粤教版高中物理选修32全套学案.docx
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粤教版高中物理选修32全套学案
2013人教版高中物理
选修3-2全套学案
目录
物理选修3-2学案41划时代的发现
物理选修3-2学案42探究电磁感应的产生条件
物理选修3-2学案43法拉电磁感应定律
物理选修3-2学案44楞次定律
物理选修3-2学案45感生电动势动生电动势
物理选修3-2学案46互感和自感
物理选修3-2学案51交变电流
物理选修3-2学案52描述交变电流的物理量
物理选修3-2学案53电感和电容对交变电流的影响
物理选修3-2学案54变压器
物理选修3-2学案55电能的输送
物理选修3-2学案61传感器及其工作原理
物理选修3-2学案62传感器的应用一
物理选修3-2学案63传感器的应用二
第一节划时代的发现第1课时
一学习目标
1.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
2.知道电磁感应感应电流的定义
3.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问题时的重要性
4.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
二学习重点难点
学习重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
学习难点领悟科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
三自主学习
一奥斯特梦圆电生磁------电流的磁效应
阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容思考并回答以下问题
1是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的在这之前科学研究领域存在怎样的历史背景2奥斯特的研究是
3奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的用学过的知识如何解释
4电流磁效应的发现有何意义谈谈自己的感受
二法拉第心系磁生电------电磁感应现象
阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容思考并回答以下问题
1奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考法拉第持怎样的观点
2法拉第的研究是一帆风顺的吗法拉第面对失败是怎样做的
3法拉第做了大量实验都是以失败告终失败的原因是什么
4法拉第经历了多次失败后终于发现了电磁感应现象他发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的之后他又做了大量的实验都取得了成功他认为成功的秘诀是什么
5从法拉第探索电磁感应现象的历程中你学到了什么谈谈自己的体会
三实例探究
1有关物理学史的知识
例1发电的基本原理是电磁感应发现电磁感应现象的科学家是
A.安培B.赫兹C.法拉第D.麦克斯韦
例2发现电流磁效应现象的科学家是___________发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是__________发现电磁感应现象的科学家是___________发现电荷间相互作用力规律的的科学家是___________2对概念的理解和对物理现象的认识
例3下列现象中属于电磁感应现象的是
A.磁场对电流产生力的作用
B.变化的磁场使闭合电路中产生电流
C.插在通电螺线管中的软铁棒被磁化
D.电流周围产生磁场
第一节划时代的发现第2课时
学习目标知道电磁感应感应电流的定义
学习重点熟记基本知识点掌握基础题型
四达标演练
1奥斯特实验要有明显的效果通电导线必须____________放置
21831年8月29日____________发现了电磁现象把两个线圈绕在同一个铁环上一个绕圈接到____________另一个线圈接入____________在给一个线圈____________或____________的瞬间发现了另一个线圈中也出现了____________
3如图所示虚线框内有匀强磁场大环和小环是垂直于磁场放置的两个圆环分别用Φ1和Φ2表示穿过大小两环的磁通量则有
AΦ1Φ2
BΦ1Φ2
CΦ1Φ2
D无法确定
4恒定的匀强磁场中有一个圆形闭合线圈线圈平面垂直于磁场方向当线圈在此磁场中做下列哪种运动时穿过线圈的磁通量发生了变化
A线圈沿自身所在的平面做匀速运动
B线圈沿自身所在的平面做加速运动
