高中物理第一章电磁感应第1节电磁感应现象第2节产生感应电流的条件学案粤教版选修.docx

第一节电磁感应现象第二节产生感应电流的条件学 习 目 标知 识 脉 络1.了解电磁感应现象及相关的物理学史2通过实验探究产生感应电流的条件(重点、难点)3能正确分析磁通量的变化情况(重点)4能运用感应电流的产生条件判断是否有感应电流产生(重点、难点)电 磁 感 应 现 象1“电生磁”的发现1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应2“磁生电”的发现1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象3法拉第的概括法拉第把引起感应电流的原因概括为五类：(1)变化的电流；(2)变化的磁场；(3)运动的恒定电流；(4)运动的磁铁；(5)在磁场中运动的导体4电磁感应现象法拉第把他发现的磁生电的现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫感应电流5发现电磁感应现象的意义使人们找到了磁生电的条件，开辟了人类的电气化时代1首先发现电磁感应现象的科学家是奥斯特()2有电流即生磁场()3“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应()很多科学家在磁生电的研究中为什么没有取得成功？【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如图111所示，有一个线圈与一个灵敏电流计连成闭合电路将一条形磁铁的一部分插入线圈中图111探讨1：当条形磁铁向右运动时，电流计的指针是否发生偏转？【提示】偏转探讨2：当条形磁铁向左运动时，电流计的指针是否发生偏转？【提示】偏转1奥斯特的“电生磁”(1)现象：在南北方向放置的通电导线下面的小磁针发生偏转(2)意义：电流的磁效应显示了载流导体对磁针的作用力，揭示了电现象与磁现象之间存在的某种联系2法拉第的“磁生电”(1)现象：“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才出现的效应，法拉第把这些现象定名为电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流(2)条件：法拉第把引起电流的原因概括为五类，它们都与变化和运动相联系，这就是：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1首先发现电流的磁效应和电磁感应现象的物理学家分别是() 【导学号：97192000】A安培和法拉第B法拉第和楞次C奥斯特和安培D奥斯特和法拉第【解析】1820年，丹麦著名物理学家奥斯特发现了电流的磁效应.1831年，英国著名物理学家法拉第发现了电磁感应现象选项D正确【答案】D21825年，瑞士物理学家德拉里夫的助手科拉顿将一个螺线管与电流计相连为了避免强磁性磁铁影响，他把电流计放在另外一个房间，当他把磁铁插入螺线管中后，立即跑到另一个房间去观察，关于科拉顿进行的实验，下列说法正确的是()A在科拉顿整个操作过程中，电流计指针不发生偏转B将磁铁插入螺线管瞬间，电流计指针发生偏转，但科拉顿跑到观察时，电流计指针已不再偏转C科拉顿无法观察到电流计指针偏转的原因是当时电流计灵敏度不够D科拉顿无法观察到电流计指针偏转的原因是导线过长，电流过小【解析】科拉顿将磁铁放入螺线管时，穿过线圈的磁通量变化，回路中产生感应电流，电流计指针偏转，之后，穿过线圈的磁通量保持不变，回路中无感应电流，电流计指针不偏转，但由于科拉顿放完磁铁后跑到另一室观察，所以他观察不到偏转只有B项正确【答案】B科学探究过程与方法下面的框图可以简要展示法拉第发现电磁感应规律的科学探究过程与方法产 生 感 应 电 流 的 条 件1利用导体棒在磁场中运动探究(如图112所示)图112实验操作实验现象(有无电流)实验探究结论导体棒静止无闭合电路包围的面积变化时，电路中有电流产生；包围的面积不变时，电路中无电流产生导体棒平行磁感线运动无导体棒切割磁感线运动有2利用条形磁铁在螺线管中运动探究(如图113所示)图113实验操作实验现象(有无电流)实验探究结论N极插入线圈有线圈中的磁场变化时，线圈中有感应电流；线圈中的磁场不变时，线圈中无感应电流N极停在线圈中无N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.