高中物理選修3-2全冊學案

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第四章 電磁感應 4.1 劃時代的發(fā)現 教學目標 （一）知識與技能 1．知道與電流磁效應和電磁感應現象的發(fā)現相關的物理學史。 2．知道電磁感應、感應電流的定義。 （二）過程與方法 領悟科學探究中提出問題、觀察實驗、分析論證、歸納總結等要素在研究物理問題時的重要性。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 1．領會科學家對自然現象、自然規(guī)律的某些猜想在科學發(fā)現中的重要性。 2．以科學家不怕失敗、勇敢面對挫折的堅強意志激勵自己。 教學重點、難點 教學重點 知道與電流磁效應和電磁感應現象的發(fā)現相關的物理學史。領悟科學探究的方法和艱難歷程。培養(yǎng)不怕失敗、勇敢面對挫折的堅強意志。 教學難點 領悟科學探究的方法和艱難歷程。培養(yǎng)不怕失敗、勇敢面對挫折的堅強意志。 教學方法 教師啟發(fā)、引導，學生自主閱讀、思考，討論、交流學習成果。 教學手段 計算機、投影儀、錄像片 教學過程 一、奧斯特夢圓“電生磁”------電流的磁效應 引導學生閱讀教材有關奧斯特發(fā)現電流磁效應的內容。提出以下問題，引導學生思考并回答： （1）是什么信念激勵奧斯特尋找電與磁的聯系的？在這之前，科學研究領域存在怎樣的歷史背景？ （2）奧斯特的研究是一帆風順的嗎？奧斯特面對失敗是怎樣做的？ （3）奧斯特發(fā)現電流磁效應的過程是怎樣的？用學過的知識如何解釋？ （4）電流磁效應的發(fā)現有何意義？談談自己的感受。 學生活動：結合思考題，認真閱讀教材，分成小組討論，發(fā)表自己的見解。 二、法拉第心系“磁生電”------電磁感應現象 教師活動：引導學生閱讀教材有關法拉第發(fā)現電磁感應的內容。提出以下問題，引導學生思考并回答： （1）奧斯特發(fā)現電流磁效應引發(fā)了怎樣的哲學思考？法拉第持怎樣的觀點？ （2）法拉第的研究是一帆風順的嗎？法拉第面對失敗是怎樣做的？ （3）法拉第做了大量實驗都是以失敗告終，失敗的原因是什么？ （4）法拉第經歷了多次失敗后，終于發(fā)現了電磁感應現象，他發(fā)現電磁感應現象的具體的過程是怎樣的？之后他又做了大量的實驗都取得了成功，他認為成功的“秘訣”是什么？ （5）從法拉第探索電磁感應現象的歷程中，你學到了什么？談談自己的體會。 學生活動：結合思考題，認真閱讀教材，分成小組討論，發(fā)表自己的見解。 三、科學的足跡 1、科學家的啟迪 教材P4 2、偉大的科學家法拉第 教材 四、實例探究 【例1】發(fā)電的基本原理是電磁感應。發(fā)現電磁感應現象的科學家是（C） A．安培 B．赫茲 C．法拉第 D．麥克斯韋 【例2】發(fā)現電流磁效應現象的科學家是__奧斯特__，發(fā)現通電導線在磁場中受力規(guī)律的科學家是_安培_，發(fā)現電磁感應現象的科學家是_法拉第_，發(fā)現電荷間相互作用力規(guī)律的的科學家是_庫侖_。 【例3】下列現象中屬于電磁感應現象的是（B） A．磁場對電流產生力的作用 B．變化的磁場使閉合電路中產生電流 C．插在通電螺線管中的軟鐵棒被磁化 D．電流周圍產生磁場 五、學生的思考： 1、我們可以通過哪些實驗與現象來說明（證實）磁現象與電現象有聯系 2、如何讓磁生成電？ 4.2、探究電磁感應的產生條件 教學目標 （一）知識與技能 1．知道產生感應電流的條件。 2．會使用線圈以及常見磁鐵完成簡單的實驗。 （二）過程與方法 學會通過實驗觀察、記錄結果、分析論證得出結論的科學探究方法 （三）情感、態(tài)度與價值觀 滲透物理學方法的教育，通過實驗觀察和實驗探究，理解感應電流的產生條件。舉例說明電磁感應在生活和生產中的應用。 教學重點、難點 教學重點：通過實驗觀察和實驗探究，理解感應電流的產生條件。 教學難點：感應電流的產生條件。 教學方法 實驗觀察法、分析法、實驗歸納法、講授法 教學手段 條形磁鐵（兩個），導體棒，示教電流表，線圈（粗、細各一個），學生電源，開關，滑動變阻器，導線若干， 教學過程 一、基本知識 （一）知識準備 ①磁通量 定義：公式：f=BS 單位： 符號： 推導：B=f/S，磁感應強度又叫磁通密度，用Wb/ m2表示B的單位； 計算：當B與S垂直時，或當B與S不垂直時，f的計算 ②初中知識回顧：當閉合電路的一部分做切割磁感線運動時，電路中會產生感應電流。 電磁感應現象：由磁產生電的現象 （二）新課講解 1、實驗一：閉合電路的部分導線在勻強磁場中切割磁感線，教材P6圖4.2-1 探究導線運動快慢與電流表示數大小的關系. 實驗二：向線圈中插入磁鐵,或把磁鐵從線圈中抽出,教材P6圖4.2-2 探究磁鐵插入或抽出快慢與電流表示數大小的關系 2、模仿法拉第的實驗：通電線圈放入大線圈或從大線圈中拔出，或改變線圈中電流的大?。ǜ淖兓€變阻器的滑片位置），教材P7圖4.2-3 探究將小線圈從大線圈中抽出或放入快慢與電流表示數的關系 3、分析論證： 實驗一：磁場強度不發(fā)生變化，但閉合線圈的面積發(fā)生變化； 實驗二：①磁鐵插入線圈時，線圈的面積不變，但磁場由弱變強； ②磁鐵從線圈中抽出時，線圈的面積也不改變，磁場由強變弱； 實驗三：①通電線圈插入大線圈時，大線圈的面積不變，但磁場由弱變強； ②通電線圈從大線圈中抽出時，大線圈的面積也不改變，但磁場由強變弱； ③當迅速移動滑線變阻器的滑片，小線圈中的電流迅速變化，電流產生的磁場也隨之而變化，而大線圈的面積不發(fā)生變化，但穿過線圈的磁場強度發(fā)生了變化。 4、歸納總結： 在幾種實驗中，有的磁感應強度沒有發(fā)生變化，面積發(fā)生了變化；而又有的線圈的面積沒有變化，但穿過線圈的磁感應強度發(fā)生了變化。