第一篇：高二物理自感教案

第二節 自感

三維教學目標

1、知識與技能

（1）了解互感和自感現象。（2）了解自感現象產生的原因。

（3）知道自感現象中的一個重要概念——自感系數，了解它的單位及影響其大小的因素。

2、過程與方法：

引導學生從事物的共性中發掘新的個性，從發生電磁感應現象的條件和有關電磁感應得規律，提出自感現象，并推出關于自感的規律。會用自感知識分析，解決一些簡單的問題，并了解自感現象的利弊以及對它們的防止和利用。

3、情感態度與價值觀：培養學生的自主學習的能力，通過對已學知識的理解實現知識的自我更新，以適應社會對人才的要求。教學重點：自感現象及自感系數。

教學難點：

1、自感現象的產生、原因。

2、通、斷電自感演示實驗現象的解釋。解決辦法：通過分析實驗電路和直觀的演示實驗，引導學生運用已學的電磁感應知識進行分析、歸納，再利用電路中的并聯規律，從而幫助學生突破本節重點、排除難點。學生活動設計：啟發引導學生利用前面學過的電路知識及電磁感應知識，分析通電自感和斷電自感的電路圖，預測將會產生的實驗現象，然后再通過觀察實驗現象驗證自身的思維，并歸納總結自感現象這一規律產生的原因。

教具準備：通、斷電自感演示裝置，電池四節（帶電池盒）導線若干。教學過程：

（一）引入新課

問題：

1、發生電磁感應的條件是什么？

2、怎樣得到這種條件，也就是讓閉合回路中磁通量發生變化？

3、下面這兩種電路中當電鍵斷開和閉合瞬間會發生電磁感應現象嗎？如果會發生，它們有什么不同呢？

（二）新課教學

1、自感現象

問題：由電流的磁效應可知，線圈通電后周圍就有磁場產生，電流變化，則磁場也變化，那么對于這個線圈自身來說穿過它的磁通量在此過程中也發生了變化。是否此時也發生了電磁感應現象呢？

我們通過實驗來解決這個問題。演示實驗：（演示實驗）出示自感演示器，通電自感。問題：閉合S瞬間，會有什么現象呢？

引導學生做預測，然后進行實驗。（實驗前事先閉合開關S，調節變阻器R和R1使兩燈正常發光，然后斷開開關，準備好實驗）。

開始做實驗，閉合開關S，提示學生注意觀察現象？

現象：在閉合開關S瞬間，燈A2立刻正常發光，A1比A2遲一段時間才正常發光。

總結：由于線圈L自身的磁通量增加，而產生了感應電動勢，這個感應電動勢總是阻礙磁通量的變化，既阻礙線圈中電流的變化，故通過A1的電流不能立即增大，燈A1的亮度只能慢慢增加，最終與A2相同。

（演示課本P23實驗）斷電自感。先給學生幾分鐘時間看課本實驗，預測實驗現象，是回答課本思考與討論問題。

小結：線圈中電流發生變化時，自身產生感應電動勢，這個感應電動勢阻礙原電流的變化。

自感現象：由于導體本身的電流發生變化而產生的電磁感應現象叫自感現象。自感電動勢：自感現象中產生的感應電動勢叫自感電動勢。

2、磁場的能量

問題：在圖4.6-4中，開關斷開后，燈泡的發光還能持續一段時間，有時甚至比開關斷開前更亮,這時燈泡的能量是從哪里來的呢？

答：電源斷開以后，線圈中電流不會立即消失，這時的電流仍然可以做功，說明線圈儲存能量。當開關閉合時，線圈中的電流從無到有，其中的磁場也是從天到有，這可以看作電源把能量輸送到磁場，儲存在磁場中。這里我們知識一個合理的假設，有關電磁場能量的直接式樣驗證，要在我們認識了電磁波之后才有可能。

3、自感現象的理解：線圈中電流的變化不能在瞬間完成，即不能“突變”。也可以說線圈能體現電的慣性。

4、自感的應用與防止：應用：日光燈 防止：變壓器、電動機。

5、自感系數

問題：我們都知道感應電動勢的大小與回路中磁通量變化的快慢有關，而自感現象中的自感電動勢是感應電動勢的一種，那么就是說，自感電動勢也應正比于穿過線圈的磁通量的變化率，即：E∝△Φ／△t，而磁場的強弱又正比于電流的強弱，即磁通量的變化正比于電流的變化。所以也可以說，自感電動勢正比于電流的變化率。即E∝△I／△t寫成等式即：E=L△I／△t（1）自感系數，簡稱自感或電感，用字母L表示。影響因素：形狀、長短、匝數、有無鐵芯。

