电磁感应全章学案
教科版九年级物理上册:8.1.电磁感应现象学案

1. 电磁感应现象学点1 法拉第的发现(1)阅读教材P124第1、2、3段。
思考:问题:1820年,丹麦的科学家奥斯特首先发现了电流周围存在磁场,1831年,英国科学家法拉第发现了利用磁场产生电流的条件和规律,这两个重要的发现揭示了电和磁之间的联系。
(2)观察如图8-1-1所示的实验,并分析表格中记录的实验现象。
思考:问题1:实验中,通过观察灵敏电流表指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生,这种研究物理问题的方法叫转换法。
问题2:分析得出,产生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
问题3:比较实验2和3(或6和7)可知:在磁场方向一定时,感应电流的方向与导体的运动方向有关。
问题4:比较实验2、6(或3、7)可知:在导体的运动方向不变时,感应电流的方向与磁场方向有关。
(3)阅读教材P125第1段。
思考:问题1:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫做电磁感应,所产生的电流叫做感应电流。
问题2:感应电流的方向与磁场方向和导体的运动方向有关。
若二者只改变其一,则感应电流方向改变;若二者同时改变,则感应电流方向不变。
学点2 发电机(1)如图8-1-2所示是交流发电机的示意图。
思考:问题1:英国物理学家法拉第于1831年发现了电磁感应现象,实现了机械能转化为电能的愿望,这一发现导致了发电机的发明。
问题2:交流发电机主要由定子和转子两部分组成,大型发电机一般采用线圈不动,磁极旋转的方式发电。
(2)如图8-1-3所示是发电机工作过程的示意图。
思考:问题1:当线圈转到甲图位置时,由于线圈ab和cd边不切割磁感线,电路中无感应电流;当转到乙、丁两图的位置时,由于ab(cd)切割磁感线的方向相反,因而电路中的电流方向相反。
问题2:发电机产生的感应电流的大小和方向都随线圈的转动做周期性的变化,这种电流叫做交变电流,简称交流电。
问题3:我国交流电的频率是50 Hz,由此可知,在每秒钟内电流方向变化了100 次,周期为0.02 s。
高中物理第三章电磁感应电磁感应现象学案新人教选修

3.1 电磁感应现象学习目标1知道感应电流和电磁感应现象。
2了解磁通量,会比较穿过不同闭合电路磁通量的大小。
3了解感应电流产生条件。
自主学习一.划时代的发现电磁感应现象1.英国物理学家___________经过10年的艰苦探索,终于在1831年发现了___________现象,进一步揭示了电现象与磁现象之间的密切联系,奏响了电气化时代的序曲。
2.闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动时,__________中就产生电流,就叫做___________ 3.由电磁感应产生的电流叫做___________.4.电磁感应的产生条件表格一、磁铁相对于线圈运动时的电磁感应现象(图4-2-2)磁铁的动作情况电流计指针的动作磁铁的动作情况电流计指针的动作N极插入线圈S极插入线圈N极停在线圈中指针无动作S极停在线圈中指针无动作N极从线圈中抽出S从线圈中抽出(1)磁通量:穿过一个___________的磁感线的多少。
(2)只要穿过_____________的磁通量发生变化,闭合电路中就有感应电流产生。
典例分析1线框ABCD从有界的匀强磁场区域穿过,下列说法中正确的是()A、进入匀强磁场区域的过程中,ABCD中有感应电流B、在匀强磁场中加速运动时,ABCD中有感应电流C、在匀强磁场中匀速运动时,ABCD中没有感应电流D、离开匀强磁场区域的过程中,ABCD中没有感应电流2所示,矩形线框abcd的一边ad恰与长直导线重合(互相绝缘).现使线框绕不同的轴转动,能使框中产生感应电流的是( )A、绕ad边为轴转动B、绕oo′为轴转动C、绕bc边为轴转动D、绕ab边为轴转动课堂检测1如图所示,长直导线MN的右侧有一矩形线框,它们在同一平面内,欲使矩形线框产生感应电流,可采取的方法是:( )A、线框向上平动B、线框向下平动C、线框以MN为轴转动D、逐渐增加或减少MN中的电流强度2把一个铜环放在匀强磁场中,使环的平面与磁场的方向垂直并使铜环沿着磁场的方向移动(图甲),环中是否产生感应电流?为什么?如果磁场是不均匀的(图乙),是否产生感应电流?为什么?3如图所示,矩形区域 abcd内有匀强磁场,闭合线圈由位置 1通过这个磁场运动到位置2.线圈在运动过程的哪几个阶段有感应电流,哪几个阶段没有感应电流?为什么?小结作业 P50-1,2高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
