2019-2020學(xué)年高中物理4.2探究電磁感應(yīng)產(chǎn)生的條件學(xué)案(含解析)新人教版選修3

1、2探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件,*H-+,-1+-+*-+-II-H一-一+,"+"1-+".學(xué)習(xí)目標(biāo)1 .知道產(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驗.3 .學(xué)會通過實驗觀察、記錄結(jié)果、分析論證得出結(jié)論的科學(xué)探究方法4 .通過實驗觀察和實驗探究，理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件.自主探究1 .當(dāng)閉合導(dǎo)體回路的一部分做的運動時，其中會產(chǎn)生感應(yīng)電流.2 .感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件：_.合作探究一、探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件1 .思考討論：把一條長約10m的電線的兩端連在一個靈敏電流計的兩個接線柱上，形成閉合導(dǎo)體回路.兩個同學(xué)迅速搖動這條電線.(1)兩個同學(xué)沿著南北方向站

2、立.(2)兩個同學(xué)沿著東西方向站立.其他同學(xué)認真觀察在哪種方式下，靈敏電流計的指針會偏轉(zhuǎn)？總結(jié)：兩位同學(xué)沿著東西方向站立的情況，指針發(fā)生了明顯的偏轉(zhuǎn)，說明.2 .探究實驗(1)向線圈中插入磁鐵，把磁鐵從線圈中抽出磁鐵的動作表針擺動方向磁鐵的動作表針擺動方向N極插入線圈擺動（向右）S極插入線圈擺動（向左）N極停在線圈中N極從線圈中抽出不擺動擺動（向左）S極停在線圈中S極從線圈中抽出不擺動擺動（向右）總結(jié)：磁鐵在線圈中運動時,線圈中感應(yīng)電流；磁鐵在線圈中靜止時,線圈中感應(yīng)電流.（2）模仿法拉第的實驗開關(guān)和變阻器的狀態(tài)線圈B中是否有電流開關(guān)閉合瞬間開關(guān)斷開瞬間開關(guān)閉合時，滑動變阻器不動開關(guān)閉合時，迅

3、速移動滑動變阻器的滑片總結(jié)：線圈A在線圈B中的磁場發(fā)生變化時,線圈B中感應(yīng)電流；線圈A在線圈B中的磁場不變時,線圈B中感應(yīng)電流.3 .分析論證：請根據(jù)以上探究實驗進行分析，嘗試歸納感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件：（1）閉合電路與磁鐵發(fā)生相對運動時，線圈中的磁場強弱變化，可以產(chǎn)生感應(yīng)電流(2)開關(guān)通斷或滑動變阻器的滑片迅速移動時，線圈A中的電流變化，線圈A中電流產(chǎn)生的磁場強弱發(fā)生變化，線圈B中可以產(chǎn)生感應(yīng)電流XXXXXXjXXXXXXOx x x-xK(3)對于導(dǎo)體切割磁感線可以產(chǎn)生感應(yīng)電流的實驗電路，可以簡化為如圖所示的電路圖閉合導(dǎo)體回路中能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流，是因為導(dǎo)體切割磁感線.雖然磁場的強弱沒有變化但是

4、閉合導(dǎo)體回路所包圍的面積發(fā)生了變化.總結(jié)：感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件是，二、磁通量1.物理意義：表示穿過某一面積的,用字母符號 中表示.自主學(xué)習(xí)：根據(jù)教師通過多媒體課件展示的內(nèi)容，理解和記憶磁通量的相關(guān)知識2 .計算公式：=,式中為勻強磁場的磁感應(yīng)強度,為有磁感線穿過且與B垂直的有效面積.如圖所示,1和2為垂直磁場放置的兩個圓環(huán)，虛線框內(nèi)有勻強磁場，由于環(huán)1和環(huán)2在磁場中的面積相同，所以穿過這兩個圓環(huán)的磁通量是相等的.3 .國際單位：,符號是,1=1Tm2.4 .磁通量是.若規(guī)定磁感線穿入這個平面為正,則穿出為.若穿過一個面的磁感線來自相反方向，則穿過這個面的磁通量應(yīng)為.如圖所示，在磁感應(yīng)強度為B的勻

