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《2021_2022版高中物理第四章电磁感应12划时代的发现探究感应电流的产生条件学案新人教版选修3_220210319237.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、高考划时代的发现探究感应电流的产生条件目标导航思维脉图1.会选用实验仪器探究感应电流的产生条件。(科学思维)2.能运用感应电流产生的条件判断是否有感应电流产生。(物理观念)3.体会磁生电的思想,体会探究自然规律的科学态度和科学精神。(科学态度与责任)必备知识·自主学习一、划时代的发现“磁生电”说明了什么?满足哪些条件才能“磁生电”?提示:“磁生电”说明了磁和电相互联系;“磁生电”的条件是穿过闭合线圈的磁通量发生变化。1.奥斯特梦圆“电生磁”:1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。2.法拉第心系“磁生电”:1831
2、年,英国物理学家法拉第发现了“磁生电”的现象,这种现象叫作电磁感应,产生的电流叫作感应电流。-16-/16高考二、探究感应电流产生的条件1.探究导体棒在磁场中运动是否产生电流(如图所示):实验操作实验现象(有无电流)导体棒静止无导体棒平行磁感线运动无导体棒切割磁感线运动有总结:闭合导体回路包围的面积改变时,产生感应电流;闭合导体回路包围的面积不变时,不产生感应电流。2.探究磁铁在通电螺线管中运动是否产生电流(如图所示):实验操作实验现象(有无电流)N(或S)极插入线圈有N(或S)极停在线圈中无N(或S)极从线圈中抽出有总结:
3、线圈中的磁场变化时产生感应电流;线圈中的磁场不变时不产生感应电流。3.模拟法拉第实验(如图所示):-16-/16高考实验操作实验现象(线圈B中有无电流)开关闭合瞬间有开关断开瞬间有开关保持闭合,滑动变阻器滑片不动无开关保持闭合,迅速移动滑动变阻器的滑片有(1)只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生。(×)(2)穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部就一定有感应电流产生。(×)(3)闭合电路的部分导体在磁场中运动就会产生感应电流。(×)(4)线框不闭合时,即使穿过线框的磁通量发生变化,线框中也没有感应电流产生。(
4、√)关键能力·合作学习知识点一 磁通量1.磁通量的理解:磁通量可以形象地理解为穿过某一面积磁感线条数的多少,当穿过某一面积的磁感线条数发生改变时,则穿过该面积的磁通量发生变化。2.磁通量的计算:(1)B与S垂直时(匀强磁场中),Φ=BS。B指匀强磁场的磁感应强度,S为线圈的面积。(2)B与S不垂直时(匀强磁场中),Φ=BS⊥。S⊥为线圈在垂直磁场方向上的投影面积,S⊥=Ssin-16-/16高考θ,称之为有效面积,如图甲所示。或者Φ=B⊥S。B⊥为磁感应强度B垂直线圈平面方向上的分量,B⊥=Bsinθ,如图乙所示。两种计算方
5、法均可得出Φ=BSsinθ。3.磁通量变化的三种情况:(1)磁感应强度B不变,闭合电路的面积S发生变化。如图a。(2)闭合电路的面积S不变,磁感应强度B发生变化。如图b。(3)磁感应强度B和闭合电路的面积S都不变,它们之间的夹角α发生变化。如图c。4.磁通量变化量的求法:可先规定磁通量的正方向,磁通量变化量为末状态磁通量减去初状态磁通量。 如图甲,竖直向下的匀强磁场中,水平放置一正方形线框;如图乙,竖直向下的匀强磁场中,平行磁感应强度的方向放置正方形线框。若线框的面积是S,磁感应强度为B,试求两种情况下,穿过线框的磁通量分别
6、是多少?提示:甲图中穿过线框的磁通量Φ1=BS;乙图中穿过线框的磁通量为Φ2=0。-16-/16高考【典例1】有一个100匝的线圈,其横截面是边长为L=0.20m的正方形,放在磁感应强度为B=0.50T的匀强磁场中,线圈平面与磁场垂直。若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变),在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少?【解题探究】(1)磁通量的大小由什么决定?提示:磁场的磁感应强度B和线圈在垂直于磁场方向的面积S。(2)磁通量的正负如何确定?提示:从磁感线穿过面的角度来分,一个面积的两个面分为“正面”和“
7、反面”,“正面”穿入的磁感线,磁通量为正值,“反面”穿入的磁感线,磁通量为负值。【解析】线圈横截面为正方形时的面积S1=L2=(0.20m)2=4.0×10-2m2,穿过线圈的磁通量Φ1=BS1=0.50×4.0×10-2Wb=2.0×10-2Wb,横截面形状为圆形时,半径r==,横截面面积大小S2=π()2=m2,穿过线圈的磁通量Φ2=BS2=0.50×Wb≈2.55×10-2Wb,所以,磁通量的变化量ΔΦ=Φ2-Φ1=(2.55-2)×10-2Wb=5.5×10-3Wb。答案:5.5×10-3Wb磁通量Φ=BS的计算的几
8、点注意(1)S是指闭合回路中包含磁场的那部分的有效面积。(2)磁通量与线圈的匝数无关,也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响。同理,磁通量的变化量ΔΦ=Φ2-Φ1也不受线圈匝数的影响。所以,直接用公式求Φ、ΔΦ不必考虑线圈匝数n。-16-/16高考1.如图所示,矩形线框ABCD面积为S,磁感应
