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文档简介
人教版高中选修2-1物理全册优质课件电场重点教学重难点探究描述电场强弱的物理量。理解电场、电场强度的概念,并会根据电场强度的定义进行有关的计算。难点探究描述电场强弱的物理量。1.电荷及其相互作用(1)起电的原因摩擦起电接触带电你能解释起电的原因吗?物体带电的过程实质上就是电子转移的过程。
物体因得失电子而带电荷。得到电子带正电;失去电子带负电。电荷是物质的一种基本属性,就象质量是物质一种基本属性一样。结论
电荷既不能被创造,也不能被消灭,它从一个物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量不变。注意(2)电荷量元电荷①电荷量定义:电荷的多少,用符号Q或q表示单位:库伦用符合C表示②元电荷定义:电子所带电荷量的多少(物体所带电荷的最小单元),用符号e表示
物体所带电荷量都是电子所带电荷量的整数倍e=1.6×10-19C1C=6.25×1018e(3)电荷之间的相互作用
如a所示,使两个小球带上同种电荷,可以看到什么现象?
如b所示,使两个小球带上异种电荷,又可以看到什么现象?探究①结论:电荷之间有相互作用,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。AP1P2P3Fθ
②
把一带正电的物体放在A处,把带正电的小球先后挂在P1、P2、P3等位置,比较小球在不同位置所受电场力的大小?带电小球受力情况:GF拉F电θ所以,F电=Gtgθ
即偏角θ越大,小球受到的电场力越大分析结论:电荷之间的相互作用力,随着距离的增大而减小。总结
电荷之间有相互作用,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。电荷之间的相互作用力,随着距离的增大而减小。2.电场电场强度
带电体没有相互接触也发生了力的作用,它是通过什么发生的呢?电荷周围存在电场,电荷通过电场发生相互作用
磁体没有相互接触却发生了力的作用,它是通过磁场发生的。(1)电场电荷电荷力的作用通过电场③
电场的基本性质:对放入电场的电荷有力的作用,这种力叫做电场力。电荷之间是通过电场发生相互作用的。②
电场:电场是电荷周围存在的一种特殊物质。①想一想+Q+qFA+qFB
同一个电荷在电场中的不同位置所受的电场力往往是不同的,我们用什么来表示电场的强弱呢?(2)电场强度
物理学中用电场强度来表示某点电场的强弱。①电场强度:电场中某点处电荷所受的电场力F跟它所带的电荷量q的比值。用符号E表示。②定义式:③
单位:
N/C或V/m如果1 C的电荷在电场中的某点受到的电场力是1N,这一点的电场强度就是1N/C④方向:物理学中规定,跟正电荷在某点所受的电场力方向相同。+Q+qAFAEA根据规定:负电荷在电场中某点受到的电场力的方向跟该点的场强方向相反。+Q-qAFAEA⑤E的物理意义:描述该点的电场强弱和方向注意(1)
为定义式,适用于一切电场。(2)某点的电场强度的大小及方向取决于电场本身(即场源电荷及这点的位置),与检验电荷的正负、电量的大小及受到的电场力无关。(3)电场力:
F=Eq
例题例1
一个电荷量为4.0×10-8C的正电荷在电场中某点所受的电场力为6.0×10-4N,求该点的电场强度。若将一电荷量为2.0×10-8C的负电荷置于该点,该点电场强度是否变化?求它所受的电场力大小和方向?解:根据电场强度的定义式有
因为某点的电场强度的大小及方向取决于电场本身,与检验电荷的正负、电量的大小及受到的电场力无关。所以该点电场强度不变。负电荷所受电场力的大小为:F=Eq=1.5×104N/C×2.0×10-8C=3.0×10-4N力的方向与该点电场强度方向相反。例2
如图所示Q为真空中的点电荷,画出A、B所受电场力、电场强度。+Q+FA-FBBAEAEB电场力如图所示:电场强度如图所示:3.电场线如图所示,正电荷周围电场强度不同:+Q怎样形象的表示电场呢?我们用磁感线来描述磁场:法拉第提出用电场线来表示电场的方法注意
电场线是人们假想存在的曲线。切线方向表示场强方向,疏密表示场强大小E1E2E3(1)定义:在电场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致,这样的曲线就叫做电场线。(2)电场线的特点①电场线的切线方向表示电场强度的方向。②电场线越密,电场强度越大。③电场线总是以正电荷出发,终止于负电荷或无穷远。如果只有负电荷,则电场线来自无穷远,终止于负电荷。④电场线不相交也不闭合。⑤电场线为直线时,电场线方向与电场强度方向相同。(3)几种不同电荷分布的电场线电场线的分布视频想一想任意两条电场线为什么不相交?AE1E2分析:如果相交,交点处就会有两个切线方向,而同一点电场强度的大小和方向是唯一的。例题ABC某电场的电场线分布如图示,A、B、C是电场中的三个不同位置点,试完成下列问题:(1)哪一点的电场强度大呢?(2)画出各点场强的方向;(3)画出B点处放入一个负的点电荷时,受到的电场力的方向。(1)电场线越密,电场强度越大。所以A点场强最大(2)ABCEAEBECABCFEB(3)解析:4.匀强电场匀强电场(2)特点:①各点电场强度的大小方向都相同②匀强电场的电场线是间距相等的平行直线如:带等量异种电荷的金属板平行正对放置之间的电场。(1)定义:在电场中的某一区域,如果场强的大小和方向都相同,这个区域的电场叫做匀强电场。课堂练习1.在电场中A点放一个+2×10-2C的电荷,受到的电场力为4×10-6N,把电荷拿走后,A点的场强为()A.0B.2×10-4N/CC.5×10-3N/C