其共同點是穿過線圈的磁通量發(fā)生了變化。磁通量變化的快慢與閉合回路中感應電流的大小有關。 結論：只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應電流產生。 5、課堂總結：1、產生感應電流的條件：①電路閉合；②穿過閉合電路的磁通量發(fā)生改變 2、電磁感應現象：利用磁場產生電流的現象叫電磁感應現象 3、感應電流：由磁場產生的電流叫感應電流 6、例題分析 例1、右圖哪些回路中比會產生感應電流 例2、如圖，要使電流計G發(fā)生偏轉可采用的方法是 A、K閉合或斷開的瞬間 B、K閉合，P上下滑動 C、在A中插入鐵芯 D、在B中插入鐵芯 7、練習與作業(yè) 1、關于電磁感應，下列說法中正確的是 A導體相對磁場運動，導體內一定會產生感應電流 B導體做切割磁感線的運動，導體內一定會產生感應電流 C閉合電路在磁場中做切割磁感線的運動，電路中一定會產生感應電流 D穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，電路中一定會產生感應電流 2、恒定的勻強磁場中有一圓形閉合圓形線圈，線圈平面垂直于磁場方向，當線圈在此磁場中做下列哪種運動時，線圈中能產生感應電流 A線圈沿自身所在的平面做勻速運動 B線圈沿自身所在的平面做加速直線運動 C線圈繞任意一條直徑做勻速轉動 D線圈繞任意一條直徑做變速轉動 3、如圖，開始時距形線圈平面與磁場垂直，且一半在勻強磁場外，另一半在勻強磁場內，若要使線圈中產生感應電流，下列方法中可行的是 A以ab為軸轉動 B以oo/為軸轉動 C以ad為軸轉動（轉過的角度小于600） D以bc為軸轉動（轉過的角度小于600） 4、如圖，距形線圈abcd繞oo/軸在勻強磁場中勻速轉動，下列說法中正確的是 A線圈從圖示位置轉過90的過程中，穿過線圈的磁通量不斷減小 B線圈從圖示位置轉過90的過程中，穿過線圈的磁通量不斷增大 C線圈從圖示位置轉過180的過程中，穿過線圈的磁通量沒有發(fā)生變化 D線圈從圖示位置轉過360的過程中，穿過線圈的磁通量沒有發(fā)生變化 6、在無限長直線電流的磁場中，有一閉合的金屬線框abcd，線框平面與直導線ef在同一平面內（如圖），當線框做下列哪種運動時，線框中能產生感應電流 A、水平向左運動 B、豎直向下平動 C、垂直紙面向外平動D、繞bc邊轉動 4.3 法拉第電磁感應定律 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(qū)別Φ、ΔΦ、E=△Φ/△t。 3．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△Φ/△t和E=BLvsinθ解決問題。 （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(tài)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(yǎng)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(zhí)著的科學探究精神。 教學重點、難點 教學重點：法拉第電磁感應定律。 教學難點：平均電動勢與瞬時電動勢區(qū)別。 教學方法 演示法、歸納法、類比法 教學手段 多媒體電腦、投影儀、投影片。 教學過程 一、基本知識 1、感應電動勢 電磁感應現象：利用磁場產生電流的現象叫電磁感應現象 產生感應電流的條件：線路閉合，閉合回路中磁通量發(fā)生變化。 感應電動勢：在電磁感應現象中產生的電動勢叫感應電動勢 產生條件：回路中的磁通量發(fā)生變化但回路不一定閉合 與什么因素有關：穿過線圈的磁通量的變化快慢（Df/Dt）有關（由前提節(jié)的實驗分析可得） 注意：磁通量的大小f;磁通量的變化Df;磁通量的變化快慢（Df/Dt）的區(qū)分 2、法拉第電磁感應定律 內容：電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一回路的磁通量的變化率成正比。 公式：單匝線圈：E=Df/Dt 多匝線圈：E=nDf/Dt 適用范圍：普遍適用 3、導線切割磁感線時產生的感應電動勢 計算公式：E=BL vsinq。q—導線的運動方向與磁感線的夾角。 推導方法： 條件：導線的運動方向與導線本身垂直 適用范圍：勻強磁場，導線切割磁感線 單位：1V=1T1m1m/s=1Wb/s 4、反電動勢 電動機轉動時，線圈中也會產生感應電動勢，感應電動勢總要削弱電源電動勢的作用，我們就把感應電動勢稱為反電動勢；其作用是阻礙線圈的轉動。教材P12。 電動機在使用時的注意點： 二、例題分析 例1、如圖，導體平行磁感線運動，試求產生的感應電動勢的大小（速度與磁場的夾角q，導線長度為L） 例2、如右圖,電容器的電容為C,兩板的間距為d,兩板間靜止一個質量為m,電量為+q的微粒,電容器C與一個半徑為R的圓形金屬環(huán)相連, 金屬環(huán)內部充滿垂直紙面向里的勻強磁場.試求: DB/Dt等于多少? 例3、如右圖, 無限長金屬三角形導軌COD上放一根無限長金屬導體棒MN,拉動MN使它以速度v向右勻速運動,如果導軌和金屬棒都是粗細相同的均勻導體,電阻率都相同,那么MN運動過程中,閉合回路的 A感應電動勢保持不變 B感應電動流保持不變 C感應電動勢逐漸增大 D感應電動流逐漸增大 三、練習與作業(yè) 1、如右圖，平行放置的金屬導軌M、N之間的距離為L；一金屬桿長為2L，一端以轉軸o/固定在導軌N上，并與M無摩擦接觸，桿從垂直于導軌的位置，在導軌平面內以角速度w順時針勻速轉動至另一端o/脫離導軌M。