2019-2020年高中物理選修（3-2）1.1-2《電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn) 感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件》word學(xué)案.doc

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2019-2020年高中物理選修（3-2）1.1-2《電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn) 感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件》word學(xué)案 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位] 1.能理解什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象.2.能記住產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.3.會(huì)使用線圈以及常見磁鐵完成簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn).4.能說出磁通量變化的含義.5.會(huì)利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生的條件解決實(shí)際問題． 1．磁通量的計(jì)算公式Φ＝BS的適用條件是___________且磁感線與平面________.若在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，磁感線與平面不垂直，公式Φ＝BS中的S應(yīng)為_________________________ 2．磁通量是標(biāo)量，但有正、負(fù)之分．一般來說，如果磁感線從線圈的正面穿入，線圈的磁通量就為“＋”，磁感線從線圈的反面穿入，線圈的磁通量就為“________”． 3．由Φ＝BS可知，磁通量的變化有三種情況： (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，____________變化； (2)______________變化，有效面積S不變； (3_____________和___________同時(shí)變化． 一、奧斯特實(shí)驗(yàn)的啟迪 1820年，___________從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，不少物理學(xué)家根據(jù)_________的思考，提出既然電能產(chǎn)生磁，是否也存在_____效應(yīng)，即____________呢？ 二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 1831年，英國物理學(xué)家________發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象．他將“磁生電”現(xiàn)象分為五類：(1)變化中的電流；(2)變化中的________；(3)運(yùn)動(dòng)中的__________；(4)運(yùn)動(dòng)中的________；(5)運(yùn)動(dòng)中的___________. 三、電磁感應(yīng)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)及其對(duì)社會(huì)發(fā)展的意義 1．電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，使人們發(fā)明了_______，把________能轉(zhuǎn)化成_____能；使人們發(fā)明了________，解決了______能遠(yuǎn)距離傳輸中能量大量損耗的問題；使人們制造出了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的__________，反過來把_______能轉(zhuǎn)化成_________能． 2．法拉第在研究電磁感應(yīng)等電磁現(xiàn)象中，從磁性存在的空間分布逐漸凝聚出“_______”的科學(xué)創(chuàng)新思想．在此基礎(chǔ)上，_________建立了電磁場(chǎng)理論，并預(yù)言了___________的存在． 四、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 穿過閉合電路的______________時(shí)，這個(gè)閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生. 一、磁通量及其變化 [問題設(shè)計(jì)] 如圖1所示，框架的面積為S，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.試求： 圖1 (1)框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直時(shí)，穿過框架平面的磁通量為多少？ (2)若框架繞OO′轉(zhuǎn)過60，則穿過框架平面的磁通量為多少？ (3)若從圖示位置轉(zhuǎn)過90，則穿過框架平面的磁通量的變化量為多少？ (4)若從圖示位置轉(zhuǎn)過180，則穿過框架平面的磁通量變化量為多少？ [要點(diǎn)提煉] 1．磁通量的計(jì)算 (1)公式：Φ=_________________ (2)適用條件：①________磁場(chǎng)，②磁場(chǎng)方向和平面_________ (3)B與S不垂直時(shí)：Φ＝BS⊥，S⊥為平面在垂直磁場(chǎng)方向上的_________面積，在應(yīng)用時(shí)可將S投影到與B_______的方向上，如圖2所示Φ=_________________ 圖2 (4)磁通量與線圈的匝數(shù)_____________ 2．磁通量的變化量ΔΦ (1)當(dāng)B不變，有效面積S變化時(shí)，ΔΦ=______________. (2)當(dāng)B變化，S不變時(shí)，ΔΦ＝______________. (3)B和S同時(shí)變化，則ΔΦ=_____________，但此時(shí)ΔΦ≠ΔBΔS. 特別提醒　計(jì)算穿過某面的磁通量變化量時(shí)，要注意前、后磁通量的正、負(fù)值，如原磁通量Φ1＝BS，當(dāng)平面轉(zhuǎn)過180后，磁通量Φ2＝－BS，磁通量的變化量ΔΦ＝－2BS. 二、感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 [問題設(shè)計(jì)] 實(shí)驗(yàn)1(導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng))：如圖3所示，導(dǎo)體AB垂直磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線路中_____電流產(chǎn)生，而導(dǎo)體AB沿著磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線路中_____電流產(chǎn)生(填“有”或“無”)． 