2019-2020学年高中物理第1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3-2

1、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)自翎习？摆新Ml- LLUI”ill I匚j知识梳理.二一、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)变化着的电流；(2)变化着的磁场；(3)运动的恒定电流;(4)运动的磁铁;

2、(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作电磁感应现象，产生的电流叫作感应电流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.二、产生感应电流的条件1 .利用导体棒在磁场中运动探究(如图所示)实验操作实验现象(后无电流)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.电路中无导体棒平行磁感线运动无导体棒切割磁感线运动有电流产生2.利用条形磁铁在螺线管中运动探究（如图所示）-11 -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N极停在线圈中至线圈中的磁场变化时，线圈中有N极从线圈中抽

3、出有感应电流；线圈中的磁场/、变S极插入线圈有时，线圈中无感应电流S极停在线圈中王S极从线圈中抽出有3.利用通电螺线管的磁场探究（如图所示）1 箭V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开关断开瞬间有有_线圈B中磁场变化时,线圈 B中后感应电流；磁场/、叫时,线圈, B中无感应电流开关保持闭合，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闭合电路中就有感应电流产生.(X)不论何种原因，只要使穿过闭合电路的磁通量发生变化, 匚一基础自测口1 .思考判断（正确的打“，”，错误的打“X”）（1）首先发现电磁感应现象的科学家是奥斯特.（X

4、）（2）只要闭合线圈内有磁通量，闭合线圈就有感应电流产生.（3）闭合线圈内有磁场，就有感应电流.（X）（4）只要磁通量发生变化，线圈中一定有感应电流.（X）（5）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.(V)2 .下列实验现象，属于电磁感应现象的是（）通电导线 AB在磁场中运动金属杆ABU割磁感线时, 电流表指针偏转卜运动，说明了电流的磁效应，故,其下方的小磁针偏转磁场中转动到磁场力而运动，说明磁场对通电导线有力的作用，由图示可知,A错误；通电导线在磁场中受B、D只能说明磁场对通电导线有力的作用，故 B、D错误；导体棒切割磁感线产生感应电流的现象是电磁感应现象，由图示可知，C是电

5、磁感应现象，故 C正确.3 .（多选）下列情况中都是线框在磁场中做切割磁感线运动，其中线框中有感应电流的是ABCDBC A中虽然导体“切割” 了磁感线，但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化，没有 感应电流.B中线框的一部分导体“切割” 了磁感线，穿过线框的磁感线条数越来越少，线框 中有感应电流.C中虽然与A近似，但由于是非匀强磁场，运动过程中，穿过线框的磁感线条 数增加，线框中有感应电流.D中线框尽管是部分切割，但磁感线条数不变，无感应电流，故选 B、C.合作探究及重避 -1. DJLLiJ_!LUj II山-磁通量及其变化量 -工1.匀强磁场中磁通量的计算(1) B与S垂直时：中=B B为匀

6、强磁场的磁感应强度，S为线圈 的有效面积.(2) B与S不垂直时：=BSl , S，为线圈在垂直磁场方向上的投影 面积，在应用时可将 S投影到与B垂直的方向上或者将 B分解为垂直于 分量，则(D = B,S,如图所示，(D = BSin 0 .甲如图甲所示，两个环 a和b,其面积 Sb.如图乙所示，=BS中白S S应指闭合回路中处于磁场中的那部分有效面积S.2.磁通量变化量的计算(1)磁感应强度B变化，有效面积 S不变，则AS2=S3,且“3”线圈在磁铁的正中间.设各线圈中的磁通量依次为1、2、3,则它们的大小关系是()A.123B.12=中3C.123D.1中2,选C.训练角度2:和A的定量

7、计算2 .如图所示，有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B= 0.8 T ,磁场有明显的圆形边界，圆心为O,半彳仝为1 cm.在纸面内先后放不同的圆形线/二圈，圆心均在 O处，A线圈半径为1 cm,10匝；B线圈半径为2 cm,1匝；C线圈弋品 ”m ：x X/ 半径为0.5 cm,1 匝.(1)在磁感应强度 B减小为0.4 T的过程中，线圈 A和B中磁通量变化量的大小分别为多 少？(2)当磁感应强度维持 0.8 T不变而方向转过 30 ,在此过程中线圈 C中磁通量变化量 的大小为多少?解析(1)对A线圈：1=BttR,中2=B2 7tR,磁通量变化量的大小AA= |2l|= (0.8

8、0.4) X3.14X(1 X 10 2)2 W归 1.3X10 4 Wb对B线圈：磁通量变化量的大小AB=|21| =(0.8 -0.4) X3.14 X(1 X 10 2)2 wb i.3 x 10 4 Wb.(2)对 C线圈：i = Btt r2磁场方向转过 30时，2 =Btt r2cos 30 磁通量变化量的大小A c=| 2, 一 1 |=Btt r2(1 cos 30 )=0.8X3.14X(5X103)2X(1 0.866) Wb=8.4X10 6 Wb.答案(1)1.3 X10 4 Wb 1.3X10 4 Wb(2)8.4 X 10 6 Wb感应电流有无的判断专点21 .感应