《电磁感应导学案》

《电磁感应》导学案一、导入1. 请同砚们回顾一下什么是电磁感应?电磁感应的实质是什么?2. 电磁感应的实验条件是什么?根据法拉第电磁感应定律,电磁感应现象是如何产生的?二、进修目标1. 了解电磁感应的基本观点和原理。
2. 掌握电磁感应的实验条件和实验方法。
3. 理解电磁感应在生活中的应用。
三、进修重点和难点1. 电磁感应的基本观点和原理。
2. 电磁感应的实验条件和实验方法。
3. 电磁感应在生活中的应用。
四、进修过程1. 进修电磁感应的基本观点和原理。
- 电磁感应是指在磁场中,当导体相对于磁场运动或磁场强度发生变化时,导体内将产生感应电流的现象。
- 法拉第电磁感应定律:感应电动势的大小与导体在磁场中的运动速度、磁感应强度和导体长度等因素有关,表达式为ε=-ΔΦ/Δt。
2. 进修电磁感应的实验条件和实验方法。
- 实验条件:磁场、导体、运动或磁场发生变化。
- 实验方法:将导体放入磁场中运动或改变磁场强度,观察感应电流的产生。
3. 进修电磁感应在生活中的应用。
- 发电机:利用电磁感应原理将机械能转化为电能。
- 变压器:利用电磁感应原理调节电压大小。
- 感应炉:利用电磁感应原理加热导体。
五、教室练习1. 什么是电磁感应?简要说明电磁感应的原理。
2. 实验条件下的电磁感应是什么?举例说明电磁感应的实验方法。
3. 电磁感应在生活中有哪些应用?请结合实际例子进行说明。
六、教室总结1. 回顾本节课的进修内容,掌握电磁感应的基本观点和原理。
2. 总结电磁感应的实验条件和实验方法。
3. 思考电磁感应在生活中的应用,如何更好地利用电磁感应原理解决实际问题。
七、作业安置1. 完成教室练习中的题目。
2. 思考电磁感应在生活中的应用,写一篇短文介绍其中一种应用并加以分析。
以上就是本节课《电磁感应》的导学案,希望同砚们通过进修能更好地理解和掌握电磁感应的基本观点和原理,以及在生活中的应用。
祝大家进修顺利!。
电磁感应全章教案

第十六章电磁感应一、电磁感应现象一、教学目标1.在物理知识方面.(1)理解什么是电磁感应现象;(2)掌握产生感应电流的条件.2.在能力培养方面.通过观察演示实验,归纳、概括出利用磁场产生电流的条件,培养学生的观察、概括能力.二、重点、难点分析1.重点:使学生掌握只要闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流.2.难点:闭合电路磁通量的变化.三、教具蹄形磁铁,条形磁铁,电流计,原副线圈,滑动变阻器,开关,导线若干,电池,计算机,演示切割磁感线及磁通量变化软件.四、主要教学过程(-)发现电磁感应现象的背景1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流能够产生磁场——电流的磁效应,揭示了电和磁之间存在着联系,受到这一发现的启发,人们开始考虑这样一个问题:既然电流能够产生磁场,反过来,利用磁场是不是能够产生电流呢?不少科学家进行了这方面的探索,英国科学家法拉第,坚信电与磁有密切的联系.经过10年坚持不懈的努力,于1831年终于取得了重大的突破,发现了利用磁场产生电流的条件.(二)用实验方法研究产生感应电流的条件实验1:导体不动;导体向上、向下运动;导体向左或向右运动.引导学生观察实验并进行概括.归纳:闭合电路的一部分导体做切割磁感线的运动时,电路中就有电流产生.用计算机模拟“切割磁感线”的运动.理解“导体做切割磁感线运动”的含义:切割磁感线的运动,就是导体运动速度的方向和磁感线方向不平行.问:导体不动,磁场动,会不会在电路中产生电流呢?实验2:用计算机模拟“条形磁铁插入、拔出螺线管.注意:条形磁铁插入、拔出时,弯曲的磁感线被切割,电路中有感应电流.引导学生观察实验并进行概括:无论是导体运动,还是磁场运动,只要导体和磁场之间发生切割磁感线的相对运动,闭合电路中就有电流产生.过渡:闭合电路的一部分导体切割磁感线时,穿过电路的磁感线条数发生变化.如果导体和磁场不发生相对运动,而让穿过闭合电路的磁场发生变化,会不会在电路中产生电流呢?实验3:线圈电路接通、断开;滑动变阻器滑动片左、右滑动.