若兩導揮間是一磁感應強度為B ，方向垂直于紙面向里的勻強磁場，不計一切電阻，則在上述整個轉動過程中 A、金屬桿兩端的電壓不斷增大 B、o/端的電勢總是高于o端的電勢 C、兩導軌間的最大電壓是2BL2w D、兩導軌間的平均電壓是271/2BL2w/2p 2、如右圖，在磁感應強度為B的勻強磁場中，一直角邊長度為a，電阻為R的等腰直角三角形導線框以速度v垂直于斜邊方向在紙面內運動，磁場與紙面垂直，則導線框的斜邊產生的感應電動勢為 ，導線框中的感應電流強度為 。 3、如左圖，一邊長為a，電阻為R的正方形導線框，以恒定的速度v向右進入以MN為邊界的勻強磁場，磁場方向垂直于線框平面，磁感應強度為B，MN與線框的邊成45角，則在線框進入磁場過程中產生的感應電流的最大值等于 4、如圖，長為L的金屬桿在垂直紙面向里的磁感應強度為B的勻強磁場中，沿逆時針方向繞o點在紙面內勻速轉動，若角速度為w，則桿兩端a、b和o間的電勢差U a o= 以及Ubo= 5、半徑為10cm、電阻為0.2W的閉合金屬圓環(huán)放在勻強磁場中，磁場方向垂直于圓環(huán)所在平面，當磁感應強度為B從零開始隨時間t成正比增加時，環(huán)中感應電流為0.1A。試寫出B與t的關系式（B、t的單位分別取T、s） 6、如圖，導線全部為裸導線，半徑為r的圓內有垂直于圓平面的勻強磁場，感應強度為B。一根長度大于2r的導線MN以速度v在圓環(huán)上無摩擦地自左端勻速滑動到右端，電路的固定電阻為R，其余電阻不計，試求MN從圓環(huán)的左端滑到右端的過程中電阻R上的電流強度的平均值及通過的電量。 4.4 楞次定律 教學目標 （一）知識與技能 1．掌握楞次定律的內容，能運用楞次定律判斷感應電流方向。 2．培養(yǎng)觀察實驗的能力以及對實驗現象分析、歸納、總結的能力。 3．能夠熟練應用楞次定律判斷感應電流的方向 4．掌握右手定則，并理解右手定則實際上為楞次定律的一種具體表現形式。 （二）過程與方法 1．通過實踐活動，觀察得到的實驗現象，再通過分析論證，歸納總結得出結論。 2．通過應用楞次定律判斷感應電流的方向，培養(yǎng)學生應用物理規(guī)律解決實際問題的能力。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 在本節(jié)課的學習中，同學們直接參與物理規(guī)律的發(fā)現過程，體驗了一次自然規(guī)律發(fā)現過程中的樂趣和美的享受，并在頭腦中進一步強化“實踐是檢驗真理的唯一標準”這一辯證唯物主義觀點。 教學重點、難點 教學重點：1．楞次定律的獲得及理解。 2．應用楞次定律判斷感應電流的方向。 3．利用右手定則判斷導體切割磁感線時感應電流的方向。 教學難點：楞次定律的理解及實際應用。 教學方法 發(fā)現法，講練結合法 教學手段 干電池、靈敏電流表、外標有明確繞向的大線圈、條形磁鐵、導線。 教學過程 一、基本知識 1．實驗． (1)選舊干電池用試觸的方法查明電流方向與電流表指針偏轉方向的關系． 明確：對電流表而言，電流從哪個接線柱流入，指針向哪邊偏轉． (2)閉合電路的一部分導體做切割磁感線的情況． a．磁場方向不變，兩次改變導體運動方向，如導體向右和向左運動． b．導體切割磁感線的運動方向不變，改變磁場方向． 根據電流表指針偏轉情況，分別確定出閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，產生的感應電流方向． 感應電流的方向跟導體運動方向和磁場方向都有關系．感應電流的方向可以用右手定則加以判定． 右手定則：伸開右手，讓拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一個平面內，讓磁感線垂直從手心進入，拇指指向導體運動方向，其余四指指的就是感應電流的方向． (3)閉合電路的磁通量發(fā)生變化的情況： 實線箭頭表示原磁場方向，虛線箭頭表示感應電流磁場方向． 分析： (甲)圖：當把條形磁鐵N極插入線圈中時，穿過線圈的磁通量增加，由實驗可知，這時感應電流的磁場方向跟磁鐵的磁場方向相反． (乙)圖：當把條形磁鐵N極拔出線圈中時，穿過線圈的磁通量減少，由實驗可知，這時感應電流的磁場方向跟磁鐵的磁場方向相同． (丙)圖：當把條形磁鐵S極插入線圈中時，穿過線圈的磁通量增加，由實驗可知，這時感應電流的磁場方向跟磁鐵的磁場方向相反． (丁)圖：當條形磁鐵S極拔出線圈中時，穿過線圈的磁通量減少，由實驗可知，這時感應電流的磁場方向跟磁鐵的磁場方向相同． 通過上述實驗，引導學生認識到：凡是由磁通量的增加引起的感應電流，它所激發(fā)的磁場一定阻礙原來磁通量的增加；凡是由磁通量的減少引起的感應電流，它所激發(fā)的磁場一定阻礙原來磁通量的減少．在兩種情況中，感應電流的磁場都阻礙了原磁通量的變化． 2、實驗結論：楞次定律--感應電流具有這樣的方向，就是感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化． 說明：對“阻礙”二字應正確理解．“阻礙”不是“阻止”，而只是延緩了原磁通的變化，電路中的磁通量還是在變化的．例如：當原磁通量增加時，雖有感應電流的磁場的阻礙，磁通量還是在增加，只是增加的慢一點而已．實質上，楞次定律中的“阻礙”二字，指的是“反抗著產生感應電流的那個原因．” 3、應用楞次定律判定感應電流的步驟(四步走)． (1)明確原磁場的方向； (2)明確穿過閉合回路的磁通量是增加還是減少； (3)根據楞次定律，判定感應電流的磁場方向； (4)利用安培定則判定感應電流的方向． 4、推論：當導線切割磁感線時可用右手定則來判定，即大拇指與四指垂直，讓磁感線垂直穿過手心，大拇指指向導線的運動方向，則四指的指向為感應電流的方向 二、例題分析 例1、在勻強磁場中放一電阻不計的平行金屬導軌，導軌跟大線圈M相接，如圖，導軌上放一根導線ab，磁感線垂直于導軌所在平面。