2019-2020學(xué)年高中物理4.2探究電磁感應(yīng)產(chǎn)生的條件學(xué)案(含解析)新人教版選修3

1、2探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件,*H-+,-1+-+*-+-II-H一-一+,"+"1-+".學(xué)習(xí)目標(biāo)1 .知道產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.2 .會(huì)使用線圈以及常見磁鐵完成簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn).3 .學(xué)會(huì)通過實(shí)驗(yàn)觀察、記錄結(jié)果、分析論證得出結(jié)論的科學(xué)探究方法4 .通過實(shí)驗(yàn)觀察和實(shí)驗(yàn)探究，理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件.自主探究1 .當(dāng)閉合導(dǎo)體回路的一部分做的運(yùn)動(dòng)時(shí)，其中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.2 .感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件：_.合作探究一、探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件1 .思考討論：把一條長(zhǎng)約10m的電線的兩端連在一個(gè)靈敏電流計(jì)的兩個(gè)接線柱上，形成閉合導(dǎo)體回路.兩個(gè)同學(xué)迅速搖動(dòng)這條電線.(1)兩個(gè)同學(xué)沿著南北方向站

2、立.(2)兩個(gè)同學(xué)沿著東西方向站立.其他同學(xué)認(rèn)真觀察在哪種方式下，靈敏電流計(jì)的指針會(huì)偏轉(zhuǎn)？總結(jié)：兩位同學(xué)沿著東西方向站立的情況，指針發(fā)生了明顯的偏轉(zhuǎn)，說明.2 .探究實(shí)驗(yàn)(1)向線圈中插入磁鐵，把磁鐵從線圈中抽出磁鐵的動(dòng)作表針擺動(dòng)方向磁鐵的動(dòng)作表針擺動(dòng)方向N極插入線圈擺動(dòng)（向右）S極插入線圈擺動(dòng)（向左）N極停在線圈中N極從線圈中抽出不擺動(dòng)擺動(dòng)（向左）S極停在線圈中S極從線圈中抽出不擺動(dòng)擺動(dòng)（向右）總結(jié)：磁鐵在線圈中運(yùn)動(dòng)時(shí),線圈中感應(yīng)電流；磁鐵在線圈中靜止時(shí),線圈中感應(yīng)電流.（2）模仿法拉第的實(shí)驗(yàn)開關(guān)和變阻器的狀態(tài)線圈B中是否有電流開關(guān)閉合瞬間開關(guān)斷開瞬間開關(guān)閉合時(shí)，滑動(dòng)變阻器不動(dòng)開關(guān)閉合時(shí)，迅

3、速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片總結(jié)：線圈A在線圈B中的磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí),線圈B中感應(yīng)電流；線圈A在線圈B中的磁場(chǎng)不變時(shí),線圈B中感應(yīng)電流.3 .分析論證：請(qǐng)根據(jù)以上探究實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，嘗試歸納感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件：（1）閉合電路與磁鐵發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中的磁場(chǎng)強(qiáng)弱變化，可以產(chǎn)生感應(yīng)電流(2)開關(guān)通斷或滑動(dòng)變阻器的滑片迅速移動(dòng)時(shí)，線圈A中的電流變化，線圈A中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)弱發(fā)生變化，線圈B中可以產(chǎn)生感應(yīng)電流XXXXXXjXXXXXXOx x x-xK(3)對(duì)于導(dǎo)體切割磁感線可以產(chǎn)生感應(yīng)電流的實(shí)驗(yàn)電路，可以簡(jiǎn)化為如圖所示的電路圖閉合導(dǎo)體回路中能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流，是因?yàn)閷?dǎo)體切割磁感線.雖然磁場(chǎng)的強(qiáng)弱沒有變化但是

4、閉合導(dǎo)體回路所包圍的面積發(fā)生了變化.總結(jié)：感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件是，二、磁通量1.物理意義：表示穿過某一面積的,用字母符號(hào) 中表示.自主學(xué)習(xí)：根據(jù)教師通過多媒體課件展示的內(nèi)容，理解和記憶磁通量的相關(guān)知識(shí)2 .計(jì)算公式：=,式中為勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,為有磁感線穿過且與B垂直的有效面積.如圖所示,1和2為垂直磁場(chǎng)放置的兩個(gè)圓環(huán)，虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，由于環(huán)1和環(huán)2在磁場(chǎng)中的面積相同，所以穿過這兩個(gè)圓環(huán)的磁通量是相等的.3 .國際單位：,符號(hào)是,1=1Tm2.4 .磁通量是.若規(guī)定磁感線穿入這個(gè)平面為正,則穿出為.若穿過一個(gè)面的磁感線來自相反方向，則穿過這個(gè)面的磁通量應(yīng)為.如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻

