_高中物理第2章电磁感应与电磁场第1节电磁感应现象的发现学案粤教版

2018_2019高中物理第2章电磁感应与电磁场第1节电磁感应现象的发现学案粤教版本文简介：第一节电磁感应现象的发现学习目标知识脉络1.了解电磁感应现象发现的历史过程，体会科学家探索自然规律的科学态度和科学方法．2．通过实验，知道电磁感应现象及其产生的条件．(重点、难点)3．了解法拉第及其对电磁学的贡献，认识发现磁生电现象对推动电磁学理论和电磁技术发展的重大意义.[自主预习·探新知][知识

2018_2019高中物理第2章电磁感应与电磁场第1节电磁感应现象的发现学案粤教版本文内容：

第一节

电磁感应现象的发现

学

习

目

标

知

识

脉

络

1.了解电磁感应现象发现的历史过程，体会科学家探索自然规律的科学态度和科学方法．

2．通过实验，知道电磁感应现象及其产生的条件．(重点、难点)

3．了解法拉第及其对电磁学的贡献，认识发现磁生电现象对推动电磁学理论和电磁技术发展的重大意义.

[自

主

预

习·探

新

知]

[知识梳理]

一、法拉第与电磁感应现象

1．实验观察

(1)磁铁与螺线管有相对运动时能产生电流．在条形磁铁插入或拔出螺线管的瞬间，电流表的指针发生了偏转．条形磁铁在螺线管中保持不动时，电流表的指针不发生偏转．如图2-1-1所示．

图2-1-1

(2)改变原线圈中的电流，改变磁场的强弱，在副线圈中也能产生电流．当开关接通瞬间、断开瞬间、开关接通变阻器滑片移动时，电流表的指针发生了偏转；开关接通变阻器滑片不动时，电流表的指针不发生偏转．如图2-1-2所示．

图2-1-2

2．法拉第的实验结论

只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生．这种由于磁通量的变化而产生电流的现象叫做电磁感应现象，所产生的电流叫做感应电流．

二、感应电动势

1．电动势：描述电源将其他形式的能量转换成电能的本领的物理量．

2．感应电动势：由于电磁感应现象而产生的电动势．

[基础自测]

1．思考判断

(1)奥斯特发现了“电生磁”的现象之后，激发人们去探索“磁生电”的方法．(√)

(2)闭合电路中的磁通量发生变化就会产生感应电流．(√)

(3)只要有感应电流产生，穿过闭合回路的磁通量一定发生了变化．(√)

(4)只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流．(×)

(5)线框不闭合，即使穿过线框的磁通量变化，线框中也没有感应电流．(√)

(6)如果穿过断开电路的磁通量发生变化，电路中没有感应电流，也没有感应电动势．(×)

[提示]

(4)若磁通量不发生变化，则没有感应电流．

(6)只要磁通量发生变化，电路中就有感应电动势．

2．关于产生感应电流的条件，下列说法中正确的是(

)

A．只要闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定有感应电流

B．只要闭合电路中有磁通量，闭合电路中就有感应电流

C．只要导体做切割磁感线运动，就有感应电流产生

D．只要穿过闭合电路的磁感线条数发生变化，闭合电路中就有感应电流

D

[只有穿过闭合电路的磁通量发生变化时，才会产生感应电流，D正确．]

3．如图2-1-3所示，三角形线圈abc放在范围足够大的匀强磁场中并做下列运动，能产生感应电流的是(

)

图2-1-3

A．向上平移

B．向右平移

C．向左平移

D．以ab为轴转动

D

[以ab为轴转动时，穿过线圈中的磁通量发生变化，而将线圈上、下、左、右平移时穿过矩形线圈的磁通量不变，根据产生感应电流的条件可知选项D正确．]

[合

作

探

究·攻

重

难]

对磁通量及其变化量的理解

根据磁通量的定义式Φ＝BS，引起磁通量变化的方法有

1．闭合回路的面积不变，由于磁场变化而引起闭合回路的磁通量的变化．

2．磁场不变，由于闭合回路的面积发生变化而引起闭合回路的磁通量的变化．

3．磁场、闭合回路面积都发生变化时，也可引起穿过闭合电路的磁通量的变化．

总之，穿过闭合电路的磁感线条数发生变化时磁通量就发生了变化．

如图2-1-4所示，一环形线圈沿条形磁铁的轴线，从磁铁N极的左侧A点运动到磁铁S极的右侧B点，A、B两点关于磁铁的中心对称，则在此过程中，穿过环形线圈的磁通量将(

)

【导学号：71082043】

图2-1-4

A．先增大，后减小

B．先减小，后增大

C．先增大、后减小，再增大、再减小

D．先减小、后增大，再减小、再增大

思路点拨：①分析条形磁铁周围磁感线的特点．

②由磁通量的意义分析线圈磁通量的变化．

A

[穿过线圈的磁通量应以磁铁内部磁场为主，而内部的磁感线是一定值，在A、B点时，外部磁感线比较密，即与内部相反的磁感线多，相抵后剩下的内部的磁感线就少；中间位置时，外部磁感线比较疏，即与内部相反的磁感线少，相抵后剩下的内部的磁感线就多．所以两端磁通量小，中间磁通量大，A正确．]

(1)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.

