2019高中物理 第三章 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 3.1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象課件 新人教版選修1 -1.ppt

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第三章電磁感應(yīng) 一 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 讀一讀 辨一辨 一 劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)閱讀教材第46頁(yè) 劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn) 部分 了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)過程 體會(huì)物理學(xué)家探究歷程 1 哪位物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng) 答案 丹麥物理學(xué)家奧斯特在1820年發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng) 2 法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)了什么現(xiàn)象 從而揭示了電與磁的進(jìn)一步的關(guān)系 開辟了人類歷史的新紀(jì)元 答案 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 讀一讀 辨一辨 二 電磁感應(yīng)現(xiàn)象閱讀教材第46頁(yè) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 部分 知道什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象 了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)對(duì)電磁學(xué)的發(fā)展所起的作用 1 什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象 什么是感應(yīng)電流 答案 閉合電路的一部分在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí) 導(dǎo)體中就產(chǎn)生感應(yīng)電流 物理學(xué)中把這類現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng) 由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流叫作感應(yīng)電流 2 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)有什么意義 答案 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)為完整的電磁學(xué)理論奠定了基礎(chǔ) 奏響了電氣化時(shí)代的序曲 讀一讀 辨一辨 三 電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件閱讀教材第47頁(yè) 電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件 部分 了解電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件的探究過程 熟記感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件 1 如何理解磁通量 答案 穿過一個(gè)閉合電路的磁通量可以形象地理解為 穿過一個(gè)閉合電路磁感線的多少 2 感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是什么 答案 閉合電路 磁通量發(fā)生變化 讀一讀 辨一辨 1 思考辨析 1 不論用什么方法 只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化 閉合回路中就有電流產(chǎn)生 解析 感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件是穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化 不論采用何種方法 只要滿足上述條件 就可以產(chǎn)生感應(yīng)電流 答案 2 穿過閉合電路的磁通量只與磁場(chǎng)的強(qiáng)弱有關(guān) 解析 磁通量可以描述為 穿過閉合回路的磁感線的條數(shù)的多少 所以磁通量還與閉合回路的面積有關(guān) 答案 讀一讀 辨一辨 3 只要穿過閉合回路的磁通量變大 閉合回路中才有感應(yīng)電流產(chǎn)生 解析 磁通量的變化可以是變大 也可以是變小 答案 讀一讀 辨一辨 2 探究討論 1 法拉第經(jīng)過近十年的科學(xué)探索 終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象 他關(guān)于 磁生電 的感悟是什么 答案 他感悟到 磁生電 是一種在變化 運(yùn)動(dòng)過程中才能出現(xiàn)的現(xiàn)象 2 閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)一定產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎 答案 不一定 要看閉合電路的磁通量是否變化 如果閉合電路的磁通量不發(fā)生變化 就不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究一對(duì)磁通量的理解如圖所示 面積相同的線圈放在磁場(chǎng)中的不同位置 其中S1 S3與磁場(chǎng)垂直 S2與磁場(chǎng)方向有一個(gè)夾角 S4與磁場(chǎng)平行 思考后回答 1 穿過哪個(gè)面的磁通量最大 哪個(gè)面的磁通量最小 2 如果增大S4的面積 穿過其面積的磁通量是否增大 3 是不是磁場(chǎng)越強(qiáng) 線圈的面積越大 穿過這個(gè)線圈的磁通量也就越大 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 要點(diǎn)提示 1 S1最大 S4最小 2 S4的磁通量不變 3 不能這樣說 