1、學案1電磁感應劃時代的發(fā)現(xiàn)學習目標定位 1.能理解什么是電磁感應現(xiàn)象.2.能記住產(chǎn)生感應電流的條件.3.會使用線圈以及常見磁鐵完成簡單的實驗.4.能說出磁通量變化的含義.5.會利用電磁感應產(chǎn)生的條件解決實際問題1磁通量的計算公式BS的適用條件是勻強磁場且磁感線與平面垂直若在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁感線與平面不垂直，公式BS中的S應為平面在垂直于磁場方向上的投影面積2磁通量是標量，但有正、負之分一般來說，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“”3由BS可知，磁通量的變化有三種情況：(1)磁感應強度B不變，有效面積S變化；(2)磁感應強度

2、B變化，有效面積S不變；(3)磁感應強度B和有效面積S同時變化一、法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應的艱難歷程1新課題的提出：奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，即“電轉(zhuǎn)化為磁”，根據(jù)對稱思維的方法，法拉第在1822年提出了自己的新課題：“把磁轉(zhuǎn)變?yōu)殡姟?思維定勢路漫長：法拉第在很長一段時間內(nèi)基本上做了兩類實驗：一是將兩根導線并列放置，將其中一根導線通以電流，希望在另一根導線中感應出電流；二是在強磁體旁邊放置導線或線圈，希望在導線或線圈中感應出電流這兩類實驗成功了嗎？沒有3偶然發(fā)現(xiàn)猶迷茫：法拉第重做改進后的實驗，在接電池的線圈電路里，當把開關(guān)閉合或斷開時，導線下方的小磁針都突然跳動一下，當電路維持接通狀態(tài)，小磁針不動4

3、深入探究得真諦：法拉第的進一步實驗表明：“把磁轉(zhuǎn)變?yōu)殡姟辈皇且环N穩(wěn)態(tài)效應，而是一種在變化、運動過程中才會出現(xiàn)的效應法拉第把這種由磁得到電的現(xiàn)象叫做電磁感應現(xiàn)象產(chǎn)生的電流叫做感應電流二、探究感應電流產(chǎn)生的條件只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就會產(chǎn)生感應電流.一、磁通量及其變化 問題設計如圖1所示，框架的面積為S，勻強磁場的磁感應強度為B.試求：(1)框架平面與磁感應強度B垂直時，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的變

4、化量為多少？ 圖1答案(1)BS(2)BS(3)BS(4)2BS要點提煉1磁通量的計算(1)公式：BS(2)適用條件：勻強磁場，磁場方向和平面垂直(3)B與S不垂直時：BS，S為平面在垂直磁場方向上的投影面積，在應用時可將S投影到與B垂直的方向上，如圖2所示BSsin_.(4)磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)2磁通量的變化量 圖2(1)當B不變，有效面積S變化時，BS.(2)當B變化，S不變時，BS.(3)B和S同時變化，則21，但此時BS.特別提醒計算穿過某平面的磁通量變化量時，要注意前、后磁通量的正、負值，如原磁通量1BS，當平面轉(zhuǎn)過180后，磁通量2BS，磁通量的變化量2BS.二、感應電流的產(chǎn)生條

5、件問題設計1實驗1：如圖3所示，條形磁鐵插入或拔出線圈時，線圈中有電流產(chǎn)生，但條形磁鐵在線圈中靜止不動時，線圈中無電流產(chǎn)生(填“有”或“無”)圖32實驗2：如圖4所示，導體AB做切割磁感線運動時，線路中有電流產(chǎn)生，而導體AB順著磁感線運動時，線路中無電流產(chǎn)生(填“有”或“無”)圖43實驗3：如圖5所示，將小螺線管A插入大螺線管B中不動，當開關(guān)S接通或斷開時，電流表中有電流通過；若開關(guān)S一直閉合，當改變滑動變阻器的阻值時，電流表中有電流通過；而開關(guān)一直閉合，滑動變阻器滑動觸頭不動時，電流表中無電流產(chǎn)生(填“有”或“無”)圖54上述三個實驗產(chǎn)生感應電流的情況不同，但其中肯定有某種共同的原因，完成下

