高中物理 第四章 电磁感应学案 新人教版选修3-2-新人教版高二选修3-2物理学案VIP免费

第四章电磁感应1划时代的发现2探究感应电流的产生条件[学习目标]1.了解电磁感应现象的发现过程，体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神．2.通过实验、探究理解感应电流的产生条件．3.掌握磁通量的概念及其计算．(重点)4.能够运用感应电流的产生条件判断感应电流能否产生．(难点)电磁感应现象的发现1．“电生磁”的发现1820年，丹麦物理学家奥斯特发现载流导线能使小磁针偏转，这种作用称为电流的磁效应．2．“磁生电”的发现1831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．3．法拉第的概括为什么很多科学家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到磁场的变化、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，这实际上违背了能量转化与守恒定律．1．奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互联系的序幕．(√)2．电流的磁效应否定了一切磁现象都是来自于电荷的运动这一结论．(×)3．“磁生电”是一种在变化、运动过程中才出现的效应．(√)感应电流的产生条件1．磁通量(1)概念：穿过某个面的磁通量等于闭合导体回路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积．(2)公式：Φ＝BS.2．产生感应电流的条件只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流．1引起闭合电路中的磁通量变化的因素有哪些？【提示】引起磁通量变化的原因有：①磁感应强度B发生变化；②闭合电路的面积发生变化；③磁感应强度B和线圈平面的夹角θ发生变化．1．导体回路的面积越大，则穿过导体回路的磁通量越大．(×)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．即便闭合导体回路中有导体做切割磁感线运动，回路中也不一定有感应电流．(√)预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中问题1问题2问题3问题4学生分组探究一磁通量及其变化的分析与计算第1步探究——分层设问，破解疑难1．磁通量怎样表示？它的物理意义是什么？【提示】磁通量用字母Φ表示，它的物理意义是：在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面(面积为S)，我们把B与S的乘积叫做穿过这个面的磁通量．它还可以理解为穿过磁感线的条数．2．在匀强磁场中如何计算磁通量？【提示】利用公式：Φ＝BS(其中B为匀强磁场的磁感应强度，S为线圈的有效面积)．第2步结论——自我总结，素能培养1．磁通量的正、负：其正、负是这样规定的：任何一个面都有正、反两面，若规定磁感线从正面穿入为正磁通量，则磁感线从反面穿入即为负磁通量．反之亦可．2．线圈为多匝时磁通量的计算：即Φ≠NBS(N为线圈匝数)，因为穿过线圈的磁感线的条数不受匝数影响．3．非匀强磁场中磁通量的分析：条形磁铁、通电导线周围的磁场都是非匀强磁场，通常只对穿过其中的线圈的磁通量进行定性分析，分析时应兼顾磁场强弱、线圈面积和磁场与线圈的夹角等因素，并可充分利用磁感线来判断，即磁通量的大小对应穿过线圈的磁感线的条数，穿过线圈的磁感线的条数变化，则说明磁通量变化．4．磁通量的变化：ΔΦ＝|Φ2－Φ1|.第3步例证——典例印证，思维深化2图411如图411所示的线框，面积为S，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，B的方向与线框平面成θ角，当线框转过90°到如图所示的虚线位置时，试求：(1)初、末位置穿过线框的磁通量的大小Φ1和Φ2；(2)磁通量的变化量ΔΦ.【思路点拨】(1)磁通量的公式Φ＝BS的适应条件是：磁场是匀强磁场，B与S垂直．(2)求磁通量的变化要注意磁通量穿过的方向．【解析】(1)解法一：如题图所示，在初始位置，把面积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为S⊥＝Ssinθ，所以Φ1＝BSsinθ.在末位置，把面积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为S⊥＝Scosθ.由于磁感线从反面穿入，所以Φ2＝－BScosθ.解法二：如果把磁感应强度B沿垂直于面积S和平行于面积S进行分解，能否得到同样的结论？(请同学们自行推导，答案是肯定的)(2)开始时B与线框平面成θ角，穿过线框的磁通量Φ1＝BSsinθ；当线框平面按顺时针方向转动时，穿过线框的磁通量...