D.无法确定B2.电场中某点置试探电荷q,其所受电场力为F,则下列说法不正确的是:(
)A.该点的场强大小为F/q;B.若移走该试探电荷,该点的场强大小为F/q;C.若在该点换上2q的试探电荷,该点的场强大小仍为F/q;D.以上说法都不对。D3.如图是点电荷电场中的一条电场线,下面说法正确的是() A.A点场强一定大于B点场强B.在B点释放一个电子,将一定向A点运动C.这点电荷一定带正电D.正电荷运动中通过A点时,其运动方向一定沿AB方向BD
电源1.知识与能力教学目标了解导体中形成电流的一般机理,知道电压、电场、电荷定向移动间的关系。知道电流方向的规定,能根据导体中电荷定向移动方向识别电流方向。会正确用电流表测量电路中的电流。知道电源的作用和功能。定性了解电源电动势的物理意义,知道它的单位和测量方法。会用这种方法测量常用直流电源的电动势。知道电池存在内阻,而且内阻随使用时间延长而增大。知道电池容量的含义和单位。会根据用电器工作电流和电池容量估计电池使用时间。了解电池产生的历史,会识别常用电池,知道它们的主要性能及用途。观察、比较常见电源,阅读使用说明,达到能在生活中正确使用不同型号电池。2.过程与方法经历“探究影响电池电动势因素”活动,体验控制变量法在物理研究中的作用。通过探究活动增强动手能力,提高解决实际问题的能力。3.情感态度与价值观通过废电池污染的学习,体会污染的危害,领悟人与自然和谐发展的意义。提供交流平台,培养合作意识。教学重难点能运用“控制变量法”指导实验。重点难点难以理解电动势与电压区别。领悟“控制变量法”,设计探究活动步骤。学生在小组内能否相互协作,用水果电池使小电珠亮起来。1.电流知识回顾(1)定义:单位时间内通过横截面的电荷量(2)定义式:(3)单位:安培(A),1A=103mA=106µA(4)电流的方向:规定为正电荷定向移动的方向(5)电流的测量:电流表(串联在电路中,从“+”接入,“-”接出)(6)常见电器工作电流的大小用电器
电流电子手表约2μA收音机约40mA电视机
约500mA家用电脑约1A洗衣机
约1~2A①直流电:方向不随时间而改变的电流。直流电分为恒定电流和脉动直流电两类:其中,大小和方向都不随时间而改变的电流叫恒定电流;方向不随时间改变而大小随时间改变的电流叫脉动直流电。②交流电:方向和大小都随时间做周期变化的电流。
(7)电流的种类2.电源我们知道导体中有大量的自由电荷:电荷的定向移动形成了电流:自由电荷为什么会做定向移动?产生电流的条件:①自由电荷②保持电势差内因外因-------+E总结电势差是电源提供的没有电源就形不成持续电流A、B电势差为零IvA、B之间有电势差有电流无电流探究电源+-正极负极P-F
电源的作用:就是把电子从正极搬运到负极,使电源两极间保持一定的电势差。电源相当于抽水机。总结①从“力”的角度:电源提供电压,在导体两端形成电场。②从“能”的角度:电源把其他形式能转化为电能装置。电源的作用3.电动势为什么不同干电池都标有1.5v?1.5v是什么意思?想一想
把电动势分别为1.5V的干电池、9V积层电池、3.7V手机锂电池接入电路,比较小电灯亮度。结论:标识值越高的,灯越亮,相同时间电源转化得到的电能越多。它把其他形式的能转化为电能的本领越强。探究
不同类型的电源把其他形式的能量转化为电能的本领不同,物理学中我们用电动势表示电源的这种本领。(1)定义:表示电源将其他形式的能转化为电能的本领的物理量。符号:E(2)单位:伏特V(3)测量:电源没有与用电器连接时,用电压表测得它两端的电压等于电源的电动势。(4)影响电动势的因素
影响电池电动势的主要因素是电极的材料和电解质溶液的成分,而和两种金属材料的面积,距离是无关的,后者主要影响的是电池的内电阻。4.内阻内阻:电源内部的导体的电阻叫内阻。如发电机的线圈、电池内的电解液等都有电阻。水果电池的内阻电阻值(Ω)800010000454553333684水果苹果梨菠萝黄瓜西红柿拓展5.电池的容量680mAh的含义?电池的容量:电池存储电能的多少,也可以反映使用时间的长短。
例如上图所示,680mAh表示它能够以680mA的电流放电1h。课堂小结(1)定义:单位时间内通过横截面的电荷量(2)定义式:(3)单位:安培(A),1A=103mA=106µA(4)电流的方向:规定为正电荷定向移动的方向1.电流①从“力”的角度:电源提供电压,在导体两端形成电场。
②从“能”的角度:电源把其他形式能转化为电能装置。电源的作用2.电源课堂练习1.关于电流的方向,下列叙述中正确的是()
A.金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向
B.在电解质溶液中有自由的正离子和负离子,电流方向不能确定
C.不论何种导体,电流的方向规定为正电荷定向移动的方向
D.电流的方向有时与正电荷定向移动方向相同,有时与负电荷定向移动方向相同√2.下列关于电流的说法中正确的是()
A.导体中产生电流的条件是导体两端保持一定的电势差
B.电流的方向就是电荷的定向运动方向
C.电流的方向不变的电流叫恒定电流
D.电流的方向和大小都不变的电流叫恒定电流√3.有一横截面为S的铜导线,流经其中的电流为I,设单位体积的导线有n个自由电子,电子电量为e,电子的定向移动速度为v,在t时间内,通过导体横截面的自由电子数目N可表示为()A.nvSt
B.nvtC.It/e
D.It/SeI------√多用电表教学重难点重点难点欧姆表的原理、多用电表的使用。欧姆表的原理、多用电表的使用,多用电表的结构分析。1.多用电表的性能指针式多用电表数字式多用电表认识多用电表:
多用电表,通常叫万用表,它是实际生活中在电器安装、使用、维修过程中必备的常用的仪表,万用表具有用途多、量程广、使用方便等优点,它可以用来测量电流、电压、和电阻,而且每一种测量又具有多个量程。虽然使用方便,但是其准确率稍低。多用电表的性能:2.多用电表的原理表头选择开关欧姆调零旋钮+-机械调零旋钮(1)多用电表的外部构造:(2)多用电表的内部结构