6、表并總結(jié)產(chǎn)生感應電流的條件.實驗1閉合電路中磁感應強度B變化，閉合電路的面積S不變共同原因：閉合電路中磁通量發(fā)生變化實驗2閉合電路中磁感應強度B不變，閉合電路的面積S變化實驗3閉合電路中磁感應強度B變化，閉合電路的面積S不變總結(jié)實驗1是磁體即磁場運動改變磁通量；實驗2是通過導體相對磁場運動改變磁通量；實驗3通過改變電流從而改變磁場強弱，進而改變磁通量，所以可以將產(chǎn)生感應電流的條件描述為“只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就會產(chǎn)生感應電流”要點提煉1產(chǎn)生感應電流的條件：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化2特例：閉合電路的一部分導體在磁場內(nèi)做切割磁感線運動在利用“切割”來討論和判斷有無感應電流

7、時，應該注意：(1)導體是否將磁感線“割斷”，如果沒有“割斷”就不能說切割如圖6所示，甲、乙兩圖中，導線是真“切割”，而圖丙中，導體沒有切割磁感線圖6(2)是否僅是閉合電路的一部分導體在磁場內(nèi)做切割磁感線運動，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，磁通量發(fā)生變化是否能產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象？答案當電路不閉合時，沒有感應電流，但有感應電動勢，只產(chǎn)生感應電動勢的現(xiàn)象也可以稱為電磁感應現(xiàn)象一、磁通量及其變化量的理解與計算例1如圖7所示的線框，面積為S，處于磁感應強度為B的勻強磁場中，B的方向與線框平面成角，當線框轉(zhuǎn)過90到圖中虛線所示的位置時，試求：圖7(1)初、末

8、位置穿過線框的磁通量的大小1和2；(2)磁通量的變化量.解析(1)解法一：在初始位置，把面積向垂直于磁場的方向進行投影，可得垂直于磁場方向的面積為SSsin ，所以1BSsin .在末位置，把面積向垂直于磁場的方向進行投影，可得垂直于磁場方向的面積為SScos .由于磁感線從反面穿入，所以2BScos .解法二：如圖所示，把磁感應強度B沿垂直于面積S和平行于面積S的方向進行分解，得B上Bsin ，B左Bcos 所以1B上SBSsin ，2B左SBScos .(2)開始時B與線框平面成角，穿過線框的磁通量1BSsin ；當線框平面按順時針方向轉(zhuǎn)動時，穿過線框的磁通量減少，當轉(zhuǎn)動時，穿過線框的磁通

9、量減少為零，繼續(xù)轉(zhuǎn)動至90時，磁感線從另一面穿過，磁通量變?yōu)椤柏摗敝担?BScos .所以，此過程中磁通量的變化量為21BScos BSsin BS(cos sin )答案(1)BSsin BScos (2)BS(cos sin )二、產(chǎn)生感應電流的分析判斷及實驗探究例2如圖8所示，在勻強磁場中有兩條平行的金屬導軌，磁場方向與導軌平面垂直導軌上有兩條可沿導軌自由移動的金屬棒ab、cd，與導軌接觸良好這兩條金屬棒ab、cd的運動速度分別是v1、v2，且井字形回路中有感應電流通過，則可能 ()圖8Av1v2 Bv1v2Cv1v2 D無法確定解析只要金屬棒ab、cd的運動速度不相等，穿過井字形回路的

10、磁通量就發(fā)生變化，閉合回路中就會產(chǎn)生感應電流故選項A、B正確答案AB針對訓練如圖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C開關(guān)S接通后，滑動變阻器觸頭滑動的瞬間D開關(guān)S斷開的瞬間答案ACD例3在研究電磁感應現(xiàn)象的實驗中所用器材如圖10所示它們是電流表；直流電源；帶鐵心的線圈A；線圈B；開關(guān)；滑動變阻器(用來控制電流以改變磁場強弱)試按實驗的要求在實物圖上連線(圖中已連好一根導線)圖10答案連接電路如圖所示1(對電磁感應現(xiàn)象的認識)下列現(xiàn)象中，屬于電磁感應現(xiàn)象的是()A小磁針在通電導線附近發(fā)生

