第04章 第1课时 划时代的发现 实验：探究感应电流产生的条件-【创新设计】2019版同步课堂讲义物理（人教版选修3-2）浙江专用

第1课时　划时代的发现 实验：探究感应电流产生的条件 [研究选考·把握考情] 知识内容[来源:学科网][来源:学科网ZXXK] 电磁感应现象[来源:Z#xx#k.Com][来源:学科网][来源:Z|xx|k.Com][来源:学.科.网Z.X.X.K] 考试要求[来源:Zxxk.Com][来源:Zxxk.Com] 加试b 教学要求 1.了解电磁感应现象发现的过程 2.知道电磁感应现象和感应电流 3.知道发现“磁生电”的意义和价值 4.知道探究实验所需的器材，能够对实验步骤进行设计，使磁铁运动形式或电流变化的方式相对完整 5.会设计实验记录表，能够根据记录实验数据和实验现象，总结实验规律 6.能提出研究感应电流产生条件的新的实验方案，如磁铁不动、线圈运动等 7.经历实验的探究过程，体会透过各种实验现象，分析、归纳本质特征的思想方法 说明 不要求掌握法拉第等科学家对电磁感应现象研究的具体细节 知识点一　电磁感应现象 [基 础 梳 理] 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转动，这种效应称为电流的磁效应。 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。产生的电流叫做感应电流。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。 [即 学 即 练] 下列属于电磁感应现象的是(　　) A.通电导体周围产生磁场 B.磁场对感应电流发生作用，阻碍导体运动 C.由于导体自身电流发生变化，在回路中产生感应电流 D.电荷在磁场中定向移动形成电流 解析　根据引起电流原因的五类情况可知，导体自身电流发生变化，在回路中产生感应电流为电磁感应现象。故选项C正确。 答案　C 知识点二　磁通量及其变化 [基 础 梳 理] 1.磁通量 (1)定义：闭合导体回路的面积与垂直穿过它的磁场的磁感应强度的乘积叫磁通量，符号为Φ。在数值上等于穿过投影面的磁感线的条数。 (2)公式：Φ＝BS。其中S为回路平面在垂直磁场方向上的有效面积。若正方形线框的边长为a，磁感强度为B的正方形匀强磁场区域的边长为b，则穿过线框的磁通量Φ＝Bb2，如图1所示。 图1 (3)单位：韦伯，简称韦，符号Wb。 (4)注意：①磁通量是标量，但有正、负之分。一般来说，如果磁感线从线圈的正面穿入，线圈的磁通量就为“＋”，磁感线从线圈的反面穿入，线圈的磁通量就为“－”。②磁通量与线圈的匝数无关(填“有关”或“无关”)。 2.磁通量的变化量：ΔΦ＝Φ2－Φ1 [要 点 精 讲] (1)B与S垂直时(匀强磁场中)：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(匀强磁场中)：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投影到与B垂直的方向上，如图2所示，Φ＝BSsin θ。 图2 【例1】 如图3所示，有一个面积为S＝400 cm2的正方形线圈abcd，平面与竖直方向的夹角θ＝60°，放在磁感应强度为B＝0.50 T的水平匀强磁场中，则穿过正方形线圈的磁通量是多少？ 图3 解析　线圈在垂直B方向上的有效面积 S⊥＝Scos θ＝400×10－4×cos 60°＝0.04×0.5 m2＝0.02 m2 穿过正方形线圈的磁通量 Φ＝BS⊥＝0.50×0.02 Wb＝0.01 Wb 答案　0.01 Wb 【例2】 如图4所示，水平放置的扁平条形磁铁，在磁铁的左端正上方有一金属线框，线框平面与磁铁垂直，当线框从左端正上方沿水平方向平移到右端正上方的过程中，穿过它的磁通量的变化情况是(　　) 图4 A.先减小后增大 B.始终减小 C.始终增大 D.先增大后减小 解析　线框在磁铁两端的正上方时穿过该线框磁通量最大，在磁铁中央时穿过该线框的磁通量最小，所以该过程中的磁通量先减小后增大，故A对。 答案　A 知识点三　实验：探究感应电流的产生条件 [基 础 梳 理] 1.实验设计 (1)实验1：如图5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(填“有”或“无”)。 图5 (2)实验2：如图6所示，条形磁铁插入或拔出线圈时，线圈中有电流产生，但条形磁铁在线圈中静止不动时，线圈中无电流产生。(填“有”或“无”) 图6 (3)实验3：如图7所示，将小螺线管A插入大螺线管B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一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中有电流通过；而开关一直闭合，滑动变阻器滑动触头不动时，电流表中无电流产生(填“有”或“无”)。 图7 2.分析论证 上述三个实验产生感应电流的情况不同，但其中肯定有某种共同的原因，完成下表