江苏省高邮市界首中学高二物理《电磁感应》学案.docx
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江苏省高邮市界首中学高二物理《电磁感应》学案
●●●目标导航●●●
1、知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。
2、知道电磁感应、感应电流的定义。
3、会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。
4、能利用电磁感应现象的条件分析有关问题。
◆◆◆课前预习◆◆◆
〖自主学习〗
1、发现电磁感应现象的科学家是________。
2、在磁场中产生电流的现象叫______________现象。
3、在______________中产生的电流叫感应电流。
4、叫磁通量,用表示。
磁通量就是表示穿过这个面的,公式为,单位为。
5、感应电流产生的条件______________________________________。
〖问题发现〗
★★★课堂突破★★★
〖探究1〗电磁感应的探索历程
阅读课本上的内容,思考下面几个问题:
(1)为什么奥斯特发现“电流产生磁场”后,人们想到了“磁能否生电”的问题?
(2)为什么法拉第能够发现电磁感应现象,而其他人却没有成功?
(3)其他人在电磁感应现象的发现过程中做了哪些工作?
〖典例1〗发现电流磁效应现象的科学家是___________,发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是__________,发现电磁感应现象的科学家是___________,发现电荷间相互作用力规律的的科学家是___________。
【归纳反思】
〖探究2〗感应电流产生的条件
下面我们通过实验来探究在什么条件下才能产生感应电流。
实验一:
重复初中做过的实验,当闭合电路的一部分做切割磁感线运动时,闭合电路就会产生,因为闭合了电路所围的面积发生了,也就是穿过该面积发生了变化。
实验二:
把磁铁的某一磁极向线圈(与电流表闭合)中插入时,电流表指针发生,把磁铁从线圈中拔出时,电流表的指针也发生,不管是把磁铁插入还是拔出,穿过线圈的磁感线的条数都发生变化,也就是穿过闭合线圈的发生了变化。
实验三:
如图所示,线圈A通过变阻器和电键连接到电源上,线圈B连接到电流表上。
(1)在电键闭合的瞬间,电流表的指针是否发生偏转?
(2)电键闭合,A电路稳定后,电流表的指针是否发生偏转?
(3)在迅速改变滑动变阻器触头位置的过程中,电流表指针是否会发生偏转?
(4)在断开电键的瞬间,电流表的指针是否发生偏转?
(5)当电键闭合稳定后,在插入或拔出线圈A时,电流表的指针是否发生偏转?
【归纳总结】综上所述,不管使用什么方法,只要穿过的,闭合回路中就会产生感应电流,这就是产生感应电流的条件。
〖典例2〗在下图所示的各图中,闭合线框中能产生感应电流的是()
BI
ABCD
【归纳反思】
〖典例3〗如图所示,关于闭合导线框中产生感应电流的下列说法中正确的是()
A、只要闭合导线框在磁场中做切割磁感线的运动,线框中就会产生感应电流。
B、只要闭合线框处于变化的磁场中,线框中就会产生感应电流。
C、图中矩形导线框以其任何一边为轴在磁场中旋转,都可以产生感应电流。
D、图中的闭合导线框以其对称轴OO′在磁场中转动,在转过60°的过程中,线框中就会产生感应电流。
【归纳反思】
▲▲▲当堂展示▲▲▲
1、下列现象中属于电磁感应现象的是()
A、磁场对电流产生力的作用
B、变化的磁场使闭合电路中产生电流
C、插在通电螺线管中的软铁棒被磁化
D、电流周围产生磁场
2、闭合电路的一部分导体ab处于匀强磁场中,图中各情况下导线都在纸面内运动,那么下列判断中正确的是()
A、都会产生感应电流
B、都不会产生感应电流
C、甲、乙不会产生感应电流,丙、丁会产生感应电流
D、甲、丙会产生感应电流,乙、丁不会产生感应电流
3、匀强磁场区域宽为d,一正方形线框abcd的边长为l,且l>d,线框以速度v通过磁场区域如图所示,从线框进入到完全离开磁场的时间内,线框中没有感应电流的时间是()
A、
B、
C、
D、
第1节电磁感应现象的发现第2节感应电流产生的条件
