A A1 1、A A2 2亮度相同，再调节亮度相同，再调节R R1 1，使两灯正，使两灯正常发光，然后断开开关常发光，然后断开开关S S。重新闭。重新闭合合S S，观察到什么现象？，观察到什么现象？ 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逐渐亮起来逐渐亮起来。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的的磁
39、通量逐渐增加，磁通量逐渐增加，L L中产生的感应电动势的方向中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反，与原来的电流方向相反，阻碍阻碍L L中电流增加中电流增加，即，即推迟了电流达到正常值的时间。推迟了电流达到正常值的时间。现象：现象：分析：分析：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正常正常发光。然后断开电路，观察发光。然后断开电路，观察到什么现象？到什么现象？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的磁通的磁通量逐渐减少，量逐渐减少，L L中产生的感应电
40、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同，来的电流方向相同，阻碍阻碍L L中电流减小中电流减小，即推迟，即推迟了电流减到零的时间。了电流减到零的时间。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 灯闪亮一下再灯闪亮一下再熄灭熄灭?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
41、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。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，自感系实
42、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。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.tILE四、磁场的能量四、磁场的能量 问题：在断电自感的实验中，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，线场，能
43、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圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成电能。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.（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.
44、7 4.7 涡涡 流流一一. .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, ,导体中将产生导体中将产生旋涡状的感应电流旋涡状的感应电流-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在铁芯中产生的涡流使铁芯发热使铁芯发热, ,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
45、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叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。块硅钢铁芯。二二. .电磁阻尼电磁阻尼1.1.当导体在磁场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感应电流会使导体受到安培力培力, ,安培力的方向总是阻碍导体的运动安培力的方向总是阻碍导体的运动-电磁阻电磁阻尼尼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微安表的表头在运输时为何应该把两个接线柱连在一起？线
46、柱连在一起？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, ,在导体中会产生感在导体中会产生感应电流应电流, ,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, ,安安培力使导体运动起来培力使导体运动起来-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应电流所受的安培力要阻碍导体与磁场间的相对运动对运动.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
47、磁阻尼,如果如果该力是动力该力是动力,称其为电磁驱动称其为电磁驱动.经常用到的知识：经常用到的知识：电磁感应规律电磁感应规律E=n/t， E=BL ，安培力安培力F=BIL，闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律I=E/(r+R)，电功与电功率电功与电功率 W=UIt P=UI，焦耳定律焦耳定律Q=I2Rt。 电磁感应电磁感应 场和路的天然结合体场和路的天然结合体 实现了电与磁的完美统一实现了电与磁的完美统一Et图像图像It图像图像F安安t图像图像Fv FvFa Fatttttttttttt当当B B、L L、R R不变时，不变时，E E、I I、F F安安都与都与v v成成正比正比tttEt图像图
48、像It图像图像F安安t图像图像 Fv Fvttt当当B B、R R、v v不变时，不变时，E E、I I都与都与 L L 成成 正比正比当当B B、L L、v v不变时，不变时，F F安安与与 L L2 2 成成 正比正比对楞次定律的理解感应电流总是感应电流总是阻碍阻碍产生感应电流的产生感应电流的原因原因.感应电流感应电流的效果总要反抗（或阻碍）引起感应电流的原因。的效果总要反抗（或阻碍）引起感应电流的原因。它作用的效果可以从以下它作用的效果可以从以下5个方面理解：个方面理解： 1.阻碍原磁通量的变化阻碍原磁通量的变化(线圈面积线圈面积Sn或磁感应强度发或磁感应强度发生变化生变化).2.阻碍物
49、体间的相对运动阻碍物体间的相对运动(因相对运动而引起的感因相对运动而引起的感应电流应电流).3.阻碍原电流的变化阻碍原电流的变化(自感现象自感现象).4.从能量观点来看从能量观点来看:其它形式的能转化为电能其它形式的能转化为电能.5使产生感应电流的回路有收缩或扩张的趋势；使产生感应电流的回路有收缩或扩张的趋势；感应电流的方向1.右手定则右手定则.2.楞次定律楞次定律:感应电流的磁场总是阻碍引起感感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化应电流的磁通量的变化. (1)判定原磁场的方向判定原磁场的方向;(2)判定磁通量的变化判定磁通量的变化;(3)根据根据 “阻碍阻碍”,判定感应电流磁场方向
50、判定感应电流磁场方向;(4)用安培定则判定感应电流的方向用安培定则判定感应电流的方向.3. 用能量守恒的观点判定用能量守恒的观点判定.1.现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈、线圈B、电流计及开、电流计及开关如下图连接关如下图连接.在开关闭合、线圈在开关闭合、线圈A放在线圈放在线圈B中的情况下，某同学中的情况下，某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端发现当他将滑线变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向向左加速滑动时，电流计指针向右偏转右偏转.由此可以推断由此可以推断A.线圈线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动
