2018-2019版高中物理電磁感應(yīng)第1講電磁感應(yīng)現(xiàn)象學(xué)案新人教版

1、第 1 講 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 目標(biāo)定位 1. 了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)過(guò)程，體會(huì)人類探索自然規(guī)律的科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神 .2. 知道磁通量，會(huì)比較“穿過(guò)不同閉合電路磁通量”的大小 .3. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)，掌握感應(yīng) 電流的產(chǎn)生條件 .一、劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)1. 奧斯特在 1820 年發(fā)現(xiàn)了電流磁效應(yīng) .2.1831 年，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象 .想一想 物理學(xué)領(lǐng)域里的每次重大發(fā)現(xiàn)，都有力地推動(dòng)了人類文明的進(jìn)程. 最早利用磁場(chǎng)獲得電流，使人類得以進(jìn)入電氣化時(shí)代的科學(xué)家是誰(shuí)？答案 法拉第 .二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1. 電磁感應(yīng)現(xiàn)象：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流 . 物理學(xué)中把這

2、類現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng) .2. 感應(yīng)電流：由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流 .想一想 如果整個(gè)閉合電路都在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，閉合電路中也一定有感應(yīng)電流嗎？答案 沒(méi)有 .三、電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件1. 磁通量：用“穿過(guò)一個(gè)閉合電路的磁感線的多少”來(lái)形象地理解“穿過(guò)這個(gè)閉合電路的磁通 量”.2. 感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件 只要穿過(guò)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.想一想 穿過(guò)閉合電路的磁通量很大，是否一定產(chǎn)生感應(yīng)電流？答案 不是.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化. 關(guān)鍵在“變化”兩字上，這是指穿過(guò)閉合電路的磁通量從無(wú)變有、從有變無(wú)、從小變大、從大變小等等 . 若磁通量

3、很大， 但是磁通量不變化，閉合電路中也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 .一、磁通量1. 定義：物理學(xué)中把在磁場(chǎng)中穿過(guò)與磁場(chǎng)垂直的某一面積 S 的磁感線條數(shù)定義為穿過(guò)該面積的 磁通量 .2. 單位：韋伯，符號(hào)： Wb.3. 意義：表示穿過(guò)某一面積的磁感線條數(shù)的多少 .例 1 關(guān)于磁通量的概念，下列說(shuō)法正確的是 ( )A. 磁感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方，穿過(guò)線圈的磁通量也越大B. 穿過(guò)線圈的磁通量為零，該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零C. 磁感應(yīng)強(qiáng)度越大、線圈面積越大，則磁通量越大D. 穿過(guò)線圈的磁通量大小可以用穿過(guò)線圈的磁感線條數(shù)來(lái)衡量 答案 BD解析 穿過(guò)某一線圈的磁通量大小，與磁場(chǎng)強(qiáng)弱、線圈面積大小以及線圈平面與磁場(chǎng)的

4、夾角有關(guān). 當(dāng)二者平行時(shí)， 0. 故只有 B、D正確.針對(duì)訓(xùn)練 1 磁通量可以形象地理解為“穿過(guò)一個(gè)閉合電路的磁感線的條數(shù)” . 在圖311 所示磁場(chǎng)中， S1、S2、 S3為三個(gè)面積相同的相互平行的線圈，穿過(guò)S1、S2、S3的磁通量分別為 1、2、 3 且都不為 0. 下列判斷正確的是 ( )圖 3 1 1A. 1最大B. 2最大C. 3最大D.1、2、 3相等答案 A解析 磁通量表示穿過(guò)一個(gè)閉合電路的磁感線條數(shù)的多少，從題圖中可看出穿過(guò)S1 的磁感線條數(shù)最多，穿過(guò) S3 的磁感線條數(shù)最少 .二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件1. 實(shí)驗(yàn)探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件(1) 閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線在初中學(xué)過(guò)

