2022年《电磁学》复习课教学设计

1、学习好资料 欢迎下载 电磁学复习课教学设计 【教学目标】 1在物理学问方面要求 （ l）把握磁场对载流导体的作用力； （ 2）把握磁场对运动电荷的作用力； （ 3）把握法拉第电磁感应定律 2通过综合复习,搞清磁场,电磁感应,沟通电,电磁振荡和电磁波等学问的内在关 联,并能进行相关学问的综合运用 3通过综合复习,培养同学归纳,整理学问的才能,培养同学运用学问分析解决综合 性问题的才能 【重点,难点分析】 1重点 （ l）磁场对截流导体的作用力； （ 2）磁场对运动电荷的作用力； （ 3）感生电流方向的判定； （ 4）法拉第电磁感应定律及其运 用 2难点 （ l）楞次定律及其运用； （ 2）法拉第

2、电磁感应定律的运用； （ 3）电磁振荡过程的懂得 【教具】 投影片（或小黑板） ,挂图 【教学过程设计】 （一）复习引入新课 1提出问题 （ l）请同学回忆：磁场,电磁感应,沟通电,电磁振荡和电磁波几章学问的大致轮廓； （ 2）请同学描述一下：磁场,电磁感应,沟通电,电磁振荡和电磁波各章的具体学问 内容 2依据同学描述的学问内容,归纳总结一下,在几章中,我们主要学习了,运动电荷 四周存在磁场； 电场和磁场在确定条件下相互转换,从而形成电磁感应,产生电磁波 波的接收与发射等又涉及电子技术方面的应用等学问 电磁 （二）主要教学过程设计 1出示挂图,并作解说学问大致轮廓 第 1 页,共 8 页学习好

3、资料 欢迎下载 2出示挂图,并作解说本部分的主要学问,具体内容和简要说明； 主要学问 具体内容 说明 来源于 磁场 运动电荷四周存在的物质,能 一切磁现象的本质, 对铁类物质及运动电荷产生力 电荷的运动； 的作用； 磁感应强度 B B=F/l I；F-N ,l-m ,I-A ,B-T ； F 是当 l B 时受到的最大 磁通量 =B S B 的方向与 F,l 所在平面垂直； 磁场力 是 S 与磁感应强度垂直 B cos ,B-T , S 2 m , 方向的夹角； 安培力 F 1T m2 是 B 与电流正方向的夹 F=BIlsin ,磁场对通电导体的 洛仑兹力 f 作用力； 角 f=qvBsin

4、 ,磁场对运动电荷的 是 B , v 正方向的夹角； 作用力； 动生电动势 =Blvsin ,一段导体因切割 是 v 与 B 正方向的夹角 （ l 感应电动势 磁感线而产生的感生电动势； 与 B 垂直）； =N / t,因磁通量发生变 N 是匝数； / t 叫做磁 化而在闭合电路引起的感生电 动势的代数和； 通量的变化率； 变流电 e=NBS sin tV ,或 由于闭合电路磁通量周期 iI sin tA ；电流大小,方 性变化所产生； 向作周期性变化； 第 2 页,共 8 页沟通电最大值 学习好资料 或 m欢迎下载 mNBS INBlv , 正弦 （或余弦） 符号前的数 值 沟通电有效值 I

5、 m m/ R , U m I mR； 相当于直流电同样势效应 UU / 2 , I I m / 2, 之值； 理想变压器 M/ 2 ； 通过理想变压器的各匝线 利用电磁感应原理输送电能的 L, C 振荡电路 装置； 圈的 / t 相同,能量损 U 1 : U 2 : n1 : n2 : ; 耗不计； nI n1 I 1 n2 I 2 电流变化趋势与 C 上电量 L,C 闭合电路内,电场能与磁 L, C 振荡周期 场能的交替转换； 变化趋势相反； 转变 L 或 C 都能使 T 变化； T 2L C , L电感,单 T 为固有周期； 位： H； C电容,单位： F； T 周期,单位： s； 电磁

6、场与电磁波 变化的磁场（电场） ,产生电场 按正弦 （或余弦） 规律变化 （磁场）；变化的电场与磁场不 可分割,叫做电磁场； 电磁场 在空间传递形成电磁 波； 3就以下内容,逐个提问,然后将投影片打出 （ 1）基本定就 的磁场（电场） ,产生变化 的电场（磁场） 安培定就 判定电流磁场方向的法就 应用于直线电流时, 拇指表示电流方向, 四指 表示磁场（磁感线）的环绕方向；应用于环形电流时,四指表示电流方向,拇指表示环形电 流轴线上磁感线的方向 左手定就 判定通电导线运动电荷受磁场力方向的法就 在应用于判定洛仑兹力方向 时,只要将正电荷运动方向视为电流方向即可负电荷反之 右手定就 判定感生电流方