多用电表由一只灵敏的电流表(俗称表头)与若干元件组成。表头中有一磁铁,磁极之间有个线圈。线圈中有电流通过时,在磁场力的作用下会偏转,根据偏转的角度就能知道电流的大小。(3)多用电表的档位①直流电流档直流电流档的几个档位实际是由同一个表头改装而成的并联不同电阻的电流表。②直流电压档直流电压档的几个档位实际是由同一表头改装而成的串联不同电阻的电流表。总结:在多用表中仅是几个分流电阻、分压电阻,在电路设计中有合理的综合利用。③电阻档(欧姆档)原理:闭合电路的欧姆定律。内部电路:R1ABER051015ΩΩ20304050100200500∞1K相对于其他电表欧姆表的表头有什么特点?表头:观察a.零刻度在右边,左边为无限大b.刻度不均匀,左边密、右边稀疏051015ΩΩ20304050100200500∞1K问题1:实际使用的欧姆表具有多个量程可以选择,有×10档、×100档、×1000档等,如果实验中选择的是×100档,图示中各次的电阻分别为多少?问题2:实际使用中怎样确定欧姆表选择哪一档?怎样才能使测得电阻的阻值更精确?指针指在中间刻度附近3.多用电表的使用选挡→调零→测量→读数欧姆表的使用:选挡:测量前,应把选择开头旋到相应项目的适当量程上。直流电流档、直流电压档跟电流表和电压表的使用方法一样,要注意所选的量程应大于电器两端电压的估计值或通过用电器电流的估计值。调零:选档后,应首先检查表针是否停在刻度盘左端“0”的位置。如果没有,要用螺丝刀缓慢地转动表盘下方的调整定位螺丝,使指针指0,也叫调整机械零点。测量:将红表笔、黑表笔分别插入正(+)、负(-)插孔进行测量。读数:读数时要注意档位与刻度盘对应。(1)电压的测量①将选择开关旋到合适的量程上,建议从最大量程开始,逐档试测。②使红表笔连在离电源正极较近的位置,黑表笔连在离电源负极较近的位置。VR1R2ESVR1R2ES√×③进行试触,先将一支笔接触待测点,然后将另一支表笔轻触另一个待测点,观察表针的摆向和幅度。只有在表针的摆向正确和摆幅不超过最大刻度时,才能将两支表笔接到待测点上。④读数,从表盘上选择相应的刻度读取数据。大电阻多用电表测电压时的电路(2)电流的测量①关于量程的选择及读数方法的要求跟测量电压时一样。②测量电流时,注意电路中电流的方向,要使电流从红表笔流入,从黑表笔流出。多用电表测电流时的电路小电阻VRESARES电流和电压的测量测电压时,将两支表笔分别接触待测的两点;测电流时,要断开原来的电路,把电表接入。课堂小结1.多用电表的性能多用电表,通常叫万用表,它是实际生活中在电器安装、使用、维修过程中必备的常用的仪表,万用表具有用途多、量程广、使用方便等优点,它可以用来测量电流、电压和电阻,而且每一种测量又具有多个量程。虽然使用方便,但是其准确率稍低。2.多用电表的原理多用电表由一只灵敏的电流表,与若干元件组成测量电路,每进行一种测量时只使用其中的一部分电路,其他部分不起作用。(1)直流电流表直流电流档的几个档位实际是由同一个表头改装而成的几个并联电阻不同的电流表。(2)直流电压档直流电压档的几个档位实际是由同一表头改装而成的几个串联电阻不同的电流表。在多用表中仅是几个分流电阻、分压电阻,在电路设计中有合理的综合利用。(3)电阻档(欧姆表)原理:闭合电路的欧姆定律。
欧姆表构造如上图所示,G是内阻为Rg、满偏电流为Ig的电流表,R是可变电阻,电池的电动势是E、内阻为r.①当红、黑表笔相接触时如图甲,相当于被测电阻短路,调节滑动变阻器的值,使电流表的指针达到最大,且在量程之内,所以电流表的满刻度处被定为电阻档的最大值。②当红、黑表笔不接触时图乙,相当于被测电阻断路,此时电流表的指针指零,所以电流表零刻度的位置是电阻档刻度的“0”位置。③当红、黑表笔间接入某一电阻时图丙,通过电流表的电流变小,一个Rx对应一个电流值,我们可以在刻度盘上直接看出与I值对应的Rx值,就可以从刻度盘上直接读出Rx的值。④中值电阻:电流表的指针指到刻度盘的中央时所对应的Rx值叫中值电阻。
欧姆表的刻度是不均匀的,零刻度在刻度盘最右边,越往左边刻度的密度越大,读数时要注意,在中值电阻附近读数比较准确。①欧姆表指针偏转角度越大时,说明流过欧姆表的电流过大,也说明待测电阻过小;②欧姆表的刻度是不均匀的;③欧姆表使用的电池久了,它的内阻变得大了,这时欧姆表测出的电阻值误就比较大了,从原理可知,这时的电阻测量值偏大。注意课堂练习1.有关欧姆表的使用,下列说法中正确的是()A.更换测量档时,需要重新调零B.测量电阻时,表的指针偏转角度越大,误差就越小C.使用完毕应将选择开关旋至交流电压最高档或“OFF”档D.如果指针偏转太小,应改用大量程测量√√√
解析:欧姆表的指针指在中值电阻附近时,读数误差较小,由于电阻的测量值等于表在示数乘倍率,指针相对电流零刻度偏转太小,即电阻的表示数太大,说明率太小,应增大倍率,即改用较大量程档测量。为了安全,使用完毕应将选择开关旋至交流电压最高档或“OFF”档,欧姆表使用时,每换一次必须重新调一次零。2.关于多用电表表面上的刻度线,下列说法中正确的是()
A.直流电流刻线和直流电电压刻度线都是均匀的,可以共用一刻度
B.电阻刻度是不均匀的
C.电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线相对应
D.电阻刻度上的零刻度与直流电流的最大刻度线不对应√√√
3.
如下图所示多用表欧姆档的原理示意图,其中电流表的满偏电流
,内阻
调零电阻最大阻值
,串联的固定电阻
,电池电动势
,用它测量电阻
能准确测量的电阻范围是()A.
B.
C.
D.