（2）單位：亨利 符號：H 常用單位：毫亨（mH）微亨（μH）

6、實例探究

例

1、如圖所示，電路甲、乙中，電阻R和自感線圈L的電阻值都很小，接通S，使電路達到穩定，燈泡D發光。則（AD）A.在電路甲中，斷開S，D將逐漸變暗

B.在電路甲中，斷開S，D將先變得更亮，然后漸漸變暗

C.在電路乙中，斷開S，D將漸漸變暗

D.在電路乙中，斷開S，D將變得更亮，然后漸漸變暗

例

2、如圖所示，自感線圈的自感系數很大，電阻為零。電鍵K原來是合上的，在K斷開后，分析：（1）若R1＞R2，燈泡的亮度怎樣變化？（2）若R1＜R2，燈泡的亮度怎樣變化？

7、鞏固練習

1、下列關于自感現象的說法中，正確的是（ACD）

A.自感現象是由于導體本身的電流發生變化而產生的電磁感應現象 B.線圈中自感電動勢的方向總與引起自感的原電流的方向相反 C.線圈中自感電動勢的大小與穿過線圈的磁通量變化的快慢有關 D.加鐵芯后線圈的自感系數比沒有鐵芯時要大

2、關于線圈的自感系數，下面說法正確的是（D）A.線圈的自感系數越大，自感電動勢一定越大 B.線圈中電流等于零時，自感系數也等于零 C.線圈中電流變化越快，自感系數越大

D.線圈的自感系數由線圈本身的因素及有無鐵芯決定

3、如圖所示，L為一個自感系數大的自感線圈，開關閉合后，小燈能正常發光，那么閉合開關和斷開開關的瞬間，能觀察到的現象分別是（A）A.小燈逐漸變亮，小燈立即熄滅 B.小燈立即亮，小燈立即熄滅

C.小燈逐漸變亮，小燈比原來更亮一下再慢慢熄滅 D.小燈立即亮，小燈比原來更亮一下再慢慢熄滅

第二篇：高二物理教案電磁感應-自感

五、自感

教學目的

1．知道什么是自感現象和自感電動勢

2．知道自感系數是表示線圈本身特性和物理量。知道它的單位 3．知道自感現象的利和弊以及它們應用和防止

教具

通電自感演示器，斷電自感演示器，直流電源，導線若干

教學過程

一、復習導入（5分鐘）

[提問] 1．產生電磁感應的條件是什么？

[投影] 2．如圖是一個通電螺線管，其中電流強度為I，回答下列問題：（1）．螺線管中有無磁場？磁場的強弱與電流有無關系？（2）．當電流變化時，螺線管中的磁場是否變化？（3）．當電流變化時，通過螺線管中的磁通量是否變化？（4）．當電流變化時，螺線管中是否產生電磁感應現象？（5）．當電流變化時，螺線管中是否產生感應電動勢？

[啟發講解] 當通過螺線管中電流變化時，螺線管中也能產生電磁感應現象，但這種電磁感應現象與我們前面學過的電磁感應現象有所不同，這種電磁感應現象的產生是由于通過導體自身的電流變化引起磁通量的變化。這種現象就稱為自感現象。

二、新課：

[板書]

一、自感現象

[板書] 1.自感現象：由于導體本身電流的變化而產生的電磁感應現象叫自感現象。

[啟發提問]通過上面的分析，想一想，自感現象產生的原因是什么呢？ ［板書］２.自感現象產生的原因：導體本身電流變化，引起磁通量的變化。[提問講解］自感現象屬于一種電磁感應現象，那么在自感現象中有沒有感應電動勢產生呢？ [板書]

二、自感電動勢：（15分鐘）

[板書] 1.自感電動勢：在自感現象中產生的感應電動勢叫自感電動勢。[設問講解] 那么自感電動勢有什么作用呢？回顧楞次定律，然后通過實驗來說明。

[板書] 2.自感電動勢的作用:阻礙導體中原來電流的變化。

[小結講解] ：（投影燈片）當通過螺線管中原來的電流I增大時，螺線管中產生的自感電動勢阻礙I變大；當通過螺線管中原來的電流I減小時，螺線管中產生的自感電動阻礙I減小。[板書]（1）導體中原電流增大時，自感電動勢阻礙它增大。（2）導體中原電流減小時，自感電動勢阻礙它減小。[講解] 下面通過實驗來驗證自感電動勢的作用。[投影] 實驗電路如圖：

[講解]介紹電路，其中L是帶有鐵芯的線圈。下面進行理論分析。[啟發思考]（投影思考題）

（1）開關S合上的瞬間，通過兩個支路的電流怎么變化？

（2）開關S合上的瞬間，通過兩個支路的電流變化情況是否相同？為什么？（3）燈1和燈2哪個只能逐漸亮起來？

理論結果：（讓學生討論后回答）[演示實驗一]