欲使M所包圍的小閉合線圈N產生順時針方向的感應電流，則導線的運動情況可能是 A、勻速向右運動 B、加速向右運動 C、減速向右運動 D、加速向左運動 例2、如圖，水平地面上方有正交的勻強磁場和勻強電場，電場豎直向下，磁場垂直紙面向里，半圓形鋁框從直徑出于水平位置時開始下落，不計阻力，a、b兩端落到地面的次序是 A、a先于b B、b先于a C、a、b同時落地 D、無法判定 例3、如圖，電容器PQ的電容為10mF，垂直于回路的磁場的磁感應強度以510-3T/s的變化率均勻增加，回路面積為10-2m2。則PQ兩極電勢差的絕對值為 V。P極所帶電荷的種類為 ，帶電量為 C。 三、練習與作業(yè) 1、一根沿東西方向的水平導線，在赤道上空自由落下的過程中，導線上各點的電勢 A、東端最高 B、西端最高 C、中點最高 D、各點一樣高 2、如右圖，勻強磁場垂直于圓形線圈指向紙里，a、b、c、d為圓形線圈上等距離的四點，現用外力作用在上述四點，將線圈拉成正方形，設線圈導線不可伸長，且線圈仍處于原先所在的平面內，則在線圈發(fā)生形變的過程中 A、線圈中將產生abcd方向的感應電流 B、線圈中將產生adcb方向的感應電流 C、線圈中將產生感應電流的方向先是abcd，后是adcb D、線圈中無感應電流 3、如右圖，一均勻的扁平條形磁鐵的軸線與一圓形線圈在同一平面內，磁鐵中心與圓心重合。為了在磁鐵開始運動時在線圈中得到逆時針方向的感應電流，磁鐵的運動方式應是 A、 N極向紙內，S極向紙外，使磁鐵繞O點轉動 B、S極向紙內，N極向紙外，使磁鐵繞O點轉動 C、使磁鐵在線圈平面內繞O點順時針轉動 D、使磁鐵在線圈平面內繞O逆時針轉動 4、如右圖，ab是一個可繞垂直于紙面的軸O轉動的閉合距形導線框，E是電源，當滑線變阻器R的滑片P自左向右滑行時，線框ab將 A、保持靜止不動 B、沿逆時針方向轉動 C、沿順時針方向轉動 D、 發(fā)生轉動，但電源極性不明，無法確定轉動方向。  4.5 感生電動勢和動生電動勢 教學目標 （一）知識與技能 1．知道感生電場。 2．知道感生電動勢和動生電動勢及其區(qū)別與聯系。 （二）過程與方法 通過同學們之間的討論、研究增強對兩種電動勢的認知深度，同時提高學習物理的興趣。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 通過對相應物理學史的了解，培養(yǎng)熱愛科學、尊重知識的良好品德。 教學重點、難點 教學重點：感生電動勢與動生電動勢的概念。 教學難點：對感生電動勢與動生電動勢實質的理解。 教學方法 討論法，講練結合法 教學手段 多媒體課件 教學活動 （一）引入新課 什么是電源？什么是電動勢？ 電源是通過非靜電力做功把其他形式能轉化為電能的裝置。 如果電源移送電荷q時非靜電力所做的功為W，那么W與q的比值W/q，叫做電源的電動勢。用E表示電動勢，則：E=w/q 在電磁感應現象中，要產生電流，必須有感應電動勢。這種情況下，哪一種作用扮演了非靜電力的角色呢？下面我們就來學習相關的知識。 （二）進行新課 1、感應電場與感生電動勢 投影教材圖4.5-1，穿過閉會回路的磁場增強，在回路中產生感應電流。是什么力充當非靜電力使得自由電荷發(fā)生定向運動呢？英國物理學家麥克斯韋認為，磁場變化時在空間激發(fā)出一種電場，這種電場對自由電荷產生了力的作用，使自由電荷運動起來，形成了電流，或者說產生了電動勢。這種由于磁場的變化而激發(fā)的電場叫感生電場。感生電場對自由電荷的作用力充當了非靜電力。由感生電場產生的感應電動勢，叫做感生電動勢。 例題：教材P22，例題分析 2、洛倫茲力與動生電動勢 （投影）教材P23的〈思考與討論〉 1．導體中自由電荷（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，其合運動是斜向上的。 2．自由電荷不會一直運動下去。因為C、D兩端聚集電荷越來越多，在CD棒間產生的電場越來越強，當電場力等于洛倫茲力時，自由電荷不再定向運動。 3．C端電勢高。 4．導體棒中電流是由D指向C的。 一段導體切割磁感線運動時相當于一個電源，這時非靜電力與洛倫茲力有關。由于導體運動而產生的電動勢叫動生電動勢。 如圖所示，導體棒運動過程中產生感應電流，試分析電路中的能量轉化情況。 導體棒中的電流受到安培力作用，安培力的方向與運動方向相反，阻礙導體棒的運動，導體棒要克服安培力做功，將機械能轉化為電能。 磁場變強 （四）實例探究 【例1】如圖所示，一個閉合電路靜止于磁場中，由于磁場強弱的變化，而使電路中產生了感應電動勢，下列說法中正確的是（AC） A．磁場變化時，會在在空間中激發(fā)一種電場 B．使電荷定向移動形成電流的力是磁場力 C．使電荷定向移動形成電流的力是電場力 D．以上說法都不對 【例2】如圖所示，導體AB在做切割磁感線運動時，將產生一個電動勢，因而在電路中有電流通過，下列說法中正確的是（AB） A．因導體運動而產生的感應電動勢稱為動生電動勢 B．動生電動勢的產生與洛侖茲力有關 C．動生電動勢的產生與電場力有關 D．動生電動勢和感生電動勢產生的原因是一樣的 【例3】如圖所示，兩根相距為L的豎直平行金屬導軌位于磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場中，導軌電阻不計，另外兩根與上述光滑導軌保持良好接觸的金屬桿ab、cd質量均為m，電阻均為R，若要使cd靜止不動，則ab桿應向 上運動，速度大小為_2mgR/B2L2_，作用于ab桿上的外力大小為_2mg _ 鞏固練習 1．如圖所示，一個帶正電的粒子在垂直于勻強磁場的平面內做圓周運動，當磁感應強度均勻增大時，此粒子的動能將（B） A．不變 B．增加 C．減少 D．以上情況都可能 2．穿過一個電阻為lΩ的單匝閉合線圈的磁通量始終是每秒鐘均勻地減少2Wb，則（BD） A．線圈中的感應電動勢一定是每秒減少2V B．線圈中的感應電動勢一定是2V C．線圈中的感應電流一定是每秒減少2A D．