高中物理 4.1-4.2 划时代的发现 探究感应电流的产生条件学案 新人教版选修3-2-新人教版高二选修3-2物理学案VIP专享VIP免费

第1讲划时代的发现第2讲探究感应电流的产生条件[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、奥斯特梦圆“电生磁”1820年，丹麦物理学家奥斯特发现载流导线能使小磁针发生偏转，这种作用称为电流的磁效应．二、法拉第心系“磁生电”1831年英国科学家法拉第发现了磁生电的基本原理．变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体，它们都能引起电流的产生，我们把这些现象称为电磁感应，产生的电流叫做感应电流．三、探究感应电流的产生条件1．导体棒在磁场中运动是否产生电流如图1所示，将可移动导体AB放置在磁场中，并和电流表组成闭合回路．实验(1)操作及现象如下：图1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、下运动无导体棒垂直磁感线左、右运动有2.磁铁在螺线管中运动是否产生电流如图2所示，将螺线管与电流表组成闭合回路，把条形磁铁插入或抽出螺线管．实验(2)操作及现象如下：图2实验操作实验现象(有无电流)N极插入线圈有N极停在线圈中无1N极从线圈中抽出有S极插入线圈有S极停在线圈中无S极从线圈中抽出有3.模拟法拉第的实验如图3所示，线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面．实验(3)操作及现象如下：图3实验操作实验现象(线圈B中有无电流)开关闭合瞬间有开关断开瞬间有开关闭合时，滑动变阻器不动无开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片有想一想1.从磁通量的角度思考以上几个产生感应电流的实例(1)实验(1)中引起感应电流的原因是什么？(2)实验(2)中引起感应电流的原因是什么？(3)实验(3)中，线圈没有动，回路也没有动，引起感应电流的原因是什么？将实验(3)和实验(2)比较，实验(3)中的螺线管A的作用是什么？(4)产生感应电流的条件都跟哪个物理量有关？答案(1)面积变化引起磁通量的变化；(2)磁场变化引起磁通量的变化；(3)电流引起的磁场变化引起磁通量的变化，等效磁铁；(4)磁通量的变化．4．归纳结论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．想一想2.哪些情况可以引起磁通量Φ的变化？答案磁通量的变化有三种情况，由Φ＝BS可知：一种是磁感应强度B不变，有效面积S变化；另一种是磁感应强度B变化，有效面积S不变；还有一种是磁感应强度B和有效面积S同时发生变化.一、磁通量的理解及变化分析1．磁通量的计算2(1)B与S垂直时：Φ＝BS，S为线圈的有效面积．如图4(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42．磁通量是标量，但有正负，其正负表示与规定的穿入方向相同或相反，穿过某一面的磁通量等于各部分磁通量的代数和．3．磁通量的变化大致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5(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54．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，即指不同方向的磁感线的条数差．例1图6如图6所示，一根条形磁铁穿过一个弹性线圈，将线圈面积拉大，放手后穿过线圈的()A．磁通量减少且合磁通量向左B．磁通量增加且合磁通量向左C．磁通量减少且合磁通量向右D．磁通量增加且合磁通量向右解析放手后线圈的面积将减小，由条形磁铁磁感线分布特点可知，当弹簧线圈面积减小时，条形磁铁外部的磁通量减少，条形磁铁内部的磁通量未发生变化，合磁通量增加，且合磁通量向左．答案B例2匀强磁场的磁感应强度B＝0.8T，矩形线圈abcd的面积S＝0.5m2，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7所示．求：3图7(1)当线圈绕ab边...