√4.甲、乙两同学使用欧姆表测量某电阻,他们都把选择开关旋到“×100”档,并能正确操作,他们发现指针偏角偏小,于是甲把选择开关旋到“×1k”档,乙把选择开关旋到“×10”档,但乙重新调零,而甲没有重新调零,则以下叙述正确的是()A.甲选档位错误,而操作正确B.乙选档正确,而操作错误C.甲选档错误,且操作错误D.乙选档错误,而操作正确√闭合电路欧姆定律提供持续电流(电源)+++++提供瞬间电流(电容器)++++一.电源:1.电源能够提供恒定的电压。2.电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置。二、电源电动势(符号E)1.物理意义:描述不同的电源将其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量。2.大小:电源的电动势在数值上等于电源没有接入电路时其两极间的电压。3.特点:由电源本身性质决定,与电源两端是否接导体或其它用电器无关。探究1:制作化学电池并测量该电池的电动势。探究2:电源接入外电路后,观察电压表的示数是否变化。内电路外电路探究3:闭合电路外电压和内电压之间的关系。探究4:外电压随外电阻的变化关系。探究5:内电压随电源内电阻的变化关系。
CuZn棉条V1V2三、闭合电路欧姆定律根据实验的结论:
E=U外+U内推导闭合电路欧姆定律数学表达式:
∵E=IR+Ir∴EI=R+r闭合电路的电势降低与升高电容器教学重难点重点电容的概念难点电容的定义对平行板电容器的动态分析1.电容器生活中有各种各样的电容器:CBB60型金属化聚丙烯
薄膜电容器CBB61型金属化聚丙烯
薄膜电容器CBB65型金属化聚丙烯
薄膜电容器你知道它的构造和工作原理吗?(1)电容器的构造任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成一个电容器。平行板电容器圆柱状电容器普通电容器符号实际上,尽管电容器大小、形状各异,它们往往是平行板电容器的某种变形。注意(2)电容器的作用存储电荷(3)电容器的工作方式+-+-充电过程放电过程使两板带上等量异种电荷的过程,其它能转化为电场能。①充电:②放电:两板电荷中和,电场能转化为其它形式的能。2.电容充电后,任意一个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量,用“Q”表示。(1)电容器的带电量I+-+-+-+-+-平行板电容器中匀强电场E单极板所带的电量为电容的带电量Q怎么倒了这么多,容器的水位还这么低!只倒了一点,容器就满了!电容器与水容器
不同大小的容器盛水量不同,不同电容器存储电荷的本领一样吗?(2)电容①定义:电容器所带电量与两极板间电势差的比值叫电容。③单位:法拉(F)还有微法(F)和皮法(pF)1F=10-6F=10-12pF④物理意义:电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量。②公式:②在数值上等于把电容器两极板间的电势差增加1V所需充加的电量。①
电容是由电容器本身的性质(由导体大小、形状、相对位置及电介质)决定的,与电容器是不是带电无关。③电容器的主要技术指标是电容量和耐压值。电容器在使用时,它两端的电压必须小于耐压值,否则极板间的绝缘材料会被击穿。注意例题1.一个电容量为100μF,耐压值为10V的电容器最多能存储多少电荷?如果它两端的实际电压为6V,此时电容器的电容和所带电荷为多少?解:电容器能存储电荷的最大值Qmax由电容量C和耐压值U0决定,所以Qmax=CU0=100×10-6F×10V=1×10-3C当电容器两端实际电压为6V时,电容器的电容仍为100μF,此时所带电荷为Q=CU=100×10-8F×6V=6×10-4C2.如果电容器与电源一直相连,电容器的电容发生变化时,有关物量量将会如何变化?(Q、U、E)(1)保持闭合K,电容器两端的电压恒定。
(2)电量Q与C成正比,E=U/dE与d成反比。
3.如果电容器充电后断开电源开关,电容器的电器发生变化时,有关物量量将会如何变化?(Q、U、E)(1)充电后断开K,电容器两极板的电量Q恒定。
(2)U=Q/C,电压U与C成反比,
E=U/dE与d无关,与正对面积S成反比。
(3)平行板电容器①
结构特点:在两个正好的平行金属板中间夹上一层绝缘物质(电介质)。BA十十十十十十十十
一一一一一一一一+Q-Q②平行板电容器的电容探究a.
保持Q和d不变,S越小,静电计的偏转角度越大,U越大,电容C越小;b.
保持Q和S不变,d越大,偏转角度越小,C越小.c.
保持Q、d、S都不变,在两极板间插入电介质板,静电计的偏转角度并且减小,电势差U越小电容C增大.结论:平行板电容器的电容C与介电常数ε成正比,跟正对面积S成正比,跟极板间的距离d成反比.3.常用电容器常用电容器(按结构)固定电容器可变电容器(一组金属片可以转动,转动动片,它们的正对面积发生变化,电容也随之改变)聚苯乙烯电容器瓷介电容器电解电容器(电容固定不变)(1)电容器的分类可变电容器固定电容器电解电容器电解电容器陶瓷电容器电解电容器分正负极(2)电容器的两个重要指标电容器标有“××μF,××V”的含义?想一想它是指电容值和额定电压击穿电压:电容器的极限电压,超过这个电压,电容器内的介质将被击穿。额定电压:电容器长期工作时所能承受的电压。4.用多用电表检查电解电容器探究①先用一根导线将电解电容器的两条引线连接,释放残存电荷。②将多用电表拨至×1kΩ或×100Ω档③用两只表笔接触电解电容器的引线(红表笔接负极,黑表笔接正极)④若指针不摆动,说明电容器断路;若指针摆到0的位置后不返回,说明电容器两极板短路;若指针摆到某一非零位置,不返回,说明电容器严重漏电;若指针有大幅度摆动,然后回到某一数值(大约几百千欧),说明电容器正常用多用电表检查电解电容器课堂小结(2)作用:存储电荷1.电容器(3)工作方式:充电:使两板带上等量异种电荷的过程,电源的能量转化为电场能。(1)构造:两个互相靠近彼此绝缘的导体。放电:通过闭合电路,两板电荷中和,电场能转化为其它形式的能。2.电容:电容器所带电量Q与它两个极板的电压U的比值。定义式:C=QU电容C与Q、U无关,由电容器本身决定。3.平行板电容C相关的物理量:正对面积S;两极板距离d;介质结论:两极板的正对面积越大,距离越近,这个电容器的电容就越大。电容还与介质的性质有关。4.常用电容器按结构分为固定电容器和可变电容器5.用多用电表检查电解电容器①先用一根导线将电解电容器的两条引线连接,释放残存电荷。②将多用电表拨至×1kΩ或×100Ω档③用两只表笔接触电解电容器的引线(红表笔接负极,黑表笔接正极)④若指针不摆动,说明电容器断路;若指针摆到0的位置后不返回,说明电容器两极板短路;若指针摆到某一非零位置,不返回,说明电容器严重漏电;若指针有大幅度摆动,然后回到某一数值(大约几百千欧),说明电容器正常。课堂练习1.对于一个确定的电容器的电容正确的理解是()A.电容与带电量成比B.电容与电势差成反比C.电容器带电量越大时,电容越大。D.对确定的电容器,每板带电量增加,两板间电势差必增加.√2.下列说法中正确的是(
)A.电容器所带的电荷越多,电容就越大B.电容器两极板间电压越高,电容就越大C.电容器所带电荷增加一倍,则两极间的电压也一定增加一倍D.电容表征电容器容纳电荷的本领的物理量E.平行板电容器保持带电量不变而增大板距时,两板间电压要减小F.平行板电容器一板带电+Q,另一板带电-Q,则此电容器不带电√√3.用两节相同的电池给两个电容器C1和C2充电,已知C1<C2,当达到稳定状态时,两电容器的电势差分别为U1和U2,则()A.U1>U2.B.U1=U2C.U1<U2.D.无法确定U1与U2的大小关系.√磁场磁性材料
教学重难点重点:知道安培分子电流假说。磁现象在日常生活中的应用。难点:用安培分子电流假说解释现象。干簧管在生活中的应用。1.磁化现象(1)磁化现象物体在外磁场作用下显示磁性的现象。(2)干簧管原理:根据磁化现象制成,当磁铁或通电线圈靠近时,两个舌簧被磁化互相吸引,两个舌簧接触,开关闭合;当移去磁铁或线圈断电,磁力消失,开关断开。结构:一对磁性材料制成的弹性舌簧组成干簧管的应用探究干簧管LE干簧管控制电路220VLJSE用干簧管继电器控制灯泡的亮灭
干簧管可以作为磁接近开关或者继电器使用,广泛应用于微波炉、程控交换机、复印机、照相机、洗衣机、电冰箱、移动电话机等。2.磁场磁场对磁极有力的作用磁铁和电流都能产生磁场两个通电导线之间通过磁场会发生作用吗?探究两条通电导线之间的作用+-+--++-
如图所示,将两根导线靠近挂在一起,使导线中通有电流,观察导线变化。结论:通电导线之间会通过磁场发生相互作用。总结:磁体或电流在空间产生磁场,而磁场对其中的磁极或通电导线有力的作用。3.安培分子电流假说观察我们发现通电螺线管外部的磁场和条形磁铁的磁场很相似。那么它们的磁场是否有相同的起源呢??