在观察实验现象的基础上,引导学生分析上述现象的物理过程:因为电流所激发的磁场的磁感应强度B总是正比于电流强度I,即B∝I.电路的闭合或断开控制了电流从无到有或从有到无的变化;变阻器是通过改变电阻来改变电流的大小的,电流的变化必将引起闭合电路磁场的变化,穿过闭合电路的磁感线条数的变化——磁通量发生变化,闭合电路中产生电流.用计算机模拟电路中S断开、闭合,滑动变阻器滑动时,穿过闭合电路磁场变化情况:不论是导体做切割磁感线的运动,还是磁场发生变化,实质上都是引起穿过闭合电路的磁通量发生变化.综上所述,总结出:1.不论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有电流产生.这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应,产生的电流叫感应电流.2.产生感应电流的条件.(1)电路必须闭合;(2)磁通量发生变化.引导学生分析磁通量发生变化的因素:由Φ=B·S sinθ可知:当①磁感应强度B发生变化;②线圈的面积S发生变化;③磁感应强度B 与面积S之间的夹角θ发生变化.这三种情况都可以引起磁通量发生变化.3.举例.(1)闭合电路的一部分导体切割磁感线:(2)磁场不变,闭合电路的面积变化:(3)线圈面积不变,线圈在不均匀磁场中运动:(4)线圈面积不变,磁场不断变化:(三)课堂小结产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化.这里关键要注意“闭合”与“变化”两词.就是说在闭合电路中有磁通量穿过但不变化,即使磁场很强,磁通量很大,也不会产生感应电流.当然电路木闭合,电流也不可能产生.二、法拉第电磁感应定律——感应电动势的大小一、设计思想法拉第电磁感应定律是电磁学的核心内容。
法拉第电磁感应定律学案

学案一、感应电动势
1、在中,产生的电动势叫感应电动势。
产生感应电动势的那部分导体-------电源。
2、磁通量的变化率: 表示磁通量的变化的
二、法拉第电磁感应定律:
1、内容:
2、数学表达式
三、导体棒切割磁感线时的感应电动势
1.导体棒垂直于磁场运动E=
2.导线的运动方向与导线本身垂直,但与磁感线方向夹角为θ,则E=
四、反电动势
1. 定义:叫反电动势.
2.作用:阻碍线圈的转动. 线圈要维持转动,电源就要向电动机提供电能.电能转化为其它形式的能.
3.应用:电动机停止转动, 就没有反电动势,线圈中电流会很大,电动机会烧毁,要立即切断电源,进行检查.。
1.1-1.2电磁感应现象学案

第一节电磁感应现象学案、学习目标1、知道电磁之间存在联系2、知道电磁感应现象,知道产生感应电流要在一定条件下进行3、知道法拉第发现了电磁感应现象,知道电磁感应现象对科学技术和人类文明进步的意义。
4、明确电磁感应产生条件的实验探究过程5、理解产生感应电流的条件二、新课学习(一)物理学史1、电磁感应现象的发现是与______________ 的发现密切相连的。
2、从1820年到1831年,当时许多著名科学家如法国的 _________ 、______ 、 ________ 和英国的_______ 、瑞士的__________ 等,纷纷投身于探索磁与电的关系之中。
3、电流的磁效应是丹麦物理学家 ___________ 首先发现的,时间是—年,电流的磁效应证实了____ 现象和____ 现象是有联系的。
4、英国的物理学家_________ 于_______ 发现了电磁感应现象,实现了磁生电的梦想。
(二)电磁感应现象1、电磁感应现象:我们把由_________________________ 的现象叫做电磁感应现象。
2、感应电流:在电磁感应现象中产生的 ___________ 叫感应电流。
3、探究产生感应电流的条件:探究一:利用蹄形磁铁的磁场AH 】1导体棒的运动向右平动向左平动向前平动表针的摆动方向将观察到的结果填在表格中我的结论:_________________________________________________________探究二:利用条形磁铁的磁场表叶揺动方向硯铁的威I作表针推功方向S战播人践曲牛极停在践滞中5械停在咖中$械从统曲中攔口我的结论:探究三、利用通电螺线管的磁场操作电流表扌曰针如何偏转大螺线管B中的磁通量如何变化是否有感应电流开关接通瞬间开关接通,滑片P不动开关接通,滑片P移动开关断开瞬间4、结论:产生感应电流的条件是_________________________________________________ 。