磁通量的大小不僅僅與磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和線圈的面積有關(guān) 還與線圈放在磁場(chǎng)中的角度有關(guān) 例如 當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí) 沒有磁感線穿過它 此時(shí) 穿過該線圈的磁通量就為零 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 1 磁通量的物理意義我們可以用 穿過閉合電路磁感線條數(shù)的多少 來形象地理解 穿過這個(gè)閉合電路的磁通量 即穿過某一回路的磁感線條數(shù)越多 穿過這個(gè)回路的磁通量就越大 反之 就越小 例如 同一個(gè)平面 當(dāng)跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí) 穿過它的磁感線條數(shù)最多 磁通量最大 當(dāng)跟磁場(chǎng)方向平行時(shí) 沒有磁感線穿過它 即穿過它的磁通量為零 如果穿過兩個(gè)面的磁感線條數(shù)相等 則穿過它們的磁通量相等 2 磁通量的單位在國(guó)際單位制中 磁通量的單位是韋伯 符號(hào)是Wb 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 3 磁通量的正負(fù)磁通量是標(biāo)量 但有正負(fù)之分 磁通量的正負(fù)既不表示大小 也不表示方向 僅是為了計(jì)算方便而引入的 它的正負(fù)是這樣規(guī)定的 任何一個(gè)面都有正 反兩面 若規(guī)定磁感線從正面穿入時(shí)磁通量為正值 則從反面穿入時(shí)磁通量為負(fù)值 4 磁通量變化的幾種常見情況 1 閉合回路面積S的變化引起磁通量的變化如圖所示 導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)使面積發(fā)生變化而改變了穿過回路的磁通量 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 2 磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化引起磁通量的變化如圖甲所示 通過磁極的運(yùn)動(dòng)改變穿過回路的磁通量 圖乙通過改變?cè)€圈中的電流從而改變磁場(chǎng)的強(qiáng)弱 進(jìn)而改變穿過回路的磁通量 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 3 線圈平面與磁場(chǎng)方向夾角的變化引起磁通量的變化使穿過線圈的磁感線的條數(shù)發(fā)生變化 進(jìn)而改變穿過回路的磁通量 例如在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中閉合矩形線圈沿垂直于磁感線的固定軸OO 轉(zhuǎn)過90 角的過程中 磁通量由0變到最大 溫馨提示既然磁通量描述的是穿過某一面積的磁感線條數(shù) 所以磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān) 同樣 磁通量的變化也與線圈的匝數(shù)無關(guān) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 例題1 如圖所示 通電直導(dǎo)線右邊有一個(gè)矩形線框 線框平面與直導(dǎo)線共面 若使線框逐漸向右遠(yuǎn)離 平動(dòng) 通電導(dǎo)線 則穿過線框的磁通量將 A 逐漸增大B 逐漸減小C 保持不變D 不能確定解析 通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)的特點(diǎn)是離導(dǎo)線越遠(yuǎn) 磁場(chǎng)越弱 當(dāng)線圈向右運(yùn)動(dòng)時(shí) 由于磁場(chǎng)減弱 穿過線圈的磁通量將減小 所以只有B項(xiàng)正確 答案 B 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 歸納總結(jié)解決本題要掌握兩點(diǎn)知識(shí) 1 通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)分布 通電直導(dǎo)線產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感線是一個(gè)一個(gè)的同心圓 且遠(yuǎn)離直導(dǎo)線時(shí)磁場(chǎng)逐漸減弱 2 磁通量變化的影響因素 穿過一個(gè)閉合電路 或一個(gè)面 的磁通量與該線圈的面積 磁感應(yīng)強(qiáng)度及該面與磁場(chǎng)方向的夾角有關(guān) 題中夾角和線圈的面積沒有發(fā)生變化 而穿過線圈的磁場(chǎng)逐漸減弱 所以穿過線圈的磁通量逐漸減小 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 變式訓(xùn)練1導(dǎo)學(xué)號(hào)66824045 多選 如圖所示 環(huán)形金屬軟彈簧所處平面與某一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直 將彈簧沿半徑方向向外拉成圓形 則以下措施不能使該金屬?gòu)椈芍写磐孔兓氖?A 保持該圓的周長(zhǎng)不變 將彈簧由圓形拉成方形B 保持該圓的周長(zhǎng)不變 將彈簧由圓形拉成三角形C 保持該圓的面積不變 將彈簧由圓形拉成方形D 保持該圓的面積不變 將彈簧由圓形拉成三角形 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 解析 本題考查的內(nèi)容為對(duì)磁通量變化的理解 磁場(chǎng)不變 金屬?gòu)椈善矫媾c磁場(chǎng)方向的夾角也不變 若面積大小變化 穿過金屬?gòu)椈傻拇磐烤妥兓?