5、強磁場中有一面積為S的矩形線圈abcd,垂直于磁場放置，現(xiàn)使線圈以ab邊為軸轉(zhuǎn)180。，若規(guī)定初態(tài)的磁通量為正，即中尸BS則末態(tài)的磁通量2二-BS.5.穿過線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān).因為穿過線圈的磁感線條數(shù)與匝數(shù)無關(guān)，所以多匝線圈時，不影響磁通量的計算.課堂檢測1 .下列關(guān)于磁通量的說法中，正確的是（）A.磁通量不僅有大小還有方向，所以是矢量B.在勻強磁場中，A線圈的面積比B線圈的面積大，則穿過A線圈的磁通量一定比穿過B線圈的大C.磁通量大，磁感應(yīng)強度不一定大D.把某線圈放在磁場中的MN兩點，若放在M處的磁通量比放在N處的大，則M處的磁感應(yīng)強度一定比N處的大2 .如圖所示，矩形線框在磁場內(nèi)

6、做的各種運動中，能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）X X X .XX X X X3.如圖所示，豎直放置的長直導(dǎo)線通以圖示方向的電流，有一矩形金屬線框同一平面內(nèi)，下列情況中矩形線框不會產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）abcd與導(dǎo)線在A.導(dǎo)線中電流變大B.線框向右平動C.線框向下平動D.線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動半在磁場外，若4 .如圖所示，開始時矩形線框與勻強磁場的方向垂直，且一半在磁場內(nèi)要使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，下列方法中不可行的是（）I豐A.將線框向左拉出磁場8 .以ab邊為軸轉(zhuǎn)動（小于90°）C.以ad邊為軸轉(zhuǎn)動（小于60°）D.以bc邊為軸轉(zhuǎn)動（小于60°）5.關(guān)于電磁感應(yīng)，下列說法中正

7、確的是（）A.導(dǎo)體相對磁場運動，導(dǎo)體內(nèi)一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流B.導(dǎo)體做切割磁感線的運動，導(dǎo)體內(nèi)一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流C.閉合電路在磁場中做切割磁感線的運動，電路中一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流D.穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，電路中一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流6.在勻強磁場中有兩根平行的金屬導(dǎo)軌，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，導(dǎo)軌上有兩根可沿導(dǎo)軌平動的導(dǎo)體棒ab、cd,如圖所示,兩根導(dǎo)體棒勻速移動的速率分別為vi和V2,則下列情況可以使回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）A. ab、cd均向右運動,且vi=vB. ab、cd均向右運動,且vi>v2C.ab、cd均向左運動,且vi>v2D.ab向右運動,cd向左運動,且vi=v

8、27.如圖所示，用導(dǎo)線做成的圓形回路與一直導(dǎo)線構(gòu)成幾種位置組合，哪些組合中，切斷直導(dǎo)線中的電流時，閉合回路中會有感應(yīng)電流產(chǎn)生（圖A、B、C中直導(dǎo)線都與圓形線圈在同一平面內(nèi)，0點為線圈的圓心，圖D中直導(dǎo)線與圓形線圈垂直，并與中心軸重合）（）8. 一球冠處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,如圖所示，若球冠的底面大圓半徑為r,磁場方向與球冠底面垂直，則穿過整個球冠的磁通量為9.如圖是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象實驗所需的器材，用實線將帶有鐵芯的線圈 A、電源、滑動變阻器和開關(guān)連接成原線圈回路，將小量程電流表和線圈B連接成副線圈回路，并列舉出在實驗中改變副線圈回路磁通量，使副線圈回路產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種方法：;(2)

9、；.10 .已知與磁感應(yīng)強度B=0.8T垂直的單匝線圈面積為0.5m2,求:(1)線圈的磁通量為多少？(2)線圈位置轉(zhuǎn)過53°時，磁通量為多少？A中，兩線圈11 .如圖所示，線圈A中接有如圖所示的電源，線圈B有一半的面積處在線圈平行但不接觸.則在開關(guān)S閉合的瞬間，線圈B中是否會產(chǎn)生感應(yīng)電流？自主探究1 .切割磁感線2 .只要穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路中就有感應(yīng)電流合作探究一、探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件1 .產(chǎn)生了感應(yīng)電流2 .（1）產(chǎn)生不產(chǎn)生（2）產(chǎn)生不產(chǎn)生3 .只要穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路中就有感應(yīng)電流二、磁通量1.磁感線條數(shù)的多少2.BSBS

