2019高中物理 第一章 电磁感应 1 电磁感应的发现 2 感应电流产生的条件学案 教科版选修3-2.doc

11 1电磁感应的发现电磁感应的发现2 2感应电流产生的条件感应电流产生的条件学 习 目 标知 识 脉 络1知道与电流磁效应和电磁感应现象相关的物理学史，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神2通过实验探究理解感应电流的产生条件3会运用感应电流产生的条件判断是否有感应电流产生(重点)4学会判断磁通量是否会发生变化及是否产生感应电流(难点)自 主 预 习·探 新 知知识梳理一、电磁感应的发现1丹麦物理学家奥斯特发现载流导体能使小磁针转动，这种作用称为电流的磁效应，揭示了电现象与磁现象之间存在密切联系2英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，即“磁生电”现象，他把这种现象命名为电磁感应产生的电流叫做感应电流二、感应电流产生的条件1探究导体棒在磁场中运动是否产生感应电流(实验图如图 1­1­1 所示)图 1­1­1实验操作实验现象(有无电流)分析论证导体棒静止无导体棒平行磁感线运动无导体棒切割磁感线运动有闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中有感应电流产生2.探究通过闭合回路的磁场变化时是否产生感应电流(实验图如图 1­1­2 所示)2图 1­1­2实验操作实验现象(线圈B中有无电流)分析论证开关闭合瞬间有开关断开瞬间有开关保持闭合，滑动变阻器滑片不动无开关保持闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片有线圈B中磁场变化时，线圈B中有感应电流；磁场不变时，线圈B中无感应电流3.产生感应电流的条件大量实验证实，穿过闭合电路的磁通量发生变化时，这个闭合电路中就有感应电流产生基础自测1思考判断(1)白炽灯泡就是根据电磁感应现象发明的(×)(2)“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的现象()(3)麦克斯韦建立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在()(4)线圈不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也无感应电流产生()(5)穿过电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流(×)(6)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中有感应电流产生()2下列现象中，属于电磁感应的是( )A小磁针在通电导线附近发生偏转B通电线圈在磁场中转动C因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流D磁铁吸引小磁针C C 电磁感应是指“磁生电”的现象，而小磁针和通电线圈在磁场中转动反映了磁场力的性质，所以 A、B、D 不属于电磁感应现象，C 属于电磁感应现象3如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是( ) 【导学号：24622001】3A B C DB B A 中线圈运动时，穿过线圈的磁通量不变，无感应电流；C、D 中线圈运动时穿过线圈的磁通量总为零，故无感应电流产生；只有 B 中，当线圈匀速转动时，穿过线圈的磁通量不断变化，故有电流产生，故选 B.合 作 探 究·攻 重 难磁通量的理解与计算1匀强磁场中磁通量的计算(1)B与S垂直时，BS.(2)B与S不垂直时，BS，B为B垂直于线圈平面的分量如图 1­1­3 甲所示，BS(Bsin )·S.也可以BS，S为线圈在垂直于磁场方向上的投影面积，如图 1­1­3 乙所示，BSBScos .