線圈中的感應電流一定是2A3．在勻強磁場中，ab、cd兩根導體棒沿兩根導軌分別以速度v1、v2滑動，如圖所示，下列情況中，能使電容器獲得最多電荷量且左邊極板帶正電的是（C） A．v1＝v2，方向都向右B．v1＝v2，方向都向左 C．v1>v2，v1向右，v2向左D．v1>v2，v1向左，v2向右 4．如圖所示，面積為0.2m2的100匝線圈處在勻強磁場中，磁場方問垂直于線圈平面，已知磁感應強度隨時間變化的規(guī)律為B=（2+0.2t）T，定值電阻R1=6Ω，線圈電阻R2=4Ω，求： （1）磁通量變化率，回路的感應電動勢；（4V） （2）a、b兩點間電壓Uab（2.4A） 5．如圖所示，在物理實驗中，常用“沖擊式電流計”來測定通過某閉合電路的電荷量．探測器線圈和沖擊電流計串聯后，又能測定磁場的磁感應強度．已知線圈匝數為n，面積為S，線圈與沖擊電流計組成的回路電阻為R，把線圈放在被測勻強磁場中，開始時線圈與磁場方向垂直，現將線圈翻轉180，沖擊式電流計測出通過線圈的電荷量為q，由此可知，被測磁場的磁磁感應強度B=__qR/2nS__ 6．如圖所示，A、B為大小、形狀均相同且內壁光滑，但用不同材料制成的圓管，豎直固定在相同高度．兩個相同的磁性小球，同時從A、B管上端的管口無初速釋放，穿過A管的小球比穿過B管的小球先落到地面．下面對于兩管的描述中可能正確的是（AD） A．A管是用塑料制成的，B管是用銅制成的 B．A管是用鋁制成的，B管是用膠木制成的 C．A管是用膠木制成的，B管是用塑料制成的 D．A管是用膠木制成的，B管是用鋁制成的 4.6 互感和自感 一、教學目標： （一）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 （二）過程與方法： 引導學生從事物的共性中發(fā)掘新的個性，從發(fā)生電磁感應現象的條件和有關電磁感應得規(guī)律，提出自感現象，并推出關于自感的規(guī)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 （三）情感、態(tài)度、價值觀 培養(yǎng)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 二、重點、難點及解決辦法 1．重點：自感現象及自感系數 2．難點：① 自感現象的產生原因分析?、谕ā嚯娮愿械难菔緦嶒炛鞋F象解釋 3．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(guī)律，從而幫助學生突破本節(jié)重點、排除難點。 三．學生活動設計： 啟發(fā)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(guī)律產生的原因。 四．教具準備 通、斷電自感演示裝置，電池四節(jié)（帶電池盒）導線若干 五．重點、難點的學習與目標完成過程 引入新課 問題情景：①發(fā)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(fā)生變化？③下面這兩種電路中當電鍵斷開和閉合瞬間會發(fā)生電磁感應現象嗎？如果會發(fā)生，它們有什么不同呢？ （一）互感現象 1、基本概念：①互感：②互感現象：③互感電動勢： 2、互感的理解： （1）、如右圖斷開、閉合開關瞬間會發(fā)生電磁感應嗎？（2）這是互感嗎？ 小結：互感現象不僅發(fā)生與繞在同一鐵芯上的兩個何相互靠近的電路之間。線圈之間，而且可以發(fā)生于任何兩個相互靠近的電路之間。 問題情景：（互感中的能量）另一電路中能量從哪兒來的？ 小結：互感現象可以把能量從一個電路傳到另一個電路。 3、互感的應用和防止： （二）自感現象 1、問題情景：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(fā)生了變化。是否此時也發(fā)生了電磁感應現象呢？我們通過實驗來解決這個問題。 2、演示實驗： 實驗1 （演示P25實驗）出示自感演示器，通電自感。 提出問題：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(jié)變阻器R和R1使兩燈正常發(fā)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 觀察到的現象：在閉合開關S瞬間，燈A2立刻正常發(fā)光，A1比A2遲一段時間才正常發(fā)光。 學思考現象原因。請學生分析現象原因。 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。 實驗2（演示課本P26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。 3．結論： 小結：線圈中電流發(fā)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(fā)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。 4.磁場的能量 問題情景：在圖4.6---4中,開關斷開后,燈泡的發(fā)光還能持續(xù)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? 教師引導學生分析，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。 5．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 6．自感的應用與防止： 應用：日光燈 防止：變壓器、電動機 （三）自感系數 問題情景：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 2.