物理 ：課件 選修3-2 1.1《磁生電的探索》（魯科版）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第1節(jié)磁生電的探索 課標(biāo)定位 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象這一劃時(shí)代發(fā)現(xiàn)的曲折歷程 2 理解磁通量并學(xué)會(huì)磁通量變化的計(jì)算 3 知道什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象 掌握產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 4 體驗(yàn)由實(shí)驗(yàn) 發(fā)現(xiàn) 規(guī)律的樂(lè)趣 養(yǎng)成探究物理規(guī)律的良好習(xí)慣 重點(diǎn)難點(diǎn) 感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 核心要點(diǎn)突破 課堂互動(dòng)講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 第1節(jié) 課前自主學(xué)案 課前自主學(xué)案 一 電磁感應(yīng)的探索歷程1 電生磁 1820年 丹麥物理學(xué)家 發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng) 2 磁生電 1831年 英國(guó)物理學(xué)家 發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象 二 科學(xué)探究 感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件1 探究導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)是否產(chǎn)生電流 圖1 1 1 奧斯特 法拉第 變化 圖1 1 1 不變 2 探究磁鐵在通電螺線管中運(yùn)動(dòng)是否產(chǎn)生電流 圖1 1 2 圖1 1 2 變化 不變 3 模擬法拉第的實(shí)驗(yàn) 圖1 1 3 圖1 1 3 變化 不變 思考感悟 閉合回路中有磁場(chǎng)就一定有感應(yīng)電流嗎 提示 不一定 要看磁通量是否發(fā)生變化 核心要點(diǎn)突破 一 正確理解磁通量的變化1 對(duì)磁通量的認(rèn)識(shí) 1 B與S垂直時(shí) 勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 B S B指勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 S為線圈的面積 2 B與S不垂直時(shí) 勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 B S S 為線圈在垂直磁場(chǎng)方向上的有效面積 在應(yīng)用時(shí)可將S分解到與B垂直的方向上 如圖1 1 4所示 B Ssin 圖1 1 4 3 某面積內(nèi)有相反方向的磁場(chǎng)時(shí)分別計(jì)算不同方向的磁場(chǎng)的磁通量 然后規(guī)定某個(gè)方向的磁通量為正 反方向的磁通量為負(fù) 求其代數(shù)和 2 磁通量變化的幾種形式磁通量的變化一般有四種情形 1 B不變 S變化 則 B S如圖1 1 5甲所示 閉合回路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng) 閉合回路面積發(fā)生變化 引起磁通量變化 2 B變化 S不變 則 B S如圖1 1 5乙所示 由于磁鐵插入或拔出線圈 使線圈所處的磁場(chǎng)發(fā)生變化 引起磁通量變化 3 B變化 S也變化 則 B2S2 B1S1如圖1 1 5丙所示 設(shè)回路面積從S1 8m2變到S2 18m2 磁感應(yīng)強(qiáng)度B同時(shí)從B1 0 1T變到B2 0 8T 則回路中磁通量的變化為 2 1 B2S2 B1S1 13 6Wb 若按 B S 0 8 0 1 18 8 Wb 7Wb計(jì)算就錯(cuò)了 4 B不變 S不變 變化 則 BS sin 2 sin 1 如圖1 1 5丁所示 閉合線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸OO 轉(zhuǎn)動(dòng) B不變 S不變 但B和S的夾角 發(fā)生變化 引起穿過(guò)線圈的磁通量變化 圖1 1 5 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 1 一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向水平向右 一面積為S的矩形線圈abcd如圖1 1 6所示放置 平面abcd與豎直方向成 角 將abcd繞ad軸轉(zhuǎn)180 角 則穿過(guò)線圈平面的磁通量的變化量是 圖1 1 6A 0B 2BSC 2BScos D 2BSsin 解析 選C 開(kāi)始時(shí)穿過(guò)線圈平面的磁通量為 1 BScos 則后來(lái)穿過(guò)線圈平面的磁通量為 2 BScos 則磁通量的變化量為 2 1 2BScos 二 判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流的方法1 感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 1 電路閉合 2 穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化 2 判斷的基本方法 1 看回路是否閉合 如果回路不閉合時(shí) 無(wú)論如何也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 2 看磁場(chǎng)方向與回路平面之間的關(guān)系 即磁場(chǎng)的方向與回路平面是垂直 平行或成某一夾角 3 看穿過(guò)回路的磁感線的條數(shù)是否發(fā)生變化 若變化則產(chǎn)生感應(yīng)電流 否則不產(chǎn)生感應(yīng)電流 