實驗要觀察的現象：燈1和燈2哪個立即達最亮，哪個只能逐漸亮起來。實驗結果：燈1只能逐漸亮起來、燈2立即達最亮。

實驗結果說明的問題：通過線圈的電流發生變化時，線圈中產生了自感電動勢，自感電動勢的作用是阻礙線圈中原電流的變化。[演示實驗二]

實驗觀察到的現象：電鍵斷開后，燈泡要過一會兒才熄滅。

[引導學生對實驗結果進行分析]：（投影實驗電路）電路斷開的瞬間，通過線圈的電流突然減弱，穿過線圈的磁通量也就很快地減少，因而線圈中產生了自感電動勢。自感電動勢阻礙電流的減弱，這時盡管燈泡與電源已經斷開，但線圈和燈泡組成了閉合回路，所以燈泡中有有感應電流通過，因而燈泡不會立即熄滅。

總結兩個實驗要說明的問題。

[講解]自感現象在我們日常生活中有很廣泛的應用，如日光燈的鎮流器就是利用線圈自感現象的一個例子……

[提問]（投影燈片）感應電動勢大小與下面哪個因素有關？ A 磁通量大小 B 磁通量變化量的大小 C 磁通量變化的快慢 D 磁場的強弱

[設問]自感電動勢是一種感應電動勢，它的大小也與磁通量的變化快慢有關。在發生自感現象時，導體中產生的自感電動勢與下面的哪個因素有關？ A 電流大小 B 電流變化量的大小 C 電流變化的快慢

（指導學生看書、思考、集體回答）

[板書] 3．自感電動勢大小與線圈中電流變化快慢有關。

[講解] 對同一線圈來說，電流變化的快，線圈中產生的自感電動勢大；反之，電流變化得慢，產生的自感電動勢小。

[講解過渡]對于不同線圈，在電流變化快慢相同的情況下，產生的自感電動勢可以不同，說明不同線圈具有不同的特性，在物理上用自感系數來表示這種特性。

[板書]

三、自感系數

[設問]那么線圈的自感系數與線圈的哪些因數有關呢？它的單位是什么？ [板書] 1．決定線圈自感系數的因素：線圈的形狀、長短、匝數、線圈中是否有鐵芯。

[板書] 2．自感系數的單位：亨利，簡稱亨，符號是H。1mH=10H，1μH=10H [例題]有關自感現象，下列敘述中正確的是：………（）

A 有鐵芯的多匝金屬線圈中，通過的電流強度不變時，無自感現象發生，線圈的自感系數為零

B 導體中所通電流發生變化時，產生的自感電動勢總是阻礙導體中原來電流的變化

C 線圈中所通電流越大，產生的自感電動勢也越大 D 線圈中所通電流變化越大，產生的自感電動勢也越大

[引導學生分析]線圈的自感系數與線圈中是否有電流無關，它是由線圈本身的特性決定的。自感電動勢的大小與線圈中電流變化的快慢有關。

[小結]本節課我們學習了自感現象產生的原因：是由于通過導體本身電流的變化，自感電動勢的作用：阻礙導體中原來電流的變化、自感系數的決定因素和單位。-3

第三篇：高二物理萬有引力定律教案

高二物理萬有引力定律教案

【摘要】查字典物理網小編編輯整理了高二物理教案：萬有引力定律，供廣大同學們在暑假期間，復習本門課程，希望能幫助同學們加深記憶，鞏固學過的知識!

教學目標

知識與技能

1.了解萬有引力定律得出的思路和過程，知道地球上的重物下落與天體運動的統一性。

2.知道萬有引力是一種存在于所有物體之間的吸引力，知道萬有引力定律的適用范圍。

3.會用萬有引力定律解決簡單的引力計算問題，知道萬有引力定律公式中r的物理意義，了解引力常量G的測定在科學歷史上的重大意義。

4.了解萬有引力定律發現的意義。

過程與方法

1.通過演繹牛頓當年發現萬有引力定律的過程，體會在科學規律發現過程中猜想與求證 的重要性。

2.體會推導過程中的數量關系.情感、態度與價值觀

1.感受自然界任何物體間引力的關系，從而體會大自然的奧秘.2.通過演繹牛頓當年發現萬有引力定律的過程和卡文迪許測定萬有引力常量的實驗，讓

學生體會科學家們勇于探索、永不知足的精神和發現真理的曲折與艱辛。

教學重點、難點

1.萬有引力定律的推導過程，既是本節課的重點，又是學生理解的難點。

2.由于一般物體間的萬有引力極小，學生對此缺乏感性認識。

教學方法

探究、講授、討論、練習

教 學 活 動

(一)引入新課

復習回顧上節課的內容

如果行星的運動軌道是圓，則行星將作勻速圓周運動。根據勻速圓周運動的條件可知，行星必然要受到一個引力。牛頓認為這是太陽對行星的引力，那么，太陽對行星的引力F提供行星作勻速圓周運動所需的向心力。