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。 3．單位：亨利 符號：H 常用單位：毫亨（mH） 微亨（μH） （四）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(wěn)定，燈泡D發(fā)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？ 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(fā)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 4．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(fā)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 六、課堂小結 １、自感現象是電磁感應現象中特殊情形，它的產生原因是由于通過導體自身的電流發(fā)生變化． ２、自感電動勢的大小與電流變化快慢和自感系數有關，它總是阻礙導體中電流的變化。 七、布置作業(yè)： 課后習題 4.7 渦流 教學目標 （一）知識與技能 1．知道渦流是如何產生的。 2．知道渦流對我們有不利和有利的兩方面，以及如何利用和防止。 3．知道電磁阻尼和電磁驅動。 （二）過程與方法 培養(yǎng)學生客觀、全面地認識事物的科學態(tài)度。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 培養(yǎng)學生用辯證唯物主義的觀點認識問題。 教學重點、難點 教學重點 1．渦流的概念及其應用。 2．電磁阻尼和電磁驅動的實例分析。 ★教學難點 電磁阻尼和電磁驅動的實例分析。 教學方法 通過演示實驗，引導學生觀察現象、分析實驗 教學手段 電機、變壓器鐵芯、演示渦流生熱裝置（可拆變壓器）、電磁阻尼演示裝置（示教電流表、微安表、彈簧、條形磁鐵），電磁驅動演示裝置（U形磁鐵、能繞軸轉動的鋁框）。 教學活動 （一）引入新課 出示電動機、變壓器鐵芯，引導學生仔細觀察其鐵芯有什么特點？ 它們的鐵芯都不是整塊金屬，而是由許多薄片疊合而成的。 為什么要這樣做呢？用一個整塊的金屬做鐵心不是更省事兒？學習了渦流的知識，同學們就會知道其中的奧秘。 （二）進行新課 1、渦流 ［演示1］渦流生熱實驗。 在可拆變壓器的一字鐵下面加一塊厚約2mm的鐵板，鐵板垂直于鐵芯里磁感線的方向。在原線圈接交流電。幾分鐘后，讓學生摸摸鐵芯和鐵板，比較它們的溫度，報告給全班同學。 為什么鐵芯和鐵板會發(fā)熱呢？原來在鐵芯和鐵板中有渦流產生。安排學生閱讀教材，了解什么叫渦流？ 當線圈中的電流發(fā)生變化時，這個線圈附近的導體中就會產生感應電流。這種電流看起來很像水的旋渦，所以叫做渦流。 課件演示，渦流的產生過程，增強學生的感性認識。 因為鐵板中的渦流很強，會產生大量的熱。而鐵芯中的渦流被限制在狹窄的薄片之內，回路的電阻很大，渦流大為減弱，渦流產生的熱量也減少。 2、電磁阻尼 閱讀教材30頁上的“思考與討論”，分組討論，然后發(fā)表自己的見解。 導體在磁場中運動時，感應電流使導體受到安培力的作用，安培力的方向總是阻礙導體的運動，這種現象稱為電磁阻尼。 ［演示2］電磁阻尼。 按照教材“做一做”中敘述的內容，演示電表指針在偏轉過程中受到的電磁阻尼現象。 ［演示3］如圖所示，彈簧下端懸掛一根磁鐵，將磁鐵托起到某高度后釋放，磁鐵能振動較長時間才停下來。如果在磁鐵下端放一固定線圈，磁鐵會很快停下來。上述現象說明了什么？ 當磁鐵穿過固定的閉合線圈時，在閉合線圈中會產生感應電流，感應電流的磁場會阻礙磁鐵和線圈靠近或離開，也就是磁鐵振動時除了空氣阻力外，還有線圈的磁場力作為阻力，安培阻力較相對較大，因而磁鐵會很快停下來。 3、電磁驅動 ［演示4］電磁驅動。 演示教材31頁的演示實驗。引導學生觀察并解釋實驗現象。 磁場相對于導體運動時，感應電流使導體受到安培力的作用，安培力使導體運動起來，這種現象稱為電磁驅動。 交流感應電動機就是應用電磁驅動的原理工作的。簡要介紹交流感應電動機的工作過程。 （四）實例探究 【例1】如圖所示是高頻焊接原理示意圖．線圈中通以高頻變化的電流時，待焊接的金屬工件中就產生感應電流，感應電流通過焊縫產生大量熱量，將金屬融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分發(fā)熱很少，以下說法正確的是（AD） A．電流變化的頻率越高，焊縫處的溫度升高的越快 B．電流變化的頻率越低，焊縫處的溫度升高的越快 C．工件上只有焊縫處溫度升的很高是因為焊縫處的電阻小 D．工件上只有焊縫處溫度升的很高是因為焊縫處的電阻大 鞏固練習 1．如圖所示，一塊長方形光滑鋁板水平放在桌面上，鋁板右端拼接一根與鋁板等厚的條形磁鐵，一質量分布均勻的閉合鋁環(huán)以初速度v從板的左端沿中線向右端滾動，則（B） A．鋁環(huán)的滾動速度將越來越小 B．鋁環(huán)將保持勻速滾動 C．鋁環(huán)的運動將逐漸偏向條形磁鐵的N極或S極 D．鋁環(huán)的運動速率會改變，但運動方向將不會發(fā)生改變 2．如圖所示，閉合金屬環(huán)從曲面上h高處滾下，又沿曲面的另一側上升，設環(huán)的初速為零，摩擦不計，曲面處在圖示磁場中，則（BD） A．若是勻強磁場，環(huán)滾上的高度小于h B．若是勻強磁場，環(huán)滾上的高度等于h C．若是非勻強磁場，環(huán)滾上的高度等于h D．若是非勻強磁場，環(huán)滾上的高度小于h 3．如圖所示，在光滑水平面上固定一條形磁鐵，有一小球以一定的初速度向磁鐵方向運動，如果發(fā)現小球做減速運動，則小球的材料可能是（CD） A．