2018版高中物理 第2章 電磁感應與電磁場 第1節(jié) 電磁感應現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)學案 粵教版選修1 -1.doc

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第一節(jié)　電磁感應現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 學 習 目 標 知 識 脈 絡 1.了解電磁感應現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的歷史過程，體會科學家探索自然規(guī)律的科學態(tài)度和科學方法． 2．通過實驗，知道電磁感應現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件．(重點、難點) 3．了解法拉第及其對電磁學的貢獻，認識發(fā)現(xiàn)磁生電現(xiàn)象對推動電磁學理論和電磁技術(shù)發(fā)展的重大意義. 法 拉 第 與 電 磁 感 應 現(xiàn) 象 1．實驗觀察 (1)磁鐵與螺線管有相對運動時能產(chǎn)生電流．在條形磁鐵插入或撥出螺線管的瞬間，電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)．條形磁鐵在螺線管中保持不動時，電流表的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)．如圖211所示． 圖211 (2)改變原線圈中的電流，改變磁場的強弱，在副線圈中也能產(chǎn)生電流．當開關(guān)接通瞬間、斷開瞬間、開關(guān)接通變阻器滑片移動時，電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，開關(guān)接通變阻器滑片不動時，電流表的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)．如圖212所示． 圖212 2．法拉第的實驗結(jié)論 只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化．閉合電路中就有電流產(chǎn)生．這種由于磁通量的變化而產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應現(xiàn)象，所產(chǎn)生的電流叫做感應電流． 1．奧斯特發(fā)現(xiàn)了“電生磁”的現(xiàn)象之后，激發(fā)人們?nèi)ヌ剿鳌按派姟钡姆椒ǎ?√) 2．閉合電路中的磁通量發(fā)生變化就會產(chǎn)生感應電流．(√) 　閉合電路的部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，回路中產(chǎn)生感應電流，這時穿過閉合回路的磁通量是否一定發(fā)生了變化？ 【提示】　只要有感應電流產(chǎn)生，穿過閉合回路的磁通量一定發(fā)生變化． 根據(jù)磁通量的定義式Φ＝BS，引起磁通量變化的方法有 1．閉合回路的面積不變，由于磁場變化而引起閉合回路的磁通量的變化． 2．磁場不變，由于閉合回路的面積發(fā)生變化而引起閉合回路的磁通量的變化． 3．磁場、閉合回路面積都發(fā)生變化時，也可引起穿過閉合電路的磁通量的變化． 總之，穿過閉合電路的磁感線條數(shù)發(fā)生變化時磁通量就發(fā)生了變化． 1．關(guān)于產(chǎn)生感應電流的條件，下列說法中正確的是(　　) A．只要閉合電路在磁場中運動，閉合電路中就一定有感應電流 B．只要閉合電路中有磁通量，閉合電路中就有感應電流 C．只要導體做切割磁感線運動，就有感應電流產(chǎn)生 D．只要穿過閉合電路的磁感線條數(shù)發(fā)生變化，閉合電路中就有感應電流 【解析】　只有穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，才會產(chǎn)生感應電流，D正確． 【答案】　D 2．在一根水平方向的通電長直導線下方，有一個小線框abcd，放置在跟長導線同一豎直平面內(nèi)，今使小線框分別做如圖所示的四種不同的運動，其中線框磁通量沒有變化的是(　　) 【導學號：75392056】 A．左右平移 B．上下平移 C．在紙面前后平移 D．繞ab、cd邊的中心軸轉(zhuǎn)動 【解析】　長直導線下方的磁場是不均勻的，離導線越遠磁感應強度越小，因此線框上下平移、在紙面前后平移、繞ab、cd邊的中心軸轉(zhuǎn)動時，磁通量均發(fā)生變化，但線框左右平移時，磁通量不發(fā)生變化． 【答案】　A 3．如圖213所示，環(huán)形金屬軟彈簧套在條形磁鐵的中心位置，若沿其半徑向外拉彈簧，使其面積增大，則穿過彈簧的磁通量將如何變化？ 