第5章 第2节 电磁感应现象及其应用-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高二物理必修3同步课堂高效讲义教师用书（鲁科版）

第2节　电磁感应现象及其应用 【核心素养目标】 物理观念 知道磁通量的概念、电磁感应现象及产生感应电流的条件。 科学思维 能进行磁通量的相关计算，理解产生感应电流的条件，能处理相关的问题。 科学探究 通过实验探究产生感应电流的条件，学会归纳总结法。 科学态度与责任 了解电磁感应现象的发现过程，体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神。 一、磁通量 1．磁通量 (1)定义：磁感应强度B与面积S的乘积，称为穿过这个平面的磁通量。 (2)计算公式：Φ＝BS，此公式的适用条件： ①匀强磁场；②磁感线与平面垂直。 (3)单位：在国际制单位制中是韦伯，简称韦，符号是Wb，1 Wb＝1 T·m2。 (4)磁通量是一个只用大小就能描述的物理量，是标量。 2．磁通密度：磁感应强度又称磁通密度，B＝，其中Sn为垂直于磁场方向的面积，表示磁感应强度在数值上等于穿过垂直磁感线的单位面积的磁通量。 二、电磁感应现象 1．电磁感应现象：因闭合回路的磁通量变化而产生电流的现象称为电磁感应。 2．感应电流：由电磁感应产生的电流称为感应电流。 三、电磁感应的应用 1．计算机磁盘与磁记录 计算机磁盘在录制时，磁头产生的磁场随数字信息 而改变，当磁性盘片转动时，变化的磁场将磁盘上的磁性材料磁化，就记录下相应的磁信号。读取信息时，磁盘再次通过磁头，电磁感应使磁头产生的电流与录制时的电流一致，从而获得录制的信息。 2．无线充电 无线充电时，充电座和手机分别内置线圈，当手机放在充电座上时，充电座的线圈产生变化磁场，使手机的线圈产生感应电流，感应电流经转换变为直流电后便能给手机电池充电了。 3．动圈式话筒 话筒是把声音转变为电信号的装置，动圈式话筒由膜片、线圈、永磁体等构成。当人对着话筒讲话时，声波使金属膜片振动，连接在膜片上的线圈(音圈)随之在永磁铁的磁场里振动，从而产生感应电流。感应电流的大小和方向不断发生变化，这种带有声音信号的感应电流经扩音器放大后，扬声器就能放出被放大的声音了。 学生用书第121页 1．判断正误 (1)磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量。(　　) (2)将一平面置于匀强磁场中的任何位置，穿过该平面的磁通量总相等。(　　) (3)穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零。(　　) (4)磁只能用来记录声音和影像。(　　) (5)只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生。(　　) 答案：　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　 2．链接实景 如图所示，环形金属软弹簧套在条形磁铁的中心位置，若沿其半径向外拉弹簧，使其所围面积增大，则金属导线中是否有感应电流？ 提示：　当拉大弹簧所围面积时，磁铁内部的磁场的磁通量不变，而磁铁外部的磁场的磁通量却增大，故所围面积的磁通量减小，回路中有感应电流。 知识点一　磁通量的理解与计算 (1)如图所示，平面S在垂直于磁场方向上的投影面积为S′，则通过面积S的磁通量是多大？ (2)若磁场增强，即B增大，通过面积S的磁通量是否增大？ 提示：　(1)BS′；(2)B增大时，通过面积S的磁通量增大。 1．对磁通量的理解 (1)磁通量表示穿过某一面积的磁感线条数的多少。 (2)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．磁通量的计算 (1)匀强磁场，磁感线与平面垂直时：Φ＝BS。 (2)匀强磁场，磁感线与平面不垂直时：Φ＝BS sin θ，公式中的θ是平面与磁感线的夹角，S sin θ是平面在垂直于磁感线方向的投影面积。 (3)若某一平面有正反两个方向的磁感线穿过，穿过正向的磁通量为Φ1，反向的磁通量为Φ2，则穿过该平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2。 3．磁通量的变化 大致可分为以下几种情况 (1)磁感应强度B不变，有效面积S发生变化。如图(a)所示。 学生用书第122页 (2)有效面积S不变，磁感应强度B发生变化。如图(b)所示。 (3)磁感应强度B和面积S都不变，它们之间的夹角发生变化。如图(c)所示。 如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过线框平面的磁通量为多少？若使框架绕OO′轴转过60°角，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过90°角，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过180°角，则穿过线框平面的磁通量变化了多少？ 解析：　在图示位置时，磁感线与线框平面垂直，Φ＝BS。当线框绕OO′轴转过60°时可以将原图改画成从上面向下看的俯视图，如图所示。 Φ＝BS⊥＝BS·cos 60°＝BS。 转过90°时，线框由与磁感线垂直变为与磁感线平行， Φ＝0。 线框转过180°时，磁感线仍然垂直穿过线框，只不过穿