2018-2019高中物理 第2章 電磁感應(yīng)與電磁場(chǎng) 第1節(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)學(xué)案 粵教版選修1 -1.doc
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第一節(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) 知 識(shí) 脈 絡(luò) 1.了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的歷史過(guò)程,體會(huì)科學(xué)家探索自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法. 2.通過(guò)實(shí)驗(yàn),知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件.(重點(diǎn)、難點(diǎn)) 3.了解法拉第及其對(duì)電磁學(xué)的貢獻(xiàn),認(rèn)識(shí)發(fā)現(xiàn)磁生電現(xiàn)象對(duì)推動(dòng)電磁學(xué)理論和電磁技術(shù)發(fā)展的重大意義. [自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知] [知識(shí)梳理] 一、法拉第與電磁感應(yīng)現(xiàn)象 1.實(shí)驗(yàn)觀察 (1)磁鐵與螺線管有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)能產(chǎn)生電流.在條形磁鐵插入或拔出螺線管的瞬間,電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn).條形磁鐵在螺線管中保持不動(dòng)時(shí),電流表的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn).如圖211所示. 圖211 (2)改變?cè)€圈中的電流,改變磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,在副線圈中也能產(chǎn)生電流.當(dāng)開(kāi)關(guān)接通瞬間、斷開(kāi)瞬間、開(kāi)關(guān)接通變阻器滑片移動(dòng)時(shí),電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn);開(kāi)關(guān)接通變阻器滑片不動(dòng)時(shí),電流表的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn).如圖212所示. 圖212 2.法拉第的實(shí)驗(yàn)結(jié)論 只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就有電流產(chǎn)生.這種由于磁通量的變化而產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象,所產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流. 二、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 1.電動(dòng)勢(shì):描述電源將其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能的本領(lǐng)的物理量. 2.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì). [基礎(chǔ)自測(cè)] 1.思考判斷 (1)奧斯特發(fā)現(xiàn)了“電生磁”的現(xiàn)象之后,激發(fā)人們?nèi)ヌ剿鳌按派姟钡姆椒ǎ?√) (2)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.(√) (3)只要有感應(yīng)電流產(chǎn)生,穿過(guò)閉合回路的磁通量一定發(fā)生了變化.(√) (4)只要閉合電路內(nèi)有磁通量,閉合電路中就有感應(yīng)電流.() (5)線框不閉合,即使穿過(guò)線框的磁通量變化,線框中也沒(méi)有感應(yīng)電流.(√) (6)如果穿過(guò)斷開(kāi)電路的磁通量發(fā)生變化,電路中沒(méi)有感應(yīng)電流,也沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).() [提示] (4)若磁通量不發(fā)生變化,則沒(méi)有感應(yīng)電流. (6)只要磁通量發(fā)生變化,電路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì). 2.關(guān)于產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,下列說(shuō)法中正確的是( ) A.只要閉合電路在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),閉合電路中就一定有感應(yīng)電流 B.只要閉合電路中有磁通量,閉合電路中就有感應(yīng)電流 C.只要導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng),就有感應(yīng)電流產(chǎn)生 D.只要穿過(guò)閉合電路的磁感線條數(shù)發(fā)生變化,閉合電路中就有感應(yīng)電流 D [只有穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí),才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,D正確.] 3.如圖213所示,三角形線圈abc放在范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中并做下列運(yùn)動(dòng),能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( ) 圖213 A.向上平移 B.向右平移 C.向左平移 D.以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng) D [以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),穿過(guò)線圈中的磁通量發(fā)生變化,而將線圈上、下、左、右平移時(shí)穿過(guò)矩形線圈的磁通量不變,根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件可知選項(xiàng)D正確.] [合 作 探 究攻 重 難] 對(duì)磁通量及其變化量的理解 根據(jù)磁通量的定義式Φ=BS,引起磁通量變化的方法有 1.閉合回路的面積不變,由于磁場(chǎng)變化而引起閉合回路的磁通量的變化. 2.磁場(chǎng)不變,由于閉合回路的面積發(fā)生變化而引起閉合回路的磁通量的變化. 3.磁場(chǎng)、閉合回路面積都發(fā)生變化時(shí),也可引起穿過(guò)閉合電路的磁通量的變化. 總之,穿過(guò)閉合電路的磁感線條數(shù)發(fā)生變化時(shí)磁通量就發(fā)生了變化. 如圖214所示,一環(huán)形線圈沿條形磁鐵的軸線,從磁鐵N極的左側(cè)A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到磁鐵S極的右側(cè)B點(diǎn),A、B兩點(diǎn)關(guān)于磁鐵的中心對(duì)稱,則在此過(guò)程中,穿過(guò)環(huán)形線圈的磁通量將( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):71082043】 圖214 A.先增大,后減小 B.先減小,后增大 C.先增大、后減小,再增大、再減小 D.先減小、后增大,再減小、再增大 思路點(diǎn)撥:①分析條形磁鐵周圍磁感線的特點(diǎn). ②由磁通量的意義分析線圈磁通量的變化. A [穿過(guò)線圈的磁通量應(yīng)以磁鐵內(nèi)部磁場(chǎng)為主,而內(nèi)部的磁感線是一定值,在A、B點(diǎn)時(shí),外部磁感線比較密,即與內(nèi)部相反的磁感線多,相抵后剩下的內(nèi)部的磁感線就少;中間位置時(shí),外部磁感線比較疏,即與內(nèi)部相反的磁感線少,相抵后剩下的內(nèi)部的磁感線就多.所以兩端磁通量小,中間磁通量大,A正確.] (1)磁通量是標(biāo)量,但有正、負(fù),其正、負(fù)分別表示與規(guī)定的穿入方向相同、相反. (2)若穿過(guò)某線圈有方向相反的磁場(chǎng),則線圈的磁通量為它們抵消后凈的磁感線的條數(shù). [針對(duì)訓(xùn)練] 1.