高二物理磁生電的探索

高二物理磁生電的探索課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象這一劃時(shí)代發(fā)現(xiàn)的曲折歷程．2．理解磁通量并學(xué)會(huì)磁通量變化的計(jì)算．3．知道什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，掌握產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件．4．體驗(yàn)由實(shí)驗(yàn)“發(fā)現(xiàn)”規(guī)律的樂(lè)趣，養(yǎng)成探究物理規(guī)律的良好習(xí)慣．重點(diǎn)難點(diǎn)：感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件．

核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練知能優(yōu)化訓(xùn)練第1節(jié)課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案一、電磁感應(yīng)的探索歷程1．“電生磁”：1820年，丹麥物理學(xué)家_______發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)．2．“磁生電”：1831年，英國(guó)物理學(xué)家________發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象．二、科學(xué)探究——感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件1．探究導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)是否產(chǎn)生電流(圖1－1－1)奧斯特法拉第實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(有無(wú)電流)分析論證導(dǎo)體棒靜止無(wú)閉合電路包圍的面積______時(shí)，電路中有電流產(chǎn)生；包圍的面積______時(shí)，電路中無(wú)電流產(chǎn)生導(dǎo)體棒平行磁感線運(yùn)動(dòng)無(wú)導(dǎo)體棒切割磁感線運(yùn)動(dòng)有變化圖1－1－1不變2．探究磁鐵在通電螺線管中運(yùn)動(dòng)是否產(chǎn)生電流(圖1－1－2)圖1－1－2實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(有無(wú)電流)分析論證N極插入線圈有線圈中的磁場(chǎng)______時(shí)，線圈中有感應(yīng)電流；線圈中的磁場(chǎng)_____時(shí)，線圈中無(wú)感應(yīng)電流N極停在線圈中無(wú)N極從線圈中抽出有S極插入線圈有S極停在線圈中無(wú)S極從線圈中抽出有變化不變3．模擬法拉第的實(shí)驗(yàn)(圖1－1－3)圖1－1－3實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(線圈B中有無(wú)電流)分析論證開(kāi)關(guān)閉合瞬間有線圈B中磁場(chǎng)______時(shí)，線圈B中有感應(yīng)電流；磁場(chǎng)_____時(shí)，線圈B中無(wú)感應(yīng)電流開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間有開(kāi)關(guān)保持閉合，滑動(dòng)變阻器滑片不動(dòng)無(wú)開(kāi)關(guān)保持閉合，迅速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片有變化不變思考感悟：閉合回路中有磁場(chǎng)就一定有感應(yīng)電流嗎？提示：不一定．要看磁通量是否發(fā)生變化．核心要點(diǎn)突破一、正確理解磁通量的變化1．對(duì)磁通量的認(rèn)識(shí)(1)B與S垂直時(shí)(勻強(qiáng)磁場(chǎng)中)：Φ＝B·S.B指勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，S為線圈的面積．(2)B與S不垂直時(shí)(勻強(qiáng)磁場(chǎng)中)Φ＝B·S⊥.S⊥為線圈在垂直磁場(chǎng)方向上的有效面積，在應(yīng)用時(shí)可將S分解到與B垂直的方向上，如圖1－1－4所示．Φ＝B·Ssinθ.圖1－1－4(3)某面積內(nèi)有相反方向的磁場(chǎng)時(shí)分別計(jì)算不同方向的磁場(chǎng)的磁通量，然后規(guī)定某個(gè)方向的磁通量為正，反方向的磁通量為負(fù)，求其代數(shù)和．2．磁通量變化的幾種形式磁通量的變化一般有四種情形：(1)B不變，S變化，則ΔΦ＝B·ΔS如圖1－1－5甲所示，閉合回路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，閉合回路面積發(fā)生變化，引起磁通量變化．(2)B變化，S不變，則ΔΦ＝ΔB·S如圖1－1－5乙所示，由于磁鐵插入或拔出線圈，使線圈所處的磁場(chǎng)發(fā)生變化，引起磁通量變化．(3)B變化，S也變化，則ΔΦ＝B2S2－B1S1如圖1－1－5丙所示，設(shè)回路面積從S1＝8m2變到S2＝18m2，磁感應(yīng)強(qiáng)度B同時(shí)從B1＝0.1T變到B2＝0.8T，則回路中磁通量的變化為ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B2S2－B1S1＝13.6Wb.若按ΔΦ＝ΔB·ΔS＝－0.1)×(18－8)Wb＝7Wb計(jì)算就錯(cuò)了．(4)B不變，S不變，θ變化，則ΔΦ＝BS(sinθ2－sinθ1)如圖1－1－5丁所示，閉合線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，B不變，S不變，但B和S的夾角θ發(fā)生變化，引起穿過(guò)線圈的磁通量變化．圖1－1－5即時(shí)應(yīng)用

