优化方案教科物理选修资料.pptx

核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练课前自主学案课前自主学案知能优化训练知能优化训练第第2节节课标定位课标定位第1页/共36页学学习习目目标标：1.了了解解电电磁磁的的相相关关物物理理学学史史及及电电磁磁感感应应现现象象的的发发现现过过程程，知知道道电电磁磁感感应应现现象象和和感感应应电电流流2明明确确感感应应电电流流产产生生条条件件的的实实验验探探究究过过程程，掌掌握产生感应电流的条件握产生感应电流的条件3理理解解磁磁通通量量的的概概念念，掌掌握握其其计计算算方方法法，会会分分析判断通过电路的磁通量的变化情况析判断通过电路的磁通量的变化情况重点难点：重点难点：1.判断磁通量的改变及计算判断磁通量的改变及计算2感应电流的产生条件及应用感应电流的产生条件及应用课标定位课标定位第2页/共36页课前自主学案课前自主学案一、奥斯特实验的启迪1820年，_发现了电流的磁效应根据对称性，很多物理学家做了不少“磁生电”的实验都以失败告终.1821年，法拉第全身投入“磁生电”的研究中奥斯特奥斯特第3页/共36页二、电磁感应现象的发现11831年，英国物理学家_发现了电磁感应现象，并将“磁生电”的现象分为五类：(1)变化中的_；(2)变化中的_；(3)运动中的_；(4)运动中的_；(5)运动中的_2由电磁感应现象产生的电流叫_法拉第法拉第电流电流磁场磁场恒定电流恒定电流磁铁磁铁导线导线感应电流感应电流第4页/共36页思考感悟法拉第时代，还没有电流表，在“磁生电”的实验研究中，法拉第是怎样检测电流的呢？提示：利用电流的磁效应，在南北方向的导线下放一可旋转的小磁针当导线中有电流时，小磁针就发生转动，当导线中无电流时，小磁针就指南北极第5页/共36页三、电磁感应规律的发现及其对社会发展的意义1法拉第在发现感应电流之后，通过大量的实验，又归纳总结出电磁感应的规律，并发明了人类历史上第一台感应发电机2电磁感应的发现不仅对物理学和现代技术的发展作出了划时代的贡献，而且对整个现代文明的发展有着深刻的影响；电磁感应的发现使人们发明了发电机、变压器、感应电动机等，_在此基础上建立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在麦克斯韦麦克斯韦第6页/共36页四、探究感应电流的产生条件探究1：导体在磁场中做切割磁感线的运动如图111所示，将导轨、可移动导体ab放置在磁场中，并和电流计组成闭合回路，把实验现象记录在下表中.实验操作实验操作实验现象实验现象(有无电流有无电流)导体棒静止导体棒静止_导体棒左右运动导体棒左右运动_导体棒上下运动导体棒上下运动_无无有有无无第7页/共36页图111第8页/共36页探究2：通过闭合回路的磁场发生变化如图112所示，螺线管B套在螺线管A外边，螺线管A经过滑动变阻器和开关与电池相连构成直流电路；螺线管B接电流计构成闭合电流将实验现象填入下表中图图112第9页/共36页 观察观察操作操作电流计指针的摆动情况电流计指针的摆动情况螺线管螺线管B匝数少匝数少螺线管螺线管B匝匝数多数多螺线管螺线管AB相互垂直相互垂直开关接通瞬开关接通瞬间间_摆摆动动_摆动摆动_摆动摆动电流稳定电流稳定_摆动摆动_摆动摆动_摆动摆动开关断开瞬开关断开瞬间间_摆摆动动_摆动摆动_摆动摆动滑动片快速滑动片快速推动推动_摆摆动动_摆动摆动_摆动摆动滑动片缓慢滑动片缓慢推动推动_摆摆动动_摆动摆动_摆动摆动轻微轻微较大较大不不不不不不不不轻微轻微较大较大不不较大较大最大最大不不轻微轻微较大较大不不第10页/共36页五、产生感应电流的条件穿过_电路的磁通量_时，这个闭合电路中就有感应电流产生闭合闭合发生变化发生变化第11页/共36页核心要点突破核心要点突破一、正确理解磁通量的变化1对磁通量的认识(1)B与S垂 直 时(匀 强 磁 场 中)：BS.B指匀强磁场的磁感应强度，S为线圈的面积(2)B与S不垂直时(匀强磁场中)BS.S为线圈在垂直磁场方向上的有效面积，在应用时可将S分解到与B垂直的方向上，如图113所示BSsin.