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大,小,第,2,节感应电流产生的条件,核心要点突破,课堂互动讲练,课前自主学案,知能优化训练,第,2,节,课标定位,学习目标,：,1,.,了解电磁的相关物理学史及电磁感应现象的发现过程，知道电磁感应现象和感应电流,2,明确感应电流产生条件的实验探究过程，掌握产生感应电流的条件,3,理解磁通量的概念，掌握其计算方法，会分析判断通过电路的磁通量的变化情况,重点难点,：,1,.,判断磁通量的改变及计算,2,感应电流的产生条件及应用,课标定位,课前自主学案,一、奥斯特实验的启迪,1820,年，,_,发现了电流的磁效应根据对称性，很多物理学家做了不少,“,磁生电,”,的实验都以失败告终,.1821,年，法拉第全身投入,“,磁生电,”,的研究中,奥斯特,二、电磁感应现象的发现,1,1831,年，英国物理学家,_,发现了电磁感应现象，并将,“,磁生电,”,的现象分为五类：,(1),变化中的,_,；,(2),变化中的,_,；,(3),运动中的,_,；,(4),运动中的,_,；,(5),运动中的,_,2,由电磁感应现象产生的电流叫,_,法拉第,电流,磁场,恒定电流,磁铁,导线,感应电流,思考感悟,法拉,第时代，还没有电流表，在,“,磁生电,”,的实验研究中，法拉第是怎样检测电流的呢？,提示：,利用电流的磁效应，在南北方向的导线下放一可旋转的小磁针当导线中有电流时，小磁针就发生转动，当导线中无电流时，小磁针就指南北极,三、电磁感应规律的发现及其对社会发展的,意义,1,法拉第在发现感应电流之后，通过大量的实验，又归纳总结出电磁感应的规律，并发明了人类历史上第一台感应发电机,2,电磁感应的发现不仅对物理学和现代技术的发展作出了划时代的贡献，而且对整个现代文明的发展有着深刻的影响；电磁感应的发现使人们发明了发电机、变压器、感应电动机等，,_,在此基础上建立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在,麦克斯韦,四、探究感应电流的产生条件,探究,1,：导体在磁场中做切割磁感线的运动,如图,1,1,1,所示，将导轨、可移动导体,ab,放置在磁场中，并和电流计组成闭合回路，把实验现象记录在下表中,.,实验操作,实验现象,(,有无电流,),导体棒静止,_,导体棒左右运动,_,导体棒上下运动,_,无,有,无,图,1,1,1,探究,2,：通过闭合回路的磁场发生变化,如图,1,1,2,所示，螺线管,B,套,在螺线管,A,外边，螺线管,A,经过滑动变阻器和开关与电池相连构成直流电路；螺线管,B,接,电流计构成闭合电流将实验现象填入下表中,图,1,1,2,观察,操作,电流计指针的摆动情况,螺线管,B,匝数少,螺线管,B,匝数多,螺线管,AB,相互垂直,开关接通瞬间,_,摆动,_,摆动,_,摆动,电流稳定,_,摆动,_,摆动,_,摆动,开关断开瞬间,_,摆动,_,摆动,_,摆动,滑动片快速推动,_,摆动,_,摆动,_,摆动,滑动片缓慢推动,_,摆动,_,摆动,_,摆动,轻微,较大,不,不,不,不,轻微,较大,不,较大,最大,不,轻微,较大,不,五、产生感应电流的条件,穿过,_,电路的磁通量,_,时，这个闭合电路中就有感应电流产生,闭合,发生变化,核心要点突破,一、正确理解磁通量的变化,1,对磁通量的认识,(1),B,与,S,垂直时,(,匀强磁场中,),：,B,S,.,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,),B,S,.,S,为线圈在垂直磁场方向上的有效面积，在应用时可将,S,分解到与,B,垂直的方向上，如图,1,1,3,所示,B,S,sin,.,图,1,1,3,(3),某面积内有相反方向的磁场时,分别计算不同方向的磁场的磁通量，然后规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，求其代数和,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,B,S,(2),B,变化，,S,不变，则,B,S,(3),B,变化，,S,也变化，则,B,2,S,2,B,1,S,1,(4),B,不变，,S,不变，,变化，则,BS,(sin,2,sin,1,),特别提醒：,在求磁通量的变化量时要注意：磁通量是标量，若规定穿入线圈正面的方向为正，则从线圈背面方向穿入时磁通量为负值，在线圈翻转,180,时，磁通量的变化应等于其绝对值之和，而不是绝对值之差，磁通量的正、负不表示方向，是为了计算磁通量变化而引入的,即时,应用,(,即时突破，小试牛刀,),1,(2011,年榆林高二检测,),如图,1,1,4,所示，,a,、,b,、,c,三个圆环水平套在条形磁铁外面，其中,a,和,b,两环大小相同，,c,环最大，,a,环位于,N,极处，,b,和,c,两环位于条形磁铁中部，则穿过三个环的磁通量的大小是,(,),图,1,1,4,A,c,环最大，,a,与,b,环相同,B,三个环相同,C,b,环比,c,环大,D,a,环一定比,c,环大,解析：,选,C.,条形磁铁磁场的磁感线分布特点是：,两端密，中间疏；磁铁内、外磁感线条数相等,a,、,b,、,c,三个环中磁铁内磁场方向都向上，而磁铁外部磁场不同，应选,C,，而,a,、,c,两环磁通量大小关系不确定,二、感应电流有无的判断,感应电流产生的必要条件是穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