浙江新高考專用高中物理第四章電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件課件新人教版選修3-

實(shí)驗(yàn)：探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件第四章

電磁感應(yīng)知識內(nèi)容選考要求課時(shí)要求探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件√1.觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象，理解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.2.學(xué)會(huì)通過現(xiàn)象分析、歸納事物本質(zhì)，認(rèn)識實(shí)驗(yàn)觀察能力與邏輯思維能力在探究過程中的重要作用.3.進(jìn)一步認(rèn)識磁通量，結(jié)合實(shí)例對磁通量變化進(jìn)行定性與定量分析.技能儲備明確原理提煉方法題型演練學(xué)以致用實(shí)訓(xùn)演練達(dá)標(biāo)檢測檢測評價(jià)達(dá)標(biāo)過關(guān)NEIRONGSUOYIN內(nèi)容索引技能儲備1.實(shí)驗(yàn)原理觀察改變磁通量的幾種情況，用靈敏電流計(jì)判斷閉合回路中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生，歸納產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.2.實(shí)驗(yàn)器材零刻度在中間的靈敏電流計(jì)、蹄形磁鐵、導(dǎo)體棒、條形磁鐵、大小螺線管各一個(gè)、滑動(dòng)變阻器、學(xué)生電源、開關(guān)、導(dǎo)線.3.實(shí)驗(yàn)步驟(1)探究實(shí)驗(yàn)一：導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)①按圖1連接電路.圖1②導(dǎo)體沿不同方向運(yùn)動(dòng)，觀察并記錄電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)情況.AB的運(yùn)動(dòng)方向表針的擺動(dòng)方向垂直紙面向里

垂直紙面向外

沿磁感線向上

沿磁感線向下

③總結(jié)感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件.(2)探究實(shí)驗(yàn)二：向線圈中插、抽磁鐵①按圖2連接電路.圖2②將條形磁鐵N極向下插入或抽出線圈，觀察并記錄電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)情況.③S極向下，重復(fù)②的操作.磁鐵的動(dòng)作指針擺動(dòng)方向N極插入線圈

N極停在線圈中

N極從線圈中抽出

S極插入線圈

S極停在線圈中

S極從線圈中抽出

④總結(jié)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.(3)探究實(shí)驗(yàn)三：模仿法拉第的實(shí)驗(yàn)①按圖3連接電路.圖3②調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使接入電路的電阻較小，然后觀察并記錄閉合或斷開開關(guān)時(shí)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)情況.③保持開關(guān)閉合，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，觀察并記錄電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)情況.實(shí)驗(yàn)操作指針偏轉(zhuǎn)方向開關(guān)閉合瞬間

開關(guān)斷開瞬間

開關(guān)閉合時(shí)，滑動(dòng)變阻器滑片不動(dòng)

開關(guān)閉合時(shí)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片

④總結(jié)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，閉合回路中就有感應(yīng)電流.5.注意事項(xiàng)(1)使用磁性較強(qiáng)的磁鐵，使用零刻度在中間的靈敏電流計(jì)；(2)進(jìn)行一種操作后，等電流計(jì)歸零后再進(jìn)行下一種操作；(3)滑動(dòng)變阻器滑片不要移動(dòng)太快.題型演練一、實(shí)驗(yàn)原理與操作例1如圖4所示是“探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件”的實(shí)驗(yàn)裝置，當(dāng)閉合開關(guān)后，下列操作中能使電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是A.保持磁鐵靜止，將導(dǎo)體棒ab上下移動(dòng)B.保持磁鐵靜止，將導(dǎo)體棒ab左右移動(dòng)C.保持導(dǎo)體棒ab靜止，將磁鐵上下移動(dòng)D.保持導(dǎo)體棒ab靜止，將磁鐵沿導(dǎo)體棒ab方向前后移動(dòng)√圖4解析

保持磁鐵靜止，將導(dǎo)體棒ab上下移動(dòng)，沒有做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，所以不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A錯(cuò)誤；保持磁鐵靜止，將導(dǎo)體棒ab左右移動(dòng)，導(dǎo)體棒切割磁感線，所以產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B正確；保持導(dǎo)體棒ab靜止，將磁鐵上下移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向與磁感線方向平行，所以不會(huì)切割磁感線，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯(cuò)誤；保持導(dǎo)體棒ab靜止，將磁鐵沿導(dǎo)體棒ab方向前后移動(dòng)，不會(huì)切割磁感線，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D錯(cuò)誤.例2在“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)中，所用器材如圖5所示.它們是①靈敏電流計(jì)；②直流電源；③帶鐵芯的線圈A；④線圈B；⑤開關(guān)；⑥滑動(dòng)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5答案連接電路如圖所示圖6√√√解析由于開關(guān)閉合后，線圈A插入或抽出，滑片P滑動(dòng)，或線圈A插入線圈B中后，開關(guān)閉合或斷開瞬間，都會(huì)使線圈B的磁通量發(fā)生變化，所以電流計(jì)指針都會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故選A、B、C.二、電路連接及現(xiàn)象分析例4

(2017·杭州市高二檢測)為觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象，某學(xué)生將靈敏電流計(jì)、螺線管A和B、蓄電池、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖7所示的實(shí)驗(yàn)電路.當(dāng)接通和斷開開關(guān)時(shí)，電流計(jì)的指針都沒有偏轉(zhuǎn)，其原因是A.開關(guān)位置接錯(cuò)B.電流計(jì)的正、負(fù)極接反C.線圈B的3、4接頭接反D.蓄電池的正、負(fù)極接反圖7√解析因感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是閉合電路中的磁通量發(fā)生變化，由電路圖可知，把開關(guān)接在B與電流計(jì)之間，因與1、2接頭相連的電路在接通和斷開開關(guān)時(shí)，電流不改變，所以不可能有感應(yīng)電流，電流計(jì)指針也不可能偏轉(zhuǎn)，開關(guān)應(yīng)接在A與電源之間.例5