5、強(qiáng)磁場(chǎng)中有一面積為S的矩形線圈abcd,垂直于磁場(chǎng)放置，現(xiàn)使線圈以ab邊為軸轉(zhuǎn)180。，若規(guī)定初態(tài)的磁通量為正，即中尸BS則末態(tài)的磁通量2二-BS.5.穿過線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān).因?yàn)榇┻^線圈的磁感線條數(shù)與匝數(shù)無關(guān)，所以多匝線圈時(shí)，不影響磁通量的計(jì)算.課堂檢測(cè)1 .下列關(guān)于磁通量的說法中，正確的是（）A.磁通量不僅有大小還有方向，所以是矢量B.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，A線圈的面積比B線圈的面積大，則穿過A線圈的磁通量一定比穿過B線圈的大C.磁通量大，磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定大D.把某線圈放在磁場(chǎng)中的MN兩點(diǎn)，若放在M處的磁通量比放在N處的大，則M處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定比N處的大2 .如圖所示，矩形線框在磁場(chǎng)內(nèi)

6、做的各種運(yùn)動(dòng)中，能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）X X X .XX X X X3.如圖所示，豎直放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線通以圖示方向的電流，有一矩形金屬線框同一平面內(nèi)，下列情況中矩形線框不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）abcd與導(dǎo)線在A.導(dǎo)線中電流變大B.線框向右平動(dòng)C.線框向下平動(dòng)D.線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)半在磁場(chǎng)外，若4 .如圖所示，開始時(shí)矩形線框與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直，且一半在磁場(chǎng)內(nèi)要使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，下列方法中不可行的是（）I豐A.將線框向左拉出磁場(chǎng)8 .以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)（小于90°）C.以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)（小于60°）D.以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)（小于60°）5.關(guān)于電磁感應(yīng)，下列說法中正

7、確的是（）A.導(dǎo)體相對(duì)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體內(nèi)一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B.導(dǎo)體做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體內(nèi)一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流C.閉合電路在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，電路中一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流D.穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，電路中一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流6.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩根平行的金屬導(dǎo)軌，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直，導(dǎo)軌上有兩根可沿導(dǎo)軌平動(dòng)的導(dǎo)體棒ab、cd,如圖所示,兩根導(dǎo)體棒勻速移動(dòng)的速率分別為vi和V2,則下列情況可以使回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）A. ab、cd均向右運(yùn)動(dòng),且vi=vB. ab、cd均向右運(yùn)動(dòng),且vi>v2C.ab、cd均向左運(yùn)動(dòng),且vi>v2D.ab向右運(yùn)動(dòng),cd向左運(yùn)動(dòng),且vi=v

8、27.如圖所示，用導(dǎo)線做成的圓形回路與一直導(dǎo)線構(gòu)成幾種位置組合，哪些組合中，切斷直導(dǎo)線中的電流時(shí)，閉合回路中會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生（圖A、B、C中直導(dǎo)線都與圓形線圈在同一平面內(nèi)，0點(diǎn)為線圈的圓心，圖D中直導(dǎo)線與圓形線圈垂直，并與中心軸重合）（）8. 一球冠處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖所示，若球冠的底面大圓半徑為r,磁場(chǎng)方向與球冠底面垂直，則穿過整個(gè)球冠的磁通量為9.如圖是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)所需的器材，用實(shí)線將帶有鐵芯的線圈 A、電源、滑動(dòng)變阻器和開關(guān)連接成原線圈回路，將小量程電流表和線圈B連接成副線圈回路，并列舉出在實(shí)驗(yàn)中改變副線圈回路磁通量，使副線圈回路產(chǎn)生感應(yīng)電流的三種方法：;(2)

9、；.10 .已知與磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T垂直的單匝線圈面積為0.5m2,求:(1)線圈的磁通量為多少？(2)線圈位置轉(zhuǎn)過53°時(shí)，磁通量為多少？A中，兩線圈11 .如圖所示，線圈A中接有如圖所示的電源，線圈B有一半的面積處在線圈平行但不接觸.則在開關(guān)S閉合的瞬間，線圈B中是否會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流？自主探究1 .切割磁感線2 .只要穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路中就有感應(yīng)電流合作探究一、探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件1 .產(chǎn)生了感應(yīng)電流2 .（1）產(chǎn)生不產(chǎn)生（2）產(chǎn)生不產(chǎn)生3 .只要穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路中就有感應(yīng)電流二、磁通量1.磁感線條數(shù)的多少2.BSBS