(2)若穿过某线圈有方向相反的磁场，则线圈的磁通量为它们抵消后净的磁感线的条数.

[针对训练]

1．如图2-1-5所示，在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形闭合线框abcd，线框平面与磁场垂直．在下列情况中，线框中磁通量发生变化的是(

)

图2-1-5

A．线框沿纸面向左匀速运动

B．线框沿纸面向左加速运动

C．线框垂直纸面向外运动

D．线框绕ad边转动

D

[线框沿纸面向左匀速、加速运动，只要不出磁场，磁通量不变，线框垂直纸面向外运动，磁通量也不变．线框绕ad边转动时，磁通量变化．故A、B、C错误，D正确．]

产生感应电流的条件及方法

1．感应电流产生的条件

穿过闭合回路的磁通量发生变化，无论是闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，还是穿过回路的磁场或回路的面积发生变化，都会引起穿过闭合回路的磁通量发生变化，在回路中就会有感应电流产生．其条件可以归纳为两个：一是电路本身必须闭合，二是穿过回路本身的磁通量发生变化．主要体现在“变化”上，回路中有没有磁通量穿过不是产生感应电流的条件，如果穿过回路的磁通量很大但无变化，那么无论多么大，都不会产生感应电流．

2．产生感应电流的方法

(1)闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动

如图2-1-6所示，导体AB做切割磁感线运动时，线路中有电流产生，而导体AB顺着磁感线运动时，线路中无电流产生．

图2-1-6

图2-1-7

(2)磁铁在线圈中运动

如图2-1-7所示，条形磁铁插入或拔出线圈时，线圈中有电流产生，但磁铁在线圈中静止不动时，线圈中无电流产生．

(3)改变螺线管AB中的电流

如图2-1-8所示，将小螺线管AB插入大螺线管CD中不动，当开关S接通或断开时，电流表中有电流通过；若开关S一直接通，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中也有电流通过．

图2-1-8

如图所示，矩形线框在磁场中做各种运动，能够产生感应电流的是(

)

A

B

C

D

B

[感应电流产生条件为：①磁通量发生变化；②闭合回路．A、C、D中穿过矩形线框的磁通量都不变，故不产生感应电流．]

闭合回路磁通量发生变化，回路中就会产生感应电流

[针对训练]

2．如图2-1-9所示，线圈两端接在电流表上组成闭合电路．在下列情况中，电流表指针不发生偏转的是(

)

【导学号：71082044】

图2-1-9

A．线圈不动，磁铁插入线圈时

B．线圈不动，磁铁从线圈中拔出

C．磁铁不动，线圈上、下移动

D．磁铁插在线圈内不动

D

[产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化，线圈和电流计已经组成闭合回路，只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就产生感应电流，电流计指针就偏转．在选项A、B、C三种情况下，线圈和磁铁发生相对运动，穿过线圈的磁通量发生变化，产生感应电流；而当磁铁插在线圈中不动时，线圈中虽然有磁通量，但磁通量不变化，不产生感应电流．]

[当

堂

达

标·固

双

基]

1．磁通量可以形象地理解为“穿过一个闭合电路的磁感线的条数”．在图2-1-10所示磁场中，S1、S2、S3为三个面积相同的相互平行的线圈，穿过S1、S2、S3的磁通量分别为Φ1、Φ2、Φ3且都不为0.下列判断正确的是(

)

图2-1-10

A．Φ1最大

B．Φ2最大

C．Φ3最大

D．Φ1、Φ2、Φ3相等

A

[磁通量表示穿过一个闭合电路的磁感线条数的多少，从题图中可看出穿过S1的磁感线条数最多，穿过S3的磁感线条数最少．]

2．在一根水平方向的通电长直导线下方，有一个小线框abcd，放置在跟长导线同一竖直平面内，今使小线框分别做如图所示的四种不同的运动，其中线框磁通量没有变化的是(

)

A．左右平移

B．上下平移

C．在纸面前后平移

D．绕ab、cd边的中心轴转动

A

[长直导线下方的磁场是不均匀的，离导线越远磁感应强度越小，因此线框上下平移、在纸面前后平移、绕ab、cd边的中心轴转动时，磁通量均发生变化，但线框左右平移时，磁通量不发生变化．]

3．如图2-1-11所示，将一个矩形线圈放入匀强磁场中，若线圈平面平行于磁感线，则下列运动中，在线圈中会产生感应电流的是(

)

【导学号：71082045】

图2-1-11

A．矩形线圈做平行于磁感线的平移运动

B．矩形线圈做垂直于磁感线的平移运动

C．矩形线圈绕AB边转动

D．矩形线圈绕BC边转动

C

[A、B、D三个选项中在发生运动状态的变化时，没有引起磁通量的变化，故都没有发生电磁感应现象，所以没有感应电流产生．C选项中，线圈的磁通量发生了改变，故线圈中产生了感应电流．]