(即時(shí)突破，小試牛刀)1.一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向水平向右，一面積為S的矩形線圈abcd如圖1－1－6所示放置，平面abcd與豎直方向成θ角．將abcd繞ad軸轉(zhuǎn)180°角，則穿過(guò)線圈平面的磁通量的變化量是(

)圖1－1－6A．0

B．2BSC．2BScosθD．2BSsinθ解析：選C.開(kāi)始時(shí)穿過(guò)線圈平面的磁通量為Φ1＝BScosθ.則后來(lái)穿過(guò)線圈平面的磁通量為Φ2＝－BScosθ.則磁通量的變化量為ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BScosθ.二、判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流的方法1．感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件(1)電路閉合．(2)穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化．2．判斷的基本方法(1)看回路是否閉合，如果回路不閉合時(shí)，無(wú)論如何也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.(2)看磁場(chǎng)方向與回路平面之間的關(guān)系，即磁場(chǎng)的方向與回路平面是垂直、平行或成某一夾角.(3)看穿過(guò)回路的磁感線的條數(shù)是否發(fā)生變化，若變化則產(chǎn)生感應(yīng)電流，否則不產(chǎn)生感應(yīng)電流.即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)2.(年山東濰坊高二質(zhì)檢)如圖1－1－7所示，A、B兩回路中各有一開(kāi)關(guān)S1、S2，且回路A中接有電源，回路B中接有靈敏電流計(jì)，下列操作及相應(yīng)的結(jié)果中可能的是()圖1－1－7A．先閉合S2，后閉合S1的瞬間，電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)B．S1、S2閉合后，在斷開(kāi)S2的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)C．先閉合S1，后閉合S2的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)D．S1、S2閉合后，在斷開(kāi)S1的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)解析：選D.回路A中有電源，當(dāng)S1閉合后，回路中有電流，在回路的周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，回路B中有磁通量，在S1閉合或斷開(kāi)的瞬間，回路A中的電流從無(wú)到有或從有到無(wú)，電流周圍的磁場(chǎng)發(fā)生變化，從而使穿過(guò)回路B的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，此時(shí)若S2是閉合的，則回路B中有感應(yīng)電流，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，D正確．課堂互動(dòng)講練磁通量的變化及計(jì)算如圖1－1－8所示，有一個(gè)100匝的線圈，其形狀是邊長(zhǎng)為L(zhǎng)＝0.20m的正方形，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)垂直．若將這個(gè)線圈的形狀由正方形改變成圓形(周長(zhǎng)不變)，在這一過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁通量改變了多少？例1圖1－1－8【精講精析】線圈形狀為正方形時(shí)的面積：S1＝L2＝(0.20)2m2＝4.0×10－2m2.穿過(guò)線圈的磁通量：Φ1＝BS1＝0.50×4.0×10－2Wb＝2.0×10－2Wb.形狀為圓形時(shí)，其半徑r＝4L/(2π)＝2L/π.面積大小S2＝π(2L/π)2＝4/(25π)m2.穿過(guò)線圈的磁通量：Φ2＝BS2＝0.50×4/(25π)Wb≈2.55×10－2Wb.所以，磁通量的變化量：ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－2.0)×10－2Wb＝5.5×10－3Wb.【答案】

5.5×10－3Wb【規(guī)律總結(jié)】磁通量Φ＝BS的計(jì)算有幾點(diǎn)要注意：(1)S是指閉合回路線圈在垂直于磁場(chǎng)方向上的有效面積；(2)磁通量與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)，也就是磁通量大小不受線圈匝數(shù)的影響．同理，磁通量的變化量ΔΦ＝Φ2－Φ1也不受線圈匝數(shù)的影響．所以，直接用公式求Φ、ΔΦ時(shí)，不必去考慮線圈匝數(shù)n.產(chǎn)生感應(yīng)電流條件的應(yīng)用例2(年武漢模擬)如圖1－1－9所示，開(kāi)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1－1－9A．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°)【思路點(diǎn)撥】

根據(jù)磁場(chǎng)的分布情況，分析各項(xiàng)中是否有磁通量的變化．【自主解答】當(dāng)線框向左拉出磁場(chǎng)時(shí)，線框的磁通量減小，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A可行．以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于90°)線框的磁通量減小也有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故B可行．當(dāng)以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60°)，線框的磁通量減小，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故C可行．當(dāng)以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60°)，線框的磁通量有效面積不變，故磁通量不變，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，故D項(xiàng)不可行．【答案】