10、3.韋伯WbWb4.標(biāo)量負(fù)其代數(shù)和課堂檢測(cè)1 .C2.B3. C解析：導(dǎo)線中電流變大，周圍的磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng)，線框中磁通量增大，可以產(chǎn)生感應(yīng)電流,A項(xiàng)錯(cuò)誤；線框向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，線框中的磁感應(yīng)強(qiáng)度減小，線框中磁通量減小，可以產(chǎn)生感應(yīng)電流,B項(xiàng)錯(cuò)誤；線框向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，線框中的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，線框中磁通量不變，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,C項(xiàng)正確；線框以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線框中的磁通量發(fā)生變化，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，D項(xiàng)錯(cuò)誤.4. D解析：將線框向左拉出磁場(chǎng)的過程中，線框的bc部分做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，或者說穿過線框的磁通量減少，線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)（小于90。）時(shí),穿過線框的磁通量減少，線框

11、中產(chǎn)生感應(yīng)電流日項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)線框以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)（小于60。）時(shí)，穿過線框的磁通量減少，線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，C項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)線框以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如果轉(zhuǎn)動(dòng)的角度小于60。，則穿過線框的磁通量始終保持不變，線框中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，D項(xiàng)正確.5. D6. BCD解析：ab、cd均向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)V1=V2時(shí)，閉合回路磁通量不變，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)V1>V2時(shí)，閉合回路的面積增大，穿過閉合回路的磁通量增大，閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,B項(xiàng)正確；同理可知，ab、cd均向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)V1>V2時(shí)，閉合回路的面積減小，穿過閉合回路的磁通量減小，閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，C項(xiàng)正確；ab向右運(yùn)動(dòng)，cd向

12、左運(yùn)動(dòng)，且vi=V2,閉合回路的面積增大，穿過閉合回路的磁通量增大，閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，D項(xiàng)正確.7. BC解析：對(duì)圖A,因?yàn)橥娭睂?dǎo)線位于環(huán)形導(dǎo)線所在平面內(nèi)，且與直徑重合，因此穿過圓環(huán)的磁通量為零，所以當(dāng)切斷導(dǎo)線中的電流時(shí)，磁通量在整個(gè)變化過程中必為零，閉合回路中不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生；對(duì)圖B,因?yàn)榇磐繛榇笮蓚€(gè)部分磁感線條數(shù)之差，當(dāng)切斷直導(dǎo)線中的電流時(shí)，磁通量為零，即此過程中磁通量有變化，故閉合回路中會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生；同理可知，圖C中有感應(yīng)電流產(chǎn)生；對(duì)圖D,因?yàn)榄h(huán)形導(dǎo)線與直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感線平行，故磁通量為零.當(dāng)切斷直導(dǎo)線中的電流時(shí)，磁通量在整個(gè)變化過程中皆為零，所以閉合回路中不會(huì)有

13、感應(yīng)電流產(chǎn)生.8. 解析：判斷穿過整個(gè)球冠的磁通量的大小關(guān)鍵是看穿過的磁感線的條數(shù)，故穿過球冠的磁通量即穿過底面的磁通量.答案：Bttr29.答案：實(shí)驗(yàn)連接圖如圖所示(1)合上(或斷開)開關(guān)瞬間(2)將原線圈插入副線圈或從副線圈中抽出的過程中(3)閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片時(shí)10 .解析:(1)磁通量的計(jì)算公式二BS所以，線圈的磁通量i=BS4.8X0.5Wb=0.4Wb.(2)當(dāng)線圈位置轉(zhuǎn)過53。時(shí)，磁感線通過線圈白等效面積為S2=Scos53線圈的磁通量2=B«os53°=0.8X0.5X0.6Wb=0.24Wb.答案:(1)0.4Wb(2)0.24Wb11 .解析：將S閉合的瞬間，與線圈A組成的閉合電路有電流通過,線圈A產(chǎn)生的磁通量要穿過線圈B.線圈A是環(huán)形電流，其磁場(chǎng)不僅穿過所包圍的面積，方向向外；也穿過線圈外的廣大面積，方向向里.所包圍的面積內(nèi)磁通密度大，外圍面積