C线圈绕任一直径做匀速转动
D线圈绕任一直径做变速转动
5两个圆环AB如图4-2-7所示放置且RARB一条形磁铁轴线过两个圆环的圆心处且与圆环平面垂直则穿过AB环的磁通量ΦA和ΦB的关系是
AΦAΦB
BΦAΦB
CΦAΦB
D无法确定
6单匝线圈abcd水平放置有一半面积处在竖直向下的匀强磁场中如图4-2-17所示线圈面积为S磁感应强度为B当线圈绕ab边从图示位置转过30°和60°时穿过线圈的磁通量分别是多少
第2节探究电磁感应的产生条件第1课时
一学习目标
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
3.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
4.通过实验观察和实验探究理解感应电流的产生条件举例电磁感应在生活和生产中的应用
二学习重点难点
学习重点通过实验观察和实验探究理解感应电流的产生条件
学习难点感应电流的产生条件
三自主学习
一感应电流产生的条件
1实验一闭合电路的部分导线在匀强磁场中切割磁感线探究导线运动快慢与电流表示数大小的关系
实验二向线圈中插入磁铁或把磁铁从线圈中抽出探究磁铁插入或抽出快慢与电流表示数大小的关系
2模仿法拉第的实验通电线圈放入大线圈或从大线圈中拔出或改变线圈中电流的大小改变滑线变阻器的滑片位置探究将小线圈从大线圈中抽出或放入快慢与电流表示数的关系
三实例探究
例题1关于感应电流下列说法中正确的是
A.只要闭合电路内有磁通量闭合电路中就有感应电流产生
穿过螺线管的磁通量发生变化时螺线管内部就一定有感应电流产生
线框不闭合时即使穿过线圈的磁通量发生变化线圈中也没有感应电流
只要电路的一部分作切割磁感线运动电路中就一定有感应电流2-1下列关于感应电流产生的说法中正确的是
A只要穿过线圈的磁通量发生变化线圈中就一定有感应电流产生
B只要闭合导线做切割磁感线的运动导线中就一定有感应电流产生
C闭合电路的一部分导体若不做切割磁感线的运动则闭合电路中就一定没有感应电流
D当穿过闭合电路的磁通量发生变化时闭合电路中就一定有感应电流
第2节探究电磁感应的产生条件第2课时
学习目标知道产生感应电流的条件
学习重点通过练习理解感应电流的产生条件
例题2如图所示竖直放置的长直导线通以恒定电流有一矩形线框与导线在同一A导线中电流强度变大线框向右平动线框向下平动线框以ab边为轴转动2-2矩形闭合线圈平面跟磁感线方向平行如图所示下列情况中线圈有感应电流的是A线圈绕a轴转动线圈垂直纸而向外平动线圈沿ab轴下移线圈绕cd轴转动
如图所示一闭合金属环从上而下通过通电的长直螺线管b为螺线管的中点金属环通过abc处时能产生感应电流的是__________2-3如图所示一个矩形线框上有一电流计G它们从一理想匀强磁场区域的上方自由下落线圈平面与磁场方向垂直在线圈下落的ⅠⅡⅢ三个位置中下列说法中正确的是
A只在Ⅰ位置时有感应电流B只在Ⅱ位置时有感应电流
C只在Ⅲ位置时有感应电流D只在Ⅱ位置时无感应电流
例题4如图所示用导线做成的圆形回路与一直导线构成几种位置组合哪几种组合中切断直导线中电流时闭合回路中会有感应电流产生
2-4如图所示有一正方形闭合线圈在足够大的匀强磁场中运动下列四个图中能产生感应电流的是图
例题5如图所示一有限范围的匀强磁场宽为d一个边长为l方形导线框以速度v匀速地通过磁场区若dl则在线框中不产生感应电流的时间就等于
ABCD
2-5如图所示一有限范围的匀强磁场宽度为d将一个边长为L的正方形导线框以速度V匀速通过磁场区域区域若dL则在线框中不产生感应电流的时间应为等于
AdvBLvCLdvDL2dv
第三节法拉电磁感应定律第1课时
一学习目标
1.知道什么叫感应电动势
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ΦΔΦE△Φ△t
3.理解法拉第电磁感应定律内容数学表达式
4.知道EBLvsinθ如何推得
5.会用En△Φ△t和EBLvsinθ解决问题
二学习重点和难点
法拉第电磁感应定律平均电动势与瞬时电动势区别
三自主学习
一法拉第电磁感应定律及数学表达式
回路中的感应电动势的大小和成正比E
1要严格区分磁通量磁通量的变化量磁通量的变化率
2磁通量的变化率与匝数的多少无关
3由ε=ΔφΔt算出的通常是时间Δt内的一般不等于初态与末态电动势的平均值
4若Δφ由磁场的变化引起则ΔφΔt常用来计算
5若Δφ是由回路面积的变化引起则ΔφΔt常用来计算
6感应电量在Δt时间内通过电路中某一横截面的电量q
二导体平动切割磁感线运动时的感生电动势
设矩形线框abcd放在磁感应密度为B的匀强磁场里线框平面跟磁感线垂直线框可动部分ab以速度v向右运动在时间Δt内由原来的位置ab移到a1b1此刻线框面积的变化量ΔS
