2019_2020学年高中物理第一章电磁感应第一节电磁感应现象第二节产生感应电流的条件学案粤教版选修3_2.doc

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1、第一节　电磁感应现象第二节　产生感应电流的条件　1.知道与电流磁效应和电磁感应相关的物理学史，体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神．2．通过实验，探究和理解感应电流的产生条件．　3.能够运用感应电流的产生条件判断是否有感应电流产生．4．进一步认识磁通量的概念、能结合实例对磁通量的变化进行定性判断和定量计算．一、“电生磁”与“磁生电”1．电流的磁效应——“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偏转，这种作用称为电流的磁效应．2．电磁感应现象——“磁生电”(1)1831年，英国物理学家法拉第发现了“

2、磁生电”的现象，这种现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫感应电流．(2)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：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；⑤在磁场中运动的导体．很多科学家为什么在磁生电的研究中没有成功？提示：很多科学家没有注意磁场的变化和导体与磁场之间的相对运动，只想把导体放入磁场中来获得电流，这实际上违反了能量转化和守恒定律．二、探究感应电流的产生条件1．利用蹄形磁铁的磁场(如图甲)实验操作实验现象(有无电流)分析论证导体棒静止无闭合电路包围的面积变化时，电路中有电

3、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　　　甲　　　　　　　　　　乙2．利用条形磁铁的磁场(如图乙)实验操作实验现象分析论证-6-(有无电流)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(如图丙)实验操作实验现象(线圈B中有无电流)分析论证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

4、开瞬间有开关保持闭合，滑动变阻器滑片不动无开关保持闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片有,丙)4．感应电流的产生条件：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．　磁通量的分析与计算[学生用书P2]1．匀强磁场中磁通量的计算(1)B与S垂直时：Φ＝BS，B指匀强磁场的磁感应强度，S为线圈的面积．(2)B与S不垂直时：Φ＝BS⊥，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S不动，将B分解为垂直于S和平行于S两个分量，则Φ＝B⊥S，如图所示Φ＝BSsinθ.(3)

5、某面积内有不同方向的磁场时分别计算不同方向的磁场的磁通量，然后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.2．非匀强磁场中磁通量的分析：条形磁铁、通电导线周围的磁场都是非匀强磁场，-6-通常只对穿过线圈的磁通量进行定性分析，分析时应兼顾磁场强弱、线圈面积和磁场与线圈的夹角等因素，并可充分利用磁感线来判断，即磁通量的大小对应穿过线圈的磁感线的条数，穿过线圈的磁感线的条数变化，则说明磁通量变化．3．磁通量的变化(ΔΦ＝Φ2－Φ1)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．如图甲所示．ΔΦ

6、＝BS2－BS1＝B(S2－S1)＝B·ΔS.(2)有效面积S不变，磁感应强度B发生变化．如图乙所示．ΔΦ＝B2S－B1S＝(B2－B1)S＝ΔB·S.(3)磁感应强度B和线圈面积S都不变，它们之间的夹角发生变化．如图丙所示．ΔΦ＝Φ2－Φ1.　(1)线圈为多匝时，不影响磁通量的计算，即Φ≠NBS，因为穿过线圈的磁感线的条数不受匝数影响．(2)若线圈面积S1大于磁场区域面积S2，如图，那么Φ＝BS中的S应指闭合回路中处于磁场中的那部分的有效面积，即S2.命题视角1　Φ和ΔΦ的定性分析　如图所示两个环a和b，其面积Sa＜Sb

7、，它们套在同一条形磁铁的中央，试比较穿过环a、b的磁通量的大小．[思路点拨]条形磁铁内部、外部均有磁场→总的磁场的方向→磁铁内部向上的磁感线条数相同→根据外部“返回”的磁感线多少确定磁通量的大小．[解析]　条形磁铁磁场的磁感线的分布特点是：①磁铁内、外磁感线的条数相同；②磁铁内、外磁感线的方向相反；③磁铁外部磁感线的分布是两端密、中间疏．两个同心放置的同平面的金属圆环与磁铁垂直且磁铁在中央时，通过其中的磁感线的俯视图如图所示，穿过圆环的磁通量Φ＝Φ内－Φ外，由于两圆环面积Sa

8、穿过两圆环的有效磁通量Φa>Φb.[答案]　Φa>Φb命题视角2　Φ和ΔΦ的定量计算　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＝0.8T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1cm.在纸面内先后放不同的圆形线圈，圆心均在O处，A-6-线圈半径为1cm，10匝；B线圈半径为2cm，1匝；C