2019_2020学年高中物理第1章电磁感应第1节磁生电的探索学案鲁科版选修3_2.doc

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1、第1节　磁生电的探索　1.了解电磁感应的探索历程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神．　2.知道电磁感应的定义，理解感应电流产生的条件．　3.会运用产生感应电流的条件判断具体实例中有无感应电流．一、电磁感应的探索历程事件意义电生磁1820年，丹麦奥斯特发现电流的磁效应拉开了研究电与磁相互关系的序幕磁生电菲涅耳、安培、科拉顿、亨利等致力于磁生电的研究科学探索是曲折的，真理追求是执着的1831年，英国法拉第发现了电磁感应现象揭示了电和磁的内在联系，引领人类进入电气时代(1)奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系．(　　)(2

2、)法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系．(　　)(3)奥斯特发现了电流的磁效应，进一步研究了电磁感应现象．(　　)提示：(1)√　(2)√　(3)×二、科学探究——感应电流产生的条件1．实验探究探究1：导体棒在磁场中运动(如图所示)．实验操作有无电流产生实验探究结论导体棒AB与磁场相对静止无导体棒AB切割磁感线，17通过闭合回路的磁通量发生变化，有感应电流产生导体棒AB平行于磁感线运动(与导轨不分离)无导体棒AB做切割磁感线运动(与导轨不分离)有探究2：磁铁在螺线管中运动(如图所示)．实验操作有无电流产生实验探究结论将磁铁插

3、入螺线管时有将磁铁插入或拔出螺线管时，通过螺线管闭合回路的磁通量发生变化，有感应电流产生磁铁静止在螺线管中时无将磁铁拔出螺线管时有探究3：螺线管A放在螺线管B内(如图所示)．实验操作有无电流产生实验探究结论闭合开关的瞬间有导体和磁场间并没有发生相对运动，当螺线管A中的电流发生变化时，螺线管B所处的磁场发生变化，从而引起穿过螺线管B的磁通量发生变化，螺线管B所在的闭合回路中有感应电流产生闭合开关，A中电流稳定后，滑动变阻器电阻变大有闭合开关，A中电流稳定后，滑动变阻器电阻不变无闭合开关，A中电流稳定后，滑动变阻器电阻变小有断开开关的瞬间有172．

4、实验结论：通过对以上三个实验的探究得出：只要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．瑞士科学家科拉顿将一块磁铁在螺线管中移动的过程中，有感应电流产生吗？他跑到隔壁房间观察时为什么始终没有看到电流计指针的偏转？提示：有．感应电流是在磁通量变化过程中产生的，他跑到隔壁房间时，电磁感应现象已经完成，电流计指针已经摆动过了．　磁通量及其变化量的分析[学生用书P2]磁通量Φ磁通量的变化量ΔΦ物理意义某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数穿过某个面的磁通量的差值大小计算Φ＝B·S，S为与B垂直的面积，不垂直时，取S在与B垂直方向上的投影ΔΦ＝

5、Φ2－Φ1＝B2S2－B1S1或ΔΦ＝B·ΔS(B不变)或ΔΦ＝S·ΔB(S不变)说明(1)磁通量Φ是标量，但有正、负，其正、负由“面”决定，若穿过某一面的磁感线既有穿出，又有穿进，则穿过该面的磁通量为净磁感线的条数(2)磁通量的大小及磁通量的变化量均与匝数无关命题视角1　磁通量的计算　如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，矩形线框abcd垂直于磁场放置，边长分别为L1和L2，则穿过线框的磁通量为________，若将线框以ab边为轴转动90°，此时穿过线框的磁通量为________．[解析]　根据磁通量的公式得Φ＝BS＝BL1L2；线框以a

6、b边为轴转动90°后，没有磁感线穿过线圈，磁通量为零．[答案]　BL1L2　017命题视角2　磁通量变化量的理解　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MN与闭合线框abcd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的变化量分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则(　　)A．ΔΦ1>ΔΦ2B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1<ΔΦ2D．无法确定ΔΦ1和ΔΦ2的大小关系[解题探究]两种情况下线框在位置2的磁通量相同吗？[解析]　第一次将线框由位置1平移到位置2，磁感线从线框的

7、同一侧穿入，ΔΦ1为前后两位置磁通量差的绝对值；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面穿入，ΔΦ2为前后两位置磁通量的绝对值之和，故ΔΦ1<ΔΦ2，选项C正确．[答案]　C命题视角3　磁通量及其变化量的综合应用　如图所示的线框abcd面积为S，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面成θ角，当线框以ab为轴顺时针转90°到虚线位置时，试求：(1)初末位置穿过线框的磁通量大小Φ1和Φ2；(2)磁通量的变化量ΔΦ.[解题探究](1)初末位置磁场是否从同一面穿过？(2)初末位置垂直于B方向的投影面积是多大？[解析]

8、　(1)法一：在初始位置，把面积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S⊥＝Ssinθ，所以Φ1＝BSsinθ.在末位置，把面积向垂直于