第四章 电磁感应学案

第四章 <<电磁感应>>学案第1节《划时代的发现》课前预习学案一、预习目标预习奥斯特梦圆“电生磁”;法拉第心系“磁生电”,初步了解物理学中奥斯特和法拉第的贡献。
二、预习内容奥斯特梦圆“电生磁”标题和法拉第心系“磁生电”标题。
问题1:奥斯特在什么思想的启发下,发现了电流的磁效应的?问题2:奥斯特发现了电流的磁效应,能说明他是一个“幸运儿”吗?是偶然还是必然?问题3:1803年奥斯特总结了一句话内容是什么?问题4:法拉第在了奥斯特的电流磁效应的基础上,思考对称性原理,从而得出了什么样的结论?问题5:其他很多科学家例如安培,科拉顿等物理学家也做过磁生电的试验,可他们都没有成功,他们问题出现在那里?问题6:法拉第经过无数次试验,经历10年的时间,终于领悟到了什么?问题7:什么是电磁感应?什么是感应电流?问题8:通过学习你从奥斯特、法拉第等科学家身上学到了什么?问题9:通过查阅资料,了解法拉第的生平,详细写出法拉第一生中的伟大成就和伟大发现。
三、提出疑惑同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中疑惑点疑惑内容课内探究学案一、学习目标(1)知道奥斯特实验、电磁感应现象,(2)了解电生磁和磁生电的发现过程,(3)知道电磁感应和感应电流的定义。
二、学习过程探究一:奥斯特梦圆“电生磁”------电流的磁效应(1)是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的?在这之前,科学研究领域存在怎样的历史背景?(2)奥斯特的研究是一帆风顺的吗?奥斯特面对失败是怎样做的?(3)奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的?用学过的知识如何解释?(4)电流磁效应的发现有何意义?谈谈自己的感受。
学生甲:(1)许多哲学家提出了各种自然现象之间是相互联系和相互转化的思想。
奥斯特坚信电与磁之间可能存在着某种联系。
而在这之前许多物理学家都坚持认为电与磁是互不相关的。
学生乙:(2)奥斯特的研究并不是一帆风顺的。
精品导学案:第1章 电磁感应1电磁感应的发现 感应电流产生的条件 Word版含答案

学案1电磁感应的发现感应电流产生的条件[学习目标定位] 1.能理解什么是电磁感应现象.2.能记住产生感应电流的条件.3.会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验.4.能说出磁通量变化的含义.5.会利用电磁感应产生的条件解决实际问题.1.磁通量的计算公式Φ=BS的适用条件是匀强磁场且磁感线与平面垂直.若在匀强磁场B 中,磁感线与平面不垂直,公式Φ=BS中的S应为平面在垂直于磁场方向上的投影面积.2.磁通量是标量,但有正、负之分.一般来说,如果磁感线从线圈的正面穿入,线圈的磁通量就为“+”,磁感线从线圈的反面穿入,线圈的磁通量就为“-”.3.由Φ=BS可知,磁通量的变化有三种情况:(1)磁感应强度B不变,有效面积S变化;(2)磁感应强度B变化,有效面积S不变;(3)磁感应强度B和有效面积S同时变化.一、奥斯特实验的启迪1820年,奥斯特从实验中发现了电流的磁效应,不少物理学家根据对称性的思考,提出既然电能产生磁,是否也存在逆效应,即磁产生电呢?二、电磁感应现象的发现1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象.他将“磁生电”现象分为五类:(1)变化中的电流;(2)变化中的磁场;(3)运动中的恒定电流;(4)运动中的磁铁;(5)运动中的导线.三、电磁感应规律的发现及其对社会发展的意义1.电磁感应的发现,使人们发明了发电机,把机械能转化成电能;使人们发明了变压器,解决了电能远距离传输中能量大量损耗的问题;使人们制造出了结构简单的感应电动机,反过来把电能转化成机械能.2.法拉第在研究电磁感应等电磁现象中,从磁性存在的空间分布逐渐凝聚出“场”的科学创新思想.在此基础上,麦克斯韦建立了电磁场理论,并预言了电磁波的存在. 四、产生感应电流的条件 穿过闭合电路的磁通量发生变化时,这个闭合电路中就有感应电流产生.一、磁通量及其变化[问题设计]如图1所示,框架的面积为S ,匀强磁场的磁感应强度为B .试求:图1 (1)框架平面与磁感应强度B 垂直时,穿过框架平面的磁通量为多少?(2)若框架绕OO ′转过60°,则穿过框架平面的磁通量为多少?