11、偏轉(zhuǎn)B通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動C因閉合線圈在磁場中運動而產(chǎn)生的電流D磁鐵吸引小磁針答案C解析電磁感應是指“磁生電”的現(xiàn)象，而小磁針和通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動以及磁鐵吸引小磁針，反映了磁場力的性質(zhì)，所以A、B、D不是電磁感應現(xiàn)象，C是電磁感應現(xiàn)象2(對磁通量及其變化量的理解)如圖11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) ()圖11A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，然后再減少答案D解析離導線越近，磁場越強，在線框從左向右靠近導線的過程中，穿過線框的磁通量增大，當線框跨在導線上向右運動時，

12、磁通量減小，當導線在線框正中央時，磁通量為零，從該位置向右，磁通量又增大，在線框離開導線向右運動的過程中，磁通量又減??；故A、B、C錯誤，D正確，故選D.3(產(chǎn)生感應電流的分析判斷)如圖12所示，開始時矩形線框與勻強磁場的方向垂直，且一半在磁場內(nèi)，一半在磁場外，若要使線框中產(chǎn)生感應電流，下列辦法中可行的是() 圖12A將線框向左拉出磁場B以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(小于90)C以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(小于60)D以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(小于60)答案ABC解析將線框向左拉出磁場的過程中，線框的bc部分切割磁感線，或者說穿過線框的磁通量減少，所以線框中將產(chǎn)生感應電流當線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(小于90)時，線框的cd邊的

13、右半段在做切割磁感線運動，或者說穿過線框的磁通量在發(fā)生變化，所以線框中將產(chǎn)生感應電流當線框以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(小于60)時，穿過線框的磁通量在減小，所以在這個過程中線框內(nèi)會產(chǎn)生感應電流如果轉(zhuǎn)過的角度超過60(60300)，bc邊將進入無磁場區(qū)，那么線框中將不產(chǎn)生感應電流當線框以bc邊為軸轉(zhuǎn)動時，如果轉(zhuǎn)動的角度小于60，則穿過線框的磁通量始終保持不變(其值為磁感應強度與矩形線框面積的一半的乘積)4(產(chǎn)生感應電流的分析判斷)如圖13所示，繞在鐵心上的線圈與電源、滑動變阻器和電鍵組成閉合回路，在鐵心的圖13右端套有一個表面絕緣的銅環(huán)A，下列各種情況中銅環(huán)A中沒有感應電流的是()A線圈中通以恒定的電流B

14、通電時，使滑動變阻器的滑片P勻速移動C通電時，使滑動變阻器的滑片P加速移動D將電鍵突然斷開的瞬間答案A解析只要通電時滑動變阻器的滑片P移動，電路中電流就會發(fā)生變化，變化的電流產(chǎn)生變化的磁場，銅環(huán)A中磁通量發(fā)生變化，有感應電流；同樣，將電鍵斷開瞬間，電路中電流從有到無，仍會在銅環(huán)A中產(chǎn)生感應電流題組一對磁通量及其變化量的理解與計算1關(guān)于磁通量，下列敘述正確的是 ()A在勻強磁場中，穿過一個面的磁通量等于磁感應強度與該面面積的乘積B在勻強磁場中，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把一個線圈放在M、N兩處，若放在M處時穿過線圈的磁通量比放在N處時大，則M處的磁

15、感應強度一定比N處大D同一線圈放在磁感應強度大處，穿過線圈的磁通量不一定大答案D解析磁通量等于磁感應強度與平面在垂直磁場方向上的投影面積的乘積，A錯誤；線圈面積大，但投影面積不一定大，B錯誤；磁通量大，磁感應強度不一定大，C錯誤、D正確2關(guān)于磁通量的概念，以下說法中正確的是 ()A磁感應強度越大，穿過閉合回路的磁通量越大B磁感應強度越大，線圈面積越大，則磁通量越大C穿過線圈的磁通量為零，但磁感應強度不一定為零D磁通量發(fā)生變化，一定是磁場發(fā)生變化引起的答案C解析根據(jù)磁通量的定義，BSsin ，因此A、B選項錯誤；穿過線圈的磁通量為零時，磁感應強度不一定為零；磁通量發(fā)生變化，可能是面積變化引起的，

