《高中物理 第1章 電磁感應 1+2 電磁感應的發(fā)現(xiàn) 感應電流產(chǎn)生的條件教師用書 教科版選修3-2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中物理 第1章 電磁感應 1+2 電磁感應的發(fā)現(xiàn) 感應電流產(chǎn)生的條件教師用書 教科版選修3-2（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1．電磁感應的發(fā)現(xiàn) 2．感應電流產(chǎn)生的條件 學 習 目 標 知 識 脈 絡 1.知道與電流磁效應和電磁感應現(xiàn)象相關的物理學史，體會人類探索自然規(guī)律的科學態(tài)度和科學精神． 2．通過實驗探究理解感應電流的產(chǎn)生條件． 3．會運用感應電流的產(chǎn)生條件判斷是否有感應電流產(chǎn)生．(重點) 4．判斷磁通量是否會發(fā)生變化及是否產(chǎn)生感應電流．(難點) 電 磁 感 應 的 發(fā) 現(xiàn) [先填空] 1．“電生磁”的發(fā)現(xiàn) 1820年，丹麥物理學家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應． 2．“磁生電”的發(fā)現(xiàn) 1831年，英國物理學家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象． 3．電磁感應現(xiàn)象 利用變化或運動的磁場獲得電流的現(xiàn)象． 4．感應電流 在電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流． 5．電磁感應規(guī)律的發(fā)現(xiàn)及其對社會發(fā)展的意義 (1)發(fā)明了發(fā)電機． (2)發(fā)明了變壓器，實現(xiàn)了電能的遠距離傳輸． (3)制造出了感應電動機． (4)建立了麥克斯韋電磁場理論，并預言了電磁波的存在． [再判斷] (1)白熾燈泡就是根據(jù)電磁感應現(xiàn)象發(fā)明的．() (2)“磁生電”是一種在變化、運動的過程中才能出現(xiàn)的現(xiàn)象．() (3)麥克斯韋建立了電磁場理論，并預言了電磁波的存在．() [后思考] 很多科學家為什么在磁生電的研究中沒有成功？ 【提示】　很多科學家沒有注意磁場的變化和導體與磁場之間的相對運動，只想把導體放入磁場中來獲得電流，這實際上違反了能量轉化和守恒定律． [合作探討] 探討1：奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應引發(fā)了怎樣的哲學思考？法拉第持怎樣的觀點？ 【提示】　奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應引發(fā)了對稱性的普遍思考：既然電流能夠引發(fā)磁針的運動，那么磁鐵也會使導線產(chǎn)生電流．法拉第堅信：磁與電之間也應該有類似的“感應”． 探討2：法拉第經(jīng)歷了多次失敗后，終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，法拉第由此領悟到了什么？ 【提示】　多次失敗后，1831年8月29日，法拉第終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象．他立即領悟到：“磁生電”是一種在變化、運動的過程中才能出現(xiàn)的效應． [核心點擊] 1．對“電生磁”的理解 電流周圍存在磁場是無條件的，無論電流是恒定不變的，還是變化的，只要有電流，它的周圍就一定有磁場． 2．對“磁生電”的理解 “磁生電”是有條件的，即有“磁”不一定有“電”． 法拉第將“磁生電”的現(xiàn)象分為五類： (1)變化中的電流； (2)變化中的磁場； (3)運動中的恒定電流； (4)運動中的磁鐵； (5)運動中的導線． 1．許多科學家在物理學發(fā)展中作出了重要的貢獻，首先發(fā)現(xiàn)電流的磁效應和電磁感應現(xiàn)象的物理學家分別是(　　) 【導學號：31310000】 A．麥克斯韋和法拉第　　　　 B．法拉第和密立根 C．奧斯特和法拉第 D．