高中物理 第4章 揭开电磁关系的奥秘 第1节 磁生电的探索学案 鲁科版选修1-1-鲁科版高二选修1-1物理学案VIP免费

第1节磁生电的探索1.了解电磁感应现象发现的历史过程，体会对称思想和科学猜想在物理学发展中的重要作用．2．通过实验，知道电磁感应现象及其产生的条件．(重点＋难点)3.了解法拉第及其对电磁学的贡献．一、历史的回顾1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，它揭示了电现象和磁现象之间存在某种联系．奥斯特发现了“电生磁”的现象之后，激发人们去探索“磁生电”的方法，比较著名的物理学家有：安培、科拉顿等，都没有成功或半途而废．英国物理学家法拉第坚信自然界的各种现象之间存在相互联系，一直坚持探索电磁感应现象，前后历时数十年的探索，终于悟出了磁生电的基本原理，“一切都存在于变化之中”．二、磁生电的实验探索1．实验观察(1)没有电池也能产生电流：闭合电路中的部分导体做切割磁感线运动时，回路中电流表的指针发生了偏转．(2)磁铁与螺线管有相对运动时也能产生电流：在条形磁铁插入或拔出螺线管的瞬间，电流表的指针发生了偏转．条形磁铁在螺线管中保持不动时，电流表的指针不发生偏转．如图所示．2．产生感应电流的条件只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有感应电流产生．在回路中产生感应电流现象表明发生了电磁感应现象．三、发现磁生电的意义电磁感应现象的发现，实际上是发现了事物间的相互联系，展现了电和磁间的密切联系及其对称与统一，为电磁理论的发展创造了条件，进一步推动了电磁技术的发展，引领人们走进了电气时代．感应电流条件的探究1．产生感应电流的常见方法(1)闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动如图甲所示，导体AB做切割磁感线运动时，回路中有电流产生，而导体AB顺着磁感线运动时，回路中无电流产生．(2)磁铁在线圈中运动如图乙所示，条形磁铁插入或拔出线圈时，线圈中有电流产生，但磁铁在线圈中静止不动时，回路中无电流产生．(3)改变螺线管AB中的电流如图丙所示，将小螺线管AB插入大螺线管CD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一直接通，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中也有电流通过．2．产生感应电流的条件产生感应电流的条件可以归纳为两个：一是电路本身必须闭合，二是穿过回路本身的磁通量发生变化，主要体现在“变化”上，回路中有没有磁通量穿过不是产生感应电流的条件如果穿过回路的磁通量很大但无变化，那么无论多大，都不会产生感应电流．如图所示，竖直放置的长直导线通过恒定电流，有一矩形框与导线在同一平面内，在下列情况中线圈产生感应电流的是()①导线中电流变大②线框向右平动③线框向下平动④线框以ab边为轴转动⑤线框以直导线为轴转动A．①②③B.②③④⑤C．①②④D.①②③④⑤[思路点拨]分析是否产生感应电流，关键就是分析穿过闭合线框的磁通量是否变化，而分析磁通量是否有变化，就要搞清楚磁感线的分布，亦即搞清楚磁感线的疏密变化和磁感线方向的变化．[解析]对①选项，因I增大而引起导线周围的磁场增强，使穿过线框的磁通量增大，故①正确．对②选项，因离开直导线方向越远，磁感线分布越疏，因此线框向右平动时，穿过线框的磁通量变小，故②正确．对③选项，由下图甲可知线框向下平动时穿过线框的磁通量不变，故③错．对④选项，可用一些特殊位置来分析，当线框在图甲所示的位置时，穿过线框的磁通量最大，当线框转过90°时，通过线框的磁通量为零，因此可以判定线框以ab为轴转动时磁通量一定变化，故④正确．对⑤选项，先画出俯视图如图乙所示，由图可看出线框绕直导线转动时，在任何一个位置穿过线框的磁感线条数均不变，因此无感应电流，故⑤错．综上所述可知选项C正确．[答案]C1．如图所示，线圈两端接在电流表上组成闭合电路．在下列情况中，电流表指针不发生偏转的是()A．线圈不动，磁铁插入线圈B．线圈不动，磁铁从线圈中拔出C．磁铁不动，线圈上、下移动D．磁铁插在线圈内不动解析：选D.产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化，线圈和电流计已经组成闭合回路，只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就产生感应电流，电流计指针就偏转．在选项A、B、C三种情况下，线圈和磁铁发生相对运动，穿过线圈的磁通量发生变化，产生感应电流...