【人教版】河北省邢台市育才中学高中物理选修3-2学案(39份打包)

学案1划时代的发现

【学习目标】

1.知道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.知道磁通量和磁通量变化量的含义.

3.知道感应电流的产生条件．

一、划时代的发现

[问题设计]

哲学家康德说过，各种自然现象之间是相互联系和相互转化并且是和谐统一的．你能举出一些例子吗？这对奥斯特有什么启发？

[要点提炼]

1．奥斯特梦圆“电生磁”

1820年，丹麦物理学家发现载流导体能使小磁针，这种效应称为电流的．

2．法拉第心系“磁生电”

1831年，英国物理学家发现了现象，即“磁生电”现象．产生的电流叫做电流．他把引起电流的原因概括为五类：变化的、变化的、运动的恒定电流、运动的、在磁场中运动的导体．

二、磁通量及其变化

[问题设计]

如图1所示，框架的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B.试求：

图1

(1)框架平面与磁感应强度B 垂直时，穿过框架平面的磁通量为多少？

(2)若框架绕OO′转过60°，则穿过框架平面的磁通量为多少？

(3)若从图示位置转过90°，则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少？

(4)若从图示位置转过180°，则穿过框架平面的磁通量变化量为多少？

答案 (1)BS (2)12

BS (3)－BS (4)－2BS [要点提炼]

1．磁通量

(1)定义：闭合导体回路的面积与垂直穿过它的磁场的 的乘积叫磁通量，符号为Φ.在数值上等于穿过投影面的磁感线的 ．

(2)公式：Φ＝BS.其中S 为回路平面在垂直磁场方向上的 面积，也称为有效面积．所以当回路平面与磁场方向之间的夹角为θ时，磁通量Φ＝ ，如图2所示．

图2

(3)单位：韦伯，简称韦，符号Wb.

(4)注意：①磁通量是标量，但有正、负之分．一般来说，如果磁感线从线圈的正面穿入，线圈的磁通量就为“＋”，磁感线从线圈的反面穿入，线圈的磁通量就为“ ”．②磁通量与平面的匝数 (填“有关”或“无关”)．

2．磁通量的变化量ΔΦ

(1)当B 不变，有效面积S 变化时，ΔΦ＝ .

(2)当B 变化，S 不变时，ΔΦ＝ .

(3)B 和S 同时变化，则ΔΦ＝ ，但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS.

特别提醒 计算穿过某面的磁通量变化量时，要注意前、后磁通量的正、负值，如原磁通量Φ1＝BS ，当平面转过180°后，磁通量Φ2＝－BS ，磁通量的变化量ΔΦ＝－2BS.

三、感应电流的产生条件

[问题设计]

1．实验1：如图3所示，导体AB 做切割磁感线运动时，线路中有电流产生，而导体AB 顺着磁感线运动时，线路中无电流产生(填“有”或“无”)．

图3

2．实验2：如图4所示，条形磁铁插入或拔出线圈时，线圈中有电流产生，但条形磁铁在线圈中静止不动时，线圈中无电流产生．(填“有”或“无”)

图4

3．实验3：如图5所示，将小螺线管A插入大螺线管B中不动，当开关S接通或断开时，电流表中有电流通过；若开关S一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中有电流通过；而开关一直闭合，滑动变阻器滑动触头不动时，电流表中无电流产生(填“有”或“无”)．

图5

4．上述三个实验产生感应电流的情况不同，但其中肯定有某种共同的原因，完成下表并总结产生感应电流的条件.

总结实验1是通过导体相对磁场运动改变磁通量；实验2是磁体即磁场运动改变磁通量；实验3通过改变电流从而改变磁场强弱，进而改变磁通量，所以可以将产生感应电流的条件描述为“只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流”．

[要点提炼]

1．产生感应电流的条件：穿过电路的发生变化．

2．特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动．在利用“切割”来讨论和判断有无感应电流时，应该注意：

(1)导体是否将磁感线“割断”，如果没有“割断”就不能说切割．如图6所示，甲、乙两图中，导线是真“切割”，而图丙中，导体没有切割磁感线．

图6

(2)是否仅是闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动，如图丁．如果由切割不容易判断，则要回归到磁通量是否变化上去．

[延伸思考] 电路不闭合时，磁通量发生变化是否能产生电磁感应现象？

答案当电路不闭合时，没有感应电流，但有感应电动势，只产生感应电动势的现象也可以称为电磁感应现象．

一、磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解与计算

例1如图7所示，水平放置的扁平条形磁铁，在磁铁的左端正上方有一金属线框，线框平面与磁铁垂直，当线框从左端正上方沿水平方向

平移到右端正上方的过程中，穿过它的磁通量的变化情况是

( )

图7

A．先减小后增大 B．始终减小

C．始终增大 D．先增大后减小

例2匀强磁场的磁感应强度B＝0.8 T，矩形线

圈abcd的面积S＝0.5 m2，共10匝，开始时B与线圈所在平面垂直且线圈有一半在磁场中，如图8所示．求：

图8

(1)当线圈绕ab边转过60°时，线圈中的磁通量以及此过程中磁通量的改变量；

(2)当线圈绕dc边转过60°时，线圈中的磁通量以及此过程中磁通量的改变量．

二、产生感应电流的分析判断及实验探究

例3如图9所示装置，在下列各种情况中，能

使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中产生感应电流的是

( )

图9

A．开关S接通的瞬间

B．开关S接通后，电路中电流稳定时

C．开关S接通后，滑动变阻器触头滑动的瞬间

D．开关S断开的瞬间

针对训练如图10所示，在匀强磁场中的矩形金属轨道上有等长的两根金属棒ab和cd，它

们以相同的速度匀速运动，则

( )

图10

A．断开开关S，ab中有感应电流

B．闭合开关S，ab中有感应电流

C．无论断开还是闭合开关S，ab中都有感应电流

D．无论断开还是闭合开关S，ab中都没有感应电流

例4在研究电磁感应现象的实验中所用器材如图11所示．它们是①电流表；②直流电源；③带铁芯的线圈A；④线圈B；⑤开关；⑥滑动变阻器(用来控制电流以改变磁

场强弱)．试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线)．

图11

1．(对电磁感应现象的认识)下列关于电磁感应现象的认识，正确的是( )

A ．它最先是由奥斯特通过实验发现的

B ．它说明了电流周围存在磁场

C ．它说明了闭合回路中磁通量变化时会产生电流

D ．它说明了电流在磁场中会受到安培力

2．(对磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解)如图12所示一矩形线框，从abcd 位置移到a′b′c′d′位置的过程中，关于穿过线框的磁通量情况，下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动

) ( )

图12

A ．一直增加

B ．一直减少

C ．先增加后减少

D ．先增加，再减少直到零，然后再增加，然后再减少

3．(产生感应电流的分析判断)如图13所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列办法中可行的是

( )

图13

A ．将线框向左拉出磁场

B ．以ab 边为轴转动(小于90°)

C ．以ad 边为轴转动(小于60°)

D ．以bc 边为轴转动(小于60° …… 此处隐藏：6101字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……