如圖215所示,在垂直于紙面的范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一個(gè)矩形閉合線框abcd,線框平面與磁場(chǎng)垂直.在下列情況中,線框中磁通量發(fā)生變化的是( ) 圖215 A.線框沿紙面向左勻速運(yùn)動(dòng) B.線框沿紙面向左加速運(yùn)動(dòng) C.線框垂直紙面向外運(yùn)動(dòng) D.線框繞ad邊轉(zhuǎn)動(dòng) D [線框沿紙面向左勻速、加速運(yùn)動(dòng),只要不出磁場(chǎng),磁通量不變,線框垂直紙面向外運(yùn)動(dòng),磁通量也不變.線框繞ad邊轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),磁通量變化.故A、B、C錯(cuò)誤,D正確.] 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件及方法 1.感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化,無(wú)論是閉合回路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng),還是穿過(guò)回路的磁場(chǎng)或回路的面積發(fā)生變化,都會(huì)引起穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化,在回路中就會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生.其條件可以歸納為兩個(gè):一是電路本身必須閉合,二是穿過(guò)回路本身的磁通量發(fā)生變化.主要體現(xiàn)在“變化”上,回路中有沒(méi)有磁通量穿過(guò)不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,如果穿過(guò)回路的磁通量很大但無(wú)變化,那么無(wú)論多么大,都不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流. 2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的方法 (1)閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng) 如圖216所示,導(dǎo)體AB做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),線路中有電流產(chǎn)生,而導(dǎo)體AB順著磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),線路中無(wú)電流產(chǎn)生. 圖216 圖217 (2)磁鐵在線圈中運(yùn)動(dòng) 如圖217所示,條形磁鐵插入或拔出線圈時(shí),線圈中有電流產(chǎn)生,但磁鐵在線圈中靜止不動(dòng)時(shí),線圈中無(wú)電流產(chǎn)生. (3)改變螺線管AB中的電流 如圖218所示,將小螺線管AB插入大螺線管CD中不動(dòng),當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通或斷開(kāi)時(shí),電流表中有電流通過(guò);若開(kāi)關(guān)S一直接通,當(dāng)改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí),電流表中也有電流通過(guò). 圖218 如圖所示,矩形線框在磁場(chǎng)中做各種運(yùn)動(dòng),能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( ) A B C D B [感應(yīng)電流產(chǎn)生條件為:①磁通量發(fā)生變化;②閉合回路.A、C、D中穿過(guò)矩形線框的磁通量都不變,故不產(chǎn)生感應(yīng)電流.] 閉合回路磁通量發(fā)生變化,回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 [針對(duì)訓(xùn)練] 2.如圖219所示,線圈兩端接在電流表上組成閉合電路.在下列情況中,電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):71082044】 圖219 A.線圈不動(dòng),磁鐵插入線圈時(shí) B.線圈不動(dòng),磁鐵從線圈中拔出 C.磁鐵不動(dòng),線圈上、下移動(dòng) D.磁鐵插在線圈內(nèi)不動(dòng) D [產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化,線圈和電流計(jì)已經(jīng)組成閉合回路,只要穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化,線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流計(jì)指針就偏轉(zhuǎn).在選項(xiàng)A、B、C三種情況下,線圈和磁鐵發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流;而當(dāng)磁鐵插在線圈中不動(dòng)時(shí),線圈中雖然有磁通量,但磁通量不變化,不產(chǎn)生感應(yīng)電流.] [當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基] 1.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)”.在圖2110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Φ1、Φ2、Φ3且都不為0.下列判斷正確的是( ) 圖2110 A.Φ1最大 B.Φ2最大 C.Φ3最大 D.Φ1、Φ2、Φ3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.] 2.在一根水平方向的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線下方,有一個(gè)小線框abcd,放置在跟長(zhǎng)導(dǎo)線同一豎直平面內(nèi),今使小線框分別做如圖所示的四種不同的運(yùn)動(dòng),其中線框磁通量沒(méi)有變化的是( ) A.左右平移 B.上下平移 C.在紙面前后平移 D.繞ab、cd邊的中心軸轉(zhuǎn)動(dòng) A [長(zhǎng)直導(dǎo)線下方的磁場(chǎng)是不均勻的,離導(dǎo)線越遠(yuǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度越小,因此線框上下平移、在紙面前后平移、繞ab、cd邊的中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),磁通量均發(fā)生變化,但線框左右平移時(shí),磁通量不發(fā)生變化.] 3.如圖2111所示,將一個(gè)矩形線圈放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,若線圈平面平行于磁感線,則下列運(yùn)動(dòng)中,在線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):71082045】 圖2111 A.矩形線圈做平行于磁感線的平移運(yùn)動(dòng) B.矩形線圈做垂直于磁感線的平移運(yùn)動(dòng) C.矩形線圈繞AB邊轉(zhuǎn)動(dòng) D.矩形線圈繞BC邊轉(zhuǎn)動(dòng) C [A、B、D三個(gè)選項(xiàng)中在發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化時(shí),沒(méi)有引起磁通量的變化,故都沒(méi)有發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,所以沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生.C選項(xiàng)中,線圈的磁通量發(fā)生了改變,故線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流.]- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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