2018-2019高中物理 第2章 電磁感應(yīng)與電磁場 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
《2018-2019高中物理 第2章 電磁感應(yīng)與電磁場 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》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2018-2019高中物理 第2章 電磁感應(yīng)與電磁場 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(7頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
第一節(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 學(xué) 習(xí) 目 標 知 識 脈 絡(luò) 1.了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的歷史過程,體會科學(xué)家探索自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法. 2.通過實驗,知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件.(重點、難點) 3.了解法拉第及其對電磁學(xué)的貢獻,認識發(fā)現(xiàn)磁生電現(xiàn)象對推動電磁學(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] [知識梳理] 一、法拉第與電磁感應(yīng)現(xiàn)象 1.實驗觀察 (1)磁鐵與螺線管有相對運動時能產(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時,電流表的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn).如圖211所示. 圖211 (2)改變原線圈中的電流,改變磁場的強弱,在副線圈中也能產(chǎn)生電流.當開關(guān)接通瞬間、斷開瞬間、開關(guān)接通變阻器滑片移動時,電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn);開關(guān)接通變阻器滑片不動時,電流表的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn).如圖212所示. 圖212 2.法拉第的實驗結(jié)論 只要穿過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)電動勢 1.電動勢: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)電動勢:由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象而產(chǎn)生的電動勢. [基礎(chǔ)自測] 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)生變化就會產(chǎn)生感應(yīng)電流.(√) (3)只要有感應(yīng)電流產(chǎn)生,穿過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,即使穿過線框的磁通量變化,線框中也沒有感應(yīng)電流.(√) (6)如果穿過斷開電路的磁通量發(fā)生變化,電路中沒有感應(yīng)電流,也沒有感應(yīng)電動勢.() [提示] (4)若磁通量不發(fā)生變化,則沒有感應(yīng)電流. (6)只要磁通量發(fā)生變化,電路中就有感應(yīng)電動勢. 2.關(guān)于產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,下列說法中正確的是( ) A.只要閉合電路在磁場中運動,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)體做切割磁感線運動,就有感應(yīng)電流產(chǎn)生 D.只要穿過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 [只有穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時,才會產(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磁場中并做下列運動,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 D [以ab為軸轉(zhuǎn)動時,穿過線圈中的磁通量發(fā)生變化,而將線圈上、下、左、右平移時穿過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D正確.] [合 作 探 究攻 重 難] 對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,由于磁場變化而引起閉合回路的磁通量的變化. 2.磁場不變,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、閉合回路面積都發(fā)生變化時,也可引起穿過閉合電路的磁通量的變化. 總之,穿過閉合電路的磁感線條數(shù)發(fā)生變化時磁通量就發(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點運動到磁鐵S極的右側(cè)B點,A、B兩點關(guān)于磁鐵的中心對稱,則在此過程中,穿過環(huán)形線圈的磁通量將( ) 【導(dǎo)學(xué)號: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 思路點撥:①分析條形磁鐵周圍磁感線的特點. ②由磁通量的意義分析線圈磁通量的變化. A [穿過線圈的磁通量應(yīng)以磁鐵內(nèi)部磁場為主,而內(nèi)部的磁感線是一定值,在A、B點時,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,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)磁通量是標量,但有正、負,其正、負分別表示與規(guī)定的穿入方向相同、相反. (2)若穿過某線圈有方向相反的磁場,則線圈的磁通量為它們抵消后凈的磁感線的條數(shù). [針對訓(xùn)練] 1.如圖215所示,在垂直于紙面的范圍足夠大的勻強磁場中,有一個矩形閉合線框abcd,線框平面與磁場垂直.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動 B.線框沿紙面向左加速運動 C.線框垂直紙面向外運動 D.線框繞ad邊轉(zhuǎn)動 D [線框沿紙面向左勻速、加速運動,只要不出磁場,磁通量不變,線框垂直紙面向外運動,磁通量也不變.線框繞ad邊轉(zhuǎn)動時,磁通量變化.故A、B、C錯誤,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 穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化,無論是閉合回路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動,還是穿過回路的磁場或回路的面積發(fā)生變化,都會引起穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化,在回路中就會有感應(yīng)電流產(chǎn)生.其條件可以歸納為兩個:一是電路本身必須閉合,二是穿過回路本身的磁通量發(fā)生變化.主要體現(xiàn)在“變化”上,回路中有沒有磁通量穿過不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,如果穿過回路的磁通量很大但無變化,那么無論多么大,都不會產(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)體做切割磁感線運動 如圖216所示,導(dǎo)體AB做切割磁感線運動時,線路中有電流產(chǎn)生,而導(dǎo)體AB順著磁感線運動時,線路中無電流產(chǎn)生. 圖216 圖217 (2)磁鐵在線圈中運動 如圖217所示,條形磁鐵插入或拔出線圈時,線圈中有電流產(chǎn)生,但磁鐵在線圈中靜止不動時,線圈中無電流產(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,當開關(guān)S接通或斷開時,電流表中有電流通過;若開關(guān)S一直接通,當改變滑動變阻器的阻值時,電流表中也有電流通過. 圖218 如圖所示,矩形線框在磁場中做各種運動,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,回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流 [針對訓(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:71082044】 圖219 A.線圈不動,磁鐵插入線圈時 B.線圈不動,磁鐵從線圈中拔出 C.磁鐵不動,線圈上、下移動 D.磁鐵插在線圈內(nèi)不動 D [產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化,線圈和電流計已經(jīng)組成閉合回路,只要穿過線圈的磁通量發(fā)生變化,線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流計指針就偏轉(zhuǎn).在選項A、B、C三種情況下,線圈和磁鐵發(fā)生相對運動,穿過線圈的磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流;而當磁鐵插在線圈中不動時,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 堂 達 標固 雙 基] 1.磁通量可以形象地理解為“穿過一個閉合電路的磁感線的條數(shù)”.在圖2110所示磁場中,S1、S2、S3為三個面積相同的相互平行的線圈,穿過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 [磁通量表示穿過一個閉合電路的磁感線條數(shù)的多少,從題圖中可看出穿過S1的磁感線條數(shù)最多,穿過S3的磁感線條數(shù)最少.] 2.在一根水平方向的通電長直導(dǎo)線下方,有一個小線框abcd,放置在跟長導(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動,其中線框磁通量沒有變化的是( ) 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 A [長直導(dǎo)線下方的磁場是不均勻的,離導(dǎo)線越遠磁感應(yīng)強度越小,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)動時,磁通量均發(fā)生變化,但線框左右平移時,磁通量不發(fā)生變化.] 3.如圖2111所示,將一個矩形線圈放入勻強磁場中,若線圈平面平行于磁感線,則下列運動中,在線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( ) 【導(dǎo)學(xué)號:71082045】 圖2111 A.矩形線圈做平行于磁感線的平移運動 B.矩形線圈做垂直于磁感線的平移運動 C.矩形線圈繞AB邊轉(zhuǎn)動 D.矩形線圈繞BC邊轉(zhuǎn)動 C [A、B、D三個選項中在發(fā)生運動狀態(tài)的變化時,沒有引起磁通量的變化,故都沒有發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,所以沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生.C選項中,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.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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