物理：4.2《探究電磁感應(yīng)產(chǎn)生的條件》學案(新人教選修3-2)

1、二、探究電磁感應(yīng)產(chǎn)生的條件要點導學本節(jié)主要探究電磁感應(yīng)產(chǎn)生的條件。1、探究的方法主要是實驗。連同初中學習的一個實驗，課文介紹了三個實驗，見圖4-2-1，圖4-2-2和圖4-2-3。我們要認真做好這三個實驗，并從這三個實驗中分析、歸納、概括出電磁感應(yīng)產(chǎn)生的條件。學習初中物理時，我們已經(jīng)知道：閉合電路的一部分導體切割磁感應(yīng)線，電路就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。2、對實驗現(xiàn)象的歸納。3、概括電磁感應(yīng)的條件。由于閉合電路的面積與垂直穿過此面積的磁感應(yīng)強度的乘積叫做磁通量，所以產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。從磁感線的角度來看，磁通量就是穿過閉合電路的磁感線的數(shù)目，因此即使磁場和閉合電路的面積都

2、不變，如果磁場與閉合電路所在平面之間的夾角變化（如由垂直變?yōu)椴淮怪保?，磁通量也會發(fā)生變化。范例精析例1 如圖4-2-4所示，在有界勻強磁場中有一矩形線圈abcd垂直磁場放置，現(xiàn)使線圈做如下幾種運動：（a）向上加速平移，（未出磁場），（b）勻速向右平移，（c）繞ab邊轉(zhuǎn)90°，其中線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 。拓展 ：在判斷是否有感應(yīng)電流時，除了確定是閉合電路外，如閉合電路是在勻強磁場中，則著重判斷閉合電路在磁場中的面積是否變化，以及和磁感線的夾角是否發(fā)生變化，以確定磁通量是否變化，從而確定是否有感應(yīng)電流發(fā)生。例2 如圖4-2-5所示，A、B兩回路中各有一開關(guān)S1、S2，且回路A中接有電

3、源，回路B中接有靈敏電流計，下列操作及相應(yīng)的結(jié)果可能的是A、 先閉合S2，后閉合S1的瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)B、 S1、S2閉合后，在斷開S2的瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)C、 先閉合S1，后閉合S2的瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)- 1 -D、S1、S2閉合后，在斷開S1的瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)解析： 回路A中有電源，當S1閉合后，回路中有電流，在回路的周圍產(chǎn)生磁場，回路B中有磁通量，在S1閉合或斷開的瞬間，回路A中的電流從無到有或從有到無，電流周圍的磁場發(fā)生變化，從而使穿過回路B的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，此時若S2是閉合的，則回路B中有感應(yīng)電流，電流表指針偏轉(zhuǎn)。所以A、D正確。拓展：這類問題，首先要判斷

4、該電流的磁場方向，從而確定是否有磁感線穿過線圈平面，然后再根據(jù)電流的變化情況判斷磁通量是否變化，若產(chǎn)生磁場的電流雖然發(fā)生了變化，但穿過線圈平面的磁通量始終為零，那么閉合回路中也不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。如將圖4-2-5中的回路A換成一根通過回路B的一條直徑的充分長通電直導線，則不論直導線中的電流如何變化，回路B也不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。例3 恒定的勻強磁場中有一圓形的閉合導體線圈，線圈平面垂直于磁場方向。當線圈在此磁場中作下列哪種運動時，線圈能產(chǎn)生感應(yīng)電流？A.線圈沿自身所在的平面作勻速運動B.線圈沿自身所在的平面作加速運動C.線圈繞任意一條直徑作勻速轉(zhuǎn)動D.線圈繞任意一條直徑作變速轉(zhuǎn)動解析：線圈沿自身所在

5、的平面作勻速運動時線圈中磁通量不變；線圈沿自身所在的平面作加速運動時線圈中磁通量也不變，所以線圈中沒有感應(yīng)電流。線圈繞任意一條直徑作勻速轉(zhuǎn)動時線圈中磁通量有變化，線圈繞任意一條直徑作變速轉(zhuǎn)動時線圈中磁通量也有變化，所以線圈中有感應(yīng)電流。正確答案是C、D。拓展：這道高考題的立意是考查考生對產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是否掌握。同時也考查了考生的空間想象能力。解決這一類問題 的關(guān)鍵是看線圈中的磁通量是否變化。能力訓練1、如圖4-2-6，豎直放置的長直導線ef中通有恒定電流，有一矩形線框abcd與導線在同一平面內(nèi)，在下列情況中線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 （ABD ）A、導線中電流強度變大 B、線框向右平動C、線框向

6、下平動 D、線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動 E、線框以直導線ef為軸轉(zhuǎn)動2、下列關(guān)于產(chǎn)生感應(yīng)電流的說法中，正確的是 （ D ）A、只要穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生B、只要閉合導線做切割磁感線的運動，導線中就一定有感應(yīng)電流C、閉合電路的一部分導體，若不做切割磁感線運動，則閉合電路中就一定沒有感應(yīng)電流D、當穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，閉合電路中就一定有感應(yīng)電流 - 2 -3、如圖4-2-7所示，一個矩形線圈與通有相同大小的電流的平行直導線在同一平面，且處于兩直導線的中央，則線框中有感應(yīng)電流的是（ BC ）A、兩電流同向且不斷增大 B、兩電流同向且不斷減小C、兩電流反向且不斷增大

7、D、兩電流反向且不斷減小4、如圖4-2-8所示，導線ab和cd互相平行，則在下列情況中導線cd中無電流的是（ D ）A、電鍵S閉合或斷開的瞬間B、電鍵S是閉合的，但滑動觸頭向左滑C、電鍵S是閉合的，但滑動觸頭向右滑D、電鍵S始終閉合，滑動觸頭不動5、如圖4-2-9所示，范圍很大的勻強磁場平行于OXY平面，線圈處在OXY平面中，要使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，其運動方式可以是（ C ）A、沿OX軸勻速平動 B、沿OY軸加速平動C、繞OX軸勻速轉(zhuǎn)動 D、繞OY軸加速轉(zhuǎn)動6、目前觀察到的一切磁體都存在N、S兩個極，而科學家卻一直在尋找是否存在只有一個磁極的磁單極子。若確定存在磁單極子，設(shè)法讓磁單極子A通過一超導材料制成的線圈如圖4-2-10所示，則下列對于線圈中的感應(yīng)電流的判斷，正確的是（ C）A、只有A進入線圈的過程有電流 B、只有A離開線圈的過程中有電流C、A離開線圈后，電流保持不變 D、A離開線圈后，電流消失7、如圖4-2-11所示，在勻強磁場中有一線圈，線圈平面與磁感線平行。當磁場突然增大時，線圈中有感應(yīng)電流嗎？為什么？無感應(yīng)電流，因為磁通量不變8、如