2017-2018學年高中物理 第一章 電磁感應(yīng) 第1節(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 第2節(jié) 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件學案 粵教版選修3-2

1、第一節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象第二節(jié)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件學 習 目 標知 識 脈 絡(luò)1.了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象及相關(guān)的物理學史2通過實驗探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件(重點、難點)3能正確分析磁通量的變化情況(重點)4能運用感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件判斷是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生(重點、難點)電 磁 感 應(yīng) 現(xiàn) 象1“電生磁”的發(fā)現(xiàn)1820年，丹麥物理學家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)2“磁生電”的發(fā)現(xiàn)1831年，英國物理學家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象3法拉第的概括法拉第把引起感應(yīng)電流的原因概括為五類：(1)變化的電流；(2)變化的磁場；(3)運動的恒定電流；(4)運動的磁鐵；(5)在磁場中運動的導(dǎo)體4電磁感應(yīng)現(xiàn)象法拉第把他發(fā)現(xiàn)的磁生電的現(xiàn)象叫

2、做電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流5發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的意義使人們找到了磁生電的條件，開辟了人類的電氣化時代1首先發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的科學家是奧斯特()2有電流即生磁場()3“磁生電”是一種在變化、運動的過程中才能出現(xiàn)的效應(yīng)()很多科學家在磁生電的研究中為什么沒有取得成功？【提示】很多科學家在實驗中沒有注意到磁場的變化、導(dǎo)體與磁場之間的相對運動等環(huán)節(jié)，只想把導(dǎo)體放入磁場中來獲得電流，這實際上違背了能量轉(zhuǎn)化與守恒定律如圖111所示，有一個線圈與一個靈敏電流計連成閉合電路將一條形磁鐵的一部分插入線圈中圖111探討1：當條形磁鐵向右運動時，電流計的指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)？【提示】偏轉(zhuǎn)探討2：當條形磁鐵向左運

3、動時，電流計的指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)？【提示】偏轉(zhuǎn)1奧斯特的“電生磁”(1)現(xiàn)象：在南北方向放置的通電導(dǎo)線下面的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)(2)意義：電流的磁效應(yīng)顯示了載流導(dǎo)體對磁針的作用力，揭示了電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象之間存在的某種聯(lián)系2法拉第的“磁生電”(1)現(xiàn)象：“磁生電”是一種在變化、運動的過程中才出現(xiàn)的效應(yīng)，法拉第把這些現(xiàn)象定名為電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流(2)條件：法拉第把引起電流的原因概括為五類，它們都與變化和運動相聯(lián)系，這就是：變化的電流、變化的磁場、運動的恒定電流、運動的磁鐵、在磁場中運動的導(dǎo)體1首先發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)和電磁感應(yīng)現(xiàn)象的物理學家分別是() 【導(dǎo)學號：】A安培和法拉第B法拉第和楞次

4、C奧斯特和安培D奧斯特和法拉第【解析】1820年，丹麥著名物理學家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng).1831年，英國著名物理學家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象選項D正確【答案】D21825年，瑞士物理學家德拉里夫的助手科拉頓將一個螺線管與電流計相連為了避免強磁性磁鐵影響，他把電流計放在另外一個房間，當他把磁鐵插入螺線管中后，立即跑到另一個房間去觀察，關(guān)于科拉頓進行的實驗，下列說法正確的是()A在科拉頓整個操作過程中，電流計指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)B將磁鐵插入螺線管瞬間，電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但科拉頓跑到觀察時，電流計指針已不再偏轉(zhuǎn)C科拉頓無法觀察到電流計指針偏轉(zhuǎn)的原因是當時電流計靈敏度不夠D科拉頓無法觀察到電流計指針偏

5、轉(zhuǎn)的原因是導(dǎo)線過長，電流過小【解析】科拉頓將磁鐵放入螺線管時，穿過線圈的磁通量變化，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計指針偏轉(zhuǎn)，之后，穿過線圈的磁通量保持不變，回路中無感應(yīng)電流，電流計指針不偏轉(zhuǎn)，但由于科拉頓放完磁鐵后跑到另一室觀察，所以他觀察不到偏轉(zhuǎn)只有B項正確【答案】B科學探究過程與方法下面的框圖可以簡要展示法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)規(guī)律的科學探究過程與方法產(chǎn) 生 感 應(yīng) 電 流 的 條 件1利用導(dǎo)體棒在磁場中運動探究(如圖112所示)圖112實驗操作實驗現(xiàn)象(有無電流)實驗探究結(jié)論導(dǎo)體棒靜止無閉合電路包圍的面積變化時，電路中有電流產(chǎn)生；包圍的面積不變時，電路中無電流產(chǎn)生導(dǎo)體棒平行磁感線運動無導(dǎo)體棒切割磁