7、向的法就,留意与楞次定律相结合使用 （ 2）楞次定律 反映感生电流方向与磁通量变化关系的定律： 感生电流的磁场总是要阻碍引起感生电流 的磁通量的变化 可结合左, 右手判定法就, 判定感生电流方向或感生电动势的正负极性 应 用时,留意以下四个步骤： 明确外磁场（或原磁场）的方向及分布情形,画出磁感线的分布； 判定磁通量的变化 ； 依据 的正,负情形,判定感生电流磁场的方向： 当 0 时,感生电流磁场方向与外磁场方向相反； 当 0 时,感生电流磁场方向与外磁场方向相同； 当 =0 时,无感生电流产生 依据感生电流磁场方向,结合（左）右手判定法就,确定感生电流方向 第 3 页,共 8 页学习好资料

8、欢迎下载 （ 3）法拉第电磁感应定律 反映感生电动势产生条件及大小的定律： 电路中感生电动势的大小, 跟穿过这一电路的 磁通量的变化率成正比,即： t 留意： 公式 =Blvsin 是反映长为 1 的一段导体,或者闭合电路中的一部分导体 1 两端感 生电动势的大小此感生电动势起因于导体做切割磁感线运动的结果； 公式 Nt ,是表示绕闭合电路一周感生电动势的代数和； =Blv 中的非 而且包括感生电场力 凡电动势,都是表示非静电力移动单位正电荷做功的才能大小公式 静电力是洛仑兹力 而 Nt 中的非静电力就不仅包括洛仑兹力, 等非静电力 这是两者在意义上的区分 但通常在应用中往往对于应用 N 求得

9、的感生电动势确定 t 是对时间 t 的“平均值” ,而将 =Blvsin 理想为只能求得即时值,以此来区分两者的不 同意义这种看法是片面的, “即时值”,“平均值”不是两者的根本区分实际上两个公式 在某些情形下都能描述即时值和平均值 4沟通电的变化规律 当闭合导线框在匀强磁场中以角速度 性变化,就其感生电动势即为： eNBS sin t V 匀速转动时, 假如闭合电路内的磁通量发生周期 式中 N 为闭合导线框的匝数, S 为导线框所围面积 5表达争论电磁学部分的基本思路与方法 （ l）磁场中的力学问题,其分析方法与力学中的方法相同,只是多了磁场力的作用, 当存在动量或能量转化问题时,可借助动量

10、或功能关系解答 如图 1 所示（投影片）质量为 m 的带电小球所带电量为 +q ,可以沿竖直长棍滑动,小 球与棍的摩擦因数为 ,同时有一水平向右的匀强电场 E 和水平垂直纸面对里的匀强磁场 B问小球由静止向下滑动时做什么运动？ 分析：可接受谈话法一人回答不完整时,其他同学补充,也可以争论,留给同学一段 第 4 页,共 8 页学习好资料 欢迎下载 时间争论然后,提问：刚开头小球一共受几个力？它们的大小,方向？ 可能回答：重力 mg 竖直向下,电场力 F=qE 水平向右,弹力 N=qE 水平向左（因无水 平运动, N 与 F 平稳）和竖直向上的摩擦力（小球不动,这时摩擦力为静摩擦力 f=mg ）

11、提问 2：小球向下滑动后,小球受力怎么变化？ 可能回答：重力,电场力与小球运动无关,故不变小球向下运动,将受到向右的洛仑 兹力 f 洛 qvB 因小球仍无水平运动,所以向左的弹力 NF fqE qvB ；这时 f= N= （ qE+qvB ）方向向上 洛的摩擦力 提问 3：小球将做什么运动？作定性和定量分析 开头时： mg f,小球向下做加速运动,当 v 增大时,摩擦力 f 也增大,竖直向下的合 力 F mg f 在减小所以小球做加速度减小的加速运动当 f=mg 时,小球做匀速运 动 在下落过程中,依据牛顿其次定律有 F mg qE qvB ma ； 当 F=0 时, a=0, v 最大,由上