鐵 B．木 C．銅 D．鋁 4．如圖所示，圓形金屬環(huán)豎直固定穿套在光滑水平導軌上，條形磁鐵沿導軌以初速度v0向圓環(huán)運動，其軸線在圓環(huán)圓心，與環(huán)面垂直，則磁鐵在穿過環(huán)過程中，做___減速___運動．（選填“加速”、“勻速”或“減速”） 5．如圖所示，在O點正下方有一個具有理想邊界的磁場，銅環(huán)在A點由靜止釋放向右擺至最高點B．不考慮空氣阻力，則下列說法正確的是（B） A．A、B兩點在同一水平線 B．A點高于B點 C．A點低于B點 D．銅環(huán)將做等幅擺動 作業(yè) 1、認真閱讀教材。 2、思考并完成“問題與練習”中的習題。 3、收集“渦流的利用和防止”方面的資料，課后交流。 第五章 交變電流 5．1 交變電流 教學目標 （一）知識與技能 1．使學生理解交變電流的產生原理，知道什么是中性面。 2．掌握交變電流的變化規(guī)律及表示方法。 3．理解交變電流的瞬時值和最大值及中性面的準確含義。 （二）過程與方法 1．掌握描述物理量的三種基本方法（文字法、公式法、圖象法）。 2．培養(yǎng)學生觀察能力，空間想象能力以及將立體圖轉化為平面圖形的能力。 3．培養(yǎng)學生運用數學知識解決物理問題的能力。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 通過實驗觀察，激發(fā)學習興趣，培養(yǎng)良好的學習習慣，體會運用數學知識解決物理問題的重要性 教學重點、難點 重點 交變電流產生的物理過程的分析。 難點 交變電流的變化規(guī)律及應用。 教學方法 演示法、分析法、歸納法。 教學手段 手搖單相發(fā)電機、小燈泡、示波器、多媒體教學課件、示教用大的電流表 教學過程 （一）引入新課 出示單相交流發(fā)電機，引導學生首先觀察它的主要構造。 演示：將手搖發(fā)電機模型與小燈泡組成閉合電路。當線框快速轉動時，觀察到什么現象? 這種大小和方向都隨時間做周期性變化電流，叫做交變電流。 （二）進行新課 1、交變電流的產生 為什么矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動時線圈里能產生交變電流？ 多媒體課件打出下圖。當abcd線圈在磁場中繞OO′軸轉動時，哪些邊切割磁感線? ab與cd。 當ab邊向右、cd邊向左運動時，線圈中感應電流的方向 沿著a→b→c→d→a方向流動的。 當ab邊向左、cd邊向右運動時，線圈中感應電流的方向如何? 感應電流是沿著d→c→b→a→d方向流動的。 線圈平面與磁感線平行時，ab邊與cd邊線速度方向都跟磁感線方向垂直，即兩邊都垂直切割磁感線，此時產生感應電動勢最大。 線圈轉到什么位置時，產生的感應電動勢最小? 當線圈平面跟磁感線垂直時，ab邊和cd邊線速度方向都跟磁感線平行，即不切割磁感線，此時感應電動勢為零。 利用多媒體課件，屏幕上打出中性面概念： （1）中性面——線框平面與磁感線垂直的位置。 （2）線圈處于中性面位置時，穿過線圈Φ最大，但=0。 （3）線圈越過中性面，線圈中I感方向要改變。線圈轉一周，感應電流方向改變兩次。 2．交變電流的變化規(guī)律 設線圈平面從中性面開始轉動，角速度是ω。經過時間t，線圈轉過的角度是ωt，ab邊的線速度v的方向跟磁感線方向間的夾角也等于ωt，如右圖所示。設ab邊長為L1，bc邊長L2，磁感應強度為B，這時ab邊產生的感應電動勢多大? eab=BL1vsinωt = BL1ωsinωt =BL1L2sinωt 此時整個線框中感應電動勢多大? e=eab+ecd=BL1L2ωsinωt 若線圈有N匝時，相當于N個完全相同的電源串聯，e=NBL1L2ωsinωt，令Em=NBL1L2ω，叫做感應電動勢的峰值，e叫做感應電動勢的瞬時值。 根據部分電路歐姆定律，電壓的最大值Um=ImR，電壓的瞬時值U=Umsinωt。 電動勢、電流與電壓的瞬時值與時間的關系可以用正弦曲線來表示，如下圖所示： 3．幾種常見的交變電波形 （三）課堂總結、點評 本節(jié)課主要學習了以下幾個問題： 1．矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動時，線圈中產生正弦式交變電流。 2．從中性面開始計時，感應電動勢瞬時值的表達式為e=NBSωsinωt，感應電動勢的最大值為Em=NBSω。 3．中性面的特點：磁通量最大為Φm，但e=0。 （四）實例探究 交變電流的圖象、交變電流的產生過程 【例1】一矩形線圈，繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內的固定軸轉動，線圈中的感應電動勢e隨時間t的變化如圖所示。下面說法中正確的是 （ ） A．t1時刻通過線圈的磁通量為零 B．t2時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大 C．t3時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大 D．每當e轉換方向時，通過線圈的磁通量的絕對值都為最大 交變電流的變化規(guī)律 【例2】在勻強磁場中有一矩形線圈，從中性面開始繞垂直于磁感線的軸以角速度ω勻速轉動時，產生的交變電動勢可以表示為e=Emsinωt?，F在把線圈的轉速增為原來的2倍，試分析并寫出現在的交變電動勢的峰值、交變電動勢的瞬時值表達式，畫出與其相對應的交變電動勢隨時間變化的圖象。 分析物理圖象的要點： 一看：看“軸”、看“線”、看“斜率”、看“點”、看“截距”、看“面積”、看“拐點”，并理解其物理意義。 二變：掌握“圖與圖”“圖與式”和“圖與物”之間的變通關系。 三判：在此基礎上進行正確的分析和判斷。 