1、4.1劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)、法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象.2.知道磁通量和磁通量變化量的含義.3.知道感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件一、劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)問題設(shè)計(jì)哲學(xué)家康德說過，各種自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化并且是和諧統(tǒng)一的你能舉出一些例子嗎？這對奧斯特有什么啟發(fā)？要點(diǎn)提煉1奧斯特夢圓“電生磁”1820年，丹麥物理學(xué)家 發(fā)現(xiàn)載流導(dǎo)體能使小磁針 ，這種效應(yīng)稱為電流的 2法拉第心系“磁生電”1831年，英國物理學(xué)家 發(fā)現(xiàn)了 現(xiàn)象，即“磁生電”現(xiàn)象產(chǎn)生的電流叫做 電流他把引起電流的原因概括為五類：變化的 、變化的 、運(yùn)動(dòng)的恒定電流、運(yùn)動(dòng)的 、在磁場中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體二、磁通量及其變化問

2、題設(shè)計(jì)如圖1所示，框架的面積為S，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.試求：圖1(1)框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直時(shí)，穿過框架平面的磁通量為多少？(2)若框架繞OO轉(zhuǎn)過60，則穿過框架平面的磁通量為多少？(3)若從圖示位置轉(zhuǎn)過90，則穿過框架平面的磁通量的變化量為多少？(4)若從圖示位置轉(zhuǎn)過180，則穿過框架平面的磁通量變化量為多少？答案 (1)BS (2)BS (3)BS (4)2BS要點(diǎn)提煉1磁通量(1)定義：閉合導(dǎo)體回路的面積與垂直穿過它的磁場的 的乘積叫磁通量，符號(hào)為.在數(shù)值上等于穿過投影面的磁感線的 (2)公式：BS.其中S為回路平面在垂直磁場方向上的 面積，也稱為有效面積所以當(dāng)回路平面與磁場方

3、向之間的夾角為時(shí)，磁通量 ，如圖2所示圖2(3)單位：韋伯，簡稱韋，符號(hào)Wb.(4)注意：磁通量是標(biāo)量，但有正、負(fù)之分一般來說，如果磁感線從線圈的正面穿入，線圈的磁通量就為“”，磁感線從線圈的反面穿入，線圈的磁通量就為“ ”磁通量與平面的匝數(shù) (填“有關(guān)”或“無關(guān)”)2磁通量的變化量(1)當(dāng)B不變，有效面積S變化時(shí)， .(2)當(dāng)B變化，S不變時(shí)， .(3)B和S同時(shí)變化，則 ，但此時(shí)BS.特別提醒 計(jì)算穿過某面的磁通量變化量時(shí)，要注意前、后磁通量的正、負(fù)值，如原磁通量1BS，當(dāng)平面轉(zhuǎn)過180后，磁通量2BS，磁通量的變化量2BS.三、感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件問題設(shè)計(jì)1實(shí)驗(yàn)1：如圖3所示，導(dǎo)體AB做切

4、割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線路中有電流產(chǎn)生，而導(dǎo)體AB順著磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線路中無電流產(chǎn)生(填“有”或“無”)圖32實(shí)驗(yàn)2：如圖4所示，條形磁鐵插入或拔出線圈時(shí)，線圈中有電流產(chǎn)生，但條形磁鐵在線圈中靜止不動(dòng)時(shí)，線圈中無電流產(chǎn)生(填“有”或“無”)圖43實(shí)驗(yàn)3：如圖5所示，將小螺線管A插入大螺線管B中不動(dòng)，當(dāng)開關(guān)S接通或斷開時(shí)，電流表中有電流通過；若開關(guān)S一直閉合，當(dāng)改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)，電流表中有電流通過；而開關(guān)一直閉合，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭不動(dòng)時(shí)，電流表中無電流產(chǎn)生(填“有”或“無”)圖54上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況不同，但其中肯定有某種共同的原因，完成下表并總結(jié)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.實(shí)驗(yàn)1閉合電路中