5、，當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，如圖1 2 所示 .圖 3 1 2導(dǎo)體棒左右平動(dòng)、前后平動(dòng)、上下平動(dòng)，觀察電流表的指針，把觀察到的現(xiàn)象記錄在表1 中 .表1導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)表針的擺動(dòng)方向?qū)w棒的運(yùn)動(dòng)表針的擺動(dòng)方向向右平動(dòng)向左向后平動(dòng)不擺動(dòng)向左平動(dòng)向右向上平動(dòng)不擺動(dòng)向前平動(dòng)不擺動(dòng)向下平動(dòng)不擺動(dòng)結(jié)論：只有左右平動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒切割磁感線，才有電流產(chǎn)生；前后平動(dòng)、上下平動(dòng)，導(dǎo)體棒都不切割磁感線，沒(méi)有電流產(chǎn)生(2) 向線圈中插入磁鐵，把磁鐵從線圈中拔出如圖 3 1 3 所示，把磁鐵的某一個(gè)磁極向線圈中插入，從線圈中拔出，或靜止地放在線圈中 觀察電流表的指針，把觀察到的現(xiàn)象記錄

6、在表2 中 .圖 3 1 3表2磁鐵的運(yùn)動(dòng)表針的擺動(dòng)方向磁鐵的運(yùn)動(dòng)表針的擺動(dòng)方向N 極插入線圈向右S 極插入線圈向左N極停在線圈中不擺動(dòng)S 極停在線圈中不擺動(dòng)N極從線圈中抽出向左S極從線圈中抽出向右結(jié)論：只有磁鐵相對(duì)線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)，才有電流產(chǎn)生；磁鐵相對(duì)線圈靜止時(shí)，沒(méi)有電流產(chǎn)生 .(3) 模擬法拉第的實(shí)驗(yàn)如圖 314 所示，線圈 A通過(guò)變阻器和開(kāi)關(guān)連接到電源上，線圈B的兩端與電流表連接，把線圈 A裝在線圈 B的里面 .觀察以下四項(xiàng)操作中線圈B中是否有電流產(chǎn)生 . 把觀察到的現(xiàn)象記錄在表3中.圖 3 1 4表3操作現(xiàn)象開(kāi)關(guān)閉合瞬間有電流產(chǎn)生開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間有電流產(chǎn)生開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，變阻器的滑片不動(dòng)無(wú)電流產(chǎn)生

7、開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，迅速移動(dòng)變阻器的滑片有電流產(chǎn)生結(jié)論：只有當(dāng)線圈 A 中電流變化時(shí)，線圈 B 中才有電流產(chǎn)生 .2. 結(jié)論不論用什么方法，不論何種原因，只要使穿過(guò)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 .3. 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件(1) 閉合電路； (2) 磁通量發(fā)生變化 .例 2 如圖所示，矩形線框在磁場(chǎng)中做的各種運(yùn)動(dòng)，能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 ( ).A 、 C、 D 中穿過(guò)矩形線框的磁通解析 感應(yīng)電流產(chǎn)生條件為：磁通量發(fā)生變化；閉合電路量都不變，故不產(chǎn)生感應(yīng)電流 .針對(duì)訓(xùn)練 2 如圖 315 所示，線圈與靈敏電流計(jì)構(gòu)成閉合電路；當(dāng)磁鐵向下插入線圈的過(guò)程 中，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn) .

8、 則當(dāng)磁鐵 ( )答案 B圖 3 1 5A. 放在線圈中不動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)B. 從線圈中向上拔出時(shí)，電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)C. 按圖示位置在線圈外面上下移動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針不會(huì)偏轉(zhuǎn)D. 按圖示位置在線圈外面左右移動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針也會(huì)偏轉(zhuǎn) 答案 BD 解析 磁鐵向下插入線圈，穿過(guò)線圈的磁通量增大，電流計(jì)指針右偏，則向上拔出時(shí)，穿過(guò)線 圈的磁通量減小，根據(jù)楞次定律“增反減同”知 B 項(xiàng)正確；磁鐵放在線圈中不動(dòng)時(shí)，線圈中的 磁通量不變化，沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)， A 錯(cuò)；磁鐵按圖示位置上、下、左、 右移動(dòng)時(shí)，線圈中都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計(jì)指針都會(huì)偏轉(zhuǎn)，C錯(cuò)， D正確.磁通量的變化1.