(3)若从图示位置转过90°,则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少?(4)若从图示位置转过180°,则穿过框架平面的磁通量变化量为多少?答案 (1)BS (2)12BS (3)-BS (4)-2BS [要点提炼]1.磁通量的计算(1)公式:Φ=BS(2)适用条件:①匀强磁场,②磁场方向和平面垂直.(3)B 与S 不垂直时:Φ=BS ⊥,S ⊥为平面在垂直磁场方向上的投影面积,在应用时可将S 投影到与B 垂直的方向上,如图2所示Φ=BS sin_θ.图2(4)磁通量与线圈的匝数无关.2.磁通量的变化量ΔΦ(1)当B 不变,有效面积S 变化时,ΔΦ=B ·ΔS .(2)当B 变化,S 不变时,ΔΦ=ΔB ·S .(3)B和S同时变化,则ΔΦ=Φ2-Φ1,但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS.特别提醒计算穿过某面的磁通量变化量时,要注意前、后磁通量的正、负值,如原磁通量Φ1=BS,当平面转过180°后,磁通量Φ2=-BS,磁通量的变化量ΔΦ=-2BS.二、感应电流产生的条件[问题设计]实验1(导体在磁场中做切割磁感线的运动):如图3所示,导体AB垂直磁感线运动时,线路中有电流产生,而导体AB沿着磁感线运动时,线路中无电流产生(填“有”或“无”).图3实验2(通过闭合电路的磁场发生变化):如图4所示,将小螺线管A插入大螺线管B中不动,当开关S接通或断开时,电流表中有电流通过;若开关S一直闭合,当改变滑动变阻器的阻值时,电流表中有电流通过;而开关一直闭合,滑动变阻器的滑动触头不动时,电流表中无电流产生.若将螺线管A放在螺线管B的正上方,并使两者的轴线互相垂直,则不管进行什么操作,电流表中均无电流产生(填“有”或“无”).图41.实验2中并没有导体在磁场中做切割磁感线的运动,但在接通或断开电源的瞬间及改变滑动变阻器的阻值时,B线圈却出现感应电流,这说明什么?答案说明导体在磁场中做切割磁感线运动不是产生感应电流的本质原因,通过闭合电路的磁场变化也可以产生感应电流.2.当实验2中开关闭合后,A线圈电流稳定时,B线圈中也存在磁场,但不出现感应电流,这说明什么?答案说明感应电流的产生,不在于闭合回路中是否有磁场.3.实验2中同样的磁场变化,螺线管B套在螺线管A外边时,能产生感应电流,而两个线圈相互垂直放置时不能产生感应电流,这又说明什么?试总结产生感应电流的条件.答案说明感应电流的产生,不在于磁场是否变化.总结实验1中,磁场是稳定的,但在导体切割磁感线运动时,通过回路的磁通量发生变化,回路中产生了感应电流;实验2通过改变电流从而改变磁场强弱,进而改变了磁通量,从而产生了感应电流,所以可以将产生感应电流的条件描述为“只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流”.[要点提炼]1.产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化.2.特例:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动.在利用“切割”来讨论和判断有无感应电流时,应该注意:(1)导体是否将磁感线“割断”,如果没有“割断”就不能说切割.如图5所示,甲、乙两图中,导线是真“切割”,而图丙中,导体没有切割磁感线.图5(2)是否仅是闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动,如图丁.如果由切割不容易判断,则要回归到磁通量是否变化上去.[延伸思考]电路不闭合时,磁通量发生变化是否能产生电磁感应现象?答案当电路不闭合时,没有感应电流,但有感应电动势,只产生感应电动势的现象也可以称为电磁感应现象.一、磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解与计算例1如图6所示的线框,面积为S,处于磁感应强度为B的匀强磁场中,B的方向与线框平面成θ角,当线框转过90°到如图6所示的虚线位置时,试求:图6(1)初、末位置穿过线框的磁通量的大小Φ1和Φ2;(2)磁通量的变化量ΔΦ.解析(1)解法一:在初始位置,把面积向垂直于磁场方向进行投影,可得垂直于磁场方向的面积为S⊥=S sin θ,所以Φ1=BS sin θ.在末位置,把面积向垂直于磁场方向进行投影,可得垂直于磁场方向的面积为S⊥′=S cos θ.