10、3.韋伯WbWb4.標(biāo)量負其代數(shù)和課堂檢測1 .C2.B3. C解析：導(dǎo)線中電流變大，周圍的磁感應(yīng)強度增強，線框中磁通量增大，可以產(chǎn)生感應(yīng)電流,A項錯誤；線框向右運動時，線框中的磁感應(yīng)強度減小，線框中磁通量減小，可以產(chǎn)生感應(yīng)電流,B項錯誤；線框向下運動時，線框中的磁感應(yīng)強度不變，線框中磁通量不變，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,C項正確；線框以ad邊為軸轉(zhuǎn)動時，線框中的磁通量發(fā)生變化，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，D項錯誤.4. D解析：將線框向左拉出磁場的過程中，線框的bc部分做切割磁感線的運動，或者說穿過線框的磁通量減少，線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，A項錯誤；當(dāng)線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動（小于90。）時,穿過線框的磁通量減少，線框

11、中產(chǎn)生感應(yīng)電流日項錯誤；當(dāng)線框以ad邊為軸轉(zhuǎn)動（小于60。）時，穿過線框的磁通量減少，線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，C項錯誤；當(dāng)線框以bc邊為軸轉(zhuǎn)動時，如果轉(zhuǎn)動的角度小于60。，則穿過線框的磁通量始終保持不變，線框中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，D項正確.5. D6. BCD解析：ab、cd均向右運動，當(dāng)V1=V2時，閉合回路磁通量不變，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，A項錯誤；當(dāng)V1>V2時，閉合回路的面積增大，穿過閉合回路的磁通量增大，閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,B項正確；同理可知，ab、cd均向左運動，當(dāng)V1>V2時，閉合回路的面積減小，穿過閉合回路的磁通量減小，閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，C項正確；ab向右運動，cd向

12、左運動，且vi=V2,閉合回路的面積增大，穿過閉合回路的磁通量增大，閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，D項正確.7. BC解析：對圖A,因為通電直導(dǎo)線位于環(huán)形導(dǎo)線所在平面內(nèi)，且與直徑重合，因此穿過圓環(huán)的磁通量為零，所以當(dāng)切斷導(dǎo)線中的電流時，磁通量在整個變化過程中必為零，閉合回路中不會有感應(yīng)電流產(chǎn)生；對圖B,因為磁通量為大小兩個部分磁感線條數(shù)之差，當(dāng)切斷直導(dǎo)線中的電流時，磁通量為零，即此過程中磁通量有變化，故閉合回路中會有感應(yīng)電流產(chǎn)生；同理可知，圖C中有感應(yīng)電流產(chǎn)生；對圖D,因為環(huán)形導(dǎo)線與直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場的磁感線平行，故磁通量為零.當(dāng)切斷直導(dǎo)線中的電流時，磁通量在整個變化過程中皆為零，所以閉合回路中不會有

13、感應(yīng)電流產(chǎn)生.8. 解析：判斷穿過整個球冠的磁通量的大小關(guān)鍵是看穿過的磁感線的條數(shù)，故穿過球冠的磁通量即穿過底面的磁通量.答案：Bttr29.答案：實驗連接圖如圖所示(1)合上(或斷開)開關(guān)瞬間(2)將原線圈插入副線圈或從副線圈中抽出的過程中(3)閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑動片時10 .解析:(1)磁通量的計算公式二BS所以，線圈的磁通量i=BS4.8X0.5Wb=0.4Wb.(2)當(dāng)線圈位置轉(zhuǎn)過53。時，磁感線通過線圈白等效面積為S2=Scos53線圈的磁通量2=B«os53°=0.8X0.5X0.6Wb=0.24Wb.答案:(1)0.4Wb(2)0.24Wb11 .解析：將S閉合的瞬間，與線圈A組成的閉合電路有電流通過,線圈A產(chǎn)生的磁通量要穿過線圈B.線圈A是環(huán)形電流，其磁場不僅穿過所包圍的面積，方向向外；也穿過線圈外的廣大面積，方向向里.所包圍的面積內(nèi)磁通密度大，外圍面積