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 2 2011年山東濰坊高二質(zhì)檢 如圖1 1 7所示 A B兩回路中各有一開(kāi)關(guān)S1 S2 且回路A中接有電源 回路B中接有靈敏電流計(jì) 下列操作及相應(yīng)的結(jié)果中可能的是 圖1 1 7 A 先閉合S2 后閉合S1的瞬間 電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)B S1 S2閉合后 在斷開(kāi)S2的瞬間 電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)C 先閉合S1 后閉合S2的瞬間 電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)D S1 S2閉合后 在斷開(kāi)S1的瞬間 電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn) 解析 選D 回路A中有電源 當(dāng)S1閉合后 回路中有電流 在回路的周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng) 回路B中有磁通量 在S1閉合或斷開(kāi)的瞬間 回路A中的電流從無(wú)到有或從有到無(wú) 電流周?chē)拇艌?chǎng)發(fā)生變化 從而使穿過(guò)回路B的磁通量發(fā)生變化 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 此時(shí)若S2是閉合的 則回路B中有感應(yīng)電流 電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn) D正確 課堂互動(dòng)講練 如圖1 1 8所示 有一個(gè)100匝的線圈 其形狀是邊長(zhǎng)為L(zhǎng) 0 20m的正方形 放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 0 50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 線圈平面與磁場(chǎng)垂直 若將這個(gè)線圈的形狀由正方形改變成圓形 周長(zhǎng)不變 在這一過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁通量改變了多少 圖1 1 8 精講精析 線圈形狀為正方形時(shí)的面積 S1 L2 0 20 2m2 4 0 10 2m2 穿過(guò)線圈的磁通量 1 BS1 0 50 4 0 10 2Wb 2 0 10 2Wb 形狀為圓形時(shí) 其半徑r 4L 2 2L 面積大小S2 2L 2 4 25 m2 穿過(guò)線圈的磁通量 2 BS2 0 50 4 25 Wb 2 55 10 2Wb 所以 磁通量的變化量 2 1 2 55 2 0 10 2Wb 5 5 10 3Wb 答案 5 5 10 3Wb 規(guī)律總結(jié) 磁通量 BS的計(jì)算有幾點(diǎn)要注意 1 S是指閉合回路線圈在垂直于磁場(chǎng)方向上的有效面積 2 磁通量與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān) 也就是磁通量大小不受線圈匝數(shù)的影響 同理 磁通量的變化量 2 1也不受線圈匝數(shù)的影響 所以 直接用公式求 時(shí) 不必去考慮線圈匝數(shù)n 2011年武漢模擬 如圖1 1 9所示 開(kāi)始時(shí)矩形線框與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直 且一半在磁場(chǎng)內(nèi) 一半在磁場(chǎng)外 若要使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流 下列辦法中可行的是 圖1 1 9 A 將線框向左拉出磁場(chǎng)B 以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng) 小于90 C 以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng) 小于60 D 以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng) 小于60 思路點(diǎn)撥 根據(jù)磁場(chǎng)的分布情況 分析各項(xiàng)中是否有磁通量的變化 自主解答 當(dāng)線框向左拉出磁場(chǎng)時(shí) 線框的磁通量減小 有感應(yīng)電流產(chǎn)生 故A可行 以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng) 小于90 線框的磁通量減小也有感應(yīng)電流產(chǎn)生 故B可行 當(dāng)以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng) 小于60 線框的磁通量減小 有感應(yīng)電流產(chǎn)生 故C可行 當(dāng)以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng) 小于60 線框的磁通量有效面積不變 故磁通量不變 無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生 故D項(xiàng)不可行 答案 D 變式訓(xùn)練在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩條平行的金屬導(dǎo)軌 磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直 導(dǎo)軌上有兩條可沿導(dǎo)軌自由移動(dòng)的導(dǎo)電棒ab cd 這兩個(gè)導(dǎo)電棒ab cd的運(yùn)動(dòng)速度分別為v1 v2 如圖1 1 10所示 ab棒上有電流通過(guò) 則一定有 圖1 1 10 A v1 v2B v1v2與v1 v2兩種可能 所以只有C正確 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全