2018版高中物理 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. 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．在條形磁鐵插入或撥出螺線管的瞬間，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． 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．(√) 　閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，這時(shí)穿過(guò)閉合回路的磁通量是否一定發(fā)生了變化？ 【提示】　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)生變化． 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． 1．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 【解析】　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． 【答案】　D 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(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：75392056】 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) 【解析】　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． 【答案】　A 3．如圖213所示，環(huán)形金屬軟彈簧套在條形磁鐵的中心位置，若沿其半徑向外拉彈簧，使其面積增大，則穿過(guò)彈簧的磁通量將如何變化？ 圖213 【解析】　注意彈簧面所在處存在兩個(gè)方向的磁場(chǎng)，即磁鐵的內(nèi)磁場(chǎng)和外磁場(chǎng)，它們各自產(chǎn)生正負(fù)不同的磁通量，總的磁通量等于兩者絕對(duì)值之差，當(dāng)拉大彈簧面積時(shí)，內(nèi)磁場(chǎng)的磁通量不變，而外磁場(chǎng)的磁通量卻增大(穿過(guò)磁鐵與彈簧間磁感線條數(shù)增多)，故Φ＝|Φ內(nèi)|－|Φ外|應(yīng)減小． 【答案】　磁通量減小 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)． 1．只要閉合電路內(nèi)有磁通量，閉合電路中就有感應(yīng)電流．() 2．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．(√) 如果穿過(guò)斷開(kāi)電路的磁通量發(fā)生變化，電路中有沒(méi)有感應(yīng)電流？有沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？ 【提示】　由于電路是斷開(kāi)的，電路中沒(méi)有感應(yīng)電流，但有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)． 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)閉合回路的磁通量發(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214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214　　　　　　　　圖215 (2)磁鐵在線圈中運(yùn)動(dòng) 如圖215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)，線路中無(wú)電流產(chǎn)生． (3)改變螺線管AB中的電流 如圖216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216 4．如圖217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(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：75392057】 圖217 A．向上平移 B．向右平移 C．向左平移 D．以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng) 【解析】　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，則將線圈上、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． 【答案】　D 5.如圖218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(　　) 圖218 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) 【解析】　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． 【答案】　D 6．如圖219所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的“U”形導(dǎo)軌上，有兩根等長(zhǎng)的平行導(dǎo)線ab和cd，它們以相同的速度v勻速向右滑動(dòng)．為使ab中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，對(duì)開(kāi)關(guān)S來(lái)說(shuō)(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：75392058】 圖219 A．打開(kāi)和閉合都可以 B．應(yīng)打開(kāi) C．打開(kāi)和閉合都不行 D．應(yīng)閉合 【解析】　若開(kāi)關(guān)打開(kāi)，導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)時(shí)，閉合電路abdc中磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流；若開(kāi)關(guān)閉合，導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)時(shí)，閉合電路abNM中磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以應(yīng)選D. 【答案】　D 分析是否產(chǎn)生感應(yīng)電流，關(guān)鍵是分析穿過(guò)閉合線圈的磁通量是否變化，分析磁通量是否變化，可通過(guò)分析穿過(guò)線圈的磁感線條數(shù)是否變化．