學生活動： 推導得

將V=2r/T代入上式得

利用開普勒第三定律 代入上式

得到：

師生總結：由上式可得出結論：太陽對行星的引力跟行星的質量成正比，跟行星到太陽的距離的二次方成反比。即：F

教師：牛頓根據其第三定律：太陽吸引行星的力與行星吸引太陽的力是同性質的作用力，且大小相等。于是提出大膽的設想：既然這個引力與行星的質量成正比，也應跟太陽的質量M成正比。即：F

寫成等式就是F=G(其中G為比例常數)

(二)進行新課

教師：牛頓得到這個規律以后是不是就停止思考了呢?假如你是牛頓，你又會想到什么呢? 學生回答基礎上教師總結：

猜想一：既然行星與太陽之間的力遵從這個規律，那么其他天體之間的力是否也遵從這個規律呢?(比如說月球與地球之間)

師生： 因為其他天體的運動規律與之類似,根據前面的推導所以月球與地球之間的力，其他行星的衛星和該行星之間的力，都滿足上面的規律,而且都是同一種性質的力。

教師：但是牛頓的思考還是沒有停止。假如你是牛頓，你又會想到什么呢?

學生回答基礎上教師總結：

猜想二：地球與月球之間的力，和地球與其周圍物體之間的力是否遵從相同的規律?

教師：地球對月球的引力提供向心力，即F= =ma

地球對其周圍物體的力，就是物體受到的重力，即F=mg 從以上推導可知：地球對月球的引力遵從以上規律，即F=G

那么，地球對其周圍物體的力是否也滿足以上規律呢?即F=G

此等式是否成立呢?

已知：地球半徑R=6.37106m , 月球繞地球的軌道半徑r=3.8108 m ，月球繞地球的公轉周期T=27.3天, 重力加速度g=9.8

(以上數據在當時都已經能夠精確測量)

提問：同學們能否通過提供的數據驗證關系式F=G 是否成立?

學生回答基礎上教師總結：

假設此關系式成立，即F=G

可得： =ma=G F=mg=G

兩式相比得： a/g=R2 / r2

但此等式是在以上假設成立的基礎上得到的，反過來若能通過其他途徑證明此等式成立，也就證明了前面的假設是成立的。代人數據計算：

a/g1/3600

R2 / r21/3600

即a/g=R2 / r2 成立，從而證明以上假設是成立的，說明地球與其周圍物體之間的力也遵從相同的規律，即F=G

這就是牛頓當年所做的著名的月-地檢驗，結果證明他的猜想是正確的。從而驗證了地面上的重力與地球吸引月球、太陽吸引行星的力是同一性質的力，遵守同樣的規律。

教師：不過牛頓的思考還是沒有停止，假如你是牛頓，此時你又會想到什么呢? 學生回答基礎上教師總結：

猜想三：自然界中任何兩個物體間的作用力是否都遵從相同的規律?

牛頓在研究了這許多不同物體間的作用力都遵循上述引力規律之后。于是他大膽地把這一規律推廣到自然界中任意兩個物體間，于1687年正式發表了具有劃時代意義的萬有引力定律。

萬有引力定律

①內容

自然界中任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個物體的質量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比。

②公式

如果用m1和m2表示兩個物體的質量，用r表示它們的距離，那么萬有引力定律可以用下面的公式來表示(其中G為引力常量)

說明：1.G為引力常量，在SI制中，G=6.6710-11Nm2/kg2.2.萬有引力定律中的物體是指質點而言，不能隨意應用于一般物體。

a.對于相距很遠因而可以看作質點的物體，公式中的r 就是指兩個質點間的距離;

b.對均勻的球體，可以看成是質量集中于球心上的質點，這是一種等效的簡化處理方法。

教師：牛頓雖然得到了萬有引力定律，但并沒有很大的實際應用，因為當時他沒有辦法測定引力常量G的數值。直到一百多年后英國的另一位物理學家卡文迪許才用實驗測定了G的數值。