奧斯特和安培 【解析】　1820年，丹麥物理學家奧斯特發(fā)現(xiàn)載流導體能使小磁針發(fā)生偏轉，首次發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，1831年，英國物理學家法拉第首次發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，選項C正確；麥克斯韋預言了電磁波的存在，密立根通過油滴實驗測定了元電荷的數(shù)值，安培發(fā)現(xiàn)了磁場對電流的作用規(guī)律，選項A、B、D錯誤． 【答案】　C 2．下列現(xiàn)象中，屬于電磁感應現(xiàn)象的是(　　) A．小磁針在通電導線附近發(fā)生偏轉 B．通電線圈在磁場中轉動 C．因閉合線圈在磁場中運動而產(chǎn)生的電流 D．磁鐵吸引小磁針 【解析】　電磁感應是指“磁生電”的現(xiàn)象，而小磁針和通電線圈在磁場中轉動反映了磁場力的性質(zhì)，所以A、B、D不是電磁感應現(xiàn)象，C是電磁感應現(xiàn)象． 【答案】　C 選修3－2第一章　電磁感應 感 應 電 流 產(chǎn) 生 的 條 件 [先填空] 1．探究導體棒在磁場中運動是否產(chǎn)生感應電流(實驗圖如圖111所示) 圖111 2.探究通過閉合回路的磁場變化時是否產(chǎn)生感應電流(實驗圖如圖112所示) 圖112 3．產(chǎn)生感應電流的條件 大量實驗證實，穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，這個閉合電路中就有感應電流產(chǎn)生． [再判斷] (1)線圈不閉合時，即使穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中也無感應電流產(chǎn)生．(√) (2)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，電路中一定會產(chǎn)生感應電流．(√) (3)閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，電路中有感應電流產(chǎn)生．(√) [后思考] 某學生做觀察電磁感應現(xiàn)象的實驗，將電流表、線圈A和B、蓄電池、開關用導線連接成如圖113所示的實驗電路，當它接通、斷開開關時，電流表的指針都沒有偏轉，其原因是什么？ 圖113 【提示】　開關位置接錯．圖中所示開關的連接不能控制含有電源的電路中電流的通斷．而本實驗的內(nèi)容之一就是用來研究在開關通斷瞬間，導致線圈B內(nèi)磁場變化，進而產(chǎn)生感應電流的情況，但圖中的接法卻達不到目的． [合作探討] 探討1：如圖114所示，當導體棒ad向右運動時，穿過abcd的磁通量有沒有發(fā)生改變？閉合回路中有無感應電流？ 圖114 【提示】　磁通量發(fā)生改變，有感應電流產(chǎn)生． 探討2：如圖115所示，穿過閉合回路的磁通量有沒有發(fā)生改變？閉合回路中有無感應電流？ 圖115 【提示】　磁通量沒有發(fā)生改變，無感應電流產(chǎn)生． 探討3：閉合電路的一部分導體在磁場中運動時，一定產(chǎn)生感應電流嗎？ 【提示】　不一定，閉合電路的一部分導體在磁場中運動時，若其速度與磁場方向平行，則不能產(chǎn)生感應電流． [核心點擊] 1．勻強磁場中磁通量的計算 (1)B與S垂直時：Φ＝BS，B指勻強磁場的磁感應強度，S為線圈的面積． (2)B與S不垂直時：Φ＝BS⊥，S⊥為線圈在垂直磁場方向上的投影面積，在應用時可將S投影到與B垂直的方向上或者S不動，將B分解為垂直于S和平行于S兩個分量，則Φ＝B⊥S，如圖116所示Φ＝BSsin θ. 圖116 (3)某面積內(nèi)有不同方向的磁場時 分別計算不同方向的磁場的磁通量，然后規(guī)定某個方向的磁通量為正，反方向的磁通量為負，求其代數(shù)和． 2．產(chǎn)生感應電流必須滿足的兩個條件 (1)回路閉合． (2)回路中的磁通量發(fā)生變化． 3．引起穿過閉合回路的磁通量變化的四種方式 (1)面積S不變，磁感應強度B發(fā)生變化，則磁通量Φ發(fā)生變化； (2)面積S變化，磁感應強度B不發(fā)生變化，則磁通量Φ發(fā)生變化； (3)面積S變化，磁感應強度B發(fā)生變化，則磁通量Φ可能發(fā)生變化； (4)線圈平面和磁場方向的夾角發(fā)生變化時，則磁通量Φ發(fā)生變化． 