2017-2018学年高中物理第一章电磁感应1电磁感应的发现2感应电流产生的条件学案教科版选修3.doc

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1、1电磁感应的发现2感应电流产生的条件[目标定位]　1.知道奥斯特实验、电磁感应现象，了解电生磁和磁生电的发现过程.2.通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件.3.能说出磁通量变化的含义，会利用电磁感应产生的条件解决实际问题.一、电磁感应的发现1.奥斯特实验的启迪1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应.不少物理学家根据对称性的思考提出，既然电能产生磁，是否磁能产生电呢？2.电磁感应现象的发现1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，即“由磁生电”的条件，产生的电流叫感应电流.法拉第将“磁生电”的现象分为五类：(1)变

2、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.深度思考电流的磁效应与电磁感应有什么区别？答案　电流的磁效应是指电流周围产生磁场，即“电生磁”.电磁感应现象是利用磁场产生感应电流，即“磁生电”.“电生磁”和“磁生电”是两种因果关系相反的现象，要正确区分这两种现象，弄清现象的因果关系是关键.例1　下列属于电磁感应现象的是(　　)A.通电导体周围产生磁场B.磁场对感应电流发生作用，阻碍导体运动C.由于导体自身电流发生变化，在回路中产生感应电流D.电荷在磁场中定向移动形成电流解析　根据引起电流原因的

3、五类情况可知，导体自身电流发生变化，在回路中产生感应电流为电磁感应现象.故选项C正确.答案　C二、磁通量及其变化1.磁通量的计算(1)B与S垂直时：Φ＝BS，S为线圈的有效面积.如图1(a)所示.(2)B与S不垂直时：Φ＝BS⊥＝B⊥S，S⊥为线圈在垂直磁场方向上的投影面积.B⊥为B在垂直于S方向上的分量.如图(b)、(c)所示.(3)某线圈所围面积内有不同方向的磁场时，规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，求其代数和，如图(d)所示.图12.磁通量是标量，但有正、负，其正、负分别表示与规定的穿入方向相同、相反.3.磁通量的变化大致

4、可分为以下几种情况：(1)磁感应强度B不变，有效面积S发生变化.如图2(a)所示.(2)有效面积S不变，磁感应强度B发生变化.如图(b)所示.(3)磁感应强度B和有效面积S都不变，它们之间的夹角发生变化.如图(c)所示.图24.用磁感线的条数表示磁通量.当回路中有不同方向的磁感线穿过时，磁通量是指穿过某一面磁感线的“净”条数，即不同方向的磁感线的条数差.深度思考将两个同圆心但大小不同的线圈套在条形磁铁上，通过哪个线圈的磁通量大？答案　通过小线圈的磁通量大.若穿过某一平面的磁感线既有穿出，又有穿入，则穿过该面的合磁通量为磁感线的净条数.例2　

5、磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图3所示，通有恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框绕cd边翻转到位置2，设先后两次通过线框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则(　　)图3A.ΔΦ1>ΔΦ2B.ΔΦ1＝ΔΦ2C.ΔΦ1<ΔΦ2D.无法确定解析　设闭合线框在位置1时的磁通量为Φ1，在位置2时的磁通量为Φ2，直线电流产生的磁场在位置1处比在位置2处要强，故Φ1>Φ2.将闭合线框从位置1平移到位置2，磁感线是从闭合线框的同一面穿过的，所以ΔΦ1＝

6、Φ2－Φ1

7、＝Φ1－Φ2；将闭合线框从位置1绕cd

8、边翻转到位置2，磁感线分别从闭合线框的正反两面穿过，所以ΔФ2＝

9、(－Φ2)－Φ1

10、＝Φ1＋Φ2(以原来穿过的方向为正方向，则后来从另一面穿过的方向为负方向).故正确选项为C.答案　C磁通量虽然是标量，但有正、负.该题中线框由位置1平移到位置2和绕cd边翻转到位置2时，在位置2的磁通量大小都相等，但磁感线穿入的方向相反.例3　边长L＝10cm的正方形线框有10匝，固定在匀强磁场中，磁场方向与线框平面间的夹角θ＝30°，如图4所示，磁感应强度随时间的变化规律为B＝2＋3t(T)，求：图4(1)2s末穿过线框的磁通量.(2)第3s内穿过线框的磁

11、通量的变化量ΔΦ.解析　(1)2s末穿过线框的磁感应强度B2＝(2＋3×2)T＝8T，由Φ＝BSsinθ，知2s末穿过线框的磁通量Φ＝B2Ssinθ＝8×(0.1)2×sin30°Wb＝4×10－2Wb.(2)第3s内磁感应强度的变化ΔB＝3T，所以ΔΦ＝ΔBSsinθ＝3×(0.1)2×sin30°Wb＝1.5×10－2Wb.答案　(1)4×10－2Wb　(2)1.5×10－2Wb(1)求解磁通量的变化量时要取有效面积；(2)磁通量的变化与线圈的匝数无关；(3)磁感线从不同侧面穿过线圈时磁通量的正、负不同.三、产生感应电流的条件1.导体在

12、磁场中做切割磁感线运动如图5所示，将可移动导体棒AB放置在磁场中，并和电流表组成闭合回路.实验操作及现象如下：图5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上、下运