班级姓名评价
■■■课时作业■■■
1、关于感应电流,下列说法中正确的是()
A、只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生
B、穿过闭合线圈的磁通量发生变化时,线圈中就一定有感应电流产生
C、线框不闭合时,即使穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中也没有感应电流
D、只要电路的一部分作切割磁感线运动,电路中就一定有感应电流
2、矩形闭合线圈平面跟磁感线方向平行,如图所示.下列情况中线圈有感应电流的是()
A、线圈绕ab轴转动
B、线圈垂直纸面向外平动
C、线圈沿ab轴下移
D、线圈绕cd轴转动
3、如图所示线圈两端接在电流表上组成闭合回路。
在下列情况中,电流表指针不发生偏
转的是()
A、线圈不动,磁铁插入线圈
B、线圈不动,磁铁从线圈中拔出
C、磁铁不动,线圈上、下移动
D、磁铁插在线圈内不动
4、在一长直导线中通以如图所示的恒定电流时,套在长直导线上的闭合线环(长直导线与环面垂直且通过环的中心),当发生以下变化时,肯定能产生感应电流的是()
A、保持电流不变,使导线环上下移动
B、保持导线环不变,使长直导线中的电流增大或减小
C、保持电流不变,使导线在竖直平面内顺时针(或逆时针)转动
D、保持电流不变,环在与导线垂直的水平面内左右水平移动
5、有一金属圆环与一根带绝缘层的长直导线放在同一平面内,且直导线与环的直径重合,如图所示,当直导线内通以均匀增加的电流时,圆环内将______(填有、无)感应电流。
将金属圆环向右移动时_______(填有、无)感应电流。
6.如图所示,
是矩形导线框abcd的对称轴,其左方有匀强磁场。
以下哪些情况下abcd中有感应电流产生?
()
A.将abcd向纸外平移
B.将abcd向右平移
C.将abcd以ab为轴转动
D.将abcd以cd为轴转动
学校班级姓名日期
第3节法拉第电磁感应定律
●●●目标导航●●●
1、知道什么叫感应电动势。
2、知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量,并能区别Φ、ΔΦ、
。
3、理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。
4、知道E=BLvsinθ如何推得。
5、会用
和E=BLvsinθ解决问题。
◆◆◆课前预习◆◆◆
〖自主学习〗
1、无论电路是否闭合,只要穿过电路的 发生变化,电路中就一定有 ,若电路是闭合的就有 .产生感应电动势的那部分导体就相当于一个 。
2、法拉第电磁感应定律文字表述为___________________________________。
表达式为,式中n表示_______,ΔΦ表示___________,
表示____________。
3、闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动,则导体中的感应电动势为____________,式中θ表示____________,当θ等于______时公式变为__________。
式中的L是。
v若是平均速度,则E为;若v为瞬时速度,则E为。
若导体的运动不切割磁感线,则导体中感应电动势。
4、一段长为L的导体,在匀强磁场B中,以角速度ω垂直于磁场的方向绕导体的一端做切割磁感线运动,则导体中的感应电动势为_________________。
〖问题发现〗
★★★课堂突破★★★
〖探究1〗感应电动势
观察以上两图并思考:
(1)在图a与图b中,若电路是断开的,有无电流?
有无电动势?
(2)图b中,哪部分相当于a中的电源?
(3)图b中,哪部分相当于a中电源内阻?
电磁感应现象的本质是。
〖典例1〗如图所示,导体棒ab在匀强磁场中做切割磁感线运动,棒上是否有感应电流?
棒ab两端是否有电势差?
【归纳反思】
〖探究2〗法拉第电磁感应定律
一、实验
问题1:
在如图的实验中,电流表指针偏转原因是什么?
问题2:
电流表指针偏转程度跟感应电动势的大小有什么关系?
问题3:
将条形磁铁从同一高度插入线圈中,快插入和慢插入有什么相同和不同?
问题4:
用什么来描述磁通量变化快慢?
