(讲义)第5章 第2节 电磁感应现象及其应用-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册(鲁科版2019)

第2节　电磁感应现象及其应用 学习任务 1．知道磁通量的概念、电磁感应现象及产生感应电流的条件，能解释电磁感应的相关现象。 2．理解磁通量的概念并会相关计算，理解产生感应电流的条件，能处理相关的问题。 3．通过实验探究产生感应电流的条件，学会归纳总结法，能与他人交流合作完成实验。 4．体会电磁技术应用对人类生活和社会发展带来的影响，体验人类对自然界的认识是不断发展的，培养学科学、用科学的积极态度。 知识点一　磁通量 1．磁通量 (1)定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S的乘积叫做穿过这一面积的磁通量。 (2)公式：Φ＝BS。 (3)单位：韦伯，简称韦，符号为Wb,1 Wb＝1 T·m2。 (4)穿过某个面的磁通量可理解为穿过该面的磁感线条数，垂直穿过单位面积的磁感线条数等于该处的磁感应强度的大小。 (5)如图所示，在匀强磁场B中，如果面积为S的平面与磁场方向不垂直，S与垂直B的平面间的夹角为α，穿过S的磁通量为Φ＝BScos α。 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。 　磁通量是标量，但有正负，正、负号表示磁感线穿过同一个面的方向不同。 1．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量。 (×) (2)穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零。 (√) 知识点二　电磁感应现象 1．探究感应电流产生的条件 实验1　如图甲所示，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”) 甲 实验2　如图乙所示，当条形磁铁插入或抽出线圈时，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。(选填“有”或“无”) 实验3　如图丙所示，将小螺线管A插入大螺线管B中不动，当开关S闭合或断开时，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。 乙　　　　　　　　　　　　丙 2．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。 3．感应电流：由电磁感应产生的电流称为感应电流。 　电磁感应只指“磁生电”，不指“电生磁”。 2．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生。 (×) (2)闭合电路的部分导体在磁场中运动就会产生感应电流。 (×) 知识点三　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。 　动圈式话筒里讲话时线圈振动使磁通量发生变化，产生感应电流。 3．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) 磁只能用来记录声音和影像。 (×) 4．填空 如图所示，半径为R的圆线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面，若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量大小为πBr2。 试探究：(1)只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就一定有感应电流吗？ (2)某一时刻穿过闭合回路的磁通量为零时，回路一定无感应电流吗？ 提示：(1)不是，还必须是组成闭合电路。 (2)不一定，如果穿过闭合回路的磁通量正在变化，只是某一时刻磁通量为零，则回路中会产生感应电流。 考点1　磁通量的理解与计算 1．对磁通量Φ的进一步分析 (1)磁通量是标量，但有正负。当磁感线从某一平面穿入时，若规定磁通量为正值，则穿出此平面时为负值。 (2)磁通量是表示穿过某平面的磁感线条数的多少，在今后的应用中往往根据穿过平面的净磁感线条数的多少定性判断穿过该面的磁通量的大小。 (3)B是匀强磁场的磁感应强度，S为某一平面的面积，α为S与垂直于B的平面的夹角，则当α＝0°时Φmax＝BS；当α＝90°时，Φ＝0；当0°＜α＜90°时，有Φ＝BScos α。 2．磁通量的变化量ΔΦ 磁通量的变化等于末