分子电流假说:安培认为构成磁体的分子内部存在一种环形电流——分子电流。由于分子电流的存在,每个磁分子成为小磁体,两侧相当于两个磁极。通常情况下磁体分子的分子电流取向是杂乱无章的,它们产生的磁场互相抵消,对外不显磁性。当外界磁场作用后,分子电流的取向大致相同,分子间相邻的电流作用抵消,而表面部分未抵消,它们的效果显示出宏观磁性。当磁体受到高温或猛烈撞击时会失去磁性,是因为激烈的热运动或震动使分子电流的取向又变的的杂乱无章了。分子电流铁棒分子电流取向4.磁性材料磁性材料软磁性材料:磁化后容易去掉磁性的物质。硬磁性材料:不容易去掉磁性的物质。适用于需要反复磁化的场合:半导体收音机的天线磁棒、录音机的磁头、变压器、电磁铁的铁芯干簧管的舌簧等。适合制成永磁铁:应用在磁电式仪表、扬声器、话筒等电器设备中。
课堂小结1.磁化现象①概念:物体在外磁场作用下显示磁性的现象。②应用:干簧管2.磁场磁体或电流在空间产生磁场,而磁场对其中的磁极或通电导线有力的作用。3.分子电流假说:安培认为构成磁体的分子内部存在一种环形电流——分子电流。由于分子电流的存在,每个磁分子成为小磁体,两侧相当于两个磁极。通常情况下磁体分子的分子电流取向是杂乱无章的,它们产生的磁场互相抵消,对外不显磁性。当外界磁场作用后,分子电流的取向大致相同,分子间相邻的电流作用抵消,而表面部分未抵消,它们的效果显示出宏观磁性。4.磁性材料①分为软磁性材料和硬磁性材料。②磁性材料在生活中的应用。
课堂练习1.下列关于磁场的说法中,正确的是()
A.只有磁铁周围才存在磁场。
B.磁场是假想的,不是客观存在的。
C.磁场只有在磁极与磁极、磁极和电流发生作用时才产生。
D.磁极与磁极,磁极与电流、电流与电流之间都是通过磁场发生相互作用。√2.关于磁场的正确说法是()磁体的相互作用是通过磁场发生的。磁场是人们设想的,实际上并不存在。磁场是一种客观存在的物质。D.所有磁体周围都存在磁场。√√√3.一条竖直放置的长直导线,通有由下向上的电流,在他正东方某处的磁场方向为()
A.向东B.向西C.向南D.向北√4.通电螺线管附近放置四个小磁针,如图所示,当小磁针静止时,图中小磁针的指向可能的是(涂黑的一端为N极)()√5.磁体周围的磁感线不可能()A.从磁体的N极出来,回到磁体的S极B.具有方向性C.相互交叉重叠D.具有确定的条数√√6.首先发现电流周围存在磁场的物理学家是丹麦的________。
7.安培的_________假说揭示了磁现象_____。假说认为:在原子、分子内部存在一种______电流,它的两侧相当于两个_______,磁化现象就是_______电流在外磁场作用下顺序排列的过程。奥斯特分子电流本质分子磁极分子安培力与磁电式仪表
导入新课我们以前学过磁场,你还记得磁场有哪些性质?它的方向如何吗?回顾
电流周围磁感线的方向与电流方向之间的关系用什么来判断呢?
磁场对电流的作用力大小与什么因素有关?
教学目标了解磁感线是一种形象化描述磁场手段。知道怎样用磁感线表示磁场强弱和方向。知道典型磁体、直线电流和通电螺线管的磁感线分布特征。学会用安培定则来判定通电直导线和通电螺线管的电流方向与电流周围磁感线的方向之间的关系。1.知识与技能了解磁场中某处磁感应强度的定义及单位、方向规定。知道匀强磁场是怎样形成的,以及匀强磁场的磁感应线分布。了解磁电式仪表的结构,知道其工作原理。知道磁场中通电导线受到的安培力,学会用左手定则判定安培力的方向。2.过程与方法在归纳初中有关磁感线知识的基础上,进一步模拟条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线分布情况。运用与电场力与电场强度关系比较的方法引入安培力与磁感应强度的关系进行研究。3.情感态度与价值观了解通过前后知识的类比学习新知识的方法。通过演示试验,培养形象思维能力。
教学重难点重点:学会用左手定则判定安培力的方向。匀强磁场是怎样形成的,匀强磁场磁感线的分布。学会用安培定则判定通电直导线和通电螺线管的电流方向与电流周围磁感线的方向之间的关系。难点:磁电式仪表的结构和原理
本节导航1.复习磁场、磁感线2.安培力、磁感应强度3.磁电式仪表的结构和原理1.复习磁场、磁感线(1)磁场的基本性质:对放入其中的磁极和电流有力的作用(2)磁场方向的规定:
小磁针北极受力的方向,亦即小磁针静止时北极所指的方向。(3)用磁感线来形象地描述磁场的方向直线电流磁场通电螺线管磁场(4)安培定则(右手定则)判定磁场与电流方向的关系直线电流安培定则螺线管安培定则导线:用右手握住导线,让伸直的拇指指向电流方向,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向。通电螺线管:右手握住螺线管,让弯曲的四指指向电流方向,拇指所指就是螺线管内部磁感线的方向。2.安培力、磁感应强度大型的电磁铁能吸起上千吨的钢材小的磁铁仅能吸起铁屑想一想说明磁场有强弱的不同,怎样表示磁场的强弱呢?回顾
研究电场强弱时,通过分析电荷在电场中的受力情况,找到了表示电场强弱的物理两------电场强度那么我们能用相同的方法研究磁场吗??探究(1)安培力①定义:磁场对电流的作用力②影响安培力大小的因素
如右图,三块相同蹄形磁铁并列放置,有一直导线挂在磁铁两极间,先保持导线通电部分的长度不变,改变电流大小;再保持电流不变,改变导线通电部分的长度。观察悬线摆动的角度。结论
实验表明,通电导线在磁场中受到的安培力的大小,既与导线的长度L成正比,又与导线中的电流I成正比,即与I和L的乘积成正比。①
用公式表示为F=BIL或B=F/IL.②
B叫做磁感应强度,表示磁场的强弱。③