如图所示
则ΔS=LvΔtΔΦBΔSBLvΔt
EBLv
讨论若v⊥L但与B成θ角如图则将v正交分解
v1=vsinθ对切割有贡献
v2=vcosθ对切割无贡献
E=BLv
∴EBlvsinθ
第三节法拉电磁感应定律第2课时
学习目标用En△Φ△t和EBLvsinθ解决问题
学习重点和难点法拉第电磁感应定律平均电动势与瞬时电动势区别
三实例探究
例题1如下图所示将一条形磁铁插入某一闭合线圈第一次用005s第二次用01s设插入方式相同试求
1两次线圈中的平均感应电动势之比
2两次线圈之中电流之比
3两次通过线圈的电荷量之比
4两次在R中产生的热量之比
-1有一面积为S100cm2的金属环电阻R01Ω环中磁场变化规律如下图所示磁场方向垂直环面向里在t1到t2时间内通过金属环的电荷量是多少
例题2如下图所示是一个水平放置的导体框架宽度L150m接有电阻R020Ω设匀强磁场和框架平面垂直磁感应强度B040T方向如图今有一导体棒ab跨放在框架上并能无摩擦地沿框滑动框架及导体ab电阻均不计当ab以v40ms的速度向右匀速滑动时试求
1导体ab上的感应电动势的大小
2回路上感应电流的大小
第四节楞次定律第1课时
一学习目标
1.掌握楞次定律的内容能运用楞次定律判断感应电流方向
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
二学习重点和难点
学习重点1.楞次定律的获得及理解
2.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感应电流的方向
学习难点楞次定律的理解及实际应用
三自主学习
一楞次定律内容
二楞次定律的应用
1.正确理解楞次定律中的阻碍的含义
1谁阻碍谁2阻碍什么3如何阻碍4结果如何
三右手定则的内容
四实例探究
例题1如图所示有一正方形闭合线圈在足够大的匀强磁场中运动下列四个图中能产生感应电流的是图
-1如图所示竖直放置的长直导线通以恒定电流有一矩形线框与导线在同一
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
ab沿轨道向右匀速滑动判断ab中感应电流方向并指出ab两点中哪一点电势高
第四节楞次定律第2课时
学习重点1.应用楞次定律判断感应电流的方向
2.利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向
学习难点楞次定律的理解及实际应用
-2如图1所示匚形线架ABCD上有一根可以无摩擦滑动的导线ab左侧有通电导线MN电流方向由N到M若将线框置于匀强磁场中则
Aab边向右运动时导线MN与AB边相互吸引
Bab边向左运动时导线MN与AB边相互吸引
Cab边向左运动时导线MN与AB边相互排斥
Dab边向右运动时导线MN与AB边相互排斥
例题3两个同心导体环内环中通有顺时针方向的电流外环中原来无电流当内环中电流逐渐增大时外环中有无感应电流方向如何
-3如图所示两个大小相等互相绝缘的导体环B环与A环有部分面积重叠当开关S断开时
AB环内有顺时针方向的感应电流
BB环内有逆时针方向感应电流
CB环内没有感应电流
D条件不足无法判定
-4如图所示一定长度的导线围成闭合的正方形线框使框面垂直于磁场放置若因磁场的变化而导致线框突然变成圆形则A.因B增强而产生逆时针的电流B.因B减弱而产生逆时针的电流C.因B减弱而产生顺时针的电流D.以上选项均不正确
第五节感生电动势动生电动势第1课时
一学习目标
1.知道感生电场
2.知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系
二学习重点难点
学习重点感生电动势与动生电动势的概念
学习难点对感生电动势与动生电动势实质的理解
三自主学习
一感生电动势
如图所示穿过闭会回路的磁场增强在回路中产生感应电流是什么力充当非静电力使得自由电荷发生定向运动呢
1感生电场____________________________________________________________
2感生电动势①概念__________________________________________________
②计算公式_____________
二洛伦兹力与动生电动势
1一段导体切割磁感线运动时相当于一个电源这时非静电力与洛伦兹力有关________________________________________叫动生电动势
2如图所示导体棒运动过程中产生感应电流试分析电路中的能量转化情况
三实例探究
例题1如图所示在宽为05m的平行导轨上垂直导轨放置一个有效电阻为r06Ω的直导体在导轨的两端分别连接两个电阻R14ΩR26Ω其它电阻不计整个装置处在垂直导轨向里的匀强磁场中如图所示磁感应强度B01T当直导体在导轨上以V6ms的速度向右运动时求直导体棒两端的电压和流过电阻R1和R2的电流大小