5、磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，閉合電路的面積S 共同原因： 電路中 發(fā)生變化實(shí)驗(yàn)2閉合電路中磁感應(yīng)強(qiáng)度B ，閉合電路的面積S 實(shí)驗(yàn)3閉合電路中磁感應(yīng)強(qiáng)度B ，閉合電路的面積S 總結(jié) 實(shí)驗(yàn)1是通過導(dǎo)體相對磁場運(yùn)動(dòng)改變磁通量；實(shí)驗(yàn)2是磁體即磁場運(yùn)動(dòng)改變磁通量；實(shí)驗(yàn)3通過改變電流從而改變磁場強(qiáng)弱，進(jìn)而改變磁通量，所以可以將產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件描述為“只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流”要點(diǎn)提煉1產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：穿過 電路的 發(fā)生變化2特例：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場內(nèi)做切割磁感線運(yùn)動(dòng)在利用“切割”來討論和判斷有無感應(yīng)電流時(shí)，應(yīng)該注意：(1)導(dǎo)體是否將磁感線“割斷”，如果沒有“割斷”就

6、不能說切割如圖6所示，甲、乙兩圖中，導(dǎo)線是真“切割”，而圖丙中，導(dǎo)體沒有切割磁感線圖6(2)是否僅是閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場內(nèi)做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，如圖丁如果由切割不容易判斷，則要回歸到磁通量是否變化上去延伸思考 電路不閉合時(shí)，磁通量發(fā)生變化是否能產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象？答案 當(dāng)電路不閉合時(shí)，沒有感應(yīng)電流，但有感應(yīng)電動(dòng)勢，只產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的現(xiàn)象也可以稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象一、磁通量及其變化量的理解與計(jì)算例1 如圖7所示，水平放置的扁平條形磁鐵，在磁鐵的左端正上方有一金屬線框，線框平面與磁鐵垂直，當(dāng)線框從左端正上方沿水平方向平移到右端正上方的過程中，穿過它的磁通量的變化情況是( )圖7A先減小后增大 B始終減

7、小C始終增大 D先增大后減小 例2 勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.8 T，矩形線圈abcd的面積S0.5 m2，共10匝，開始時(shí)B與線圈所在平面垂直且線圈有一半在磁場中，如圖8所示求：圖8(1)當(dāng)線圈繞ab邊轉(zhuǎn)過60時(shí)，線圈中的磁通量以及此過程中磁通量的改變量；(2)當(dāng)線圈繞dc邊轉(zhuǎn)過60時(shí)，線圈中的磁通量以及此過程中磁通量的改變量二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的分析判斷及實(shí)驗(yàn)探究例3 如圖9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( )圖9A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)變阻器觸頭滑動(dòng)的瞬間D開關(guān)S斷開的瞬間針對訓(xùn)練 如圖10所示

8、，在勻強(qiáng)磁場中的矩形金屬軌道上有等長的兩根金屬棒ab和cd，它們以相同的速度勻速運(yùn)動(dòng)，則( )圖10A斷開開關(guān)S，ab中有感應(yīng)電流B閉合開關(guān)S，ab中有感應(yīng)電流C無論斷開還是閉合開關(guān)S，ab中都有感應(yīng)電流D無論斷開還是閉合開關(guān)S，ab中都沒有感應(yīng)電流例4 在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中所用器材如圖11所示它們是電流表；直流電源；帶鐵芯的線圈A；線圈B；開關(guān)；滑動(dòng)變阻器(用來控制電流以改變磁場強(qiáng)弱)試按實(shí)驗(yàn)的要求在實(shí)物圖上連線(圖中已連好一根導(dǎo)線)圖111(對電磁感應(yīng)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí))下列關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)，正確的是( )A它最先是由奧斯特通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的B它說明了電流周圍存在磁場C它說明了閉合回路中磁

9、通量變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生電流D它說明了電流在磁場中會(huì)受到安培力2(對磁通量及其變化量的理解)如圖12所示一矩形線框，從abcd位置移到abcd位置的過程中，關(guān)于穿過線框的磁通量情況，下列敘述正確的是(線框平行于紙面移動(dòng)) ( )圖12A一直增加 B一直減少C先增加后減少 D先增加，再減少直到零，然后再增加，然后再減少3(產(chǎn)生感應(yīng)電流的分析判斷)如圖13所示，開始時(shí)矩形線框與勻強(qiáng)磁場的方向垂直，且一半在磁場內(nèi)，一半在磁場外，若要使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流，下列辦法中可行的是( )圖13A將線框向左拉出磁場B以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于90)C以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60)D以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60)4(產(chǎn)生感應(yīng)電流