通过以上实验,可以得出什么结论呢?
二、法拉第电磁感应定律
1、内容。
2、表达式:
。
〖典例2〗如图所示,边长为a的正方形金属线圈绕通过OO'的轴,以角速度ω做匀速转动,匀强磁场的磁感应强度为B,金属线圈的平面与磁场方向重合时开始计时,则在转过900过程中,金属框中产生感应电动势的平均值为多大?
【归纳反思】
〖探究3〗导线切割磁感线时的感应电动势
(1)如图所示电路,闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中,磁感应强度为B,ab的长度为L,以速度v匀速切割磁感线,求产生的感应电动势?
(2)当导体的运动方向跟磁感线方向有一个夹角θ,感应电动势可用上面的公式计算吗?
〖典例3〗如图所示,设匀强磁场的磁感应强度B=0.10T,矩形线框向右匀速运动的速度v=5.0m/s,长度l=40cm的一条边在磁场中切割磁感线,整个线框的电阻R=0.05
,试求:
(1)感应电动势的大小
(2)感应电流的大小
【归纳反思】
▲▲▲当堂展示▲▲▲
1、如图所示,在范围足够大的匀强磁场中,矩形线框向下做切割磁感线的运动,闭合电路中是否有感应电流?
ab两端是否有电势差?
2、如图所示,圆形线圈和正方形线圈均由同种导线绕制而成,匀强磁场与它们所在的平面垂直,当磁感应强度均匀变化时,两线圈中的感应电流相等,则圆线圈与正方形线圈的周长之比是多少?
3、如图所示,导体ab长为L,速度v的方向与导体垂直,与磁感线的夹角为θ,问磁感应强度为B时,导体在运动时产生的感应电动势有多大?
第3节法拉第电磁感应定律
班级姓名评价
■■■课时作业■■■
1、下列关于感应电动势的说法中正确的是()
A、穿过闭合回路的磁通量减小,回路中的感应电动势一定也减小
B、穿过闭合回路的磁通量变化量越大,回路中的感应电动势也越大
C、线圈放在磁场越强的位置,产生的感应电动势一定越大
D、穿过闭合回路的磁通量的变化率不变,回路中的感应电动势也不变
2、穿过一个电阻为2
的闭合线圈的磁通量每秒均匀减小0.4Wb,则线圈中( )
A、感应电动势为0.4V B、感应电动势每秒减小0.4V
C、感应电流恒为0.2A D、感应电流每秒减小0.2A
3、如图所示,电阻为R的金属棒,从图示位置分别以速率v1、v2沿电阻不计的光滑轨道从ab匀速滑到a′b′处,若v1∶v2=1∶2,则在两次移动过程中()
A、回路中感应电流强度I1∶I2=1∶2
B、回路中产生热量Q1∶Q2=1∶2
C、回路中通过截面的总电量q1∶q2=1∶2
D、金属棒产生的感应电动势E1:
E2=1∶2
4、将条形磁铁插入线圈内,第一次插入时速度较大,第二次插入时速度较小,两次插入时深度相同,这两次插入磁铁过程中,不发生变化的是()
A、线圈内的磁通量变化量B、线圈内感应电流的大小
C、线圈内感应电流的方向D、流过线圈的电量
5、如图所示,将一条形磁铁插入某一闭合线圈,第一次用0.05s,第二次用0.1s。
设插入方式相同,试求:
(1)两次线圈中的平均感应电动势之比?
(2)两次线圈中电流之比?
(3)两次通过线圈的电荷量之比?
6、有一面积为S=100cm2的金属环,电阻R=0.1Ω,环中磁场变化规律如图所示,磁场方向垂直环面向里,在t1到t2时间内,通过金属环的电荷量是多少?
7、如图所示,有一弯成θ角的光滑金属导轨POQ,水平放置在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,有一金属棒MN与导轨的OQ边垂直放置,当金属棒从O点开始以加速度a向右匀加速运动t秒时,棒与导轨所构成的回路中的感应电动势是多少?
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- 电磁感应 江苏省 高邮市 界首 中学 物理