魯科版選修32 1.1 磁生電的探索 學(xué)案.docx

當(dāng)今社會,人們的生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究一刻也離不開電。電能,已成為人類所有能量的最主要形式。那么你知道電能是怎樣產(chǎn)生的嗎?做做下面的實驗,或許能給你些許啟示。把一條大約10 m長的電線的兩端連在一個靈敏電流表的兩個接線柱上,形成閉合電路。如圖所示,兩個同學(xué)東西站立,并迅速搖動這條電線,你將會看到電流表指針回擺動。這說明回路上出現(xiàn)了電流。1.1磁生電的探索 學(xué)案1.了解電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)過程,認(rèn)識電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的時代背景和思想歷程,知道發(fā)現(xiàn)“磁生電”的意義和價值。2.知道什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,能通過實驗探究總結(jié)出感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。3.通過學(xué)習(xí)“磁生電”的條件,養(yǎng)成探究物理規(guī)律的良好習(xí)慣,提高自身的科學(xué)素養(yǎng)。1.1820年,丹麥物理學(xué)家從實驗中發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),拉開了研究電與磁相互關(guān)系的序幕。電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)給人的啟示既然電能夠產(chǎn)生磁,反過利用磁能否獲得電?2.電磁感應(yīng)現(xiàn)象和感應(yīng)電流(1)十年磨一劍,英國物理學(xué)家于1831年終于發(fā)現(xiàn)了“磁生電”現(xiàn)象的存在,并把這些現(xiàn)象叫作“電磁感應(yīng)”。由電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的電流叫。(2)電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的意義電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)使人們找到了的條件,進一步提示了電和磁的內(nèi)在聯(lián)系,引領(lǐng)人類社會進入電氣時代。3.感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件穿過閉合電路的。4.磁通量(1)定義設(shè)在磁感應(yīng)強度為b的勻強磁場中,若有一個與磁場方向垂直的線框平面,面積為s,我們就把叫作穿過這個面積的磁通量。也可以形象地認(rèn)為磁通量就是穿過這一線框面積的。(2)若磁感應(yīng)強度為b的勻強磁場方向與面積為s的線框平面夾角為,如圖所示,則穿過這一線框的磁通量的表達式為=;若磁場方向與線框平面平行,則穿過這一線框的磁通量=。(3)在國際單位制中,磁通量的單位是。主題1感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的探究(一)(1)如圖甲所示,a.讓導(dǎo)體ab與磁場保持相對靜止;b.讓導(dǎo)體ab平行于磁感線運動(與導(dǎo)軌不分離)。c.讓導(dǎo)體ab做切割磁感線運動(與導(dǎo)軌不分離)。通過實驗說明上述三種情況下哪些會產(chǎn)生感應(yīng)電流?如果導(dǎo)體ab不動而磁鐵沿軌道向左或向右移動,電路中是否有電流產(chǎn)生?(2)如圖乙所示,條形磁鐵插入或拔出螺線管的過程,電路中是否有電流產(chǎn)生?如果把條形磁鐵插入螺線管中保持不動,電路中是否有電流產(chǎn)生?如果磁鐵不動,而讓螺線管上下移動,電路中是否有電流產(chǎn)生?(3)如圖丙所示,說明下列哪些情況將產(chǎn)生電流閉合開關(guān)的瞬間;閉合開關(guān),a中電流穩(wěn)定后;閉合開關(guān),a中電流穩(wěn)定后,再讓變阻器電阻增大或減小;斷開開關(guān)瞬間。主題2實驗探究歸納總結(jié)綜合分析探究1、2、3的過程,完成下列表格,并從磁通量變化的角度找出產(chǎn)生電流的本質(zhì)原因。如果上述實驗中與電流表連接的線圈或?qū)w棒沒有構(gòu)成閉合回路,電流表會發(fā)生偏轉(zhuǎn)嗎?科學(xué)歸納利用磁產(chǎn)生電流的條件是什么?實驗?zāi)墚a(chǎn)生感應(yīng)電流的情況回路中磁通量是否變化及變化原因從磁通量變化的角度總結(jié)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件探究1ab切割磁感線探究2條形磁鐵插入或拔出探究3開關(guān)閉合、斷開瞬間及滑動變阻器滑片移動1.