第五节感生电动势动生电动势第2课时
一学习目标
1.知道感生电场
2.知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系
二学习重点难点
学习重点感生电动势与动生电动势的概念
学习难点对感生电动势与动生电动势实质的理解
-1如图所示在宽为L的水平平行光滑导轨上垂直导轨放置一个直导体棒MN在导轨的左端连接一个电阻R其它电阻不计设导轨足够长整个装置处在垂直导轨竖直向下的匀强磁场中磁感应强度为B当直导体棒受到一个垂直导轨水平向右的恒力F作用由静止开始在导轨上向右运动时试确定直导体棒的运动情况及其最大速度Vm
-2一闭合线圈放在随时间均匀变化的磁场中线圈平面和磁场方向垂直若想使线圈中的感应电流增加一倍下述方法可行的是
A使线圈匝数增加一倍
B使线圈截面积增加一倍
C使线圈匝数减少一半
D使磁感应强度的变化率增大一倍
例题3如图所示长宽的矩形线圈电阻为处于磁感应强度为的匀强磁场边缘线圈与磁感线垂直.求将线圈以向右的速度匀速拉出磁场的过程中
⑴拉力F大小 ⑵拉力的功率P
⑶拉力做的功W
第6节互感和自感第1课时
一学习目标
1了解互感和自感现象
2了解自感现象产生的原因
3知道自感现象中的一个重要概念自感系数了解它的单位及影响其大小的因素
二重点难点
1.重点自感现象及自感系数
2.难点①自感现象的产生原因分析 ②通断电自感的演示实验中现象解释
三自主学习
一互感现象
1基本概念
①互感
②互感现象
③互感电动势
2互感的理解
3互感的应用和防止
二自感现象
1.演示实验
实验1
观察到的现象
总结
实验2断电自感
2.结论
小结线圈中电流发生变化时自身产生__________这个感应电动势阻碍______的变化
自感现象_______________________________________________叫自感现象
自感电动势___________________________________叫自感电动势
三自感系数
1自感系数
2.单位
四实例探究
例如图所示电路中L为电感线圈电阻不计A合上S时亮合上S时亮
C断开S时熄灭断开S时熄灭如图所示AB是两个完全相同的灯泡L是自感系数较大的线圈其直流电阻忽略不计当电键闭合下列说法正确的是
AA立即熄灭熄灭B电键S断开时B立即熄灭熄灭C电键S闭合时AB亮然后A熄灭D电键S闭合时AB亮然后B逐渐变亮A总是相反.B总是相同.
C电流增大时两者方向相反.D电流减小时两者方向相同
3关于自感现象正确的说法是
A感应电流一定与原电流方向相反
B线圈中产生的自感电动势较大的其自感系数是一定较大
C对于同一线圈当电流变化较快时线圈中的自感系数也较大
D对于同一线圈当电流变化较大时线圈中产生自感电动势也较大
4关于线圈自感系数的说法错误的是
A自感电动势大自感系数也越大
B把线圈中的铁芯抽出一些自感系数减小
C把线圈匝数增加一些自感系数变大
D电感是自感系数的简称
第五章第1节交变电流导学案第1课时
一预习目标
1知道交变电流产生的原理
2知道交变电流的变化规律及物理量间的关系
二预习内容
1交变电流
________和________随时间做_________变化的电流叫做交变电流简称交流
________不随时间变化的电流称为直流
大小和方向都不随时间变化的电流叫做_________电流
2交变电流的产生
1过程分析
特殊位置甲乙丙丁戊B与S的关系
磁通量Φ的大小4个过程中Φ的变化电流方向磁通量Φ的变化率
2中性面_______________________________
磁通量___________
磁通量的变化率____________
感应电动势e=_______________感应电流
感应电流方向________线圈转动一周感应电流方向改变______次
第五章第1节交变电流课内探究学案第2课时
学习目标
1理解交变电流的产生原理及变化规律
2理解描述交变电流几个物理量以及它们之间的关系
学习重难点交变电流的产生原理变化规律及物理量间的关系
三反思总结
1矩形线圈在匀强磁场中匀速转动绕与磁场垂直的轴时线圈中产生正弦交变电流从中性面开始计时感应电动势的瞬时值表达式为
eNBSωsinωtEmsinωt
eωt图线是一条正弦曲线
2中性面特点Φ最大而e0
四当堂检测
1交流发电机在工作时电动势为eEmsinωt若将发电机的转速提高一倍同时将电枢所围面积减少一半其它条件不变则电动势为
AeEmsinωt2Be2Emsinωt2
CeEmsin2ωtDeEm2sin2ωt
2如图是一个正弦交变电流的it图象根据这一图象该交流电的瞬时值表达式为________A
五课后练习与提高
