2019-2020學(xué)年高中物理 第3章 1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象學(xué)案 新人教版選修1-1

一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)1.知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，體會(huì)人類探索自然規(guī)律的科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神2知道磁通量概念，會(huì)比較“穿過(guò)不同閉合電路磁通量”的大小(重點(diǎn))3理解感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件(重點(diǎn))4掌握產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件的應(yīng)用(難點(diǎn))一、劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)與磁通量1受電流磁效應(yīng)的啟示，法拉第堅(jiān)信：電與磁有聯(lián)系，電流能產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)也就一定能產(chǎn)生電流2法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步揭示了電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象之間的密切聯(lián)系3磁通量：穿過(guò)一個(gè)閉合電路的磁感線的多少二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1電磁感應(yīng)現(xiàn)象：由磁產(chǎn)生電的現(xiàn)象2感應(yīng)電流：由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流3產(chǎn)生條件：只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生1思考判斷(1)奧斯特發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象(×)(2)法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象()(3)法拉第完成了“由磁產(chǎn)生電”的設(shè)想()(4)閉合電路中的磁通量發(fā)生變化就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流()(5)閉合電路的部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流(×)(6)只要電路中磁通量發(fā)生變化，就有感應(yīng)電流產(chǎn)生(×)2關(guān)于磁通量的概念，下列說(shuō)法正確的是()A磁感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方，穿過(guò)線圈的磁通量也越大B穿過(guò)線圈的磁通量為零，該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C磁感應(yīng)強(qiáng)度越大、線圈面積越大，則磁通量越大D穿過(guò)線圈的磁通量大小可以用穿過(guò)線圈的磁感線條數(shù)來(lái)衡量D如果要研究的面與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向平行，磁感應(yīng)強(qiáng)度雖大，但磁通量仍為零，A、C選項(xiàng)錯(cuò)；穿過(guò)某一面積的磁通量為零，可以是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與此面平行，但磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零，故B選項(xiàng)錯(cuò)3面積是S的矩形導(dǎo)線框，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁場(chǎng)方向平行，如圖所示，則穿過(guò)導(dǎo)線框所圍面積的磁通量為()AB CBS D0D線框平面與磁場(chǎng)方向平行，沒(méi)有磁感線穿過(guò)線圈平面，則穿過(guò)導(dǎo)線框所圍面積的磁通量為0.故選D.4(多選)如圖所示，線框ABCD從有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域穿過(guò)，下列說(shuō)法中正確的是()A進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，ABCD中有感應(yīng)電流B在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，ABCD中有感應(yīng)電流C在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，ABCD中沒(méi)有感應(yīng)電流D離開(kāi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，ABCD中沒(méi)有感應(yīng)電流AC從磁通量有無(wú)“變化”來(lái)判斷產(chǎn)生感應(yīng)電流與否，能抓住要點(diǎn)得出正確結(jié)論若從切割磁感線的角度考慮問(wèn)題，需注意全面比較閉合電路各部分切割的情況在有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，常常需要考慮閉合回路進(jìn)磁場(chǎng)、出磁場(chǎng)和在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的情況，線框ABCD在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中無(wú)論勻速，還是加速運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)線框ABCD的磁通量都沒(méi)有發(fā)生變化磁通量及磁通量的變化1磁通量(1)意義：磁通量表示穿過(guò)一個(gè)閉合電路(或一個(gè)面)的磁感線數(shù)目(2)影響磁通量大小的因素閉合回路(或一個(gè)面)的面積S.磁場(chǎng)的強(qiáng)弱(即磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小)B方向與面S的夾角(3)大小在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向的面積為S的閉合電路，磁通量為BS.