利用多媒體演示說明卡文迪許的扭秤裝置及其原理。

扭秤的主要部分是這樣一個T字形輕而結實的框架，把這個T形架倒掛在一根石英絲下。若在T形架的兩端施加兩個大小相等、方向相反的力，石英絲就會扭轉一個角度。力越大，扭轉的角度也越大。反過來，如果測出T形架轉過的角度，也就可以測出T形架兩端所受力的大小。現在在T形架的兩端各固定一個小球，再在每個小球的附近各放一個大球，大小兩個球間的距離是可以較容易測定的。根據萬有引力定律，大球會對小球產生引力，T形架會隨之扭轉，只要測出其扭轉的角度，就可以測出引力的大小。當然由于引力很小，這個扭轉的角度會很小。怎樣才能把這個角度測出來呢?卡文迪許在T形架上裝了一面小鏡子，用一束光射向鏡子，經鏡子反射后的光射向遠處的刻度尺，當鏡子與T形架一起發生一個很小的轉動時，刻度尺上的光斑會發生較大的移動。這樣，就起到一個化小為大的效果，通過測定光斑的移動，測定了T形架在放置大球前后扭轉的角度，從而測定了此時大球對小球的引力。卡文迪許用此扭秤驗證了牛頓萬有引力定律，并測定出萬有引力恒量G的數值。這個數值與近代用更加科學的方法測定的數值是非常接近的。

卡文迪許測定的G值為6.75410-11 Nm2/kg2，現在公認的G值為6.6710-11 Nm2/kg2。由于萬有引力恒量的數值非常小，所以一般質量的物體之間的萬有引力是很小的，我們可以估算一下，兩個質量50kg的同學相距0.5m時之間的萬有引力有多大(可由學生回答：約6.6710-7N)，這么小的力我們是根本感覺不到的。只有質量很大的物體對一般物體的引力我們才能感覺到，如地球對我們的引力大致就是我們的重力，月球對海洋的引力導致了潮汐現象。而天體之間的引力由于星球的質量很大，又是非常驚人的：如太陽對地球的引力達3.561022N。

教師：萬有引力定律建立的重要意義

第四篇：高二物理焦耳定律教案

2.5焦耳定律

【教學目標】

（一）知識與技能

1、理解電功的概念，知道電功是指電場力對自由電荷所做的功，理解電功的公式，能進行有關的計算。

2、理解電功率的概念和公式，能進行有關的計算。

3、知道電功率和熱功率的區別和聯系。

（二）過程與方法

通過推導電功的計算公式和焦耳定律，培養學生的分析、推理能力。

（三）情感、態度與價值觀

通過電能與其他形式能量的轉化和守恒，進一步掌握能量守恒定律的普遍性。

【教學重點】

電功、電功率的概念、公式；焦耳定律、電熱功率的概念、公式。

【教學難點】

電功率和熱功率的區別和聯系。

【教學過程】

（一）復習

1.串并聯電路的性質。2.電流表的改裝。

（二）進行新課

1、電功和電功率

教師：請同學們思考下列問題

（1）電場力的功的定義式是什么?（2）電流的定義式是什么? 學生：（1）電場力的功的定義式W=qU

（2）電流的定義式I=

q t教師：投影教材圖2.5-1（如圖所示）

如圖所示，一段電路兩端的電壓為U，由于這段電路兩端有電勢差，電路中就有電場存在，電路中的自由電荷在電場力的作

用下發生定向移動，形成電流I，在時間t內通過這段電路上任一橫截面的電荷量q是多少? 學生：在時間t內，通過這段電路上任一橫截面的電荷量q=It。

教師：這相當于在時間t內將這些電荷q由這段電路的一端移到另一端。在這個過程中，電場力做了多少功？

學生：在這一過程中，電場力做的功W=qU=IUt

教師：在這段電路中電場力所做的功，也就是通常所說的電流所做的功，簡稱電功。電功：

（1）定義：在一段電路中電場力所做的功，就是電流所做的功，簡稱電功.（2）定義式：W=UIT

教師：電功的定義式用語言如何表述？

學生：電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓U，電路中的電流I和通電時間t三者的乘積。

教師：請同學們說出電功的單位有哪些？

學生：（1）在國際單位制中，電功的單位是焦耳，簡稱焦，符號是J.（2）電功的常用單位有：千瓦時，俗稱“度”，符號是kW·h.說明：使用電功的定義式計算時，要注意電壓U的單位用V，電流I的單位用A，通電時間t的單位用s，求出的電功W的單位就是J。

教師：在相同的時間里，電流通過不同用電器所做的功一般不同。例如，在相同時間里，電流通過電力機車的電動機所做的功要顯著大于通過電風扇的電動機所做的功。電流做功不僅有多少，而且還有快慢，為了描述電流做功的快慢，引入電功率的概念。

