2019-2020学年沪教版物理选修3-2新素养同步（课件+精练）第1章　电磁感应与现代生活 (共25份打包)

1．1　电磁感应——划时代的发现 　1．了解与电磁感应现象的发现相关的物理学史．　2．知道电磁感应现象和感应电流的定义．　3．知道磁通量，会对其变化进行分析和计算．　4．知道产生感应电流的条件，会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验．(重点) 5．领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性 一、法拉第发现电磁感应的艰难历程 事件 意义 电生磁 1820年，丹麦奥斯特发现电流的磁效应 拉开了研究电与磁相互关系的序幕 磁生电 奥斯特、科拉顿、亨利等致力于磁生电的研究 科学探索是曲折的，真理追求是执着的 1831年，英国法拉第发现了电磁感应现象 揭示了电和磁的内在联系，引领人类进入电气时代 二、探究感应电流产生的条件 1．探究实验：利用磁铁在螺线管中的运动 将条形磁铁插入或拔出与电流表构成闭合电路的螺线管的过程中，穿过螺线管的磁通量发生变化，观察到电流表的指针发生偏转． 2．探究实验：利用通电螺线管的磁场 螺线管A、滑动变阻器、电源、开关组成一个闭合回路，螺线管B与电流表组成一个闭合回路，螺线管A放在螺线管B内，当开关闭合或断开的瞬间、滑动变阻器的滑片移动、螺线管A离开或进入螺线管B时，螺线管B中的磁通量发生变化，电流表的指针发生偏转，闭合电路中产生了感应电流． 3．结论：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流． 如图中为何在电流表中显示无电流通过？结合图试举一例说明怎样才能产生感应电流？ 提示：(1)因线圈中磁通量没有变化．(2)让线圈沿磁铁抽出． 　磁通量及其变化的分析和计算 1．磁通量Φ与磁通量变化量ΔΦ的理解 磁通量Φ 磁通量变化量ΔΦ 物理意义 某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数 穿过某个面的磁通量的差值 大小计算 Φ＝B·S，S为与B垂直的面积，不垂直时，取S在与B垂直方向上的投影 ΔΦ＝Φ2－Φ1要首先规定正方向 说明 穿过某个面有方向相反的磁场，则不能直接用Φ＝B·S，应考虑相反方向的磁通量抵消以后所剩余的磁通量 与磁场垂直的平面，开始时和转过180°时穿过平面的磁通量是不同的，一正一负，|ΔΦ|＝2BS而不是零 2．磁通量变化的几种形式 磁通量的变化一般有四种情形： (1)B不变，S变化，则ΔΦ＝B·ΔS 如图甲所示，闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动，闭合回路面积发生变化，引起磁通量变化． (2)B变化，S不变，则ΔΦ＝ΔB·S 如图乙所示，由于磁铁插入或拔出线圈，使线圈所处的磁场发生变化，引起磁通量变化． (3)B变化，S也变化，则ΔΦ＝B2S2－B1S1 如图丙所示，设回路面积从S1＝8 m2变到S2＝18 m2，磁感应强度B同时从B1＝0．1 T变到B2＝0．8 T，则回路中磁通量的变化为ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B2S2－B1S1＝13．6 Wb．若按ΔΦ＝ΔB·ΔS＝(0．8－0．1)×(18－8) Wb＝7 Wb计算就错了． (4)B不变，S不变，θ变化，则ΔΦ＝BS(sin θ2－sin θ1) 如图丁所示，闭合线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′转动，B不变，S不变，但B和S的夹角θ发生变化，引起穿过线圈的磁通量变化． 　(1)磁通量是标量，但有正负之分，正负仅表示穿入或穿出某面，而且是人为规定． (2)线圈为多匝时，不影响磁通量的计算，即Φ≠NBS，因为穿过线圈的磁感线的条数不受匝数影响． (3)若线圈面积S1大于磁场区域面积S2，如图，那么Φ＝BS中的S应指闭合回路中处于磁场中的那部分有效面积S2． 　一个100匝的线圈，其横截面是边长为L＝0．20 m的正方形，放在磁感应强度为B＝0．50 T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直．若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？ [思路点拨] 解此题从以下三点思考： (1)磁通量大小的计算Φ＝BS． (2)磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1． (3)周长不变的线圈形状变化，面积变化情况． [解析]　闭合线圈由正方形变为圆形(周长不变)，其所围成的面积发生了改变，磁感应强度B未变，只要求出这两种情况的Φ即可求出ΔΦ． 线圈横截面是正方形时的面积 S1＝L2＝(0．20)2 m2＝4．0×10－2 m2． 穿过线圈的磁通量 Φ1＝BS1＝0．50×4．0×10－2 Wb＝2．0×10－2 Wb． 横截面形状为圆形时，其半径r＝4L/(2π)＝2L/π． 横截面积大小S2＝π(2L/π)2＝16/(100π) m2． 穿过线圈的磁通量 Φ2＝BS2＝0．50×16/(100π) Wb≈2．55×10－2 Wb． 所以，磁通量的变化 ΔΦ＝Φ2－Φ1＝(2．55－2．0)×10