圖3 實(shí)驗(yàn)2(通過閉合電路的磁場(chǎng)發(fā)生變化)：如圖4所示，將小螺線管A插入大螺線管B中不動(dòng)，當(dāng)開關(guān)S接通或斷開時(shí)，電流表中___電流通過；若開關(guān)S一直閉合，當(dāng)改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)，電流表中_____電流通過；而開關(guān)一直閉合，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭不動(dòng)時(shí)，電流表中______電流產(chǎn)生．若將螺線管A放在螺線管B的正上方，并使兩者的軸線互相垂直，則不管進(jìn)行什么操作，電流表中均_____電流產(chǎn)生(填“有”或“無”)． 圖4 1．實(shí)驗(yàn)2中并沒有導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，但在接通或斷開電源的瞬間及改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)，B線圈卻出現(xiàn)感應(yīng)電流，這說明什么？ 2．當(dāng)實(shí)驗(yàn)2中開關(guān)閉合后，A線圈電流穩(wěn)定時(shí)，B線圈中也存在磁場(chǎng)，但不出現(xiàn)感應(yīng)電流，這說明什么？ 3．實(shí)驗(yàn)2中同樣的磁場(chǎng)變化，螺線管B套在螺線管A外邊時(shí)，能產(chǎn)生感應(yīng)電流，而兩個(gè)線圈相互垂直放置時(shí)不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，這又說明什么？試總結(jié)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件． [要點(diǎn)提煉] 1．產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：穿過________電路的______________發(fā)生變化． 2．特例：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)做_______________運(yùn)動(dòng)．在利用“切割”來討論和判斷有無感應(yīng)電流時(shí)，應(yīng)該注意： (1)導(dǎo)體是否將磁感線“割斷”，如果沒有“割斷”就不能說切割．如圖5所示，甲、乙兩圖中，導(dǎo)線是真“切割”，而圖丙中，導(dǎo)體沒有切割磁感線． 圖5 (2)是否僅是閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)做切割_________運(yùn)動(dòng)，如圖丁．如果由切割不容易判斷，則要回歸到磁通量是否變化上去． [延伸思考]　電路不閉合時(shí)，磁通量發(fā)生變化是否能產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象？ 一、磁通量Φ及其變化量ΔΦ的理解與計(jì)算 例1　如圖6所示的線框，面積為S，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，B的方向與線框平面成θ角，當(dāng)線框轉(zhuǎn)過90到如圖6所示的虛線位置時(shí)，試求： 圖6 (1)初、末位置穿過線框的磁通量的大小Φ1和Φ2； (2)磁通量的變化量ΔΦ. 二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的分析判斷及實(shí)驗(yàn)探究 例2　如圖7所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩條平行的金屬導(dǎo)軌，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直．導(dǎo)軌上有兩條可沿導(dǎo)軌自由移動(dòng)的金屬棒ab、cd，與導(dǎo)軌接觸良好．這兩條金屬棒ab、cd的運(yùn)動(dòng)速度分別是v1、v2，且井字形回路中有感應(yīng)電流通過，則可能 (　　) 圖7 A．v1＞v2 B．v1＜v2 C．v1＝v2 D．無法確定 例3　在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中所用器材如圖8所示．它們是①電流表、②直流電源、③帶鐵芯的線圈A、④線圈B、⑤開關(guān)、⑥滑動(dòng)變阻器(用來控制電流以改變磁場(chǎng)強(qiáng)弱)．試按實(shí)驗(yàn)的要求在實(shí)物圖上連線(圖中已連好一根導(dǎo)線)． 圖8 1．(對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí))下列現(xiàn)象中，屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是(　　) A．小磁針在通電導(dǎo)線附近發(fā)生偏轉(zhuǎn) B．通電線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng) C．因閉合線圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電流 D．磁鐵吸引小磁針 2．(對(duì)磁通量Φ及其變化量ΔΦ的理解)如圖9所示一矩形線框，從abcd位置移到a′b′c′d′位置的過程中，關(guān)于穿過線框的磁通量情況，下列敘述正確的是(線框平行于紙面移動(dòng)) (　　) 圖9 A．一直增加 B．一直減少 C．先增加后減少 D．先增加，再減少直到零，然后再增加，然后再減少 3．(產(chǎn)生感應(yīng)電流的分析判斷)如圖10所示，開始時(shí)矩形線框與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直，且一半在磁場(chǎng)內(nèi)，一半在磁場(chǎng)外，若要使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，下列辦法中可行的是(　　) 圖10 A．將線框向左拉出磁場(chǎng) B．以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于90) C．以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60) D．以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60) 4．(產(chǎn)生感應(yīng)電流的分析判斷)如圖11所示，繞在鐵芯上的線圈與電源、滑動(dòng)變阻器和電鍵組成閉合回路，在鐵芯的右端套有一個(gè)表面絕緣的銅環(huán)A，下列各種情況中銅環(huán)A中沒有感應(yīng)電流的是(　　) 圖11 A．線圈中通以恒定的電流 B．通電時(shí)，使滑動(dòng)變阻器的滑片P做勻速移動(dòng) C．通電時(shí)，使滑動(dòng)變阻器的滑片P做加速移動(dòng) D．將電鍵突然斷開的瞬間