（1）定義：單位時間內電流所做的功叫做電功率。用P表示電功率。（2）定義式：P=W=IU t（3）單位：瓦（W）、千瓦（kW）

［說明］電流做功的“快慢”與電流做功的“多少”不同。電流做功快，但做功不一定多；電流做功慢，但做功不一定少。

2、焦耳定律

教師：電流做功，消耗的是電能。電能轉化為什么形式的能與電路中的電學元件有關。在純電阻元件中電能完全轉化成內能，于是導體發熱。．．．．．．．設在一段電路中只有純電阻元件，其電阻為R，通過的電流為I，試計算在時間t內電

流通過此電阻產生的熱量Q。

學生：求解產生的熱量Q。

解：據歐姆定律加在電阻元件兩端的電壓U=IR 在時間t內電場力對電阻元件所做的功為W=IUt=I2Rt

由于電路中只有純電阻元件，故電流所做的功W等于電熱Q。產生的熱量為

Q=I2Rt

教師指出：這個關系最初是物理學家焦耳用實驗得到的，叫焦耳定律，同學們在初中已經學過了。

學生活動：總結熱功率的定義、定義式及單位。熱功率：

（1）定義：單位時間內發熱的功率叫做熱功率。（2）定義式：P熱=

Q

2=IR t（3）單位：瓦（W）

（三）研究電功率與熱功率的區別和聯系。

學生：分組討論總結電功率與熱功率的區別和聯系。師生共同活動：總結：（1）電功率與熱功率的區別

電功率是指輸入某段電路的全部功率或在這段電路上消耗的全部電功率，決定于這段電路兩端電壓U和通過的電流I的乘積。

熱功率是在某段電路上因發熱而消耗的功率，決定于通過這段電路的電流的平方I2和電阻R的乘積。

（2）電功率與熱功率的聯系

若在電路中只有電阻元件時，電功率與熱功率數值相等。即P熱=P電 教師指出：

若電路中有電動機或電解槽時，電路消耗的電功率絕大部分轉化為機械能或化學能，只有一少部分轉化為內能，這時電功率大于熱功率，即P電＞P熱。

課堂練習

例一： 一個電動機，線圈電阻是0.4歐，當它兩端所加的電壓為220V時，通過的電流是5A。求（1）電功率是否等于熱功率？（2）這臺電動機的機械功率是多少？

解：本題涉及三個不同的功率：電動機消耗的電功率P電、電動機發熱的功率P熱、轉化為機械能的功率P機

。三者之間遵從能量守恒定律，即

P電=P熱+P機 由焦耳定律，電動機發熱的功率為

P熱=I2R 電動機消耗的功率，即電流做功的功率為

P電=IU 因此可得電能轉化為機械的功率，即電動機所做機械功的功率

P機=P電-P熱=IU － I2R

=5 ×220 －52 ×0.4

=1090w 課堂小結

電功

W=UIt

電功率

P=UI

焦耳熱

Q=I2Rt

熱功率

P=I2R 純電阻電路:

電功=電熱

電功率=熱功率

非純電阻電路:

電功=電熱+其它形式的能量

電功率=熱功率=其它形式的功率

第五篇：高二物理法拉第電磁感應定律教案

課題 4.3 法拉第電磁感應定律

第3時

一、教學目標：

（一）知識與技能

1．知道什么叫感應電動勢。

2．知道磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的物理量，并能區別Φ、ΔΦ、E?n3．理解法拉第電磁感應定律內容、數學表達式。4．知道E=BLvsinθ如何推得。

??5．會用E?n和E=BLvsinθ解決問題。

?t

（二）過程與方法

通過推導到線切割磁感線時的感應電動勢公式E=BLv，掌握運用理論知識探究問題的方法。

（三）情感、態度與價值觀

1．從不同物理現象中抽象出個性與共性問題，培養學生對不同事物進行分析，找出共性與個性的辯證唯物主義思想。

2．了解法拉第探索科學的方法，學習他的執著的科學探究精神。

二、教具準備：

??。?t

多媒體電腦、投影儀、投影片。

三、教學過程：

① 復習提問（課堂導入）：

（一）引入新課

在電磁感應現象中，產生感應電流的條件是什么？

在電磁感應現象中，磁通量發生變化的方式有哪些情況？ 恒定電流中學過，電路中存在持續電流的條件是什么？

在電磁感應現象中，既然閉合電路中有感應電流，這個電路中就一定有電動勢。在電磁感應現象中產生的電動勢叫感應電動勢。下面我們就來探討感應電動勢的大小決定因素。

② 出示本堂課教學目標：

1．知道什么叫感應電動勢。

2．知道磁通量的變化率是表示磁通量變化快慢的物理量，并能區別Φ、ΔΦ、E?n3．理解法拉第電磁感應定律內容、數學表達式。4．知道E=BLvsinθ如何推得。

??5．會用E?n和E=BLvsinθ解決問題。

?t

③ 重點、難點化解（探求新知、質疑導學、課堂反饋）： 學生活動內容 實驗甲中，將條形磁鐵快插入（或拔出）比慢插入或（拔??出）時，大，?tI感大，E感大。實驗乙中，導體??棒運動越快，越?t大，I感越大，E感越大。