10、的分析判斷)如圖14所示，繞在鐵芯上的線圈與電源、滑動(dòng)變阻器和電鍵組成閉合回路，在鐵芯的右端套有一個(gè)表面絕緣的銅環(huán)A，下列各種情況中銅環(huán)A中沒有感應(yīng)電流的是( )圖14A線圈中通以恒定的電流B通電時(shí)，使滑動(dòng)變阻器的滑片P做勻速移動(dòng)C通電時(shí)，使滑動(dòng)變阻器的滑片P做加速移動(dòng)D將電鍵突然斷開的瞬間題組一 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)1奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)，使整個(gè)科學(xué)界受到了極大的震動(dòng)，通過對電流磁效應(yīng)的逆向思維，人們提出的問題是( )A電流具有熱效應(yīng) B電流具有磁效應(yīng)C磁能生電 D磁體具有磁化效應(yīng)2下面屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是( )A通電導(dǎo)體周圍產(chǎn)生磁場B磁場對電流產(chǎn)生力的作用C閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)

11、動(dòng)時(shí)，在電路中產(chǎn)生電流的現(xiàn)象D電荷在磁場中定向移動(dòng)形成電流題組二 對磁通量及其變化量的理解與計(jì)算3關(guān)于磁通量，下列敘述正確的是 ( )A在勻強(qiáng)磁場中，穿過一個(gè)面的磁通量等于磁感應(yīng)強(qiáng)度與該面面積的乘積B在勻強(qiáng)磁場中，a線圈的面積比b線圈的大，則穿過a線圈的磁通量一定比穿過b線圈的磁通量大C把一個(gè)線圈放在M、N兩處，若放在M處時(shí)穿過線圈的磁通量比放在N處時(shí)大，則M處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定比N處大D同一線圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度大處，穿過線圈的磁通量不一定大4關(guān)于磁通量的概念，以下說法中正確的是 ( )A磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，穿過閉合回路的磁通量越大B磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，線圈面積越大，則磁通量越大C穿過線圈的磁通量為零，但

12、磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定為零D磁通量發(fā)生變化，一定是磁場發(fā)生變化引起的5.如圖1所示，半徑為R的圓形線圈共有n匝，其中心位置處半徑為r的范圍內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直線圈平面，若磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則穿過線圈的磁通量為 ( )圖1ABR2 BBr2CnBR2 DnBr2題組三 產(chǎn)生感應(yīng)電流的分析判斷6關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，下列說法中正確的是( )A閉合線圈放在變化的磁場中，必然有感應(yīng)電流產(chǎn)生B閉合正方形線圈在勻強(qiáng)磁場中垂直磁感線運(yùn)動(dòng)，必然產(chǎn)生感應(yīng)電流C穿過閉合線圈的磁通量變化時(shí)，線圈中有感應(yīng)電流D只要穿過電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生7在法拉第時(shí)代，下列驗(yàn)證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實(shí)驗(yàn)中，能觀察

13、到感應(yīng)電流的是( )A將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后觀察電流表的變化B在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化C將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化D繞在同一鐵環(huán)上的兩個(gè)線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電的瞬間，觀察電流表的變化8下圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( ) 9.如圖2所示，一有限范圍的勻強(qiáng)磁場寬度為d，若將一個(gè)邊長為L的正方形導(dǎo)線框以速度v勻速地通過磁場區(qū)域，已知dL，則導(dǎo)線框從開始進(jìn)入到完全離開磁場的過程中無感應(yīng)電流的時(shí)間等于( )圖2A. B. C. D.10.如圖3所示的勻強(qiáng)

14、磁場中有一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框，初始位置線框與磁感線平行，則在下列四種情況下，線框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( )圖3A線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中左右運(yùn)動(dòng)B線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中上下運(yùn)動(dòng)C線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線垂直的軸線AB轉(zhuǎn)動(dòng)D線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線平行的軸線CD轉(zhuǎn)動(dòng)11.為觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象，某學(xué)生將電流表、螺線管A和B、蓄電池、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖4所示的實(shí)驗(yàn)電路當(dāng)接通和斷開開關(guān)時(shí)，電流表的指針都沒有偏轉(zhuǎn)，其原因是( )圖4A開關(guān)位置接錯(cuò) B電流表的正、負(fù)極接反C線圈B的3、4接頭接反 D蓄電池的正、負(fù)極接反12.如圖5所示，導(dǎo)線ab和cd互相平行，則下列四種情況中，導(dǎo)線cd中有電流的是 ( )圖5A開關(guān)S閉合或斷