由于磁感线从反面穿入,所以Φ2=-BS cos θ.解法二:如图所示,把磁感应强度B沿垂直于面积S和平行于面积S进行分解,得B上=B sin θ,B左=B cos θ所以Φ1=B上S=BS sin θ,Φ2=-B左S=-BS cos θ.(2)开始时B与线框平面成θ角,穿过线框的磁通量Φ1=BS sin θ;当线框平面按顺时针方向转动时,穿过线框的磁通量减少,当转动θ时,穿过线框的磁通量减少为零,继续转动至90°时,磁感线从另一面穿过,磁通量变为“负”值,Φ2=-BS cos θ.所以,此过程中磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2-Φ1=-BS cos θ-BS sin θ=-BS(cos θ+sin θ).答案(1)BS sin θ-BS cos θ(2)-BS(cos θ+sin θ)二、产生感应电流的分析判断及实验探究例2如图7所示,在匀强磁场中有两条平行的金属导轨,磁场方向与导轨平面垂直.导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒ab、cd,与导轨接触良好.这两条金属棒ab、cd的运动速度分别是v1、v2,且井字形回路中有感应电流通过,则可能()图7A.v1>v2B.v1<v2C.v1=v2D.无法确定解析只要金属棒ab、cd的运动速度不相等,穿过井字形回路的磁通量就发生变化,闭合回路中就会产生感应电流.故选项A、B正确.答案AB例3在研究电磁感应现象的实验中所用器材如图8所示.它们是①电流表、②直流电源、③带铁芯的线圈A、④线圈B、⑤开关、⑥滑动变阻器(用来控制电流以改变磁场强弱).试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线).图8答案连接电路如图所示1.(对电磁感应现象的认识)下列现象中,属于电磁感应现象的是()A.小磁针在通电导线附近发生偏转B.通电线圈在磁场中转动C.因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流D.磁铁吸引小磁针答案 C解析电磁感应是指“磁生电”的现象,而小磁针和通电线圈在磁场中转动以及磁铁吸引小磁针,反映了磁场力的性质,所以A、B、D不是电磁感应现象,C是电磁感应现象.2.(对磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解)如图9所示一矩形线框,从abcd位置移到a′b′c′d′位置的过程中,关于穿过线框的磁通量情况,下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动) ()图9A.一直增加B.一直减少C.先增加后减少D.先增加,再减少直到零,然后再增加,然后再减少答案 D解析离导线越近,磁场越强,当线框从左向右靠近导线的过程中,穿过线框的磁通量增大,当线框跨在导线上向右运动时,磁通量减小,当导线在线框正中央时,磁通量为零,从该位置向右,磁通量又增大,当线框离开导线向右运动的过程中,磁通量又减小;故A、B、C 错误,D正确,故选D.3.(产生感应电流的分析判断)如图10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,下列办法中可行的是()图10A.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°)答案ABC解析将线框向左拉出磁场的过程中,线框的bc部分切割磁感线,或者说穿过线框的磁通量减少,所以线框中将产生感应电流.当线框以ab边为轴转动(小于90°)时,线框的cd边的右半段在做切割磁感线运动,或者说穿过线框的磁通量在发生变化,所以线框中将产生感应电流.当线框以ad边为轴转动(小于60°)时,穿过线框的磁通量在减小,所以在这个过程中线框内会产生感应电流.如果转过的角度超过60°(60°~300°),bc边将进入无磁场区,那么线框中将不产生感应电流.当线框以bc边为轴转动时,如果转动的角度小于60°,则穿过线框的磁通量始终保持不变(其值为磁感应强度与矩形线框面积的一半的乘积).4.(产生感应电流的分析判断)如图11所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路,在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A,下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是()图11A.