16、也可能是磁場變化引起的，D錯3.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)有勻強磁場，磁場方向垂直線圈平面，若磁感應強度為B，則穿過線圈的磁通量為 ()ABR2 BBr2 圖1CnBR2 DnBr2答案B解析由磁通量的定義式知BSBr2，故B正確題組二產(chǎn)生感應電流的分析判斷4關(guān)于電磁感應現(xiàn)象，下列說法中正確的是()A閉合線圈放在變化的磁場中，必然有感應電流產(chǎn)生B閉合正方形線圈在勻強磁場中垂直磁感線運動，必然產(chǎn)生感應電流C穿過閉合線圈的磁通量變化時，線圈中有感應電流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電流產(chǎn)生答案C解析產(chǎn)生感應電流的條件：(1)閉合電路；(

17、2)磁通量發(fā)生變化，兩個條件缺一不可5下圖中能產(chǎn)生感應電流的是()答案B解析根據(jù)產(chǎn)生感應電流的條件：A中，電路沒閉合，無感應電流；B中，面積增大，閉合電路的磁通量增大，有感應電流；C中，穿過線圈的磁感線相互抵消，恒為零，無感應電流；D中，磁通量不發(fā)生變化，無感應電流6下列情況中都是線框在磁場中做切割磁感線運動，其中線框中有感應電流的是()答案BC解析A中雖然導體“切割”了磁感線，但穿過閉合線框的磁通量并沒有發(fā)生變化，沒有感應電流B中線框的一部分導體“切割”了磁感線，穿過線框的磁感線條數(shù)越來越少，線框中有感應電流C中雖然與A近似，但由于是非勻強磁場，運動過程中，穿過線框的磁感線條數(shù)增加，線框中有

18、感應電流D中線框盡管是部分切割，但磁感線條數(shù)不變，無感應電流，故選B、C.7.如圖2所示，一有范圍的勻強磁場寬度為d，若將一個邊長為L的正方形導線框以速度v勻速地通過磁場區(qū)域，已知dL，則導線框從開始進入到完全離開磁場的過程中無感應電流的時間等于()A. B. 圖2C. D.答案C解析只有導線框完全在磁場里面運動時，導線框中才無感應電流8.如圖3所示的勻強磁場中有一個矩形閉合導線框，初始位置線框與磁感線平行，則在下列四種情況下，線框中會產(chǎn)生感應電流的是()A線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中左右運動B線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中上下運動C線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線垂直的軸線A

19、B轉(zhuǎn)動 圖3D線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線平行的軸線CD轉(zhuǎn)動答案C解析四種情況中初始位置線框均與磁感線平行，磁通量為零，線框按A、B、D三種情況運動后，線框仍與磁感線平行，磁通量保持為零不變，線框中不產(chǎn)生感應電流線框按C中方式轉(zhuǎn)動后，穿過線框的磁通量不斷變化，所以產(chǎn)生感應電流，C項正確9.為觀察電磁感應現(xiàn)象，某學生將電流表、螺線管A和B、蓄電池、開關(guān)用導線連接成如圖4所示的實驗電路當接通和斷開開關(guān)時，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B電流表的正、負極接反C線圈B的3、4接頭接反D蓄電池的正、負極接反答案A解析本題考查了感應電流產(chǎn)生的條件因感應電流產(chǎn)生的條件是閉合電路中的

20、磁通量發(fā)生變化，由電路圖可知，把開關(guān)接在B與電流表之間，因與1、2接頭相連的電路在開關(guān)接通和斷開開關(guān)時，電流不改變，所以不可能有感應電流，電流表也不可能偏轉(zhuǎn)，開關(guān)應接在A與電源之間10.如圖5所示，導線ab和cd互相平行，則下列四種情況中，導線cd中有電流的是 ()A開關(guān)S閉合或斷開的瞬間B開關(guān)S是閉合的，滑動觸頭向左滑 圖5C開關(guān)S是閉合的，滑動觸頭向右滑D開關(guān)S始終閉合，滑動觸頭不動答案ABC解析開關(guān)S閉合或斷開的瞬間；開關(guān)S閉合，滑動觸頭向左滑的過程；開關(guān)S閉合，滑動觸頭向右滑的過程都會使通過導線ab段的電流發(fā)生變化，使穿過cd回路的磁通量發(fā)生變化，從而在cd導線中產(chǎn)生感應電流因此本題的正確選項應為A、B、C.11如圖6所示，線圈與電源、開關(guān)