綜合應用 【例3】 如圖所示，勻強磁場的磁感應強度B=2 T，匝數n=6的矩形線圈abcd繞中心軸OO′勻速轉動，角速度ω=200 rad/s。已知ab=0.1 m，bc=0.2 m，線圈的總電阻R=40Ω，試求： （1）感應電動勢的最大值，感應電流的最大值； （2）設時間t=0時線圈平面與磁感線垂直，寫出線圈中感應電動勢的瞬時值表達式； （3）畫出感應電流的瞬時值i隨ωt變化的圖象； （4）當ωt=30時，穿過線圈的磁通量和線圈中的電流的瞬時值各是多大？ （5）線圈從圖示位置轉過的過程中，感應電動勢的平均值是多大？ 解析： 5．2 描述交變電流的物理量 教學目標 （一）知識與技能 1．理解什么是交變電流的峰值和有效值，知道它們之間的關系。 2．理解交變電流的周期、頻率以及它們之間的關系。知道我國生產和生活用電的周期（頻率）的大小。 （二）過程與方法 能應用數學工具描述和分析處理物理問題。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 讓學生了解多種電器銘牌，介紹現代科技的突飛猛進，激發(fā)學生的學習熱情 教學重點、難點 重點 交變電流有效值概念。 難點 交變電流有效值概念及計算。 教學方法 實驗、啟發(fā) 教學手段 多媒體課件 電源、電容器、燈泡“6 V，0.3 A”、幻燈片、手搖發(fā)電機 教學過程 （一）引入新課 矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動時，在線圈中產生了正弦交變電流。如何描述交變電流的變化規(guī)律呢？ 可以用公式法描述。從中性面開始計時，得出 瞬時電動勢：e=Emsinωt 瞬時電流：i=Imsinωt 瞬時電壓：u=Umsinωt 其中Em=NBSω 交變電流的大小和方向都隨時間做周期性變化，只用電壓、電流描述不全面。這節(jié)課我們學習表征正弦交變電流的物理量。 （二）進行新課 1．周期和頻率 請同學們閱讀教材，回答下列問題： （1）什么叫交變電流的周期？ （2）什么叫交變電流的頻率？ （3）它們之間的關系是什么？ （4）我國使用的交變電流的周期和頻率各是多大？ 交變電流完成一次周期性的變化所用的時間，叫做交變電流的周期，用T表示。 交變電流在1 s內完成周期性變化的次數，叫做交變電流的頻率，用f表示。 T= 我國使用的交變電流頻率f=50 Hz，周期T=0。02 s。 2．交變電流的峰值（Em，Im，Um） 交變電流的峰值是交變電流在一個周期內所能達到的最大數值，可以用來表示交變電流的電流或電壓變化幅度。 ［演示］電容器的耐壓值 將電容器（8 V，500μF）接在學生電源上充電，接8 V電壓時電容器正常工作，接16 V電壓時，幾分鐘后聞到燒臭味，后聽到爆炸聲。 電容器的耐壓值是指能夠加在它兩端的最大電壓，若電源電壓的最大值超過耐壓值，電容器可能被擊穿。但是交變電流的最大值不適于表示交變電流產生的效果，在實際中通常用有效值表示交變電流的大小。 思考與討論： 0～0.2s、0.2～0.5s、0.5～0.8s、0.8～1s這四個階段電流大小不變化，分別計算出熱量，然后加起來。由解得J；J；J；J 所以，1s內電阻R中產生的熱量為 J 由解得，A=1.67A 2．有效值（E、I、U） 讓交變電流和直流電通過同樣的電阻，如果它們在相同時間內產生熱量相等，把直流電的值叫做交變電流的有效值。通常用大寫字母U、I、E表示有效值。 正弦交變電流的最大值與有效值有以下關系： I==0.707Im U==0.707Um ［強調］ （1）各種使用交變電流的電器設備上所示值為有效值。 （2）交變電流表（電壓表或電流表）所測值為有效值。 （3）計算交變電流的功、功率、熱量等用有效值。 （三）課堂總結、點評 本節(jié)課主要學習了以下幾個問題： 1．表征交變電流的幾個物理量：周期和頻率、峰值和有效值。 2．交變電流的周期與頻率的關系：T=。 3．正弦式交變電流最大值與有效值的關系： I=，U=。 （四）實例探究 【例1】表示交變電流隨時間變化圖象如圖所示，則交變電流有效值為（ ） A．5A B．5 A C．3.5 A D．3.5 A 綜合應用 【例2】交流發(fā)電機矩形線圈邊長ab=cd=0.4 m，bc=ad=0.2 m，共50匝，線圈電阻r=1 Ω，線圈在B=0.2 T的勻強磁場中，繞垂直磁場方向的軸OO′以r/s轉速勻速轉動，外接電阻9Ω，如圖所示。求： （1）電壓表讀數； （2）電阻R上電功率。 5．3 電感和電容對交變電流的影響 教學目標 （一）知識與技能 1．理解為什么電感對交變電流有阻礙作用。 2．知道用感抗來表示電感對交變電流阻礙作用的大小，知道感抗與哪些因素有關。 3．知道交變電流能通過電容器.知道為什么電容器對交變電流有阻礙作用。 4．知道用容抗來表示電容對交變電流的阻礙作用的大小.知道容抗與哪些因素有關。 （二）過程與方法 1．培養(yǎng)學生獨立思考的思維習慣。 2．培養(yǎng)學生用學過的知識去理解、分析新問題的習慣。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 培養(yǎng)學生有志于把所學的物理知識應用到實際中去的學習習慣。 教學重點、難點 重點 1．電感、電容對交變電流的阻礙作用。 2．感抗、容抗的物理意義。 難點 1．感抗的概念及影響感抗大小的因素。 2．容抗概念及影響容抗大小的因素。 教學方法 實驗法、閱讀法、講解法。 教學手段 雙刀雙擲開關、學生用低壓交直流電源、燈泡（6 V、0.3 A）、線圈（用變壓器的副線圈）、電容器（“103 μF、15 V”與“200 μF、15 V”）2個、兩個扼流圈、投影片、投影儀 教學過程 （一）引入新課 在直流電路中，影響電流跟電壓關系的只有電阻。在交變電流路中，影響電流跟電壓關系的，除了電阻外，還有電感和電容。電阻器、電感器、電容器是交