如圖所示,磁場中有一個閉合的彈簧線圈,先把線圈撐開(圖甲),然后放手,讓線圈收縮(圖乙),線圈收縮過程中,線圈將(選填“有”或“沒有”)感應(yīng)電流產(chǎn)生,因為。2.把銅環(huán)放在勻強磁場中,使環(huán)的平面跟磁場方向垂直(如圖甲所示),如果使環(huán)沿著磁場的方向移動,銅環(huán)中(選填“有”或者“沒有”)感應(yīng)電流,因為;如果磁場是不均勻的(如圖乙所示),則銅環(huán)中(選填“有”或“沒有”)感應(yīng)電流,因為。3.有一正方形閉合線圈,在足夠大的勻強磁場中運動,下列四個圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()。4.如圖所示的兩圓形線圈同心且共面,半徑rabb.a=bc.abd.無法確定拓展一感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件1.如圖所示裝置中,在下列各種情況下,能使懸掛在螺線管附近的銅質(zhì)閉合線圈a產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()。a.開關(guān)s接通的瞬間b.開關(guān)s接通后,電路中有穩(wěn)定電流時c.開關(guān)s接通后,移動滑動變阻器的滑動觸頭的瞬間d.開關(guān)s斷開的瞬間拓展二磁通量的計算2.如圖甲所示,一邊長為10 cm的正方形線圈abcd放在磁感應(yīng)強度b=0.5 t的勻強磁場中,平面與磁場方向垂直,規(guī)定此時線圈的磁通量為正,則(1)此時線圈的磁通量為。(2)線圈繞ab軸逆時針轉(zhuǎn)過120角(如圖乙所示)時的磁通量為,在這一過程中磁通量的變化量為。參考答案知識體系梳理奧斯特法拉第感應(yīng)電流磁生電磁通量發(fā)生變化b與s的乘積磁感線的條數(shù)bssin 0韋伯重點難點探究主題1(1)探究1中導(dǎo)體ab做切割磁感線運動(也就是c種情況)時回路中產(chǎn)生了電流,而當(dāng)ab靜止或平行于磁感線運動時,無電流產(chǎn)生;如果導(dǎo)體ab不動而磁鐵沿軌道向左或向右移動,電路中同樣有電流產(chǎn)生。(2)探究2中條形磁鐵插入和拔出螺線管的過程,電路中都有電流產(chǎn)生,且條形磁鐵插入和拔出過程電流表指針偏轉(zhuǎn)方向是相反的;如果將條形磁鐵插入螺線管中保持不動,電路中沒有電流產(chǎn)生;如果磁鐵不動,而讓螺線管上下移動,電路中同樣有電流產(chǎn)生。(3)在探究3中,閉合開關(guān)瞬間、斷開開關(guān)瞬間、閉合開關(guān)電路中電流穩(wěn)定后滑動變阻器滑片滑動使電阻增大或減小的過程,都產(chǎn)生了感應(yīng)電流。主題2b不變,回路在磁場中的面積s發(fā)生變化,使得回路中磁通量發(fā)生了變化;s不變,回路中磁感應(yīng)強度b增大(或減小),引起回路中磁通量發(fā)生變化;線圈a中的電流發(fā)生變化,使穿過回路的磁感應(yīng)強度b變化,引起回路中的磁通量變化;無論是什么方法,只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就會產(chǎn)生電流。產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件a.電路閉合;b.穿過閉合電路的磁通量發(fā)生改變?；A(chǔ)智能檢測1.有當(dāng)線圈收縮時,線圈的面積變小,磁通量減小,產(chǎn)生感應(yīng)電流2.沒有在勻強磁場中運動的時候,穿過銅環(huán)的磁通量不變,沒有感應(yīng)電流有如果磁場是不均勻的,穿過銅環(huán)的磁通量會發(fā)生變化,銅環(huán)中將產(chǎn)生感應(yīng)電流3.d4.a全新視角拓展1.acd【解析】通電螺線管的作用相當(dāng)于一個條形磁鐵,不同的是,它的磁性強弱可由流過它的電流強弱控制?？梢酝ㄟ^改變電流影響螺線管的磁性強弱,進而影響到穿過閉合線圈a中的磁通量。當(dāng)s接通時,螺線管中有電流通過,其周圍存在類似于條形磁鐵的磁場。在s接通的瞬間,穿過a的磁通量增加,有感應(yīng)電流產(chǎn)生。a選項正確。對于選項b,當(dāng)螺線管中電流穩(wěn)定時,穿過a的磁通量不變,a中無感應(yīng)電流產(chǎn)生。b選項錯誤。對于選項c,移動滑動變阻器的觸頭,將改變流入螺線管中的電流,進而影響穿過a的磁通量,使其產(chǎn)生感應(yīng)電流,c選項正確。對于選項d,斷開開關(guān)s,則螺線管中的電流消失,穿過線圈a的磁通量將減少至零,a中有感應(yīng)電流產(chǎn)生,d選項正確。2.(1)510-3 wb(2)-2.510-3 wb7.510-3 wb【解析】(1)由于線框平面與磁場方向垂直,根據(jù)磁通量的定義可得1=bs=0.50.10.1 wb=510-3 wb。(2)線圈abcd平面有正反兩個側(cè)面,如果說乙