单位:特斯拉简称特。符号:T(2)磁感应强度⑤方向:磁感应强度是矢量,其方向是该点的磁场方向,即该点磁感线的切线方向。⑥磁感线的疏密可以大致表示磁场的强弱即磁感应强度的大小。⑦磁感应强度方向判定方法:左手定则伸开左手,使拇指与四指垂直并且在同一平面内,让磁感线垂直进入掌心,并使四指指向电流方向,则拇指所指的方向就是通电导体在磁场中所受安培力的方向。
磁感强度B是由磁场自身性质决定的,与磁场中是否存在电流无关。注意(3)匀强磁场①
如果磁场的某一区域里,磁感应强度的大小和方向处处相同,这个区域的磁场叫匀强磁场.②
特点:磁感应强度大小和方向处处相同,磁感线是平行等间距的直线.NS磁场磁感应强度B
磁感线通电导体电场电场强度E电场线试探电荷(4)磁场与电场的比较3.磁电式仪表的结构和原理我们在试验室经常用到电流表你知道它的构造吗?实验室用的是磁电式仪表(1)磁电式仪表的构造:磁场、螺线弹簧、线圈(连指针刻度等)。观察①电流表的刻度是均匀的;
②磁场对电流的作用力跟电流成正比;
③指针偏转的角度也与电流成正比,通过指针偏转角度,可以知道被测电流的方向。④蹄形磁铁和铁芯之间的磁场是均匀辐向分不的。观察(2)磁电式仪表的工作原理:(3)磁电式仪表的特点①
灵敏度高,可以测量很弱的电流,但是绕制线圈的导线很细,允许通过的电流很小。②
电流和安培力成正比,所以电流表的刻度是均匀的。③电流方向改变,安培力方向也改变,线圈朝相反方向转动。
课堂小结定义:表示磁场强弱的物理量。定义式:B=大小:B=(B⊥L)方向:磁感应强度的方向与磁场方向相同物理意义:磁感应强度是描述磁场力性质的物理量形象表示——磁感线磁感应强度安培力定义:磁场对通电导线的作用力大小:F=BIL(注意B⊥L)方向:用左手定则判断匀强磁场
定义:磁感应强度大小和方向处处相同,这个区域的磁场就叫匀强磁场。产生条件:距离很近的两个异名磁极之间的磁场;通电螺线管内部的磁场。磁感线特点:平行等间距的直线。磁电式仪表的结构和原理①电流表的刻度是均匀的;
②磁场对电流的作用力跟电流成正比;
③指针偏转的角度也与电流成正比,通过指针偏转角度,可以知道被测电流的方向。④蹄形磁铁和铁芯之间的磁场是均匀辐向分不的。(1)磁电式仪表的工作原理:(2)磁电式仪表的特点①
灵敏度高,可以测量很弱的电流,但是绕制线圈的导线很细,允许通过的电流很小。②电流和安培力成正比,所以电流表的刻度是均匀的。③电流方向改变,安培力方向也改变,线圈朝相反方向转动。
课堂练习1.下列关于通电直导线在匀强磁场中受安培力的说法,正确的有()
A.安培力的方向与磁场方向垂直,同时又与电流方向垂直
B.若某段导线在磁场中取某一方向时受到的磁场力最大,此时导线必与磁场方向垂直
C.若导线受到的磁场力为0,导线所在处的磁感应强度必为0D.安培力的大小只跟磁场的强弱和电流有关√√2.如图所示,在条形磁铁N极附近悬挂一个圆线圈,线圈与水平磁铁位于同一平面内,当线圈中电流沿图示的方向流动时,将会出现下列哪种情况()A.线圈向磁铁平移;B.线圈远离磁铁平移;C.从上往下看,线圈顺时针转动,同时靠近磁铁;D.从上往下看,线圈逆时针转动,同时靠近磁铁.√3.一根通有电流的直铜棒用软导线挂在如图所示的匀强强场中,此时悬线中的张力大小小于铜棒的重力,欲使悬线中张力变为0,可采用的方法是()A.保持原磁场不变,适当增大电流且方向不变
B.使电流反向,并适当减弱磁场
C.电流大小、方向不变,适当增强磁场
D.使磁场反向,适当增大电流并反向√√4.关于磁感线,下列说法正确的是()A.磁感线上各点切线方向就是各点的磁感应强度方向B.磁场中任意两条磁感线不会相交C.磁感线总是从磁体北极出发终止于磁体南极D.磁感线的疏密表示磁场的强弱√√√5.长10cm的导线,放入匀强磁场中,它的方向和磁场方向垂直,导线中的电流强度是3.0A,受到的磁场力B的大小为()A.5.0×10-3TB.5.0×10-2TC.5.0×10-1TD.5.0T√6.在图中,螺线管中间的小磁针的指向是()A.左端是N极B.右端是N极C.左端是S极D.右端是S极√√7.关于磁场的电本质,下列说法中正确的是A.磁铁的磁场和电流的磁场都是电荷的运动产生的。B.一切磁作用都是电流或运动电荷通过磁场而发生的相互作用。C.根据安培的分子电流假说,在外界磁场作用下,铁磁性物体内部分子电流取向变得大致相同时,物体就被磁化,两端就形成磁极。D.为了使永久磁体保持磁性,要定期让它受到高温或猛烈的撞击,促使分子电流易于获得一致取向。√√√
8.关于磁感应强度B的下列说法正确的是()A.通电导线受安培力大的地方,B一定大。B.通电导线在B大的地方,受安培力一定大。C.放在匀强磁场中各处的通电导线,受安培力的大小和方向处处相同。D.B的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受安培力的大小和方向无关。√9.下列说法正确的是()A.电荷处在电场强度为零的地方,受到的电场力一定为零。
B.一小段通电导线放在磁感应强度为零的地方,受到的安培力一定为零。
C.一小段通电导线在某处不受磁场力的作用,则该处磁感应强度为零。
D.电荷在某处不受电场力的作用,则该处电场为零。√√√
问题与练习1.F=ILB=1×1.5×0.2=0.3N2.靠近电源开关处为电源的负极。3.甲图电流方向垂直纸面向外;乙图磁场方向竖直向向上;丙图受力方向竖直向下。洛伦兹力和显像管
教学重难点重点:知道在磁场中的运动电荷受到洛伦兹力。学会用左手定则判定洛伦兹力的方向。知道洛伦兹力的大小。难点:电子束的磁偏转原理。电视显像管中如何利用磁偏转实现电子束扫描。1.