甲 乙图 1­1­32磁通量的变化大致可分为以下几种情况：(1)磁感应强度B不变，有效面积S发生变化如图 1­1­4(a)所示(2)有效面积S不变，磁感应强度B发生变化如图 1­1­4(b)所示(3)磁感应强度B和有效面积S都不变，它们之间的夹角发生变化如图 1­1­4(c)所示(a) (b) (c)图 1­1­4两个圆环A、B如图 1­1­5 所示放置，且圆环半径RA>RB，一条形磁铁的轴线过两个圆环的圆心处，且与圆环平面垂直，则穿过A、B环的磁通量A和B的关系是( )4图 1­1­5AA>B BABCA出，即C0，当切断7导线中电流后，穿过线圈的磁通量C减小为 0，所以 C 中有感应电流产生；D 中线圈的磁通量D不为 0，当电流切断后，D最终也减小为 0，所以 D 中也有感应电流产生4(多选)如图 1­1­8 所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合电路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中有感应电流的是( ) 【导学号：24622003】图 1­1­8A线圈中通以恒定的电流B通电过程中，使变阻器的滑片P做匀速移动C通电过程中，使变阻器的滑片P做加速移动D将开关突然断开的瞬间BCDBCD 线圈中通以恒定的电流，铜环A中磁通量不变，铜环A中没有感应电流，A 错；变阻器的滑片P做匀速、加速移动时，线圈中电流变化，铜环A中磁通量发生变化，铜环A中有感应电流，B、C 对；将开关突然断开的瞬间，线圈中电流变为零，铜环A中磁通量发生变化，铜环A中有感应电流，D 对当 堂 达 标·固 双 基1六根绝缘的导线，在同一平面内组成四个相同的正方形，导线中通以大小相等的电流，方向如图 1­1­9 所示在这四个正方形区域中，指向纸面向里且合磁通量最大的区域是( )图 1­1­9A BC DA A 由于是直线电流的磁场，六支电流在每个区域都有磁感线的分布，只有逐一分析六支电流在每个区域的合磁通量，才能进行比较。假设每支电流的磁感线穿过相邻区域的有 2 条，穿过较远区域的有 1 条，这样可以作出穿过各区域的磁感线分布图，如图所示，分析可知选项 A8正确2(多选)如图 1­1­10 所示，有一金属环和一条形磁铁，下列哪些过程环中会产生感应电流 ( )图 1­1­10A环不动，将磁铁插入环中B环不动，将磁铁从环中拔出C磁铁不动，将环套入磁铁D磁铁在环中与环保持相对静止并一起向下运动ABCABC 环不动，将磁铁插入环中，穿过线圈的磁通量发生变化，产生感应电流；环不动，将磁铁从环中拔出时，穿过线圈的磁通量发生变化，产生感应电流；磁铁不动，将环套入磁铁时，穿过线圈的磁通量发生变化，产生感应电流；把磁铁在环中与环保持相对静止并一起向下运动时，穿过线圈的磁通量不变，不能产生感应电流，故选 A、B、C.3(多选)下图中能产生感应电流的是( )A BC DBDBD 根据产生感应电流的条件：A 选项中，电路没有闭合，无感应电流；B 选项中，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C 选项中，穿过线圈的磁感线相互抵消，恒为零，无感应电流；D 选项中，磁通量发生变化，有感应电流4(多选)如图 1­1­11 所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列办法中可行的是 ( ) 【导学号：24622004】图 1­1­11A将线框向左拉出磁场9B以ab边为轴转动C以ad边为轴转动(小于 60°)D以bc边为轴转动(小于 60°)ABCABC 将线框向左拉出磁场的过程中，线框的bc部分切割磁感线，或者说穿过线框的磁通量减少，所以线框中将产生感应电流；当线框以ab边为轴转动时，线框的cd边的右半段在做切割磁感线运动，或者说穿过线框的磁通量在发生变化，所以线框中将产生感应电流；当线框以ad边为轴转动(小于 60°)时，穿过线框的磁通量在减小，所以在这个过程中线框内会产生感应电流如果转过的角度超过 60°(60°300°)，bc边将进入无磁场区，那么线框中将不产生感应电流；当线框以bc边为轴转动时，如果转动的角度小于60°，则穿过线框的磁通量始终保持不变(其值为磁感应强度与矩形线框面积的一半的乘积)5边长l10 cm 的正方形线框固定在匀强磁场中，磁场方向与线框平面间的夹角30°，如图 1­1­12 所示磁感应强度随时间变化的规律为B(23t) T，则第 3 s内穿过线框的磁通量的变化量 为多少？图 1­1­12【解析】 第 3 s 内就是从 2 s 末到 3 s 末，所以 2 s 末的磁场的磁感应强度为B1(23×2) T8 T,3 s 末的磁场的磁感应强度为B2(23×3) T11 T，则BSsin (118)×0.12×sin 30° Wb1.5×102 Wb.【答案】 1.5×102 Wb