9、如圖 316 所示，面積為 S的線圈平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，一半在磁場(chǎng)中， 則穿過(guò)線圈的磁通量為 ( )圖 3 1 61A. 0B.21BSC.BSD.2BS1解析 根據(jù)磁通量公式 BS，因?yàn)閳D中有效面積為 2S，所以 B項(xiàng)正確 .2. 如圖 317 所示，一環(huán)形線圈沿條形磁鐵的軸線，從磁鐵N極的左側(cè) A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到磁鐵 S極的右側(cè) B 點(diǎn)， A、B兩點(diǎn)關(guān)于磁鐵的中心對(duì)稱，則在此過(guò)程中，穿過(guò)環(huán)形線圈的磁通量將( )圖 3 1 7A. 先增大，后減小B. 先減小，后增大C. 先增大，后減小、再增大，再減小D. 先減小，后增大、再減小，再增大答案 A解析 穿過(guò)線圈的磁通量應(yīng)以磁鐵內(nèi)部磁場(chǎng)

10、為主，而內(nèi)部的磁感線是一定值，在A、B 點(diǎn)時(shí)，外部磁感線比較密，即與內(nèi)部相反的磁感線多，相抵后剩下的內(nèi)部的磁感線就少；中間位置時(shí)， 外部磁感線比較疏，即與內(nèi)部相反的磁感線少，相抵后剩下的內(nèi)部的磁感線就多 . 所以兩端磁通 量小，中間磁通量大， A 正確 .電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件3. 通電直導(dǎo)線穿過(guò)閉合線圈 L，如圖 3 1 8 所示，則 ( )圖 3 1 8A. 當(dāng)電流 I 增大時(shí)，線圈 L 中有感應(yīng)電流B. 當(dāng) L 左右平動(dòng)時(shí)， L 中有感應(yīng)電流C. 當(dāng) L 上下平動(dòng)時(shí)， L 中有感應(yīng)電流D. 以上各種情況都不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流答案 D解析 根據(jù)直線電流的磁場(chǎng)特點(diǎn)知， A、 B、 C 各種情況下，穿

11、過(guò)線圈的磁通量不變，選項(xiàng)D 正 確.A和 B、蓄電池、開(kāi)關(guān)，用導(dǎo)線連接成4. 某學(xué)生做觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)時(shí)，將電流表、線圈如圖 3 1 9 所示的實(shí)驗(yàn)電路，閉合開(kāi)關(guān)，下列說(shuō)法正確的是( )圖 3 1 9B 線圈拔出的過(guò)程中 B. 若線框面積變12，故 B 對(duì)， A、 C、 DA. 線圈 A 插入線圈 B的過(guò)程中，有感應(yīng)電流B. 線圈 A從 B線圈中拔出過(guò)程中，有感應(yīng)電流C. 線圈 A 停在 B 線圈中，有感應(yīng)電流D. 線圈 A 拔出線圈 B的過(guò)程中，線圈 B的磁通量在減小答案 ABD解析 由感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 A、B 選項(xiàng)都正確， C項(xiàng)錯(cuò)誤；在 A線圈從 線圈的磁通量減小， D 項(xiàng)正確 .

12、( 時(shí)間： 60 分鐘 ) 題組一、磁通量的變化1. 如圖 3 110 所示，矩形線框平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直，穿過(guò)的磁通量為1為原來(lái)的 2，則磁通量變?yōu)?( )圖 3 11011A.4B.2C.2D.4答案 B解析 根據(jù) BS 可知，當(dāng)線框面積變?yōu)樵瓉?lái)的 21時(shí)，磁通量變?yōu)樵瓉?lái)的錯(cuò).2. 如圖 3111 所示，豎直長(zhǎng)導(dǎo)線通以恒定電流I ，一閉合線圈 MNPQ與導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，當(dāng)線圈從圖示位置向右逐漸遠(yuǎn)離導(dǎo)線時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量將 ( )圖 3 1 11A. 變小B. 變大C. 不變D.先變大，后變小答案 A解析 恒定電流 I 產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，離導(dǎo)線越遠(yuǎn)磁場(chǎng)越弱，所以線圈向右遠(yuǎn)離導(dǎo)線時(shí)穿過(guò)線圈的

13、 磁通量將變小 .題組二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象與產(chǎn)生條件3. 下列現(xiàn)象中，屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是 ( )A. 小磁針在通電導(dǎo)線附近發(fā)生偏轉(zhuǎn)B. 通電線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)C. 因閉合線圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生電流D. 磁鐵吸引小磁針 答案 C解析 電磁感應(yīng)是指“磁生電”的現(xiàn)象，而小磁針和通電線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)及受磁場(chǎng)力的作 用，反映了磁場(chǎng)力的性質(zhì) . 所以 A、 B、 D不是電磁感應(yīng)現(xiàn)象， C 是電磁感應(yīng)現(xiàn)象 .4. 如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置中用于研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是( )答案 B解析 A、 C 兩實(shí)驗(yàn)裝置用于研究通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的安培力；D 圖用于研究電流的磁效應(yīng)，故 B對(duì)， A、C、D錯(cuò).5. 關(guān)于感應(yīng)電流，下列說(shuō)

