教科版选修32 1.1 电磁感应的发现 学案.doc

1.1 电磁感应的发现 学案学习目标1.知道奥斯特发现了电流磁效应、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.一、电磁感应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个例子吗？在电磁学领域，谁发现了电流的磁效应？谁证实了“磁生电”现象的存在？答案摩擦生热表明了机械运动向热运动的转化，而蒸汽机则实现了热运动向机械运动的转化奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第证实了“磁生电”现象的存在要点提炼1奥斯特实验的启迪1820年，奥斯特从实验中发现了电流的磁效应，启迪人们去探究是不是存在磁产生电2电磁感应现象的发现1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流他把“磁生电”的现象分为五类：变化中的电流、变化中的磁场、运动中的恒定电流、运动中的磁铁、运动中的导线二、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的变化量为多少？答案(1)bs(2)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感应强度的乘积叫磁通量，符号为.在数值上等于穿过投影面的磁感线的条数图2(2)公式：bs.其中s为回路平面在垂直磁场方向上的投影面积，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时，磁通量bssin_，如图2所示(3)单位：韦伯，简称韦，符号wb.(4)注意：磁通量是标量，但有正负之分一般说，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“”磁通量与线圈的匝数无关2磁通量的变化量(1)当b不变，有效面积s变化时，bs.(2)当b变化，s不变时，bs.(3)b和s同时变化，则21，但此时bs.特别提醒计算穿过某平面的磁通量的变化量时，要注意前后磁通量的正负，如原磁通量1bs，当平面转过180后，磁通量2bs，磁通量的变化量2bs.一、磁通量及其变化量的理解与计算例1如图6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6a先减小后增大b始终减小c始终增大d先增大后减小解析线框在磁铁两端的正上方时穿过该线框的磁通量最大，在磁铁中央时穿过该线框的磁通量最小，所以该过程中的磁通量先减小后增大，故a对答案a例2如图7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角，当线框转过90到如图所示的虚线位置时，试求：图7(1)初、末位置穿过线框的磁通量1和2；(2)磁通量的变化量.解析(1)解法一：在初始位置，把线框平面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sssin，所以1bssin.在末位置，把线框平面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sscos.由于磁感线从反面穿入，所以2bscos.解法二：如图所示，把磁感应强度b沿垂直于线框平面和平行于线框平面进行分解，得b上bsin，b左bcos所以1b上sbssin，2b左sbscos.(2)开始时b与线框平面成角，穿过线框的磁通量1bssin；当线框按顺时针方向转动时，穿过线框的磁通量减小，当转动时，穿过线框的磁通量减小为零，继续转动至90时，磁感线从另一面穿过，磁通量变为“负”值，2bscos.所以，此过程中磁通量的变化量为21bscosbssinbs(cossin)答案(1)bssinbscos(2)bs(cossin)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答案c解析奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，故a错误；电流周围存在磁场是电流的磁效应，故b错误；闭合回路的磁通量变化产生电流的现象是电磁感应现象，故c正确；电磁感应现象并没有说明电流在磁场中会受到安培力，故d错误2.(对磁通量及其变化量的理解)如图11所示一矩形线框，从abcd位置移到abcd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11a一直增大b一直减小c先增大后减小d先增大，再减小直到零，然后再增大，然后再减小答案d解析离导线越近，磁场越强，当线框从左向右靠近导