9、电流产生的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化.不论什么情况，只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件，就必然产生感应电流；反之，只要产生了感应电流, 那么电路一定是闭合的，穿过该电路的磁通量也一定发生了变化.2 .判断感应电流有无的方法:(1)明确电路是否为闭合电路.(2)判断穿过回路的磁通量是否发生变化.3 . A与中意义不同，大小也没有必然的联系.感应电流的产生与中无关，只取决 于中的变化，即与A中有关.【例2】 如图所示，在正方形线圈的内部有一条形磁铁，线圈与磁铁在同一平面内,两者有共同的中心轴线 OO ,下列关于线圈中产生感应电流的说法中，正确的是 ()A.当磁铁向纸面外平移时，线圈

10、中产生感应电流B.当磁铁向上平移时，线圈中产生感应电流C.当磁铁向下平移时，线圈中产生感应电流D.当磁铁N极向纸外，S极向纸里绕 OO轴转动时，线圈中产生感 应电流思路点拨：解答本题应把握以下两点：条形磁铁周围的磁感线特点.穿过线圈的磁 通量与磁铁内、外的磁感线都有关.D 由条形磁铁周围磁感线的分布特点可知，当磁铁平动时，穿过正方形线圈的磁通量始终为零不发生变化，线圈中不产生感应电流，故A、B、C错；当磁铁转动时，穿过正方形线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，D对.“三看”巧判是否产生感应电流(1)看回路是否闭合：如果回路不闭合时，无论如何都不会产生感应电流.(2)看磁场方向与闭合回路平

11、面之间的关系：即磁场的方向与闭合回路平面是垂直、平行还是成某一夹角.(3)看穿过回路的磁感线的条数是否发生变化：若变化则产生感应电流，否则不产生感应电流.。甘对训堪3.下列情况能产生感应电流的是 ()A.如图甲所示，导体 AB顺着磁感线运动B.如图乙所示，条形磁铁插入线圈中不动时C.如图丙所示，小螺线管 A插入大螺线管 B中不动，开关S一直接通时D.如图丙所示，小螺线管 A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻 器阻值时D 感应电流产生的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化，首先是电路要闭合，再一 个就是闭合回路的磁通量发生变化，或者闭合回路部分导体做切割磁感线运动，所以D正确.知

12、识脉络1 .奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现 了电磁感应现象.2 .磁通量的大小及其变化量大小与线圈的匝 数大小无关.3 .感应电流存在的条件：闭合电路，回 路磁通量发生变化，且两个条件必须同时满 足.1-法拉第实验一电生礴磴生电探克过程分析论证日纳结论产生感应电流的条件穿过用务电路蛉诙 通盘发生变化当堂达标依1 .关于电磁感应现象，下列说法中正确的是()A.闭合线圈放在变化的磁场中，必然有感应电流产生B.闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动，必然产生感应电流C.穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流D.只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就一定有感应电流产生C 产生感应电流的条

13、件：（1）闭合电路；（2）磁通量 中发生变化，两个条件缺一不可。2 .如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为和2r.圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为（）A. 1 ： 1B. 1 ： 2C. 1 ： 4D. 4 ： 1A 根据中=8& S为与磁场垂直的有效面积，因此a、b两线圈的有效面积相等，故磁通量之比a :b=1 ： 1,选项A正确.3 .磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图所示，通有恒定电流的直导线MNW闭合线框共面，第一次将线框由位置1平移到位置2,第二次将线框由位置 1绕cd边翻转到位置2,设前后两次通过线框的磁通量变化分别为A1和A2,则

14、（）w r正& A 2B. A 1 = A 2C. A1A2D.无法确定C 第一次将线框由位置 1平移到位置2,磁感线从线框的同一侧穿入，A 1为前后两位置磁通量的绝对值之差.第二次将线框由位置1绕cd边翻转到位置2,磁感线从线框的不同侧穿入，A2为前后两位置磁通量的绝对值之和。故 A1A2,选项C正确.4 .（多选）下图中能产生感应电流的是（）ABBD 根据产生感应电流的条件：A选项中,电路没有闭合，无感应电流；B选项中，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C选项中，穿过线圈的磁感线相互抵消，中恒为零，无感应电流；D选项中，磁通量发生变化，有感应电流.5 .某同学做研究产生感应电流的条件的实验，将电流表、线圈A和R蓄电池、开关用导线接成如图所示的实验电路，当他接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，请你帮 他查出原因并改正.解析由