圖213 【解析】　注意彈簧面所在處存在兩個方向的磁場，即磁鐵的內(nèi)磁場和外磁場，它們各自產(chǎn)生正負不同的磁通量，總的磁通量等于兩者絕對值之差，當拉大彈簧面積時，內(nèi)磁場的磁通量不變，而外磁場的磁通量卻增大(穿過磁鐵與彈簧間磁感線條數(shù)增多)，故Φ＝|Φ內(nèi)|－|Φ外|應減?。? 【答案】　磁通量減小 感 應 電 動 勢 1．電動勢：描述電源將其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能本領(lǐng)的物理量． 2．感應電動勢：由于電磁感應現(xiàn)象而產(chǎn)生的電動勢． 1．只要閉合電路內(nèi)有磁通量，閉合電路中就有感應電流．() 2．線框不閉合，即使穿過線框的磁通量變化，線框中也沒有感應電流．(√) 如果穿過斷開電路的磁通量發(fā)生變化，電路中有沒有感應電流？有沒有感應電動勢？ 【提示】　由于電路是斷開的，電路中沒有感應電流，但有感應電動勢． 1．感應電流產(chǎn)生的條件 穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，無論是閉合回路一部分導體在磁場中做切割磁感線運動，還是穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，都會引起穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，在回路中就會有感應電流產(chǎn)生．其條件可以歸納為兩個：一是電路本身必須閉合，二是穿過回路本身的磁通量發(fā)生變化．主要體現(xiàn)在“變化”上，回路中有沒有磁通量穿過不是產(chǎn)生感應電流的條件，如果穿過回路的磁通量很大但無變化，那么無論多么大，都不會產(chǎn)生感應電流． 2．產(chǎn)生感應電流的方法 (1)閉合電路的一部分導體做切割磁感線運動 如圖214所示，導體AB做切割磁感線運動時，線路中有電流產(chǎn)生，而導體AB順著磁感線運動時，線路中無電流產(chǎn)生． 圖214　　　　　　　　圖215 (2)磁鐵在線圈中運動 如圖215所示，條形磁鐵插入或拔出線圈時，線圈中有電流產(chǎn)生，但磁鐵在線圈中靜止不動時，線路中無電流產(chǎn)生． (3)改變螺線管AB中的電流 如圖216所示，將小螺線管AB插入大螺線管CD中不動，當開關(guān)S接通或斷開時，電流表中有電流通過；若開關(guān)S一直接通，當改變滑動變阻器的阻值時，電流表中也有電流通過． 圖216 4．如圖217所示，三角形線圈abc放在范圍足夠大的勻強磁場中并做下列運動，能產(chǎn)生感應電流的是(　　) 【導學號：75392057】 圖217 A．向上平移 B．向右平移 C．向左平移 D．以ab為軸轉(zhuǎn)動 【解析】　以ab為軸轉(zhuǎn)動時，穿過線圈中的磁通量發(fā)生變化，則將線圈上、下、左、右平移時穿過矩形線圈的磁通量不變，根據(jù)產(chǎn)生感應電流的條件可知選項D正確． 【答案】　D 5.如圖218所示，線圈兩端接在電流表上組成閉合電路．在下列情況中，電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是(　　) 圖218 A．線圈不動，磁鐵插入線圈時 B．線圈不動，磁鐵從線圈中拔出 C．磁鐵不動，線圈上、下移動 D．磁鐵插在線圈內(nèi)不動 【解析】　產(chǎn)生感應電流的條件是穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，線圈和電流計已經(jīng)組成閉合回路，只要穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中就產(chǎn)生感應電流，電流計指針就偏轉(zhuǎn)．在選項A、B、C三種情況下，線圈和磁鐵發(fā)生相對運動，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應電流；而當磁鐵插在線圈中不動時，線圈中雖然有磁通量，但磁通量不變化，不產(chǎn)生感應電流． 【答案】　D 6．如圖219所示，在勻強磁場中的“U”形導軌上，有兩根等長的平行導線ab和cd，它們以相同的速度v勻速向右滑動．為使ab中有感應電流產(chǎn)生，對開關(guān)S來說(　　) 【導學號：75392058】 圖219 A．打開和閉合都可以 B．應打開 C．打開和閉合都不行 D．應閉合 【解析】　若開關(guān)打開，導線運動時，閉合電路abdc中磁通量不變，不產(chǎn)生感應電流；若開關(guān)閉合，導線運動時，閉合電路abNM中磁通量變化，產(chǎn)生感應電流，所以應選D. 【答案】　D 分析是否產(chǎn)生感應電流，關(guān)鍵是分析穿過閉合線圈的磁通量是否變化，分析磁通量是否變化，可通過分析穿過線圈的磁感線條數(shù)是否變化．