利用通电螺线管的磁场探究(如图114所示)图114实验操作实验现象(线圈B中有无电流)实验探究结论开关闭合瞬间有线圈B中磁场变化时，线圈B中有感应电流；磁场不变时，线圈B中无感应电流开关断开瞬间有开关保持闭合，滑动变阻器的滑片不动无开关保持闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片有4感应电流产生的条件不论何种原因，只要使穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生1只要闭合线圈内有磁通量，闭合线圈就有感应电流产生()2闭合线圈内有磁场，就有感应电流()3只要磁通量发生变化，线圈中一定有感应电流()4穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中一定会有感应电流()闭合导体回路在磁场中运动一定产生感应电流吗？【提示】不一定若闭合导体回路在磁场中运动时，穿过闭合导体回路的磁通量不变，导体回路中就没有感应电流探讨1：保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中上下运动(图115甲)线框中是否产生感应电流？【提示】图甲中，线框在磁场中上下运动的过程中，穿过线框的磁通量没有发生变化，所以无感应电流产生探讨2：保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中左右运动(图115乙)线框中是否产生感应电流？【提示】图乙中，线框在磁场中左右运动的过程中，尽管切割磁感线，但是穿过线框的磁通量没发生变化，所以无感应电流产生探讨3：线框绕轴线AB转动(图115丙)线框中是否产生感应电流？图115【提示】图丙中，线框绕轴线AB转动，穿过线框的磁通量发生改变，有感应电流产生1感应电流产生的两个条件(1)电路闭合；(2)穿过电路的磁通量发生变化2判断穿过回路的磁通量是否发生变化穿过闭合电路的磁通量发生变化，大致有以下几种情况：(1)磁感应强度B不变，线圈面积S发生变化，如闭合电路的一部分导体切割磁感线时(2)线圈面积S不变，磁感应强度B发生变化，如线圈与磁体之间发生相对运动时或者磁场是由通电螺线管产生而螺线管中的电流变化时(3)磁感应强度B和线圈面积S同时发生变化，此时可由10计算并判断磁通量是否变化(4)线圈面积S不变，磁感应强度B也不变，但二者之间夹角发生变化，如线圈在磁场中转动时3在如选项图所示的条件下，闭合矩形线圈能产生感应电流的是()【解析】A选项中因为线圈平面平行于磁感线，在以OO为轴转动的过程中，线圈平面始终与磁感线平行，穿过线圈的磁通量始终为零，所以无感应电流产生；B选项中，线圈平面也与磁感线平行，穿过线圈的磁通量为零，竖直向上运动过程中，线圈平面始终与磁感线平行，磁通量始终为零，故无感应电流产生；C选项中尽管线圈在转动，但B与S都不变，B又垂直于S，所以BS始终不变，线圈中无感应电流；D选项中，图示状态0，当转过90时BS，所以转动过程中穿过线圈的磁通量在不断地变化，因此转动过程中线圈中产生感应电流【答案】D4(多选)如图116所示，开始时矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场中，另一半在匀强磁场外，若要使线圈中产生感应电流，下列方法中可行的是() 【导学号：97192001】图116A将线圈向左平移一小段距离B将线圈向上平移C以AB边为轴转动(小于60)D以AD边为轴转动(小于90)【解析】线圈左右移动时，线圈在匀强磁场中的面积发生变化，磁通量变化故有感应电流产生上下移动线圈时，B与S均未发生变化，线圈内磁通量不变，故无感应电流产生若以AB边为轴转动，B与S的夹角发生变化，同样以AD边为轴转动时，B与S的夹角发生变化引起磁通量的变化，产生感应电流故选项A、C、D正确【答案】ACD5.(多选)在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直；导轨上有两条可沿导轨自由移动的导体棒ab、cd，这两个导体棒的运动速度分别为v1、v2，如图117所示，则下列四种情况，ab棒中有感应电流通过的是()图117Av1v2Bv1v2Cv1v2Dv1v2【解析】题中导轨位于匀强磁场中，只要满足v1v2