第12页/共36页图113第13页/共36页(3)某面积内有相反方向的磁场时分别计算不同方向的磁场的磁通量，然后规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，求其代数和2磁通量变化的几种形式磁通量的变化一般有四种情形：(1)B不变，S变化，则BS(2)B变化，S不变，则BS(3)B变化，S也变化，则B2S2B1S1(4)B不变，S不变，变化，则BS(sin 2sin 1)第14页/共36页特别提醒：在求磁通量的变化量时要注意：磁通量是标量，若规定穿入线圈正面的方向为正，则从线圈背面方向穿入时磁通量为负值，在线圈翻转180时，磁通量的变化应等于其绝对值之和，而不是绝对值之差，磁通量的正、负不表示方向，是为了计算磁通量变化而引入的第15页/共36页即时应用(即时突破，小试牛刀)1(2011年榆林高二检测)如图114所示，a、b、c三个圆环水平套在条形磁铁外面，其中a和b两环大小相同，c环最大，a环位于N极处，b和c两环位于条形磁铁中部，则穿过三个环的磁通量的大小是()图图114第16页/共36页Ac环最大，a与b环相同B三个环相同Cb环比c环大Da环一定比c环大解析：选C.条形磁铁磁场的磁感线分布特点是：两端密，中间疏；磁铁内、外磁感线条数相等a、b、c三个环中磁铁内磁场方向都向上，而磁铁外部磁场不同，应选C，而a、c两环磁通量大小关系不确定第17页/共36页二、感应电流有无的判断感应电流产生的必要条件是穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，所以判断感应电流有无时：1明确电路是否为闭合电路2判断穿过回路的磁通量是否发生变化穿过闭合电路的磁通量发生变化，大致有以下几种情况：(1)磁感应强度B不变，线圈有效面积S发生变化，例如闭合电路的一部分导体切割磁感线时第18页/共36页(2)线圈有效面积S不变，磁感应强度B发生变化，例如线圈与磁体之间发生相对运动时或者磁场是由通电螺线管产生而螺线管中的电流变化(3)磁感应强度B和回路有效面积S同时发生变化，此时可由t0计算并判断磁通量是否变化(4)线圈有效面积S不变，磁感应强度B也不变，但二者之间的夹角发生变化，例如线圈在磁场中转动时第19页/共36页特别提醒：导体切割磁感线不是在导体中产生感应电流的充要条件，归根结底还得要看穿过闭合导体回路的磁通量是否发生变化第20页/共36页即时应用(即时突破，小试牛刀)2(2011年广州高二检测)如图115所示，能产生感应电流的是()图图115第21页/共36页A磁铁向下运动B磁铁停在线圈中不动C磁铁向上运动D只要有磁铁就一定有电流解析：选AC.磁铁向上或向下运动时，线圈中的磁感应强度变化，穿过线圈的磁通量变化，线圈中产生感应电流，A、C正确；磁铁停在线圈中不动时，线圈中磁通量不变，不产生感应电流，B、D错误第22页/共36页课堂互动讲练课堂互动讲练磁通量的变化及计算磁通量的变化及计算例例例例1 1 如如图图116所所示示，有有一一个个100匝匝的的线线圈圈，其其形形状状是是边边长长为为L0.20 m的的正正方方形形，放放在在磁磁感感应应强强度度为为B0.50 T的的匀匀强强磁磁场场中中，线线圈圈平平面面与与磁磁场场垂垂直直若若将将这这个个线线圈圈的的形形状状由由正正方方形形改改变变成成圆圆形形(周周长长不不变变)，在在这这一一过过程程中中穿穿过过线线圈圈的的磁通量改变了多少？