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(通用版)2018-2019版高中物理第四章电磁感应4-1-4-2划时代的发现探究感应电流的产生条件学案新人教版选修

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2019 年精心整理试题、试卷、学案、教案 (通用版)2018-2019 版高中物理第四章电磁感应 4-1-4-2 划时代的发现探究感应电流的产生条件学案新人教版选修 3-2 [学*目标] 1.理解什么是电磁感应现象及产生感应电流的条件 .2. 会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验 .3.了解磁通量的定义及变 化. 一、划时代的发现 1. 丹麦物理学家奥斯特发现载流导体能使小磁针转动, 这种作用称为 电流的磁效应,揭示了电现象与磁现象之间存在密切联系. 2.英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象,即“磁生电”现象,他 把这种现象命名为电磁感应.产生的电流叫做感应电流. 二、感应电流的产生条件 只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,闭合导体回路中就有感应 电流. [即学即用] 1.判断下列说法的正误. (1)若把导线东西放置, 当接通电源时, 导线下面的小磁针一定会发生 转动.( × ) (2) 奥 斯 特 发 现 了 电 流 的 磁 效 应 ; 法 拉 第 发 现 了 电 磁 感 应 现 象.( √ ) (3)小磁针在通电导线附*发生偏转的现象是电磁感应现象. ( You and y our family are invited to join the YM CA for a Halloween hike up Badger Moun tain! Ma ke sure to wear y our Halloween × ) 1/9 2019 年精心整理试题、试卷、学案、教案 (4)通电线圈在磁场中转动的现象是电流的磁效应.( × ) 2.如图 1 所示,条形磁铁 A 沿竖直方向插入线圈 B 的过程中,电流表 G 的指针________(填“不偏转”或“偏转”); 若条形磁铁 A 在线圈 B 中保持不动,电流表 G 的指针________(填“不偏转”或“偏转”). 图1 答案 偏转 不偏转 一、磁通量及其变化 [导学探究] 如图 2 所示, 闭合导线框架的面积为 S, 匀强磁场的磁感 应强度为 B. 图2 (1)分别求出 B⊥S(图示位置)和 B∥S(线框绕 OO′转 90°)时, 穿过闭 合导线框架*面的磁通量. (2)由图示位置绕 OO′转过 60°时,穿过框架*面的磁通量为多少? 这个过程中磁通量变化了多少? 答案 (1)BS 0 (2)BS 减少了 BS [知识深化] 1.匀强磁场中磁通量的计算 (1)B 与 S 垂直时,Φ =BS. (2)B 与 S 不垂直时, Φ =B⊥S, B⊥为 B 垂直于线圈*面的分量. 如图 3 甲所示,Φ =B⊥S=(Bsin θ )·S. 也可以 Φ =BS⊥, S⊥为线圈在垂直磁场方向上的投影面积, 如图乙所 示,Φ =BS⊥=BScos θ . 图3 You and y our family are invited to join the YM CA for a Halloween hike up Badger Moun tain! Ma ke sure to wear y our Halloween 2/9 2019 年精心整理试题、试卷、学案、教案 2.磁通量的变化 大致可分为以下几种情况: (1)磁感应强度 B 不变,有效面积 S 发生变化.如图 4(a)所示. (2)有效面积 S 不变,磁感应强度 B 发生变化.如图(b)所示. (3)磁感应强度 B 和有效面积 S 都不变, 它们之间的夹角发生变化. 如 图(c)所示. 图4 例1 如图 5 所示,有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 B, 磁场有明显的圆形边界, 圆心为 O, 半径为 r.现于纸面内先后放上圆线 圈 A、B、C,圆心均处于 O 处,线圈 A 的半径为 r,10 匝;线圈 B 的半 径为 2r,1 匝;线圈 C 的半径为,1 匝. 图5 (1)在 B 减为的过程中,线圈 A 和线圈 B 中的磁通量变化了多少? (2)在磁场转过 90°角的过程中, 线圈 C 中的磁通量变化了多少?转过 180°角呢? 答案 (1)A、B 线圈的磁通量均减少了 Bπ r2 2 (2)减少了 Bπ r2 减少了 Bπ r2 解析 (1)A、B 线圈中的磁通量始终一样,故它们的变化量也一样. Δ Φ =(-B)·π r2=- 即 A、B 线圈中的磁通量都减少了 Bπ r2 2 Bπ r2 2 (2)对线圈 C,Φ 1=Bπ r′2=Bπ r2 当磁场转过 90°时,Φ 2=0, 故 Δ Φ 1=Φ 2-Φ 1=-Bπ r2 当转过 180°时, 磁感线从另一侧穿过线圈, 若取 Φ 1 为正, 则Φ3为 You and y our family are invited to join the YM CA for a Halloween hike up Badger Moun tain! Ma ke sure to wear y our Halloween 3/9 2019 年精心整理试题、试卷、学案、教案 负, 有 Φ 3=-Bπ r2,故 Δ Φ 2=Φ 3-Φ 1=-Bπ r2. 1.磁通量与线圈匝数无关. 2.磁通量是标量,但有正、负,其正、负分别表示与规定的穿入方向 相同、相反. 例2 磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量, 如图 6 所示, 通有恒 定电流的导线 MN 与闭合线框共面, 第一次将线框由位置 1 *移到位置 2, 第二次将线框绕 cd 边翻转到位置 2, 设先后两次通过线框的磁通量 变化量的大小分别为 Δ Φ 1 和 Δ Φ 2,则( 图6 B.Δ Φ 1=Δ Φ 2 D.无法确定 A.Δ Φ 1>Δ Φ 2 C.Δ Φ 1<Δ Φ 2 答案 C 解析 设闭合线框在位置 1 时穿过闭合线框的磁通量为 Φ 1, *移到位 置 2 时穿过闭合线框的磁通量为 Φ 2, 导线 MN 中的电流产生的磁场在 位置 1 处的磁感应强度比在位置 2 处



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