14、法正確的是 ( )A. 只要穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中就一定有感應(yīng)電流B. 只要閉合導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線中就一定有感應(yīng)電流C. 若閉合電路的一部分導(dǎo)體不做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，閉合電路中一定沒(méi)有感應(yīng)電流D. 當(dāng)穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，閉合電路中一定有感應(yīng)電流 答案 D解析 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 (1) 閉合電路； (2) 磁通量發(fā)生變化，兩者缺一不可，選項(xiàng)D正確 .6. 如圖 3112 為“探究感應(yīng)電流與磁通量變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置圖 . 下列操作中不能產(chǎn)生感 應(yīng)電流的是 ( )圖 3 1 12A.開(kāi)關(guān) S 閉合瞬間B. 開(kāi)關(guān) S 斷開(kāi)瞬間C. 開(kāi)關(guān) S 閉合后，變阻器滑片 P移動(dòng)D

15、. 開(kāi)關(guān) S 閉合后，變阻器滑片 P不移動(dòng)答案 D7. 線圈在長(zhǎng)直導(dǎo)線電流的磁場(chǎng)中，做如圖31 13 所示的運(yùn)動(dòng)，則線圈中有感應(yīng)電流的是A. 向右平動(dòng)B. 向下平動(dòng)C. 繞軸轉(zhuǎn)動(dòng) （邊 bc 向外）D. 從紙面向紙外平動(dòng)E. 向上平動(dòng) （邊 bc 上有個(gè)缺口 ）答案 BCD解析 因?yàn)殚L(zhǎng)直導(dǎo)線電流的磁場(chǎng)是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，越遠(yuǎn)離直導(dǎo)線磁場(chǎng)越弱，離直導(dǎo)線等距離的位 置磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，故B、D、E 三種情形穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生了變化，C這種情形是因?yàn)榫€圈平面與磁場(chǎng)的方向的夾角發(fā)生了變化從而造成穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生了變化，并且B、 C、D三種情形線圈是閉合的， E 的線圈是不閉合的，故正確選項(xiàng)是B、C、

16、D.8. 如圖 3114 所示， ab是閉合電路的一部分，處在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中（ ）圖 3 1 14A.當(dāng) ab垂直于紙面向外平動(dòng)時(shí)， ab 中有感應(yīng)電流B. 當(dāng) ab垂直于紙面向里平動(dòng)時(shí)， ab 中有感應(yīng)電流C. 當(dāng) ab垂直于磁感線向右平動(dòng)時(shí)， ab 中有感應(yīng)電流 D.當(dāng) ab垂直于磁感線向左平動(dòng)時(shí)， ab 中無(wú)感應(yīng)電流 答案 C解析 當(dāng) ab垂直于紙面向外、向里平動(dòng)時(shí)， ab棒都不切割磁感線， a、b中都無(wú)感應(yīng)電流， A、B 錯(cuò)誤，當(dāng) ab向右、向左平動(dòng)時(shí)， ab都切割磁感線， ab中都有感應(yīng)電流，故 C正確， D錯(cuò)誤.9. 如圖 3115所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挒閐，一正方形線框 abcd 的邊長(zhǎng)為 L，且 L>d，線框以速度 v 通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，從線框進(jìn)入到完全離開(kāi)磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)，線框中沒(méi)有感應(yīng)電流的時(shí)間是LdA.vC.L2dv答案 B圖 3 1 15LdB.vD. L2dv解析 從 bc邊出磁場(chǎng)到 ad邊進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，穿過(guò)閉合回路的磁通量沒(méi)有發(fā)生變化，閉合回Ld路中沒(méi)有感應(yīng)電流，此過(guò)程所用的時(shí)間 t ，故 B正確， A、C、D錯(cuò)誤 .v10. 小明同學(xué)做“探究電磁感應(yīng)產(chǎn)生的條件和感應(yīng)電流方向”的實(shí)驗(yàn)，先將電池組、滑線變阻 器、帶鐵芯的線圈 A、線圈 B、電流計(jì)及開(kāi)關(guān)如圖 3116 連接 .