鲁科版选修32 1.1 磁生电的探索 学案.docx

当今社会,人们的生活、生产和科学研究一刻也离不开电。电能,已成为人类所有能量的最主要形式。那么你知道电能是怎样产生的吗?做做下面的实验,或许能给你些许启示。把一条大约10 m长的电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上,形成闭合电路。如图所示,两个同学东西站立,并迅速摇动这条电线,你将会看到电流表指针回摆动。这说明回路上出现了电流。1.1磁生电的探索 学案1.了解电磁感应的发现过程,认识电磁感应现象发现的时代背景和思想历程,知道发现“磁生电”的意义和价值。2.知道什么是电磁感应现象,能通过实验探究总结出感应电流产生的条件。3.通过学习“磁生电”的条件,养成探究物理规律的良好习惯,提高自身的科学素养。1.1820年,丹麦物理学家从实验中发现了电流的磁效应,拉开了研究电与磁相互关系的序幕。电流磁效应的发现给人的启示既然电能够产生磁,反过利用磁能否获得电?2.电磁感应现象和感应电流(1)十年磨一剑,英国物理学家于1831年终于发现了“磁生电”现象的存在,并把这些现象叫作“电磁感应”。由电磁感应现象产生的电流叫。(2)电磁感应现象发现的意义电磁感应现象的发现使人们找到了的条件,进一步提示了电和磁的内在联系,引领人类社会进入电气时代。3.感应电流产生的条件穿过闭合电路的。4.磁通量(1)定义设在磁感应强度为b的匀强磁场中,若有一个与磁场方向垂直的线框平面,面积为s,我们就把叫作穿过这个面积的磁通量。也可以形象地认为磁通量就是穿过这一线框面积的。(2)若磁感应强度为b的匀强磁场方向与面积为s的线框平面夹角为,如图所示,则穿过这一线框的磁通量的表达式为=;若磁场方向与线框平面平行,则穿过这一线框的磁通量=。(3)在国际单位制中,磁通量的单位是。主题1感应电流产生条件的探究(一)(1)如图甲所示,a.让导体ab与磁场保持相对静止;b.让导体ab平行于磁感线运动(与导轨不分离)。c.让导体ab做切割磁感线运动(与导轨不分离)。通过实验说明上述三种情况下哪些会产生感应电流?如果导体ab不动而磁铁沿轨道向左或向右移动,电路中是否有电流产生?(2)如图乙所示,条形磁铁插入或拔出螺线管的过程,电路中是否有电流产生?如果把条形磁铁插入螺线管中保持不动,电路中是否有电流产生?如果磁铁不动,而让螺线管上下移动,电路中是否有电流产生?(3)如图丙所示,说明下列哪些情况将产生电流闭合开关的瞬间;闭合开关,a中电流稳定后;闭合开关,a中电流稳定后,再让变阻器电阻增大或减小;断开开关瞬间。主题2实验探究归纳总结综合分析探究1、2、3的过程,完成下列表格,并从磁通量变化的角度找出产生电流的本质原因。如果上述实验中与电流表连接的线圈或导体棒没有构成闭合回路,电流表会发生偏转吗?科学归纳利用磁产生电流的条件是什么?实验能产生感应电流的情况回路中磁通量是否变化及变化原因从磁通量变化的角度总结产生感应电流的条件探究1ab切割磁感线探究2条形磁铁插入或拔出探究3开关闭合、断开瞬间及滑动变阻器滑片移动1.如图所示,磁场中有一个闭合的弹簧线圈,先把线圈撑开(图甲),然后放手,让线圈收缩(图乙),线圈收缩过程中,线圈将(选填“有”或“没有”)感应电流产生,因为。2.把铜环放在匀强磁场中,使环的平面跟磁场方向垂直(如图甲所示),如果使环沿着磁场的方向移动,铜环中(选填“有”或者“没有”)感应电流,因为;如果磁场是不均匀的(如图乙所示),则铜环中(选填“有”或“没有”)感应电流,因为。