粵教版選修32 第一章 第一～二節(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象　產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 學(xué)案.doc

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(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象及產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.2.會使用線圈以及常見磁鐵完成簡單的實(shí)驗(yàn).3.了解磁通量的定義及變化一、電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)導(dǎo)學(xué)探究(1)在一次講演中，奧斯特在南北方向的導(dǎo)線下面放置了一枚小磁針，當(dāng)接通電源時小磁針為什么轉(zhuǎn)動？(2)法拉第把兩個線圈繞在同一個鐵環(huán)上，一個線圈接到電源上，另一個線圈接入“電流表”，在給一個線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表，會看到什么現(xiàn)象？說明了什么？答案(1)電流的周圍產(chǎn)生磁場，小磁針受到磁場力的作用而轉(zhuǎn)動(2)電流表的指針發(fā)生擺動，說明另一個線圈中產(chǎn)生了電流知識梳理電流的磁效應(yīng)及電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)：(1)丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)載流導(dǎo)體能使小磁針轉(zhuǎn)動，這種作用稱為電流的磁效應(yīng)，揭示了電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象之間存在密切聯(lián)系(2)英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，即由磁生電的現(xiàn)象，他把這種現(xiàn)象命名為電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流即學(xué)即用判斷下列說法的正誤(1)若把導(dǎo)線東西放置，當(dāng)接通電源時，導(dǎo)線下面的小磁針一定會發(fā)生轉(zhuǎn)動()(2)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()(3)小磁針在通電導(dǎo)線附近發(fā)生偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象是電磁感應(yīng)現(xiàn)象()(4)通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象是電流的磁效應(yīng)()答案(1)(2)(3)(4)二、磁通量及其變化導(dǎo)學(xué)探究如圖1所示，閉合導(dǎo)線框架的面積為s，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b.圖1(1)分別求出bs(圖示位置)和bs(線框繞oo轉(zhuǎn)90)時，穿過閉合導(dǎo)線框架平面的磁通量(2)由圖示位置繞oo轉(zhuǎn)過60時，穿過框架平面的磁通量為多少？這個過程中磁通量變化了多少？答案(1)bs0(2)bs減少了bs知識梳理磁通量的定義及公式：(1)定義：閉合回路的面積與垂直穿過它的磁感應(yīng)強(qiáng)度的乘積叫做磁通量(2)公式：bs，其中的s應(yīng)為平面在垂直于磁場方向上的投影面積大小與線圈的匝數(shù)無關(guān)(填“有”或“無”)21.即學(xué)即用判斷下列說法的正誤(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，線圈面積越大，則磁通量越大()(2)穿過線圈的磁通量為零，但磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零()(3)磁通量發(fā)生變化，一定是磁場發(fā)生變化引起的()(4)利用公式bs，可計(jì)算任何磁場中某個面的磁通量()答案(1)(2)(3)(4)三、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件導(dǎo)學(xué)探究1利用蹄形磁鐵的磁場如圖2所示，導(dǎo)體ab做切割磁感線運(yùn)動時，線路中有電流產(chǎn)生，而導(dǎo)體ab順著磁感線運(yùn)動時，線路中無電流產(chǎn)生(填“有”或“無”)圖22利用條形磁鐵的磁場如圖3所示，當(dāng)條形磁鐵插入或拔出線圈時，線圈中有電流產(chǎn)生，當(dāng)條形磁鐵在線圈中靜止不動時，線圈中無電流產(chǎn)生(填“有”或“無”)圖33利用通電螺線管的磁場如圖4所示，將小螺線管a插入大螺線管b中不動，當(dāng)開關(guān)s閉合或斷開時，電流表中有電流通過；若開關(guān)s一直閉合，當(dāng)改變滑動變阻器的阻值時，電流表中有電流通過；而開關(guān)一直閉合，滑動變阻器的滑動觸頭不動時，電流表中無電流通過(填“有”或“無”)圖4知識梳理產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：只要使穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生即學(xué)即用判斷下列說法的正誤(1)只要閉合電路內(nèi)有磁通量，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生()(2)穿過螺線管的磁通量發(fā)生變化時，螺線管內(nèi)部就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生()(3)穿過閉合線圈的磁通量變化時，線圈中有感應(yīng)電流()(4)閉合正方形線框在勻強(qiáng)磁場中垂直磁感線運(yùn)動，必然產(chǎn)生感應(yīng)電流()答案(1)(2)(3)(4)一、磁通量的理解與計(jì)算1勻強(qiáng)磁場中磁通量的計(jì)算(1)b與s垂直時，bs.(2)b與s不垂直時，bs，b為b垂直于線圈平面的分量如圖5甲所示，bs(bsin)s.也可以bs，s為線圈在垂直磁場方向上的投影面積，如圖乙所示，bsbscos.圖52磁通量的變化大致可分為以下幾種情況：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度b不變，有效面積s發(fā)生變化如圖6(a)所示(2)有效面積s不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度b發(fā)生變化如圖(b)所示(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度b和有效面積s都不變，它們之間的夾角發(fā)生變化如圖(c)所示圖6例1如圖7所示，有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，b0.8t，磁場有明顯的圓形邊界，圓心為o，半徑為1cm.