物理3-2人教版精编习题含详解答案第四章第一节划时代的发现第二节探究感应电流的产生条件.doc

第四章　电磁感应 第一节　划时代的发现 第二节　探究感应电流的产生条件 [学习目标]　1.能理解什么是电磁感应现象．　2.能记住产生感应电流的条件．　3.会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验．　4.能说出磁通量变化的含义．　5.会利用电磁感应产生的条件解决实际问题． 一、划时代的发现(阅读教材第2页至第3页) 1．奥斯特梦圆“电生磁” 1820年，丹麦物理学家奥斯特发现载流导体能使小磁针偏转，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．法拉第心系“磁生电” 1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，即“磁生电”现象．他把引起电流的原因概括为五类：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体．他把这些现象命名为电磁感应，产生的电流叫做感应电流． 拓展延伸———————————————————(解疑难) 　电流的磁效应与电磁感应的比较 比较 本质 发现 应用 电流的磁效应 电生磁 奥斯特(丹麦) 电动机、电磁铁 电磁感应 磁生电 法拉第(英国) 发电机、话筒 1.(1)奥斯特发现了电流的磁效应；法拉第发现了电磁感应现象．(　　) (2)库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值．(　　) (3)安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律．(　　) 提示：(1)√　(2)√　(3)× 二、探究感应电流的产生条件 (阅读教材第5页至第7页) 1．探究导体棒在磁场中运动是否产生感应电流(如图)． 实验操作 实验现象(有无电流) 分析论证 导体棒静止 无 闭合电路包围的磁场面积变化时，电路中有感应电流产生；包围的磁场面积不变时，电路中无感应电流产生 导体棒平行 磁感线运动 无 导体棒切割 磁感线运动 有 2.探究磁铁在线圈中运动是否产生感应电流(如图)． 实验操作 实验现象(有无电流) 分析论证 N极插入线圈 有 线圈中的磁场变化时，线圈中有感应电流产生；线圈中的磁场不变时，线圈中无感应电流产生 N极停在线圈中 无 N极从线圈中抽出 有 S极插入线圈 有 S极停在线圈中 无 S极从线圈中抽出 有 3.模仿法拉第的实验(如图)． 实验操作 实验现象 (线圈B中 有无电流) 分析论证 开关闭合瞬间 有 线圈B中磁场变化时，线圈B中有感应电流产生；磁场不变时，线圈B中无感应电流产生 开关断开瞬间 有 开关保持闭合，滑动 变阻器滑片不动 无 开关保持闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片 有 4.感应电流产生的条件 只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就会产生感应电流． 拓展延伸———————————————————(解疑难) 　穿过闭合电路的磁通量发生变化的四种情况 B不变、S变 例：闭合电路的一部分导体切割磁感线时 B变、S不变 例：线圈与磁体之间发生相对运动时 B和S都变 注意：此时可由ΔΦ＝Φt－Φ0计算并判断磁通量是否变化 B和S大小都不变，但二者之间的夹角变 例：线圈在磁场中转动时 2.(1)只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生．(　　) (2)穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生．(　　) (3)线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也没有感应电流产生．(　　) 提示：(1)×　(2)×　(3)√ 对Φ和ΔΦ的理解 [学生用书P6] 　磁通量Φ和磁通量变化量ΔΦ是判断回路中有无感应电流的关键，通常以给出磁场和回路运动、变形等具体情况判断穿过回路的磁通量是否变化来考查此问题． ———————————(自选例题，启迪思维) 如图所示的线框abcd面积为S，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面成θ角，当线框以ab为轴顺时针转90°到虚线位置时，试求： (1)初末位置穿过线框的磁通量大小Φ1和Φ2； (2)磁通量的变化量ΔΦ. [思路探究]　(1)Φ1和Φ2的正负关系是怎样的？ (2)线框平面在垂直于磁感线方向的投影面积是多大？ [解析]　(1)法一：在初始位置，把面积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为S＝Ssin θ，所以Φ1＝BSsin θ.在末位置，把面积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为S′＝Scos θ.由于磁感线从反面穿入，所以Φ2＝－BScos θ. 法二：如图所示，把磁感应强度B沿垂直于面积S和平行于面积S进行分解，得B上＝Bsin θ，B左＝Bcos θ 所以Φ1＝B上S＝BSsin θ. Φ2＝－B左S＝－BScos θ. (2)开始时B与线框平面成θ角，穿过线框的磁通量Φ1＝BS