(2017·溫州九校協(xié)作體期末聯(lián)考)在“探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)的電路連線如圖8所示，老師指出圖中標(biāo)示的1、2、3、4、5、6六根連線中有兩處錯(cuò)誤.若要求實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象盡可能明顯，則錯(cuò)誤的連線是___與___(均填“1”“2”“3”“4”“5”或“6”).圖823解析為了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該讓外面的大線圈接靈敏電流計(jì)，中間的小線圈與電源組成閉合回路，故2、3兩根線接線圈的一端調(diào)換即可.例6

“探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件”的實(shí)驗(yàn)電路如圖9所示.實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)穿過閉合電路的________發(fā)生變化時(shí)，閉合電路中就會(huì)有電流產(chǎn)生.在閉合開關(guān)S前，滑動(dòng)變阻器滑片P應(yīng)置于___(選填“a”或“b”)端.開關(guān)S閉合后還有多種方法能使線圈C中產(chǎn)生感應(yīng)電流，試寫出其中的兩種方法：(1)_____________________；(2)________________________.圖9磁通量a移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P線圈A在線圈C中抽出或插入解析當(dāng)穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器阻值應(yīng)最大，則滑片P應(yīng)置于a端.移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P，電流變化，線圈A的磁場發(fā)生變化，穿過線圈C的磁通量發(fā)生變化，線圈C中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.當(dāng)線圈A在線圈C中抽出或插入的過程，穿過線圈C的磁通量發(fā)生變化，線圈C中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.達(dá)標(biāo)檢測1.(實(shí)驗(yàn)原理)(多選)如圖10所示，下列情況能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是A.如圖甲所示，導(dǎo)體棒AB順著磁感線運(yùn)動(dòng)B.如圖乙所示，條形磁鐵插入或拔出線圈時(shí)C.如圖丙所示，小螺線管A插入大螺線管B中不動(dòng)，開關(guān)S一直接通時(shí)D.如圖丙所示，小螺線管A插入大螺線管B中不動(dòng)，開關(guān)S一直接通，當(dāng)改變滑動(dòng)

變阻器的阻值時(shí)123圖10√√解析A中導(dǎo)體棒順著磁感線運(yùn)動(dòng)，穿過閉合電路的磁通量沒有發(fā)生變化，無感應(yīng)電流，故A錯(cuò)誤；B中條形磁鐵插入線圈時(shí)線圈中的磁通量增加，拔出線圈時(shí)線圈中的磁通量減少，都有感應(yīng)電流，故B正確；C中開關(guān)S一直接通，回路中為恒定電流，螺線管A產(chǎn)生的磁場穩(wěn)定，螺線管B中的磁通量無變化，線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯(cuò)誤；D中開關(guān)S接通，滑動(dòng)變阻器的阻值變化使閉合回路中的電流變化，螺線管A的磁場發(fā)生變化，螺線管B中磁通量發(fā)生變化，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D正確.123圖11123(1)在圖中用筆畫線代替導(dǎo)線把它們連成實(shí)驗(yàn)電路.123答案如圖所示123解析由題圖知靈敏電流計(jì)G已與大螺線管相連，所以把大螺線管與G連成一個(gè)閉合電路，A與電源及開關(guān)連成一個(gè)電路.(2)哪些操作可以使靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)(寫出兩點(diǎn))?①___________________.②_________________________________________.123將開關(guān)閉合(或斷開)閉合開關(guān)，將螺線管A插入(或拔出)大螺線管解析把開關(guān)閉合后，A相當(dāng)于條形磁鐵，把它插入(或拔出)大螺線管時(shí)，大螺線管與G構(gòu)成的閉合電路就有感應(yīng)電流.3.(實(shí)驗(yàn)的綜合考查)逆向思維是一種重要的思想方法，在這種思想方法的引領(lǐng)下，許多重要的科學(xué)定律被發(fā)現(xiàn).“電生磁，磁生電”這種逆向互生的關(guān)系，體現(xiàn)了物理學(xué)中的一種對稱美.請思考：(1)你還能指出物理學(xué)中的其他對稱性和對稱實(shí)例嗎？___________________________________________________________________123答案見解析解析電荷的正與負(fù)，吸引與排斥，運(yùn)動(dòng)和靜止，光滑和粗糙.(2)1831年，物理學(xué)家法拉第用如圖12甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，成功發(fā)現(xiàn)了磁生電現(xiàn)象.開關(guān)始終處于閉合狀態(tài)時(shí)，a線圈中____(填“有”或“無”)感應(yīng)電流產(chǎn)生，開關(guān)閉合或斷開瞬間，a線圈中____(填“有”或“無”)感應(yīng)電流產(chǎn)生.123圖12無有解析開關(guān)處于閉合狀態(tài)時(shí)，因穿過a線圈的磁通量不變，所以無感應(yīng)電流產(chǎn)生；閉合開關(guān)瞬間，穿過a線圈的磁通量突然增大，所以有感應(yīng)電流產(chǎn)生，而斷開開關(guān)瞬間，穿過a線圈的磁通量突然減小，所以有感應(yīng)電流產(chǎn)生.123(3)如圖乙所示是某興趣小組研究磁生電現(xiàn)象所需的器材.請你協(xié)助該小組完成如下工作：用實(shí)線將帶有鐵芯的線圈A、電源、滑動(dòng)變阻器和開關(guān)連接成原線圈回路，將靈敏電流計(jì)和線圈B接成副線圈回路，并列舉出在實(shí)驗(yàn)中改變副線圈回路磁通量，使副線圈回路產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種方式：①_________________________________；②__________