3．(多選)(2016臨川高二期中)彼此絕緣、相互交叉的兩根通電直導線與閉合線圈共面，圖中穿過線圈的磁通量可能為零的是(　　) 【導學號：31310001】 【解析】　要使線圈中的磁通量為零，必須滿足兩個導線關于線圈的中心軸線對稱，并且兩導線在線圈中磁通量方向相反，故A、D正確． 【答案】　AD 4．(多選)如圖117所示，繞在鐵芯上的線圈與電源、滑動變阻器和開關組成閉合電路，在鐵芯的右端套有一個表面絕緣的銅環(huán)A，下列各種情況中銅環(huán)A中有感應電流的是(　　) 圖117 A．線圈中通以恒定的電流 B．通電過程中，使變阻器的滑片P做勻速移動 C．通電過程中，使變阻器的滑片P做加速移動 D．將開關突然斷開的瞬間 【解析】　線圈中通以恒定的電流，銅環(huán)A中磁通量不變，銅環(huán)A中沒有感應電流，A錯；變阻器的滑片P做勻速、加速移動時，線圈中電流變化，銅環(huán)A中磁通量發(fā)生變化，銅環(huán)A中有感應電流，B、C對；將開關突然斷開的瞬間，線圈中電流變?yōu)榱?，銅環(huán)A中磁通量發(fā)生變化，銅環(huán)A中有感應電流，D對． 【答案】　BCD 5．(多選)在下列選項中，用導線做成圓形或正方形回路，這些回路與一直導線構成幾種位置組合(彼此絕緣)，下列組合中，切斷直導線中的電流時，閉合回路中會有感應電流產(chǎn)生的是(　　) 【導學號：31310002】 【解析】　利用安培定則判斷直線電流產(chǎn)生的磁場，其磁感線是一些以直導線上各點為圓心的無數(shù)組同心圓，即磁感線所在平面均垂直于導線，且直線電流產(chǎn)生的磁場分布情況是靠近直導線處磁場強，遠離直導線處磁場弱．所以，A中穿過圓形線圈的磁場如圖甲所示，其有效磁通量為ΦA＝Φ出－Φ進＝0，且始終為0，即使切斷導線中的電流，ΦA也始終為0，A中不可能產(chǎn)生感應電流；B中線圈平面與磁場平行，穿過B的磁通量也始終為0，B中也不能產(chǎn)生感應電流；C中穿過線圈的磁通量如圖乙所示，Φ進>Φ出，即ΦC≠0，當切斷導線中電流后，穿過線圈的磁通量ΦC減小為0，所以C中有感應電流產(chǎn)生；D中線圈的磁通量ΦD不為0，當電流切斷后，ΦD最終也減小為0，所以D中也有感應電流產(chǎn)生． 甲　　　　　 　　　乙 【答案】　CD 6.如圖118所示，有一個垂直于紙面向里的勻強磁場，B＝0.8 T，磁場有明顯的圓形邊界，圓心為O，半徑為1 cm.現(xiàn)在紙面內(nèi)先后放上與磁場垂直的圓線圈，圓心均在O處，A線圈半徑為1 cm,10匝；B線圈半徑為2 cm,1匝；C線圈半徑為0.5 cm,1匝．問： 圖118 (1)在B減為0.4 T的過程中，A和B中磁通量改變多少？ (2)在磁場轉過30角的過程中，C中磁通量改變多少？ 【解析】　(1)對A線圈：ΦA1＝B1πr2，ΦA2＝B2πr2.磁通量的改變量： ΔΦA＝|ΦA2－ΦA1|＝(0.8－0.4)3.1410－4 Wb＝1.25610－4 Wb 對B線圈：ΦB1＝B1πr2，ΦB2＝B2πr2. 其中r為磁場的半徑，磁通量的改變量： ΔΦB＝|ΦB2－ΦB1|＝(0.8－0.4)3.1410－4Wb＝1.25610－4Wb. (2)對C線圈：ΦC1＝B1πr，磁場轉過30，線圈仍全部處于磁場中，線圈面積在垂直磁場方向的投影為πrcos 30，則ΦC2＝B1πrcos 30.磁通量的改變量：ΔΦC＝|ΦC2－ΦC1|＝B1πr(1－cos 30)＝0.83.14(510－3)2(1－0.866) Wb≈8.410－6 Wb. 【答案】　(1)1.25610－4 Wb　1.25610－4 Wb (2)8.410－6 Wb 判斷是否產(chǎn)生感應電流的技巧 (1)電路閉合和磁通量發(fā)生變化是產(chǎn)生感應電流的兩個條件，二者缺一不可． (2)磁通量發(fā)生變化，其主要內(nèi)涵體現(xiàn)在“變化”上，磁通量很大若沒有變化也不會產(chǎn)生感應電流，磁通量雖然是零但是變化的仍然可以產(chǎn)生感應電流． (3)磁通量與線圈的匝數(shù)無關，磁通量大小不受線圈匝數(shù)的影響． (4)磁通量的變化量ΔΦ＝Φ2－Φ1也不受線圈匝數(shù)的影響．用公式求Φ、ΔΦ時，不必考慮線圈匝數(shù)n.