反之 磁通量就不會(huì)變化 周長(zhǎng)不變 圓形變成方形或三角形時(shí) 面積肯定發(fā)生變化 故磁通量會(huì)變化 答案 CD 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究二對(duì)感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的理解奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)后 許多物理學(xué)家提出了一個(gè)對(duì)應(yīng)的問題 磁場(chǎng)也能產(chǎn)生電流嗎 瑞士物理學(xué)家丹尼爾 科拉頓對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行了探究 他將一個(gè)螺線管與電流計(jì)相連 為了避免強(qiáng)磁性磁鐵的影響 他把電流計(jì)用長(zhǎng)導(dǎo)線連著 放在另外一個(gè)房間 科拉頓沒有助手 當(dāng)他把磁鐵投入螺線管中后 立即跑到另一個(gè)房間去觀察 十分可惜 他未能觀察到電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn) 后來有位科學(xué)家感嘆道 可憐的科拉頓 在跑來跑去中丟失了良機(jī) 你認(rèn)為科拉頓的實(shí)驗(yàn)是否成功產(chǎn)生了感應(yīng)電流 為什么他錯(cuò)失良機(jī) 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 要點(diǎn)提示科拉頓的實(shí)驗(yàn)成功地產(chǎn)生了感應(yīng)電流 但因?yàn)楦袘?yīng)電流只有在磁通量變化過程中才能產(chǎn)生 所以科拉頓跑動(dòng)過程中電流已經(jīng)消失 當(dāng)然錯(cuò)失看到電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的良機(jī) 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 1 回路中有無感應(yīng)電流的判斷判斷回路中是否有感應(yīng)電流的依據(jù) 1 回路是否閉合 2 回路中的磁通量是否變化 這兩個(gè)條件缺一不可 2 引起穿過閉合回路的磁通量變化的情況 1 磁場(chǎng)本身發(fā)生變化 即S不變 B變化 如磁場(chǎng)隨時(shí)間或空間的變化而改變 2 回路自身發(fā)生變化 即B不變 S變化 或B不變 S不變 變化 3 磁場(chǎng)變化的同時(shí) 回路本身也發(fā)生變化 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 例題2 導(dǎo)學(xué)號(hào)66824046 多選 下列各項(xiàng)中 閉合矩形線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 解析 選項(xiàng)A中因?yàn)榫€圈平面平行于磁感線 穿過線圈的磁通量始終為零 所以無感應(yīng)電流產(chǎn)生 選項(xiàng)B中 豎直向上運(yùn)動(dòng)過程中 線圈平面始終與磁感線平行 磁通量始終為零 故無感應(yīng)電流產(chǎn)生 選項(xiàng)C中 線圈平面與磁感線平行 與選項(xiàng)B相同 故無感應(yīng)電流產(chǎn)生 選項(xiàng)D中盡管線圈在轉(zhuǎn)動(dòng) 但B與S都不變 B又垂直于S 所以 BS始終不變 線圈中無感應(yīng)電流 選項(xiàng)E中 圖示狀態(tài) 0 當(dāng)轉(zhuǎn)過90 時(shí) BS 所以轉(zhuǎn)動(dòng)過程中穿過線圈的磁通量在不斷地變化 因此轉(zhuǎn)動(dòng)過程中線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流 選項(xiàng)F中 螺線管內(nèi)通入交變電流 因此產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)弱 方向也在變化 穿過線圈的磁通量發(fā)生變化 所以產(chǎn)生感應(yīng)電流 故選項(xiàng)E F正確 答案 EF 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 歸納總結(jié)判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流的依據(jù)就是看產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 穿過閉合電路的磁通量是否變化 本題中引起磁通量變化的原因有 1 磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化 2 磁感應(yīng)強(qiáng)度B和面積S的夾角 發(fā)生變化 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 變式訓(xùn)練2 多選 如圖所示 線框abcd從有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域穿過 下列說法正確的是 A 進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的過程中 abcd中有感應(yīng)電流B 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)時(shí) abcd中有感應(yīng)電流C 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)時(shí) abcd中沒有感應(yīng)電流D 離開勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的過程中 abcd中沒有感應(yīng)電流 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 解析 從回路中磁通量有無 變化 來判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流 是觸及本質(zhì)的方法 也更能抓住要點(diǎn)得出正確結(jié)論 若從切割磁感線的角度考慮問題 必須全面比較閉合電路中各部分切割的情況 在有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 常常需要考慮閉合回路進(jìn)場(chǎng) 出場(chǎng)和在場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的情況 無論abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速還是加速運(yùn)動(dòng) 穿過abcd的磁通量都沒有發(fā)生變化 答案 AC 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 變式訓(xùn)練3 多選 如圖所示裝置 在下列各種情況中 能使懸掛在螺線管附近的銅質(zhì)閉合線圈A中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 