D變式訓(xùn)練在勻強(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)的導(dǎo)電棒ab、cd，這兩個(gè)導(dǎo)電棒ab、cd的運(yùn)動(dòng)速度分別為v1、v2，如圖1－1－10所示，ab棒上有電流通過(guò)，則一定有(

)圖1－1－10A．v1>v2B．v1<v2C．v1≠v2D．v1＝v2解析：選C.對(duì)于勻強(qiáng)磁場(chǎng)來(lái)說(shuō)，磁通量Φ＝BS，根據(jù)題中條件，僅當(dāng)穿過(guò)閉合電路中磁場(chǎng)的有效面積S發(fā)生變化時(shí)才有Φ的變化．因此應(yīng)有v1≠v2，這時(shí)存在著v1>v2與v1<v2兩種可能，所以只有C正確．知能優(yōu)化訓(xùn)練本部分內(nèi)容講解結(jié)束點(diǎn)此進(jìn)入課件目錄按ESC鍵退出全屏播放謝謝使用每年進(jìn)入夏季，由于氣溫高、濕度大，對(duì)幼兒的照顧要特別注意，以下是出國(guó)留學(xué)網(wǎng)為您搜集整理的育兒健康小常識(shí)1.不是所有寶寶都需額外補(bǔ)充維生素很多家長(zhǎng)會(huì)問(wèn)，孩子多大需要開(kāi)始補(bǔ)充維生素?小嬰兒是否需要補(bǔ)充維生素?劉主任表示，孩子多大補(bǔ)充維生素沒(méi)有明確的界定，如果寶寶是吃母乳或奶粉，一般營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)都足夠、全面，不需要額外補(bǔ)充維生素，如果出現(xiàn)了某些癥狀，如缺乏維生素B或維生素C等，再有針對(duì)性的補(bǔ)充會(huì)更好。維生素D可以促進(jìn)鈣的吸收，小嬰兒也應(yīng)該補(bǔ)充，特別是純母乳喂養(yǎng)的寶寶，如果沒(méi)有補(bǔ)充維生素D，常帶寶寶曬太陽(yáng)，也可以轉(zhuǎn)化為維生素D，從而促進(jìn)鈣的吸收。給寶寶曬太陽(yáng)，一般每天半小時(shí)到1小時(shí)，注意不要遮擋著曬太陽(yáng)，如果是戴太陽(yáng)帽、打傘或擦防曬霜等，起不到曬太陽(yáng)的效果。2.不能用維生素補(bǔ)充劑代替蔬菜水果有的家長(zhǎng)認(rèn)為，都是補(bǔ)充維生素，用維生素補(bǔ)充劑方便多了，因此就用維生素補(bǔ)充劑代替水果和蔬菜。劉主任表示，只要條件允許，應(yīng)盡量從食物中攝取維生素，如果是因?yàn)槟承┨厥馇闆r導(dǎo)致不能全面有效獲得維生素，則可以考慮食用維生素補(bǔ)充劑。而且維生素補(bǔ)充劑是不能代替蔬菜和水果的。因?yàn)槭卟恕⑺械母鞣N維生素是按一定比例存在的天然成份，是多種維生素的集合體;而維生素制劑多數(shù)是人工合成的，兩者在性質(zhì)上會(huì)有所差別。蔬菜、水果除了含有維生素外，還含有一些雖然對(duì)人體的作用與維生素類似的天然物質(zhì)，如葉綠素、胡蘿卜素等。此外蔬菜中含有礦物質(zhì)、微量元素、碳水化合物、纖維素等非維生素類營(yíng)養(yǎng)成份。3.維生素補(bǔ)充劑含有的維生素種類不是越多越好有的家長(zhǎng)容易陷入一個(gè)誤區(qū)，認(rèn)為既然要補(bǔ)，那就補(bǔ)得全面一點(diǎn)，總給寶寶吃綜合性維生素。劉主任表示，維生素補(bǔ)充劑并不是所含種類越多越好。劉主任建議，對(duì)于挑食特別厲害的寶寶，吃東西的品種少，可以選擇補(bǔ)充綜合性維生素劑;如果是缺乏某些維生素，建議有針對(duì)性地補(bǔ)充更合適;如果只是缺乏某一種維生素，沒(méi)必要補(bǔ)充綜合維生素制劑，因?yàn)橛械木S生素會(huì)產(chǎn)生蓄積中毒的情況。4.維生素應(yīng)從正規(guī)渠道購(gòu)買如果是身體缺乏維生素的話，還是要在醫(yī)生的指導(dǎo)下服用維生素藥