【创新方案】2015-2016学年高中物理 第四章 电磁感应教师用书(含解析)新人教版选修3-2.doc

【创新方案】2015-2016学年高中物理 第四章 电磁感应教师用书 新人教版选修3-2 1．电磁感应的探索历程 (1)“电生磁”的发现：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。 (2)“磁生电”的发现：1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。 (3)法拉第的概括：法拉第把引起感应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。 (4)电磁感应：法拉第把他发现的磁生电的现象叫做电磁感应，产生的电流叫感应电流。 2．探究感应电流的产生条件 (1)探究导体棒在磁场中运动是否产生电流(如图所示)： (2)探究磁铁在通电螺线管中运动是否产生电流(如图所示)： 在上述第二种探究过程中，电流表有示数时，穿过线圈磁感线的条数是否一定发生变化？解析：一定发生变化，磁感线的条数可能增加，也可能减小。 3．感应电流的产生条件 只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有感应电流。 1．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管中一定有感应电流产生(×) 解析：若电路不闭合，则无感应电流产生，1错误。 2．闭合线路中有感应电流时，则通过线路的磁通量一定发生变化(√) 解析：产生感应电流的条件为线路闭合，通线线路的磁通量发生变化，两条件缺一不可，2正确。 考点一 磁通量及磁通量变化量的计算 1．对磁通量的三点理解 (1)磁通量是标量，但是有正负。磁通量的正负不代表大小，只表示磁感线是怎样穿过平面的。即若以向里穿过某面的磁通量为正，则向外穿过这个面的磁通量为负。 (2)若穿过某一面的磁感线既有穿出，又有穿入，则穿过该面的合磁通量为净磁感线的条数。 (3)由Φ＝BS可知，磁通量的大小与线圈的匝数无关。 2．匀强磁场中磁通量的计算 (1)B与S垂直时：Φ＝BS。B指匀强磁场的磁感应强度，S为线圈的面积。 (2)B与S不垂直时：Φ＝BS。S为线圈在垂直磁场方向上的有效面积，在应用时可将S分解到与B垂直的方向上，如图所示，Φ＝BSsin θ。 3．磁通量变化量的计算 当B与S垂直时，通常有以下两种情况： (1)S面积不变，B改变，则ΔΦ＝ΔBS。 (2)S面积改变，B不变，则ΔΦ＝B·ΔS。 [典例1]　如图所示的线框，面积为S，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，B的方向与线框平面成θ角，当线框转过90°到如图所示的虚线位置时，试求： (1)初、末位置穿过线框的磁通量的大小Φ1和Φ2； (2)磁通量的变化量ΔΦ的大小。 [思路探究] (1)磁感应强度B的方向是否从同一面穿入？ 提示：不是。 (2)计算Φ1和Φ2的大小时应该注意什么问题？ 提示：计算Φ1和Φ2时，应先规定Φ1和Φ2的正负。 [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，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 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＝BSsin θ；当线框平面按顺时针方向转动时，穿过线框的磁通量减少，当转动θ时，穿过线框的磁通量减少为零，继续转动至90°时，磁通量从另一面穿过，变为“负”值，为Φ2＝－BScos θ。所以，此过程中磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－BScos θ－BSsin θ＝－BS(cos θ＋sin θ) [答案]　(1)BSsin θ　－BScos θ　(2)－BS(cos θ＋sin θ)由公式Φ＝BSsin θ可以看出Φ的变化是由B、S或θ的变化引起的，因此在求磁通量的变化时要先弄清Φ的变化到底是由哪一个量的变化引起的，然后根据此量的变化情况分析磁通量的变化情况。 1．如图所示，一矩形线圈abcd的面积S为1×10－2 m2，它与匀强磁场方向之间的夹角θ为30°，穿过线圈的磁通量Φ为1×10－3 Wb。则： (1)磁场的磁感应强度B为多大？ (2)若线圈以ab边为轴翻转180°，求此过程穿过线圈的磁通量的变化大小ΔΦ为多少。 解析：(1)由磁通量的计算公式，Φ＝BS＝BSsin θ 可得B＝＝ T＝0.2 T (2)若规定开始时穿过线圈的磁通量为正，则转过180°时穿过线圈的磁通量为负，故Φ1＝1×10－3 Wb，Φ2＝－1×10－3 Wb，ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2×10－3 Wb 答案：(1)0.2 T　(2)2×10－3 Wb考点二 感应电流有无的判断 1．感应电流的产生条件 (1)电路闭合的导体电路。 (2