1如图甲中所示一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动线圈所围面积的磁通量Φ随时间t变化的规律如图乙所示下列论述正确的是
At1时刻线圈中感应电动势最大
Bt2时刻导线ad的速度方向跟磁感线垂直
Ct3时刻线圈平面与中性面重合
Dt4t5时刻线圈中感应电流方向相同
2如图所示一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动线圈匝数N100线圈电阻r3Ωabcd05mbcad04m磁感应强度B05T
电阻R311Ω当线圈以n300rmin的转速匀速转动时求
⑴感应电动势的最大值
⑵t0时刻线圈在图示位置写出此交变电流电动势的瞬时值表达式
⑶此电压表的示数是多少
第五章第2节描述交变电流的物理量导学案第1课时
预习目标
知道描述交变电流的相关物理量
知道物理量之间的关系
预习内容
表征交变电流的物理量
1瞬时值正弦交流电瞬时值的表达式为2最大值交流电的最大值反映的是交流电大小的变化范围当线圈平面与磁力线平行时交流电动势最大瞬时值与最大值的关系是有效值交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的即在同一时间内跟某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值叫做该交流电的有效值正弦交流电的有效值与最大值之间的关系是
各种交流电电气设备上所标的交流电表上所测得的以及在叙述中没有特别加以说明的交流电的最大值都是指平均值交流电的平均值是交流电图像中波形与横轴所围的面积跟时间的比值用enΔΦ/Δt计算
表征交变电流变化快慢的物理量①周期T单位s
②频率f单位HZ
③角频率ω单位rads
④角速度频率周期的关系l掌握表征交变电流大小物理量.
2理解有效值的定义并会用它解决相关问题.
3掌握表征交变电流变化快慢的物理量.
学习重难点表征物理量及物理量间的关系并能熟练解决相关问题
二学习过程
1写出正弦式交变电流电动势的最大值瞬时值有效值以及平均值表达式
2峰值有效值和平均值有什么区别
3对于正弦式交变电流其有效值与最大值得关系是是不是对一切交变电流都是如此
4在我们经常遇到的问题中那些地方应用有效值那些地方应用最大值那些地方应用平均值
三反思总结
四当堂检测
1电阻R1R2与交流电源按照图1方式连接R110ΩR220Ω合上开关S后通过电阻R1的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图2所示则
A.通过R1的电流有效值是12A
B.R1两端的电压有效值是6V
C.通过R2的电流最大值是12A
D.R2两端的电压最大值是6V
2如图2所示表示一交流电的电流随时间的变化图象其中电流正值为正弦曲线的正半周则该交流电的有效值为多少
课后练习与提高
1图5-2-1表示一交变电流随时间变化的图象此交变电流的有效值是
A5安B5安maxbook118comD35安
如图5-2-2所示在匀强磁场中有一个冂形导线框可绕AB轴转动已知匀强磁场的磁感强度B5πT线框的CD边长为20cmCEDF长均为10cm转速为50rs若从图示位置开始计时1写出线框中感应电动势的瞬时值表达式
2若线框电阻r3再将AB两端接6V12W灯泡小灯泡能否正常发光若不能小灯泡实际功率多大
电感和电容对交变电流的影响1电感和电容对交变电流的影响
1电感对交变电流的阻碍作用电感对交变电流的阻碍作用的大小用表示线圈的越大交变电流的越高电感对交变电流的阻碍作用就越感抗也越
2电容器对交变电流的阻碍作用电容对交变电流的阻碍作用的大小用表示电容器的电容越交变电流的频率越电容器对交变电流的阻碍作用就越容抗也越这些都表明交变电流能通过电容器
2在交变电流路中如果把电感的作用概括为则对电容的作用可概括为
知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小知道感抗与哪些因素有关.
知道交变电流能通过电容器.知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用.
知道用容抗来表示电容对交变电流阻碍作用的大小知道容抗与哪些因素有关.
一电感对交变电流的阻碍作用
2自感现象的应用
1低频扼流圈的构造
其作用
2高频扼流圈的构造作用
学以致用
如图白炽灯和电感线圈串联后接在交流电源的两端当交流电源的频率增加时
A线圈感抗增加B线圈感抗减少
C电灯变暗D电灯变亮
二电容对交变电流的作用
学以致用在图中所示的电路中C为电容器R为灯泡电流总内阻为零电压表内阻无穷大若保持交流电源的
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