洛伦兹力探究演示实验:电子束在磁场中的偏转放入磁场中电子束发生了弯曲没有磁场时电子束沿直线前进结论
试验表明运动电荷在磁场中受到力的作用,这种力称为洛伦兹力。
通电导线在磁场中所受到的安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。注意(1)洛伦兹力的方向左手定则用左手定则判定:伸开左手,使拇指与其余四指垂直并且在同一平面内,让磁感线垂直进入掌心,并使四指指向正电荷运动的方向,则拇指所指的方向就是正电荷所受的洛伦兹力的方向。注意:左手定则中四指方向应与正电荷的移动方向相同,与负电荷的运动方向相反。
左手定则判定洛伦兹力的方向与左手定则判定安培力的方向是一回事吗?为什么?
解答:是一回事,原因是电流是电荷的定向运动,电流的方向是正电荷运动的方向。磁场中通电导线所受的安培力是洛伦兹力的宏观表现。(2)洛伦兹力的大小①当电荷运动方向与磁场方向垂直(v⊥B)时,F=qvB
。②当电荷的运动方向与磁场方向平行(v//B)时,电荷不受洛伦兹力.即F=0。③国际单位制中,上述各个物理量的单位分别为:N、C、m/s、T。注意1.洛伦兹力垂直于v与Β所在的平面2.洛伦兹力对运动电荷不做功3.区分带电粒子在电场和在磁场中受力情况不同:
带电粒子置于电场中必受电场力,与运动状态无关,但在磁场中洛伦兹力的大小和方向与运动状态有关。2.显像管
显像管在日常生活中应用很广泛,你知道它的工作原理吗????显像管的结构及符号(1)磁偏转
运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用,运动方向发生偏转的现象。(2)磁偏转的应用
电视机显像管、电视摄像管、CRT显示器等等。(3)显像管①显像管的结构主要由电子枪、荧光屏和偏转线圈组成②显像管的工作过程电子束扫描:电子束对荧光屏自左向右、自上向下的运动。行扫描:水平方向的扫描。帧扫描:竖直方向的扫描。
电子枪发出高速电子流撞在荧光屏上,激发出荧光。若把书上的每个字想象成荧光屏上的每个发光点,从每行的左边移到右边,再从第一行移到最后一行。电子束完成一帧完整画面要扫625行,每秒要扫25帧画面。画面的迅速变换和视觉暂留效应使我们看到了活动的图像。电子束扫描②显像管的工作原理电子枪线圈屏幕荧光点电子束在偏转线圈中偏转
显像管中,线圈有行偏转线圈和帧偏转线圈。与磁场方向垂直的电子束运动时,行偏转线圈产生竖直的磁场,电子束受洛伦兹力发生水平偏转;帧偏转线圈产生沿水平方向的磁场,使电子束上下偏转。电子束沿与磁场方向垂直的方向运动时,受洛伦兹力发生偏转。3.霍尔效应和霍尔元件(1)霍尔效应
概念:定向移动的电荷同时受到洛伦兹力F洛和电场力F电的作用,当电场力增大到与洛伦兹力相等时,内外侧端面间形成一个稳定的电场,称为霍尔效应。此时两端面间形成一个稳定的电压UH,这个电压叫霍尔电压。霍尔效应原理图(2)用霍尔元件测量磁感应强度霍尔元件DABCRNS试验示意图
将霍尔元件的BD端与多用电表的最灵敏的50μA电流档相连,电源E与可变电阻R串联后连到霍尔元件的AC端,用以输入控制电流。将条形磁铁的磁极靠近霍尔元件H,观察多用电表指针读数的变化。①保持霍尔元件H与条形磁铁磁极的相对位置不变,改变R的大小,观察多用电表指针读数的变化。霍尔电压与输入电流成正比②按图检测收音机扬声器附近的磁场分布情况。检测结果:收音机附近是变化的磁场。③怎样用霍尔元件制成的磁场检测器来粗略检测磁场中某处磁感线的方向?判断依据是什么?
将霍尔元件制成各种形状的探头放入磁场中,因霍尔器件只对垂直于霍尔片表面的磁感应强度敏感,因而器件表面和磁感线垂直时检测器才有反应。从而检测出磁感线的方向。
课外拓展小小翻盖也有玄机-----折叠手机接听技术大揭秘
手机中的侧键、录音键、诺基亚手机的电源按键、干簧管和霍尔元件都是控制电路接通和断开的开关元件。按键是靠人手动操作;干簧管和霍尔元件是通过磁信号控制,使电路接通和断开。
干簧管:又叫磁控管,是用磁信号控制的一种开关器件,常用于翻盖上,外壳为玻璃管,内有两个有一定距离的铁质弹性簧片作电极。当磁体靠近时,两簧片被吸引而接通电路;磁体离开时两簧片分开而断路。
干簧管用于早期的翻盖和折叠手机中,通过翻盖的动作,使翻盖上的磁铁控制干簧管通、断,实现接听或挂机。
干簧管外壳易受损,出现按键失灵、显示不正常等故障。
霍尔元件:作用与干簧管一样,均为磁控制开关,用于近期的翻盖手机,是电了元件,外形象三极管,体积小不易损坏。
课堂小结1.洛伦兹力
①定义:运动电荷在磁场中受到的作用力。通电导线在磁场中所受到的安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。②
方向:由左手定则判定
a.正电荷的运动方向与电流方向相同,负电荷运动方向与电流方向相反。
b.洛伦兹力垂直于ν与Β所在的平面③大小a.当电荷运动方向与磁场方向垂直(v⊥B)时,f=qvB.