現(xiàn)于紙面內(nèi)先后放上圓線圈a、b、c，圓心均處于o處，線圈a的半徑為1cm,10匝；線圈b的半徑為2cm,1匝；線圈c的半徑為0.5cm,1匝問：圖7(1)在b減為0.4t的過程中，線圈a和線圈b中的磁通量變化了多少？(2)在磁場轉(zhuǎn)過90角的過程中，線圈c中的磁通量變化了多少？轉(zhuǎn)過180角呢？答案(1)a、b線圈的磁通量均減少了1.256104wb(2)減少了6.28105wb減少了1.256104wb解析(1)a、b線圈中的磁通量始終一樣，故它們的變化量也一樣(b2b)r21.256104wb即a、b線圈中的磁通量都減少了1.256104wb(2)對線圈c，1br26.28105wb當(dāng)轉(zhuǎn)過90時，20，故12106.28105wb6.28105wb當(dāng)轉(zhuǎn)過180時，磁感線從另一側(cè)穿過線圈，若取1為正，則3為負(fù)，有3br2，故2312br21.256104wb.1磁通量與線圈匝數(shù)無關(guān)2磁通量是標(biāo)量，但有正、負(fù)，其正、負(fù)分別表示與規(guī)定的穿入方向相同、相反針對訓(xùn)練1磁通量是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的重要物理量，如圖8所示，通有恒定電流的導(dǎo)線mn與閉合線框共面，第一次將線框由位置1平移到位置2，第二次將線框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置2，設(shè)先后兩次通過線框的磁通量變化分別為1和2，則()圖8a12b12c1出，即c0，當(dāng)切斷導(dǎo)線中電流后，經(jīng)過一定時間，穿過線圈的磁通量減小為0，所以c中有感應(yīng)電流產(chǎn)生d中線圈的磁通量如圖丙所示，切斷導(dǎo)線中的電流，d也始終為0，d中不可能產(chǎn)生感應(yīng)電流針對訓(xùn)練2(多選)如圖9所示裝置，在下列各種情況中，能使懸掛在螺線管附近的銅質(zhì)閉合線圈a中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()圖9a開關(guān)s閉合的瞬間b開關(guān)s閉合后，電路中電流穩(wěn)定時c開關(guān)s閉合后，滑動變阻器觸頭滑動的瞬間d開關(guān)s斷開的瞬間答案acd例3金屬矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中做如圖所示的運(yùn)動，線圈中有感應(yīng)電流的是()答案a解析在選項(xiàng)b、c中，線圈中的磁通量始終為零，不產(chǎn)生感應(yīng)電流；選項(xiàng)d中磁通量始終最大，保持不變，也沒有感應(yīng)電流；選項(xiàng)a中，在線圈轉(zhuǎn)動過程中，磁通量做周期性變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故a正確判斷部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電流時應(yīng)注意：(1)導(dǎo)體是否將磁感線“割斷”，如果沒有“割斷”就不能說切割如例3中，a圖是真“切割”，b、c圖中沒有切斷，是假“切割”(2)是否僅是閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場內(nèi)做切割磁感線運(yùn)動，如例3d圖中ad、bc邊都切割磁感線，由切割不容易判斷，則要回歸到磁通量是否變化上去1在法拉第時代，下列驗(yàn)證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實(shí)驗(yàn)中，能觀察到感應(yīng)電流的是()a將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后觀察電流表的變化b在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化c將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化d繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化答案d解析電路閉合和穿過電路的磁通量發(fā)生變化，同時滿足這兩個條件，電路中才會產(chǎn)生感應(yīng)電流，本題中的a、b選項(xiàng)都不會使得電路中的磁通量發(fā)生變化，并不滿足產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，故都不正確c選項(xiàng)中磁鐵插入線圈時，雖有短暫電流產(chǎn)生，但未能及時觀察，c項(xiàng)錯誤在給線圈通電、斷電瞬間，會引起閉合電路磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此d項(xiàng)正確2.如圖10所示，a、b是兩個同平面、同心放置的金屬圓環(huán)，條形磁鐵穿過圓環(huán)且與兩環(huán)平面垂直，則穿過兩圓環(huán)的磁通量a、b的大小關(guān)系為()圖10aabbav2bv1v2cv1v2d無法確定答案ab10.如圖7所示，導(dǎo)線ab和cd互相平行，則下列四種情況中，導(dǎo)線cd中有電流的是 ()圖7a開關(guān)s閉合或斷開的瞬間b開關(guān)s是閉合的，滑動觸頭向左滑c開關(guān)s是閉合的，滑動觸頭向右滑d開關(guān)s始終閉合，滑動觸頭不動答案abc解析開關(guān)s閉合或斷開的瞬間；開關(guān)s閉合，滑動觸頭向左滑的過程；開關(guān)s閉合，滑動觸頭向右滑的過程都會使通過導(dǎo)線ab段的電流發(fā)生變化，使穿過cd回路的磁通量發(fā)生變化，從而在cd導(dǎo)線中產(chǎn)生感應(yīng)電流正確選項(xiàng)為a、b、c.二、非選擇題11在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中，所用器材如圖8所示它們是電流表；直流電源；帶鐵芯的線圈a；線圈b；開關(guān)；滑動變阻器(用來控制電流以改變磁場強(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答案連接電路如圖所示12如圖9所示，線圈與電源、開關(guān)、滑動變阻器相連，線圈與電流計(jì)相連，線圈與線圈繞在同一個鐵芯上，在下列情況下，電流計(jì)中是否有示數(shù)？圖9(1)開關(guān)閉合瞬間；(2)開關(guān)閉合穩(wěn)定后；(3)開關(guān)閉合穩(wěn)定后，來回移動滑動變阻器的滑片；(4)開關(guān)斷開瞬間答案(1)有(2)無(3)有(4)有解析(1)開關(guān)閉合時線圈中電流從無到有，電流的磁場也從無到有，穿過線圈的磁通量也從無到有，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計(jì)有示數(shù)(2)開關(guān)閉合穩(wěn)定后，線