2019-2020年高中物理第一章电磁感应第12节电磁感应的发现感应电流产生的条件教学案教科版选修3

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1、2019-2020年高中物理第一章电磁感应第12节电磁感应的发现感应电流产生的条件教学案教科版选修3一、电磁感应现象1．探索过程(1)奥斯特的“电生磁”：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。(2)磁与电的关系的探索：在磁生电的探索历程中，有多位科学家致力于磁与电的关系的研究，如安培、毕奥、萨伐尔、科拉顿等。(3)法拉第的“磁生电”：①实验装置：如图111所示，在软铁环上分别绕上线圈A、B，线圈A通过滑动变阻器、开关与电源相连，线圈B与电流计连接。图111②实验现象：只在电路接通和断开的瞬间，电流计指针才会发生偏转，且两种情况下指针的偏转方

2、向相反。2．两个概念(1)电磁感应：磁生电的现象。(2)感应电流：由电磁感应现象产生的电流。二、探究感应电流产生的条件1．实验探究探究1(1)实验装置：如图112所示，将导轨、可移动导体AB放置在磁场中，并和电流计组成闭合电路。图112(2)实验操作：分别让导体AB在磁场中静止、平行于磁感线运动、切割磁感线运动，观察电流计指针的偏转情况。(3)实验结论：当导体棒做切割磁感线运动时，通过闭合电路的磁通量发生变化，电流计指针发生偏转，即有感应电流产生。探究2(1)实验装置：如图113所示，螺线管A、滑动变阻器、电源、开关组成电路，螺线管A放在螺线管B内，螺

3、线管B与电流计组成一个闭合电路。图113(2)实验过程：实验操作有无电流产生实验分析闭合开关的瞬间有当螺线管A中的电流发生变化时，螺线管B所处的磁场发生变化，从而引起穿过螺线管B的磁通量发生变化。闭合螺线管B中有感应电流产生闭合开关，A中电流稳定后，改变滑动变阻器接入电路中的阻值有闭合开关，A中电流稳定后，滑动变阻器在电路中的电阻不变无断开开关的瞬间有2．感应电流产生的条件穿过闭合电路的磁通量发生变化。1．自主思考——判一判(1)奥斯特发现了电流的磁效应；法拉第发现了电磁感应现象。(√)(2)闭合线圈和磁场发生相对运动，一定能产生感应电流。(×)(3)

4、闭合线圈做切割磁感线运动，一定能产生感应电流。(×)(4)穿过闭合线圈的磁通量发生变化，一定能产生感应电流。(√)(5)只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生。(×)(6)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。(√)2．合作探究——议一议(1)很多科学家致力于磁与电的关系的探索，为什么他们在磁生电的研究中没有成功？提示：很多科学家在实验中没有注意磁场的变化、导体与磁场之间的相对运动等环节，只想把导体放入磁场中来获得电流，这实际上违反了能量转化和守恒定律。(2)怎样理解“电生磁”？提示：电流周围存在磁场是无条件

5、的，无论电流是恒定不变的，还是变化的，只要有电流，它的周围就一定有磁场。(3)怎样理解“磁生电”？法拉第总结了哪些情况“磁生电”？提示：“磁生电”是有条件的，即有“磁”不一定有“电”。法拉第将“磁生电”的现象分为五类：①变化中的电流；②变化中的磁场；③运动中的恒定电流；④运动中的磁铁；⑤运动中的导线。磁通量及其变化的分析与计算1．对磁通量的理解(1)当S⊥B时，Φ＝BS；当S∥B时，Φ＝0；当S与B的夹角为θ时，Φ＝BSsinθ。(2)公式Φ＝BS中的S是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积。(3)S内有不同方向的磁场时，应先分别计算不同方向磁场的磁通

6、量，然后规定从某个面穿入的磁通量为正，从该面穿出的磁通量为负，最后求代数和。(4)有多匝线圈时，因为穿过线圈的磁感线的条数不受匝数影响，故磁通量的计算也与匝数无关。2．求磁通量的变化的三种方法方法一：当磁感应强度B不变，而磁感线穿过的有效面积S变化时，则穿过回路的磁通量的变化量ΔΦ＝Φt－Φ0＝B·ΔS。方法二：当磁感应强度B变化，而磁感线穿过的有效面积S不变时，则穿过回路的磁通量的变化量ΔΦ＝Φt－Φ0＝ΔB·S。方法三：若磁感应强度B和回路面积S同时变化，则穿过回路的磁通量的变化量ΔΦ＝Φt－Φ0。注意：此时，ΔΦ＝Φt－Φ0≠ΔB·ΔS。[典例]

7、　两个圆环A、B如图114所示放置，且圆环半径RA>RB，一条形磁铁的轴线过两个圆环的圆心处，且与圆环平面垂直，则穿过A、B环的磁通量ΦA和ΦB的关系是(　　)图114A．ΦA>ΦB　　　　　　　　B．ΦA＝ΦBC．ΦA<ΦBD．无法确定[思路点拨]磁通量可以形象地理解为穿过线圈的磁感线的条数；若该线圈内有磁感线穿进和穿出两种情况，可以把磁通量理解为穿过线圈的净磁感线条数。[解析]　解题时要注意有两个方向的磁感线穿过圆环，磁通量应是抵消之后剩余的磁感线的条数。从上向下看，穿过圆环A、B的磁感线如图所示，磁感线有进有出，A、B环向外的磁感线条数一样多，但

8、A环向里的磁感线条数较多，抵消的条数多，净剩条数少，所以ΦA<ΦB，C正确。[答案]　C磁通量