磁通量改变了多少？第23页/共36页图116第24页/共36页【精讲精析】线圈形状为正方形时的面积：S1L2(0.20)2 m24.0102 m2.穿过线圈的磁通量：1BS10.504.0102 Wb2.0102 Wb.形状为圆形时，其半径r4L/(2)2L/.面积大小S2(2L/)24/(25)m2.穿过线圈的磁通量：2BS20.504/(25)Wb2.55102 Wb.所以，磁通量的变化量：21(2.552.0)102Wb5.5103 Wb.第25页/共36页【答案】5.5103 Wb【方法总结】磁通量BS的计算有几点要注意：(1)S是指闭合回路线圈在垂直于磁场方向上的有效面积；(2)磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响同理，磁通量的变化量21也不受线圈匝数的影响所以，直接用公式求 、时，不必去考虑线圈匝数n.第26页/共36页变式训练1如图117所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属线框共面，第一次将金属线框由平移到，第二次将金属线框绕cd边翻转到，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为1和2，则()图图117第27页/共36页A12B12C12 D不能判断解析：选C.设线框在位置时的磁通量为1，在位置时的磁通量为，直线电流产生的磁场在处比在处要强，.将线框从平移到，磁感线是从线框的同一面穿过的，所以1|；将线框从绕cd边转到，磁感线分别是从线框的正反两面穿过的，所以2|()|(以原来穿过的为正，则后来从另一面穿过的为负)故正确选项为C.第28页/共36页产生感应电流条件的应用产生感应电流条件的应用例例例例2 2(2011年年武武汉汉模模拟拟)如如图图118所所示示，开开始始时时矩矩形形线线框框与与匀匀强强磁磁场场的的方方向向垂垂直直，且且一一半半在在磁磁场场内内，一一半半在在磁磁场场外外，若若要要使使线线框框中中产产生生感感应应电电流，下列办法中不可行的是流，下列办法中不可行的是()图图118第29页/共36页A将线框向左拉出磁场B以ab边为轴转动(小于90)C以ad边为轴转动(小于60)D以bc边为轴转动(小于60)【思路点拨】根据磁场的分布情况，分析各项中是否有磁通量的变化第30页/共36页【自主解答】当线框向左拉出磁场时，线框的磁通量减小，有感应电流产生，故A可行以ab边为轴转动(小于90)线框的磁通量减小也有感应电流产生，故B可行当以ad边为轴转动(小于60)，线框的磁通量减小，有感应电流产生，故C可行当以bc边为轴转动(小于60)，线框的磁通量有效面积不变，故磁通量不变，无感应电流产生，故D项不可行【答案】D第31页/共36页变式训练2如图119所示，L为一根无限长的通电直导线，M为一金属环，L通过M的圆心并与M所在的平面垂直，且通以向上的电流I，则()图图119第32页/共36页A当L中的电流发生变化时，环中有感应电流B当M左右平移时，环中有感应电流C当M保持水平，在竖直方向上下移动时环中有感应电流D只要L与M保持垂直，则以上几种情况，环中均无感应电流解析：选D.题图中金属环所在平面与磁感线平行，穿过金属环的磁通量为零无论I变化，还是M上下移动或左右平移，金属环所在平面一直保持与磁感线平行，磁通量一直为零，不产生感应电流，D正确第33页/共36页知能优化训练知能优化训练第34页/共36页本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此进入课件目录点此进入课件目录按按ESC键退出全屏播放键退出全屏播放谢谢使用谢谢使用第35页/共36页谢谢大家观赏！第36页/共36页