线圈中通以恒定的电流B.通电时,使滑动变阻器的滑片P做匀速移动C.通电时,使滑动变阻器的滑片P做加速移动D.将电键突然断开的瞬间答案 A解析只要通电时滑动变阻器的滑片P移动,电路中的电流就会发生变化,变化的电流产生变化的磁场,铜环A中磁通量发生变化,有感应电流;同样,将电键断开瞬间,电路中电流从有到无,仍会在铜环A中产生感应电流.题组一对磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解与计算1.关于磁通量,下列叙述正确的是()A.在匀强磁场中,穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积B.在匀强磁场中,a线圈的面积比b线圈的大,则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的磁通量大C.把一个线圈放在M、N两处,若放在M处时穿过线圈的磁通量比放在N处时大,则M 处的磁感应强度一定比N处大D.同一线圈放在磁感应强度大处,穿过线圈的磁通量不一定大答案 D解析磁通量等于磁感应强度与垂直磁场方向上的投影面积的乘积,A错误;线圈面积大,但投影面积不一定大,B错误;磁通量大,磁感应强度不一定大,C错误、D正确.2.关于磁通量的概念,以下说法中正确的是()A.磁感应强度越大,穿过闭合回路的磁通量越大B.磁感应强度越大,线圈面积越大,则磁通量越大C.穿过线圈的磁通量为零,但磁感应强度不一定为零D.磁通量发生变化,一定是磁场发生变化引起的答案 C解析根据磁通量的定义,Φ=B·S·sin θ,因此A、B选项错误;穿过线圈的磁通量为零时,磁感应强度不一定为零;磁通量发生变化,可能是面积变化引起的,也可能是磁场变化引起的,D错.3.如图1所示,半径为R的圆形线圈共有n匝,其中心位置处半径为r的范围内有匀强磁场,磁场方向垂直线圈平面,若磁感应强度为B,则穿过线圈的磁通量为()图1A.πBR2B.πBr2C.nπBR2D.nπBr2答案 B解析由磁通量的定义式知Φ=BS=πBr2;故B正确.题组二产生感应电流的分析判断4.关于电磁感应现象,下列说法中正确的是()A.闭合线圈放在变化的磁场中,必然有感应电流产生B.闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动,必然产生感应电流C.穿过闭合线圈的磁通量变化时,线圈中有感应电流D.只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就一定有感应电流产生答案 C解析产生感应电流的条件:(1)闭合电路;(2)磁通量Φ发生变化,两个条件缺一不可.5.下图中能产生感应电流的是()答案 B解析根据产生感应电流的条件:A中,电路没闭合,无感应电流;B中,面积增大,闭合电路的磁通量增大,有感应电流;C中,穿过线圈的磁感线相互抵消,Φ恒为零,无感应电流;D中,磁通量不发生变化,无感应电流.6.下列情况中都是线框在磁场中做切割磁感线运动,其中线框从开始进入到完全离开磁场的时间中有感应电流的是()答案BC解析A中虽然导体“切割”了磁感线,但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化,没有感应电流.B中线框的一部分导体“切割”了磁感线,穿过线框的磁感线条数越来越少,线框中有感应电流.C中虽然与A近似,但由于是非匀强磁场,运动过程中,穿过线框的磁感线条数增加,线框中有感应电流.D中线框尽管是部分切割,但磁感线条数不变,无感应电流,故选B、C.7.如图2所示,一有限范围的匀强磁场宽度为d ,若将一个边长为L 的正方形导线框以速度v 匀速地通过磁场区域,已知d >L ,则导线框从开始进入到完全离开磁场的过程中无感应电流的时间等于( )图2A.d vB.L vC.d -L vD.d -2L v答案 C解析 只有导线框完全在磁场里面运动时,导线框中才无感应电流.8.如图3所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框,初始位置线框与磁感线平行,则在下列四种情况下,线框中会产生感应电流的是( )图3A .线框平面始终与磁感线平行,线框在磁场中左右运动B .线框平面始终与磁感线平行,线框在磁场中上下运动C .