教科版選修32 1.1 電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn) 學(xué)案.doc

1.1 電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn) 學(xué)案學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流磁效應(yīng)、法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象.2.知道磁通量和磁通量變化量的含義.一、電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)問題設(shè)計(jì)哲學(xué)家康德說過，各種自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化并且是和諧統(tǒng)一的你能舉出一個(gè)例子嗎？在電磁學(xué)領(lǐng)域，誰發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)？誰證實(shí)了“磁生電”現(xiàn)象的存在？答案摩擦生熱表明了機(jī)械運(yùn)動向熱運(yùn)動的轉(zhuǎn)化，而蒸汽機(jī)則實(shí)現(xiàn)了熱運(yùn)動向機(jī)械運(yùn)動的轉(zhuǎn)化奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，法拉第證實(shí)了“磁生電”現(xiàn)象的存在要點(diǎn)提煉1奧斯特實(shí)驗(yàn)的啟迪1820年，奧斯特從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，啟迪人們?nèi)ヌ骄渴遣皇谴嬖诖女a(chǎn)生電2電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)1831年，英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流他把“磁生電”的現(xiàn)象分為五類：變化中的電流、變化中的磁場、運(yùn)動中的恒定電流、運(yùn)動中的磁鐵、運(yùn)動中的導(dǎo)線二、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的變化量為多少？答案(1)bs(2)bs(3)bs(4)2bs要點(diǎn)提煉1磁通量(1)定義：閉合導(dǎo)體回路的面積與垂直穿過它的磁感應(yīng)強(qiáng)度的乘積叫磁通量，符號為.在數(shù)值上等于穿過投影面的磁感線的條數(shù)圖2(2)公式：bs.其中s為回路平面在垂直磁場方向上的投影面積，也稱為有效面積所以當(dāng)回路平面與磁場方向之間的夾角為時(shí)，磁通量bssin_，如圖2所示(3)單位：韋伯，簡稱韋，符號wb.(4)注意：磁通量是標(biāo)量，但有正負(fù)之分一般說，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“”磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)2磁通量的變化量(1)當(dāng)b不變，有效面積s變化時(shí)，bs.(2)當(dāng)b變化，s不變時(shí)，bs.(3)b和s同時(shí)變化，則21，但此時(shí)bs.特別提醒計(jì)算穿過某平面的磁通量的變化量時(shí)，要注意前后磁通量的正負(fù)，如原磁通量1bs，當(dāng)平面轉(zhuǎn)過180后，磁通量2bs，磁通量的變化量2bs.一、磁通量及其變化量的理解與計(jì)算例1如圖6所示，水平放置的扁平條形磁鐵，在磁鐵的左端正上方有一金屬線框，線框平面與磁鐵垂直，當(dāng)線框從左端正上方沿水平方向平移到右端正上方的過程中，穿過它的磁通量的變化情況是()圖6a先減小后增大b始終減小c始終增大d先增大后減小解析線框在磁鐵兩端的正上方時(shí)穿過該線框的磁通量最大，在磁鐵中央時(shí)穿過該線框的磁通量最小，所以該過程中的磁通量先減小后增大，故a對答案a例2如圖7所示的線框，面積為s，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場中，b的方向與線框平面成角，當(dāng)線框轉(zhuǎn)過90到如圖所示的虛線位置時(shí)，試求：圖7(1)初、末位置穿過線框的磁通量1和2；(2)磁通量的變化量.解析(1)解法一：在初始位置，把線框平面向垂直于磁場方向進(jìn)行投影，可得垂直于磁場方向的面積為sssin，所以1bssin.在末位置，把線框平面向垂直于磁場方向進(jìn)行投影，可得垂直于磁場方向的面積為sscos.由于磁感線從反面穿入，所以2bscos.解法二：如圖所示，把磁感應(yīng)強(qiáng)度b沿垂直于線框平面和平行于線框平面進(jìn)行分解，得b上bsin，b左bcos所以1b上sbssin，2b左sbscos.(2)開始時(shí)b與線框平面成角，穿過線框的磁通量1bssin；當(dāng)線框按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動時(shí)，穿過線框的磁通量減小，當(dāng)轉(zhuǎn)動時(shí)，穿過線框的磁通量減小為零，繼續(xù)轉(zhuǎn)動至90時(shí)，磁感線從另一面穿過，磁通量變?yōu)椤柏?fù)”值，2bscos.所以，此過程中磁通量的變化量為21bscosbssinbs(cossin)答案(1)bssinbscos(2)bs(cossin)1(對電磁感應(yīng)現(xiàn)象的認(rèn)識)下列關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的認(rèn)識，正確的是()a它最先是由奧斯特通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的b它說明了電流周圍存在磁場c它說明了閉合回路中磁通量變化時(shí)會產(chǎn)生電流d它說明了電流在磁場中會受到安培力答案c解析奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故a錯誤；電流周圍存在磁場是電流的磁效應(yīng)，故b錯誤；閉合回路的磁通量變化產(chǎn)生電流的現(xiàn)象是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故c正確；電磁感應(yīng)現(xiàn)象并沒有說明電流在磁場中會受到安培力，故d錯誤2.(對磁通量及其變化量的理解)如圖11所示一矩形線框，從abcd位置移到abcd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) ()圖11a一直增大b一直減小c先增大后減小d先增大，再減小直到零，然后再增大，然后再減小答案d解析離導(dǎo)線越近，磁場越強(qiáng)，當(dāng)線框從左向右靠近導(dǎo)