(4)單位：韋伯，符號(hào)：Wb，1 Wb1 T·m2.2磁通量的變化引起穿過(guò)一個(gè)閉合電路(或一個(gè)面)的磁通量發(fā)生變化的原因有以下幾點(diǎn)：(1)閉合回路面積S的變化引起磁通量的變化如圖所示是導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)使面積發(fā)生變化而改變了穿過(guò)回路的磁通量(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化引起磁通量的變化如圖甲是通過(guò)磁極的運(yùn)動(dòng)改變穿過(guò)回路的磁通量；圖乙通過(guò)改變?cè)€圈中的電流從而改變磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，進(jìn)而改變穿過(guò)回路的磁通量(3)磁場(chǎng)和閉合電路的面積都不發(fā)生變化，二者的夾角發(fā)生變化，從而引起穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化如圖所示，閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程【例1】如圖所示，一水平放置的矩形閉合線圈abcd在細(xì)長(zhǎng)磁鐵N極附近下落，保持bc邊在紙外，ad邊在紙內(nèi)，由圖中的位置經(jīng)過(guò)位置到位置，且位置和都很靠近位置，在這個(gè)過(guò)程中，線圈中的磁通量()A是增加的B是減少的C先增加，后減少D先減少，后增加思路點(diǎn)撥：解此題的關(guān)鍵是正確把握條形磁鐵的磁場(chǎng)分布情況，并結(jié)合磁通量的概念分析D要知道線圈在下落過(guò)程中磁通量的變化情況，就必須知道條形磁鐵在磁極附近磁感線的分布情況，條形磁鐵在N極附近的分布情況如圖所示，由圖可知線圈中磁通量是先減少，后增加D選項(xiàng)正確1一個(gè)匝數(shù)為n、面積為S的閉合線圈置于水平面上，若線圈內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度在時(shí)間t內(nèi)由豎直向下從B1減少到零，再反向增加到B2，則線圈內(nèi)的磁通量的變化量為()An(B2B1)SBn(B2B1)SC(B2B1)SD(B2B1)SD末狀態(tài)的磁通量2B2S，初狀態(tài)的磁通量1B1S，則線圈內(nèi)的磁通量的變化量(B2B1)S.故D正確，A、B、C錯(cuò)誤感應(yīng)電流的產(chǎn)生1.感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件(1)閉合電路(2)磁通量發(fā)生變化2產(chǎn)生感應(yīng)電流的常見(jiàn)類型(1)導(dǎo)線ab切割磁感線時(shí)，閉合回路產(chǎn)生的電流(如圖甲)(2)磁鐵插入和拉出線圈時(shí)，回路中產(chǎn)生的電流(如圖乙)(3)如圖丙，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合或斷開(kāi)時(shí)，回路B中產(chǎn)生電流當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合滑動(dòng)變阻器滑片向上或向下滑時(shí)，回路B中產(chǎn)生電流 【例2】線圈在長(zhǎng)直導(dǎo)線電流的磁場(chǎng)中做如圖所示的運(yùn)動(dòng)：A.向右平動(dòng)，B.向下平動(dòng)，C.繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)(ad邊向里)，D.從紙面向紙外做平動(dòng)，E.向上平動(dòng)(E線圈有個(gè)缺口)，判斷線圈中有沒(méi)有感應(yīng)電流？思路點(diǎn)撥：根據(jù)導(dǎo)線周圍的磁感線分布以及產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件即可判斷各圖中感應(yīng)電流的有無(wú)解析在直導(dǎo)線電流磁場(chǎng)中的五個(gè)線圈，原來(lái)磁通量都是垂直紙面向里的對(duì)直線電流來(lái)說(shuō)，離電流越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)就越弱A向右平動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量沒(méi)有變化，故線圈中沒(méi)有感應(yīng)電流B向下平動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量減少，必產(chǎn)生感應(yīng)電流C繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量變化(開(kāi)始時(shí)減少)，必產(chǎn)生感應(yīng)電流D離紙面越遠(yuǎn)，線圈中磁通量越少，線圈中有感應(yīng)電流E向上平動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量增加，但由于線圈沒(méi)有閉合，因此無(wú)感應(yīng)電流答案A、E中無(wú)感應(yīng)電流；B、C、D中有感應(yīng)電流判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流的關(guān)鍵是明確電路是否閉合，分清磁感線的疏密分布，從而判斷磁通量是否變化，而不是看磁通量的有無(wú)2如圖所示，繞在鐵芯上的線圈與電源、滑動(dòng)變阻器和開(kāi)關(guān)組成閉合回路，在鐵芯的右端套有一個(gè)表面絕緣的銅環(huán)A，下列各種情況中銅環(huán)A中沒(méi)有感應(yīng)電流的是()A. 線圈中通以恒定的電流B. 通電時(shí)，使變阻器的滑片P做勻速移動(dòng)C. 通電時(shí)，使變阻器的滑片P做加速移動(dòng)D. 將開(kāi)關(guān)突然斷開(kāi)的瞬間A線圈中通以恒定的電流時(shí)，線圈產(chǎn)生穩(wěn)恒的磁場(chǎng)，穿過(guò)銅環(huán)A的磁通量不變，沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生通電時(shí)，使變阻器的滑片P滑動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路的電阻變化，回路中電流變化，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化，穿過(guò)銅環(huán)A磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流將開(kāi)關(guān)突然斷開(kāi)的瞬間，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)從有到無(wú)消失，穿過(guò)銅環(huán)A的磁通量減小，產(chǎn)生感應(yīng)電流故選A.1物理量磁通量的單位是()AWbBFCTDVA磁通量的單位為Wb，F(xiàn)是電容的單位，T是磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位，V是電壓的單位故A正確，B、C、D錯(cuò)誤2磁通量可以形象地理解為“穿過(guò)一個(gè)閉合電路的磁感線的條數(shù)”在如圖所示磁場(chǎng)中，S1、S2、S3為三個(gè)面積相同的相互平行的線圈，穿過(guò)S1、S2、S3的磁通量分別為1、2、3且都不為0.下列判斷正確的是()A1最大B2最大C3最大D1、2、3相等A磁通量表示穿過(guò)一個(gè)閉合電路的磁感線條數(shù)的多少，從題圖中可看出穿過(guò)S1的磁感線條數(shù)最多，穿過(guò)S3的磁感線條數(shù)最少3在如圖所示的實(shí)驗(yàn)中，能在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況是()A磁鐵靜止在線圈上方B磁鐵靜止在線圈右側(cè)C磁鐵靜止在線圈里面D磁鐵插入或抽出線圈的過(guò)程D磁鐵靜止在線圈上方，右側(cè)、里面，穿過(guò)閉合電路的磁通量均不發(fā)生變化，但磁鐵插入或抽出時(shí)，磁通量變化，故選項(xiàng)D正確4如圖所示，閉合的矩形線圈abcd放在范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下列哪種情況下線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流()A線圈向左平移B線圈向上平移C線圈以ab為軸旋轉(zhuǎn)D線圈不動(dòng)CA、B、D項(xiàng)三種情況穿過(guò)線圈的磁通量都不變，線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，只有C項(xiàng)所述線圈以ab為軸旋轉(zhuǎn)，穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生改變，線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項(xiàng)C正確- 7 -