A 開關(guān)S接通的瞬間B 開關(guān)S接通后 電路中電流穩(wěn)定時(shí)C 開關(guān)S接通后 滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)的瞬間D 開關(guān)S斷開的瞬間 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 解析 開關(guān)S接通的瞬間 穿過銅質(zhì)閉合線圈的磁通量從沒有到有 發(fā)生了變化 產(chǎn)生感應(yīng)電流 A正確 開關(guān)S接通后 電路中電流穩(wěn)定時(shí) 穿過銅質(zhì)閉合線圈的磁通量不變 不產(chǎn)生感應(yīng)電流 B錯(cuò)誤 開關(guān)S接通后 滑動(dòng)變阻器滑片滑動(dòng)的瞬間 電流發(fā)生變化 產(chǎn)生變化的磁場(chǎng) 使穿過銅質(zhì)閉合線圈的磁通量發(fā)生變化 產(chǎn)生感應(yīng)電流 C正確 開關(guān)S斷開的瞬間 穿過銅質(zhì)閉合線圈的磁通量從有到?jīng)]有 發(fā)生了變化 產(chǎn)生感應(yīng)電流 D正確 答案 ACD 12345 1 物理學(xué)史 物理學(xué)領(lǐng)域里的每次重大發(fā)現(xiàn) 都有力地推動(dòng)了人類文明的進(jìn)程 最早利用磁場(chǎng)獲得電流 使人類得以進(jìn)入電氣化時(shí)代的科學(xué)家是 A 庫(kù)侖B 奧斯特C 安培D 法拉第解析 法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象 開啟了人類進(jìn)入電氣化時(shí)代的大門 庫(kù)侖得出了兩點(diǎn)電荷之間的作用力關(guān)系 奧斯特發(fā)現(xiàn)電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng) 安培發(fā)現(xiàn)了電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向的判斷法則 安培定則 答案 D 12345 2 感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件 關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的說法中 正確的是 A 只要穿過閉合電路中的磁通量不為零 閉合電路中就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生B 穿過閉合電路中的磁通量減少 則電路中感應(yīng)電流就減小C 穿過閉合電路中的磁通量越大 電磁感應(yīng)現(xiàn)象越明顯D 穿過閉合電路中的磁通量變化越快 電磁感應(yīng)現(xiàn)象越明顯解析 只有閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí) 才有感應(yīng)電流 所以選項(xiàng)A錯(cuò) 感應(yīng)電流的大小只與磁通量的變化快慢有關(guān) 與磁通量的大小 磁通量的變化量沒有必然的關(guān)系 所以選項(xiàng)B C錯(cuò) 答案 D 12345 3 對(duì)磁通量的理解 關(guān)于磁通量的概念 下面的說法正確的是 A 磁場(chǎng)中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度越大 面積越大 則穿過線圈的磁通量一定就越大B 放在磁場(chǎng)中某處的一個(gè)平面 穿過它的磁通量為零 該處磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C 磁通量的變化不一定是由于磁場(chǎng)的變化而產(chǎn)生的D 磁場(chǎng)中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度不變 放在該處線圈的面積也不變 則磁通量一定不變 12345 解析 磁通量的大小不僅與磁感應(yīng)強(qiáng)度及面積的大小有關(guān) 還與所研究電路所在平面和磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向的關(guān)系有關(guān) 故A B項(xiàng)錯(cuò) 磁通量的變化可能是因?yàn)榇艌?chǎng)的變化引起 也可能因?yàn)槊娣e的變化引起 或者兩者均變或所研究電路所在平面與磁場(chǎng)方向關(guān)系變化而引起 所以C項(xiàng)正確 而D項(xiàng)中有可能線圈放置方向改變 也會(huì)引起磁通量改變 所以不正確 答案 C 12345 4 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解 如圖所示 線圈兩端接在電流表上組成閉合電路 在下列情況中 電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是 A 線圈不動(dòng) 磁鐵插入線圈B 線圈不動(dòng) 磁鐵從線圈中拔出C 磁鐵不動(dòng) 線圈上 下移動(dòng)D 磁鐵插在線圈內(nèi)不動(dòng)解析 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化 線圈和電流表已經(jīng)組成閉合回路 只要穿過線圈的磁通量發(fā)生變化 線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 電流表指針就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn) 在A B C三種情況下 線圈和磁鐵發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng) 穿過線圈的磁通量發(fā)生變化 產(chǎn)生感應(yīng)電流 而當(dāng)磁鐵插在線圈中不動(dòng)時(shí) 線圈中雖然有磁通量 但磁通量不變化 不產(chǎn)生感應(yīng)電流 答案 D 12345 5 感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件的應(yīng)用 如圖所示 一有限范圍的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 寬度為d 一邊長(zhǎng)為l的正方形導(dǎo)線框以速度v勻速地通過磁場(chǎng)區(qū)域 若d l 求線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流的時(shí)間