實驗丙中，開關斷開或閉合，比開關閉合時移動滑動變??阻器的滑片時?t大，I感大，E感大。

從上面的三個、感應電動勢

老師活動內容

??。?t

在圖a與圖b中，若電路是斷開的，有無電流？有無電動勢？ 電路斷開，肯定無電流，但有電動勢。

電動勢大，電流一定大嗎？電流的大小由電動勢和電阻共同決定。圖b中，哪部分相當于a中的電源？螺線管相當于電源。圖b中，哪部分相當于a中電源內阻？線圈自身的電阻。

在電磁感應現象中，不論電路是否閉合，只要穿過電路的磁通量發生變化，電路中就有感應電動勢.有感應電動勢是電磁感應現象的本質。

2、電磁感應定律 實驗我們可以發現，感應電動勢跟什么因素有關？現在演示前節課中三個成功實驗，用CAI課件展??越大，E感越大，示出這三個電路圖，同時提出三個問題供學生思考： ?t即感應電動勢的大小完全由磁通量的變化率決定。精確的實驗表明：電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路磁通量的變化率成正比，??即E∝。這就是?t法拉第電磁感應定律。

（師生共同活動，推導法拉第電磁感應定律的表達式）

設t1時刻穿過回路的磁通量為Φ1，t2時刻穿過回路的磁通量為Φ2，在時間Δt=t2－t1內磁通量的變化量為ΔΦ=Φ2－Φ1，磁通量的變化率??為，感應電動勢?t為E，則

E=n?? ?t

甲

丙

問題1：在實

乙

驗中，電流表指針偏轉原因是什么?

問題2：電流表指針偏轉程度跟感應電動勢的大小有什么關系?

問題3：第一個成功實驗中，將條形磁鐵從同一高度插入線圈中，快插入和慢插入有什么相同和不同?

穿過電路的Φ變化?產生E感?產生I感.E由全電路歐姆定律知I=，當電路中的總電阻一定時，E感越大，I越大，R?r指針偏轉越大。

磁通量變化相同，但磁通量變化的快慢不同。

教師：磁通量變化的快慢用磁通量的變化率來描述，即單位時間內磁通量的變在國際單位制中，電動勢單位是伏（V），磁通量單位是韋伯（Wb），時間單位是秒（s），可以證明式中比例系數k=1，（同學們可以課下自己證明），則上式可寫成

??E=

?t化量，用公式表示為

??。從上面的三個實驗，同學們可歸納出什么結論呢？ ?t設閉合電路是一個n匝線圈，且穿過每匝線圈的磁通量變化率都相同，這時相當于n個單匝線圈串聯而成，因此感應電動勢變為

??E=n

?t

問題：當導體的運動方向跟磁感線

3、導線切割磁感線時的感應電動勢

導體切割磁感線時，感應電動勢如何計算呢？用CAI課件展示如圖所示電路，方向有一個夾角θ，閉合電路一部分導體ab處于勻強磁場中，磁感應強度為B，ab的長度為L，以速感應電動勢可用上面的公式計算嗎？ 度v勻速切割磁感線，求產生的感應電動勢？

解析：設在Δt時間內導體棒由原來的位置運動到a1b1，這時線框面積的變化量為

ΔS=LvΔt

穿過閉合電路磁通量的變化量為

ΔΦ=BΔS=BLvΔt

據法拉第電磁感應定律，得

如圖所示電路，閉合電路的一部分導體處于勻強磁場中，導體棒以v斜向切割磁感線，求產生的感應電動勢。

解析：可以把速度v分解為兩個分量：垂直于磁感線的分量v1=vsinθ和平行于磁感線的分量

E=

??=BLv ?t問題：當導體的運動方向跟磁感線方向有一個夾角θ，感應電動勢可用上面的公式計算嗎？

［強調］在國際單位制中，上式中B、L、v的單位分別是特斯拉（T）、米（m）、米每秒（m/s），θ指v與B的夾角。v2=vcosθ。后者不切割磁感線，不產生感應電動勢。前者切割磁感線，產生的感應電動勢為 E=BLv1=BLvsinθ