b.当电荷的运动方向与磁场方向平行(v//B)时,电荷不受洛伦兹力,f=0②洛伦兹力对运动电荷不做功。③区分带电粒子在电场和在磁场中受力情况不同:
带电粒子置于电场中必受电场力,与运动状态无关,但在磁场中洛伦兹力的大小和方向与运动状态有关。
注意①左手定则中四指方向应与正电荷的移动方向相同,与负电荷的运动方向相反。
电子束沿与磁场方向垂直的方向运动时,受洛伦兹力发生偏转。2.显像管的工作原理电子枪线圈屏幕荧光点(1)概念:定向移动的电荷同时受到洛伦兹力F洛和电场力F电的作用,当电场力增大到与洛伦兹力相等时,内外侧端面间形成一个稳定的电场,称为霍尔效应。此时两端面间形成一个稳定的电压UH,这个电压叫霍尔电压。3.霍尔效应和霍尔元件
将霍尔元件制成各种形状的探头放入磁场中,因霍尔器件只对垂直于霍尔片表面的磁感应强度敏感,因而器件表面和磁感线垂直时检测器才有反应。从而检测出磁感线的方向。
(2)怎样用霍尔元件制成的磁场检测器来粗略检测磁场中某处磁感线的方向?判断依据是什么?电磁感应现象教学目标1.知识与能力
1)知道磁通量,会比较“穿过不同闭合电路磁通量”的大小
2)会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。
3)通过实验,了解感应电流的产生条件2.过程与方法
1)学会通过实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法
2)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。
3.情感态度与价值观
收集有关物理学史资料,了解电磁感应现象发现过程,体会人类探索自然规律的科学方法、科学态度和科学精神。教学重难点1.重点
1)通过实验观察和实验探究,理解感应电流的产生条件。
2)磁通量的大小
2.难点
1)感应电流产生的条件
2)磁通量的大小怎样比较本章导航一.划时代的发现二.电磁感应现象三.电磁感应的产生条件一.划时代的发现奥斯特在1820年发现的电流磁效应,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。探究电与磁关系的崭新领域,突然洞开在人们面前,激发了科学家们的探索热情。一个接一个的新发现,象热浪一样冲击欧洲大陆,也激励着英国的科学界。猜想:电能生磁,磁能生电吗?英国科学家法拉第敏锐地觉察到,磁与电流之间应该有联系。他在1822年的日记中写下了“由磁产生电”的设想。他做了多次尝试,经历了一次次失败,但他坚信电与磁有联系,经十年努力,终于发现磁能生电。法拉第,英国物理学家、化学家二.电磁感应现象1.电磁感应:
回想初中所学的结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流。物理学中把这类现象叫做电磁感应。
2.感应电流:
由电磁感应产生的电流叫做感应电流。概念:电磁感应现象的发现为完整的电磁学理论奠定了基础,奏响了电气化时代的序曲。我们今天正在享受着电磁感应给人类带来的各种恩惠。
在什么条件下能够产生电磁感应?
如图导体左右平动,前后运动、上下运动。
观察电流表的指针演示
演示1向里运动向外运动导体棒的运动表针的摆动方向导体棒的运动表针的摆动方向向右平动向左向后平动不摆动向左平动向右向上平动不摆动向前平动不摆动向下平动不摆动结论:只有左右平动时,导体棒切割磁感线,有电流产生,前后平动、上下平动,导体棒都不切割磁感线,没有电流产生。结论:三.电磁感应的产生条件向线圈中插入磁铁,把磁铁从线圈中拔出
如图所示:把磁铁的某一个磁极向线圈中插入,从线圈中拔出,或静止地放在线圈中。观察电流表的指针演示
演示2实验过程:
1)将螺线管和电流表连接
2)N极插入线圈的过程中,观察指针有没有偏转?如何偏转?
3)N极停在线圈中,观察指针有没有偏转?如何偏转?
4)N极从线圈中抽出的过程中,观察指针有没有偏转?如何偏转?
5)S极插入线圈的过程中,观察指针有没有偏转?如何偏转?
6)S极停在线圈中,观察指针有没有偏转?如何偏转?
7)S极从线圈中抽出的过程中,观察指针有没有偏转?如何偏转?磁铁的运动表针的摆动方向磁铁的运动表针的摆动方向N极插入线圈向右S极插入线圈向左N极停在线圈中不摆动S极停在线圈中不摆动N极从线圈中抽出向左S极从线圈中抽出向右结论:只有磁铁相对线圈运动时,有电流产生。磁铁相对线圈静止时,没有电流产生。结论:为了说清楚产生电磁感应的条件,要用到一个物理量——磁通量φ
。
定义:穿过闭合回路的磁感线的条数。φ=BS
不要求掌握进一步探究感应电流与磁通量变化的关系
1.实验仪器:学生电源、电键、滑动变阻器、小螺线管A、大螺线管B、电流表.
2.实验过程:
1)将小螺线管A套在大螺线管B中;将大螺线管B和电流表连接;将学生电源、电键、滑动变阻器、小螺线管A连接。
演示3
2)开关闭合的瞬间,观察指针有没有偏转?如何偏转?
3)开关断开的瞬间,观察指针有没有偏转?如何偏转?
4)开关总是闭合的,滑动变限器也不动,观察指针有没有偏转?如何偏转?
5)开关总是闭含的,但迅速移动滑动变阻器的滑片,观察指针有没有偏转?如何偏转?演示操作现象开关闭合瞬间有电流产生开关断开瞬间有电流产生开关闭合时,滑动变阻器不动无电流产生开关闭合时,迅速移动变阻器的滑片有电流产生结论:只有当线圈A中电流变化时,线圈B中才有电流产生。结论:分析1演示实验1中,部分导体切割磁感线,闭合电路所围面积发生变化(磁场不变化),有电流产生;当导体棒前后、上下平动时,闭合电路所围面积没有发生变化,无电流产生。分析2演示实验2中,磁体相对线圈运动,线圈内磁场发生变化,变强或者变弱(线圈面积不变),有电流产生;当磁体在线圈中静止时,线圈内磁场不变化,无电流产生。分析3演示实验3中,通、断电瞬间,变阻器滑动片快速移动过程中,线圈A中电流变化,导致线圈B内磁场发生变化,变强或者变弱(线圈面积不变),有电流产生;当线圈A中电流恒定时,线圈内磁场不变化,无电流产生。结论:只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有感应电流产生即:
“磁生电”的确是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。(1)一个面积为S的平面垂直一个磁感应强度为B的匀强磁场放置,则B与S的乘积叫做穿过这个面的磁通量。
(2)公式:Ф=B•S
(3)单位:韦伯(Wb)
1Wb=1T•1m2=1V•s
(4)物理意义:磁通量表示穿过这个面的磁感线条数。对于同一个平面,当它跟磁场方向垂直时,磁场越强,穿过它的磁感线条数越多,磁通量就越大。当它跟磁场方向平行时,没有磁感线穿过它,则磁通量为零。
(5)磁场变化、面积变化都会引起磁通量的变化。了解:课堂小结一、电磁感应
1、磁通量:穿过闭合回路的磁感线的条数φ。
φ=BS——不要求掌握
2、电磁感应产生的电流叫做感应电流。
3、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线,或穿过闭合电路的磁通量发生变化,产生感应电流的现象。
二、产生感应电流条件:
1、穿过闭合电路的磁通量发生变化。“Φ变”
2、“Φ变”的原因:可能是B变、S变、B与S间的夹角变课堂练习
1.竖直放置的长直导线通以恒定电流,有一巨型线框与导线同一平面,在下列情况中线圈产生感应电流的是()A.导线中电流强度变大
B.线框向右平动
C.线框向下平动
D.线框以ab边为轴转动
E.线框以直导线为轴转动ABD2.产生电磁感应的条件是什么?闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,
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