6、感線運動有2利用條形磁鐵在螺線管中運動探究(如圖113所示)圖113實驗操作實驗現(xiàn)象(有無電流)實驗探究結(jié)論N極插入線圈有線圈中的磁場變化時，線圈中有感應(yīng)電流；線圈中的磁場不變時，線圈中無感應(yīng)電流N極停在線圈中無N極從線圈中抽出有S極插入線圈有S極停在線圈中無S極從線圈中抽出有3.利用通電螺線管的磁場探究(如圖114所示)圖114實驗操作實驗現(xiàn)象(線圈B中有無電流)實驗探究結(jié)論開關(guān)閉合瞬間有線圈B中磁場變化時，線圈B中有感應(yīng)電流；磁場不變時，線圈B中無感應(yīng)電流開關(guān)斷開瞬間有開關(guān)保持閉合，滑動變阻器的滑片不動無開關(guān)保持閉合，迅速移動滑動變阻器的滑片有4感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件不論何種原因，只要使穿過閉

7、合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生1只要閉合線圈內(nèi)有磁通量，閉合線圈就有感應(yīng)電流產(chǎn)生()2閉合線圈內(nèi)有磁場，就有感應(yīng)電流()3只要磁通量發(fā)生變化，線圈中一定有感應(yīng)電流()4穿過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中一定會有感應(yīng)電流()閉合導(dǎo)體回路在磁場中運動一定產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎？【提示】不一定若閉合導(dǎo)體回路在磁場中運動時，穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量不變，導(dǎo)體回路中就沒有感應(yīng)電流探討1：保持線框平面始終與磁感線垂直，線框在磁場中上下運動(圖115甲)線框中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流？【提示】圖甲中，線框在磁場中上下運動的過程中，穿過線框的磁通量沒有發(fā)生變化，所以無感應(yīng)電流產(chǎn)生探討2：保持線框平面始終

8、與磁感線垂直，線框在磁場中左右運動(圖115乙)線框中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流？【提示】圖乙中，線框在磁場中左右運動的過程中，盡管切割磁感線，但是穿過線框的磁通量沒發(fā)生變化，所以無感應(yīng)電流產(chǎn)生探討3：線框繞軸線AB轉(zhuǎn)動(圖115丙)線框中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流？圖115【提示】圖丙中，線框繞軸線AB轉(zhuǎn)動，穿過線框的磁通量發(fā)生改變，有感應(yīng)電流產(chǎn)生1感應(yīng)電流產(chǎn)生的兩個條件(1)電路閉合；(2)穿過電路的磁通量發(fā)生變化2判斷穿過回路的磁通量是否發(fā)生變化穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，大致有以下幾種情況：(1)磁感應(yīng)強度B不變，線圈面積S發(fā)生變化，如閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線時(2)線圈面積S不變，磁感應(yīng)強度B發(fā)

9、生變化，如線圈與磁體之間發(fā)生相對運動時或者磁場是由通電螺線管產(chǎn)生而螺線管中的電流變化時(3)磁感應(yīng)強度B和線圈面積S同時發(fā)生變化，此時可由10計算并判斷磁通量是否變化(4)線圈面積S不變，磁感應(yīng)強度B也不變，但二者之間夾角發(fā)生變化，如線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時3在如選項圖所示的條件下，閉合矩形線圈能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()【解析】A選項中因為線圈平面平行于磁感線，在以O(shè)O為軸轉(zhuǎn)動的過程中，線圈平面始終與磁感線平行，穿過線圈的磁通量始終為零，所以無感應(yīng)電流產(chǎn)生；B選項中，線圈平面也與磁感線平行，穿過線圈的磁通量為零，豎直向上運動過程中，線圈平面始終與磁感線平行，磁通量始終為零，故無感應(yīng)電流產(chǎn)生；C選項中盡管

10、線圈在轉(zhuǎn)動，但B與S都不變，B又垂直于S，所以BS始終不變，線圈中無感應(yīng)電流；D選項中，圖示狀態(tài)0，當轉(zhuǎn)過90時BS，所以轉(zhuǎn)動過程中穿過線圈的磁通量在不斷地變化，因此轉(zhuǎn)動過程中線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流【答案】D4(多選)如圖116所示，開始時矩形線圈與磁場垂直，且一半在勻強磁場中，另一半在勻強磁場外，若要使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，下列方法中可行的是() 【導(dǎo)學號：】圖116A將線圈向左平移一小段距離B將線圈向上平移C以AB邊為軸轉(zhuǎn)動(小于60)D以AD邊為軸轉(zhuǎn)動(小于90)【解析】線圈左右移動時，線圈在勻強磁場中的面積發(fā)生變化，磁通量變化故有感應(yīng)電流產(chǎn)生上下移動線圈時，B與S均未發(fā)生變化，線圈內(nèi)磁通量不變，故無感應(yīng)電流產(chǎn)生若以AB邊為軸轉(zhuǎn)動，B與S的夾角發(fā)生變化，同樣以AD邊為軸轉(zhuǎn)動時，B與S的夾角發(fā)生變化引起磁通量的變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流故選項A、C、D正確【答案】ACD5.(多選)在勻強磁場中有兩條平行的金屬導(dǎo)軌，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直；導(dǎo)軌上有兩條可沿導(dǎo)軌自由移動的導(dǎo)體棒ab、cd，這兩個導(dǎo)體棒的運動速度分別為v1、v2，如圖117所示，則下列四種情況，ab棒中有感應(yīng)電流通過的是()圖117Av1v2Bv1v2Cv1v2Dv1v2【解析】題中導(dǎo)軌位于勻強磁場中，只要滿足v1v2，