12、式可有 mg= （ qE+qvB ）；从而解得： v 最大 mg qE ； qB 适当归纳总结后,请看投影片； 如图 2在匀强电场和匀强磁场共存的区域内,电场的场强为 E,方向竖直向下,磁场 的磁感应强度为 B,方向垂直纸面对里 在场区内, 有一根绝缘细杆与水平方向成 固定放 置,杆上套有一个质量为 m,带有电量为一 q 的小球, 小球与细杆间摩擦因数为 （ tan 现将小球由静止释放,设杆有足够的长度,且 和最大速度 组织同学争论,然后归纳：下滑中,当小球的速度 qE mg,求下滑中小球的最大加速度 v 较小时,受到如图 3（ a）所示的 重力 G=mg,电场力 F1 qE ,洛仑兹力 F2

13、 Bqv ,支持力 N ,摩擦力 f= N 作用随着 小球速度 v 的增大 F 2 增大 N 减小 f 减小小球受到的合外力 F 增大小球的加速度 a 增大当速度 v 增至某一数值 v1 时,支持力 N 减为零,摩擦力 f 相应减为零,小球受到的 合外力 F 达到最大,此时小球的加速度 a 相应达到最大 合第 5 页,共 8 页学习好资料 欢迎下载 据此由牛顿其次定律有 mg sin qE sin mam ； 解得小球的最大加速度为 ammg qE sin ； N 由 m小球的速度 v 超过 v1 后,受力情形变为如图 3（ b）所示,其中杆对小球的支持力 垂直杆向上变为垂直杆向下 之后随着小

14、球速度 v 连续增大 F 2 增大 N 增大 f 增大 F 减小 a 减小当速度 v 增至另一数值 v2 时,小球受到的合外力 F减为零,其加速度 a合 相应减为零,此后小球以速度 此由 F=0 有 v2 沿杆匀速下滑,故速度 v2 即是小球可达到的最大速度据 mg sin qE sin Bqvm qE cos mg cos 0 ； 解得小球的最大速度为 vm mg qE sin cos ； Bq归纳总结此题后,看投影片 图 4 中的 MN 为水平放置的带电平行板,相距为 d,电势差为 U ,两极间布满磁感应强 度为 B ,方向为垂直纸面对里的匀强磁场某时刻,一个质量为 m,带电量为 q 的负

15、电荷, 从 N 板的 P 点由静止开头进入电场,磁场中当它经过轨迹的最高点位置 K 时,正好与原 来静止在 K 点的,质量为 m 的中性油滴相结合,随之,从 K 点开头做匀速直线运动假如 不许重力影响,试问： 电荷与油滴结合后的运动速度多大？ 电荷到达 K 点与油滴作用前的速度多大？ 电荷与油滴作用过程中损耗的能量为多少？ K 点到 N 板的距离为多少？ 第 6 页,共 8 页学习好资料 欢迎下载 组织争论然后归纳 电荷在正交的电场与磁场中运动时, 在此题条件下, 电荷既受电场 力作用又受洛仑兹力作用 由于洛仑兹力为变力, 电荷将做变加速曲线运动, 不能用中学物 理中运动学的方法解决这一问题

16、电荷与油滴作用后做匀速直线运动,其合外力必为零,即 F qE qvK B , 故 v K E / B U / dB ； 此即两者的共同速度 电荷与油滴作用后做匀速直线运动, 而油滴原先是静止的, 其动量来自运动电荷的传 递,两者作用过程为碰撞没碰撞前电荷的速度为 v0 ,由动量守恒定律： mv0 m mv K , 所以 v0 2v K 2U / Bd ； 此为电荷到达 K 点时的最大速度 作用过程中能量的损耗,必等于作用前后两个能量之差 E 1m mvK 2 1mv0 2mU / dB ； 22 2电荷在 P 点时的动能为零,而在 K 点时的动能为 2 2 2 2E K mv0 / 2 mU

17、/ d B ； 但在电荷运动的过程中,洛仑兹力不做功,只有电场力做功,由动能定理知： 2 mv0 / 2 qU KP , 然后提出问 所以 UKP 2m U q Bd 2 ； 设 K 到 N 板之距为 h,就： U KP / h U / d ； 故 hUKP d / U 2 2 mU / qdB ； 通过以上三例, 讲清楚力学, 磁场等有关方面学问的综合运用方法与思路 第 7 页,共 8 页学习好资料 欢迎下载 题 I= Q/ t=CBla 可见,如 a 为定值,就 I 也为定值 因 F BIl CB 2 I 2 a ； 由牛顿其次定律： mg-F=ma, 即 mg CB 2l 2a ma , 所以 am2 l 2gm CB金属棒运动的