討論：如果電動機因機械阻力過大而停止轉動，會發生什么情況？這時應采取什么措施？

學生討論，發表見解。電動機停止轉動，這時就沒有了反電動勢，線圈電阻一般都很小，線圈中電流會很大，電動機可能會燒毀。這時，應立即切斷電源，進行檢查。

④ 系統歸納： 感應電動勢為E

E=n

?? ?t4、反電動勢

引導學生討論教材圖4.3-3中，電動機線圈的轉動會產生感應電動勢。這個電動勢是加強了電源產生的電流，還是削弱了電源的電流？是有利于線圈轉動還是阻礙線圈的轉動？

學生討論后發表見解。

教師總結點評。電動機轉動時產生的感應電動勢削弱了電源的電流，這個電動勢稱為反電動勢。反電動勢的作用是阻礙線圈的轉動。這樣，線圈要維持原來的轉動就必須向電動機提供電能，電能轉化為其它形式的能。

在國際單位制中，電動勢單位是伏（V），磁通量單位是韋伯（Wb），時間單位是秒（s），E=BLv1=BLvsinθ

［強調］在國際單位制中，上式中B、L、v的單位分別是特斯拉（T）、米（m）、米每秒（m/s），θ指v與B的夾角。⑤ 練習鞏固（課堂作業）：

【例1】如圖所示，有一彎成θ角的光滑金屬導軌POQ，水平放置在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向與導軌平面垂直，有一金屬棒MN與導軌的OQ邊垂直放置，當金屬棒從O點開始以加速度a向右勻加速運動t秒時，棒與導軌所構成的回路中的感應電動勢是多少? 解：由于導軌的夾角為θ，開始運動t秒時，金屬棒切割磁感線的有效長度為： L=stanθ=12attanθ 2據運動學公式，這時金屬棒切割磁感線的速度為v=at 由題意知B、L、v三者互相垂直，有 E=BLv=B121attanθ·at=Ba2t3tanθ 2212

3Battanθ.2即金屬棒運動t秒時，棒與導軌所構成的回路中的感應電動勢是E= 【例2】（2001年上海）如圖所示，固定于水平面上的金屬框cdef，處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒ab擱在框架上，可無摩擦滑動.此時abed構成一個邊長l的正方形，棒電阻r，其余電阻不計，開始時磁感應強度為B。

（1）若以t=0時起，磁感應強度均勻增加，每秒增加量k，同時保持棒靜止，求棒中的感應電流。

（2）在上述情況中，棒始終保持靜止，當t=t1時需加垂直于棒水平外力多大?（3）若從t=0時起，磁感應強度逐漸減小，當棒以恒定速度v向右勻速運動，可使棒中不產生I感，則磁感應強度應怎樣隨時間變化?（寫出B與t的關系式）

解析：（1）據法拉第電磁感應定律，回路中產生的感應電動勢為

??E==kl2

?t回路中的感應電流為

Ekl2I=? rr（2）當t=t1時，B=B0+kt1 金屬桿所受的安培力為

kl2kl3F安=BIl=（B0+kt1）?l?(B0?kt1)rr據平衡條件，作用于桿上的水平拉力為

kl3F=F安=（B0+kt1）

r（3）要使棒中不產生感應電流，則通過閉合回路的磁通量不變，即

B0l2=Bl（l+v t）

解得

B=★鞏固練習

1.法拉第電磁感應定律可以這樣表述：閉合電路中感應電動勢的大小

（）A.跟穿過這一閉合電路的磁通量成正比 B.跟穿過這一閉合電路的磁感應強度成正比 C.跟穿過這一閉合電路的磁通量的變化率成正比 D.跟穿過這一閉合電路的磁通量的變化量成正比 答案：C 點評：熟記法拉第電磁感應定律的內容

2.將一磁鐵緩慢地或迅速地插到閉合線圈中同樣位置處，不發生變化的物理量有

（）

A.磁通量的變化率

B.感應電流的大小 C.消耗的機械功率

D.磁通量的變化量 E.流過導體橫截面的電荷量

答案：DE 點評：插到同樣位置，磁通量變化量相同，但用時不同

3.恒定的勻強磁場中有一圓形閉合導線圈，線圈平面垂直于磁場方向，當線圈在磁場中做下列哪種運動時，線圈中能產生感應電流

（）

A.線圈沿自身所在平面運動 B.沿磁場方向運動

C.線圈繞任意一直徑做勻速轉動 D.線圈繞任意一直徑做變速轉動

答案：CD 點評：判斷磁通量是否變化

4.一個矩形線圈，在勻強磁場中繞一個固定軸做勻速運動，當線圈處于如圖所示

四、作業布置：

B0l l?vt① 課后作業

1、學習小組課下做一做教材13頁上“說一說”欄目中的小實驗，思考并回答該欄目中的問題。

2、將“問題與練習”中的第2、3、6、7題做在作業本上，思考并完成其他題目。：

② 家庭作業：

課課練

五、其它資料（除板書設計）：