3.有一正方形闭合线圈,在足够大的匀强磁场中运动,下列四个图中能产生感应电流的是()。4.如图所示的两圆形线圈同心且共面,半径rabb.a=bc.abd.无法确定拓展一感应电流产生的条件1.如图所示装置中,在下列各种情况下,能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈a产生感应电流的是()。a.开关s接通的瞬间b.开关s接通后,电路中有稳定电流时c.开关s接通后,移动滑动变阻器的滑动触头的瞬间d.开关s断开的瞬间拓展二磁通量的计算2.如图甲所示,一边长为10 cm的正方形线圈abcd放在磁感应强度b=0.5 t的匀强磁场中,平面与磁场方向垂直,规定此时线圈的磁通量为正,则(1)此时线圈的磁通量为。(2)线圈绕ab轴逆时针转过120角(如图乙所示)时的磁通量为,在这一过程中磁通量的变化量为。参考答案知识体系梳理奥斯特法拉第感应电流磁生电磁通量发生变化b与s的乘积磁感线的条数bssin 0韦伯重点难点探究主题1(1)探究1中导体ab做切割磁感线运动(也就是c种情况)时回路中产生了电流,而当ab静止或平行于磁感线运动时,无电流产生;如果导体ab不动而磁铁沿轨道向左或向右移动,电路中同样有电流产生。(2)探究2中条形磁铁插入和拔出螺线管的过程,电路中都有电流产生,且条形磁铁插入和拔出过程电流表指针偏转方向是相反的;如果将条形磁铁插入螺线管中保持不动,电路中没有电流产生;如果磁铁不动,而让螺线管上下移动,电路中同样有电流产生。(3)在探究3中,闭合开关瞬间、断开开关瞬间、闭合开关电路中电流稳定后滑动变阻器滑片滑动使电阻增大或减小的过程,都产生了感应电流。主题2b不变,回路在磁场中的面积s发生变化,使得回路中磁通量发生了变化;s不变,回路中磁感应强度b增大(或减小),引起回路中磁通量发生变化;线圈a中的电流发生变化,使穿过回路的磁感应强度b变化,引起回路中的磁通量变化;无论是什么方法,只要穿过闭合回路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生电流。产生感应电流的条件a.电路闭合;b.穿过闭合电路的磁通量发生改变。基础智能检测1.有当线圈收缩时,线圈的面积变小,磁通量减小,产生感应电流2.没有在匀强磁场中运动的时候,穿过铜环的磁通量不变,没有感应电流有如果磁场是不均匀的,穿过铜环的磁通量会发生变化,铜环中将产生感应电流3.d4.a全新视角拓展1.acd【解析】通电螺线管的作用相当于一个条形磁铁,不同的是,它的磁性强弱可由流过它的电流强弱控制。可以通过改变电流影响螺线管的磁性强弱,进而影响到穿过闭合线圈a中的磁通量。当s接通时,螺线管中有电流通过,其周围存在类似于条形磁铁的磁场。在s接通的瞬间,穿过a的磁通量增加,有感应电流产生。a选项正确。对于选项b,当螺线管中电流稳定时,穿过a的磁通量不变,a中无感应电流产生。b选项错误。对于选项c,移动滑动变阻器的触头,将改变流入螺线管中的电流,进而影响穿过a的磁通量,使其产生感应电流,c选项正确。对于选项d,断开开关s,则螺线管中的电流消失,穿过线圈a的磁通量将减少至零,a中有感应电流产生,d选项正确。2.(1)510-3 wb(2)-2.510-3 wb7.510-3 wb【解析】(1)由于线框平面与磁场方向垂直,根据磁通量的定义可得1=bs=0.50.10.1 wb=510-3 wb。(2)线圈abcd平面有正反两个侧面,如果说乙