，所以判断感应电流有无时：,1,明确电路是否为闭合电路,2,判断穿过回路的磁通量是否发生变化穿过闭合电路的磁通量发生变化，大致有以下几种情况：,(1),磁感应强度,B,不变，线圈有效面积,S,发生变化，例如闭合电路的一部分导体切割磁感线时,(2),线圈有效面积,S,不变，磁感应强度,B,发生变化，例如线圈与磁体之间发生相对运动时或者磁场是由通电螺线管产生而螺线管中的电流变化,(3),磁感应强度,B,和回路有效面积,S,同时发生变化，此时可由,t,0,计算并判断磁通量是否变化,(4),线圈有效面积,S,不变，磁感应强度,B,也不变，但二者之间的夹角发生变化，例如线圈在磁场中转动时,特别提醒：,导体切割磁感线不是在导体中产生感应电流的充要条件，归根结底还得要看穿过闭合导体回路的磁通量是否发生变化,即时,应用,(,即时突破，小试牛刀,),2,(2011,年广州高二检测,),如图,1,1,5,所示，能产生感应电流的是,(,),图,1,1,5,A,磁铁向下运动,B,磁铁停在线圈中不动,C,磁铁向上运动,D,只要有磁铁就一定有电流,解析：,选,AC.,磁铁向上或向下运动时，线圈中的磁感应强度变化，穿过线圈的磁通量变化，线圈中产生感应电流，,A,、,C,正确；磁铁停在线圈中不动时，线圈中磁通量不变，不产生感应电流，,B,、,D,错误,课堂互动讲练,磁通量的变化及计算,例,1,如图,1,1,6,所示，有一个,100,匝的线圈，其形状是边长为,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的形状由正方形改变成圆形,(,周长不变,),，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？,图,1,1,6,【,精讲精析,】,线圈形状为正方形时的面积：,S,1,L,2,(0.20),2,m,2,4.0,10,2,m,2,.,穿过线圈的磁通量：,1,BS,1,0.50,4.0,10,2,Wb,2.0,10,2,Wb.,形状为圆形时，其半径,r,4,L,/(2),2,L,/.,面积大小,S,2,(2,L,/),2,4/(25)m,2,.,穿过线圈的磁通量：,2,BS,2,0.50,4/(25)Wb,2.55,10,2,Wb.,所以，磁通量的变化量：,2,1,(2.55,2.0),10,2,Wb,5.510,3,Wb.,【,答案,】,5.5,10,3,Wb,【,方法总结,】,磁通量,BS,的计算有几点要注意：,(1),S,是指闭合回路线圈在垂直于磁场方向上的有效面积；,(2),磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响同理，磁通量的变化量,2,1,也不受线圈匝数的影响所以，直接用公式求,、,时，不必去考虑线圈匝数,n,.,变式训练,1,如图,1,1,7,所示，通有恒定电流的导线,MN,与闭合金属线框共面，第一次将金属线框由,平移到,，第二次将金属线框绕,cd,边翻转到,，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为,1,和,2,，则,(,),图,1,1,7,A,1,2,B,1,2,C,1,2,D,不能判断,解析：,选,C.,设线框在位置,时的磁通量为,1,，在位置,时的磁通量为,，直线电流产生的磁场在,处比在,处要强，,.,将线框从,平移到,，磁感线是从线框的同一面穿过的，所以,1,|,|,；将线框从,绕,cd,边转到,，磁感线分别是从线框的正反两面穿过的，所以,2,|(,),|,(,以原来穿过的为正，则后来从另一面穿过的为负,),故正确选项为,C.,产生感应电流条件的应用,例,2,(2011,年武汉模拟,),如图,1,1,8,所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列办法中不可行的是,(,),图,1,1,8,A,将线框向左拉出磁场,B,以,ab,边为轴转动,(,小于,90),C,以,ad,边为轴转动,(,小于,60),D,以,bc,边为轴转动,(,小于,60),【,思路点拨,】,根据磁场的分布情况，分析各项中是否有磁通量的变化,【,自主解答,】,当线框向左拉出磁场时，线框的磁通量减小，有感应电流产生，故,A,可行以,ab,边为轴转动,(,小于,90),线框的磁通量减小也有感应电流产生，故,B,可行当以,ad,边为轴转动,(,小于,60),，线框的磁通量减小，有感应电流产生，故,C,可行当以,bc,边为轴转动,(,小于,60),，线框的磁通量有效面积不变，故磁通量不变，无感应电流产生，故,D,项不可行,【,答案,】,D,变式训练,2,如图,1,1,9,所示，,L,为一根无限长的通电直导线，,M,为一金属环，,L,通过,M,的圆心并与,M,所在的平面垂直，且通以向上的电流,I,，则,(,),图,1,1,9,A,当,L,中的电流发生变化时，环中有感应电流,B,当,M,左右平移时，环中有感应电流,C,当,M,保持,水平，在竖直方向上下移动时环中有感应电流,D,只要,L,与,M,保持,垂直，则以上几种情况，环中均无感应电流,解析：,选,D.,题图中金属环所在平面与磁感线平行，穿过金属环的磁通量为零无论,I,变化，还是,M,上下移动或左右平移，金属环所在平面一直保持与磁感线平行，磁通量一直为零，不产生感应电流，,D,正确,谢谢,
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