线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB 转动D .线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD 转动答案 C解析 四种情况中初始位置线框均与磁感线平行,磁通量为零,按A 、B 、D 三种情况线框运动后,线框仍与磁感线平行,磁通量保持为零不变,线框中不产生感应电流.C 中线框转动后,穿过线框的磁通量不断发生变化,所以产生感应电流,C 项正确.9.为观察电磁感应现象,某学生将电流表、螺线管A 和B 、蓄电池、开关用导线连接成如图4所示的实验电路.当接通和断开开关时,电流表的指针都没有偏转,其原因是( )图4A.开关位置接错B.电流表的正、负极接反C.线圈B的3、4接头接反D.蓄电池的正、负极接反答案 A解析本题考查了感应电流产生的条件.因感应电流产生的条件是闭合电路中的磁通量发生变化,由电路图可知,把开关接在B与电流表之间,因与1、2接头相连的电路在接通和断开开关时,电流不改变,所以不可能有感应电流,电流表也不可能偏转,开关应接在A与电源之间.10.如图5所示,导线ab和cd互相平行,则下列四种情况中,导线cd中有电流的是()图5A.开关S闭合或断开的瞬间B.开关S是闭合的,滑动触头向左滑C.开关S是闭合的,滑动触头向右滑D.开关S始终闭合,滑动触头不动答案ABC解析开关S闭合或断开的瞬间;开关S闭合,滑动触头向左滑或向右滑的过程都会使通过导线ab段的电流发生变化,使穿过cd回路的磁通量发生变化,从而在cd导线中产生感应电流.因此本题的正确选项应为A、B、C.11.如图6所示,线圈Ⅰ与电源、开关、滑动变阻器相连,线圈Ⅱ与电流计相连,线圈Ⅰ与线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上,在下列情况下,电流计中是否有示数?图6(1)开关闭合瞬间;(2)开关闭合稳定后;(3)开关闭合稳定后,来回移动滑动变阻器的滑片;(4)开关断开瞬间.答案(1)有(2)无(3)有(4)有解析本题主要考查闭合电路中,电流变化导致磁场变化从而产生感应电流的情况.(1)开关闭合时线圈Ⅰ中电流从无到有,电流的磁场也从无到有,穿过线圈Ⅱ的磁通量也从无到有,线圈Ⅱ中产生感应电流,电流计有示数.(2)开关闭合稳定后,线圈Ⅰ中电流稳定不变,电流的磁场不变,此时线圈Ⅱ中虽有磁通量但磁通量稳定不变,线圈Ⅱ中无感应电流产生,电流计无示数.(3)开关闭合稳定后,来回移动滑动变阻器的滑片,电阻变化,线圈Ⅰ中的电流变化,电流形成的磁场也发生变化,穿过线圈Ⅱ的磁通量也发生变化,线圈Ⅱ中有感应电流产生,电流计有示数.(4)开关断开瞬间,线圈Ⅰ中电流从有到无,电流的磁场也从有到无,穿过线圈Ⅱ的磁通量也从有到无,线圈Ⅱ中有感应电流产生,电流计有示数.12.如图7所示,固定于水平面上的金属架MDEN处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN 沿框架以速度v向右做匀速运动.t=0时,磁感应强度为B0,此时MN到达的位置使MDEN 构成一个边长为l的正方形.为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B 应怎样随时间t变化?请推导出这种情况下B与t的关系式.图7答案B=B0ll+v t解析要使MN棒中不产生感应电流,应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化在t=0时刻,穿过线圈平面的磁通量Φ1=B0S=B0l2设t时刻的磁感应强度为B,此时磁通量为Φ2=Bl(l+v t)由Φ1=Φ2得B=B0ll+v t.教学反思在新课改的形式下,如何激发教师的教研热情,提升教师的教研能力和学校整体的教研实效,是摆在每一个学校面前的一项重要的“校本工程”。
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穿过闭合电路的磁通量发生变化,有两个要点,一是闭合电路,二是磁通量变化;与穿过闭合电路的磁通量有无,多少无关,只要磁通量变化,闭合电路中就有感应电流,不变就没有。
如图1所示,闭合线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴转动,当线圈平面与磁场垂直时,穿过线圈平面的磁通量最大,但此时磁通量不变,线圈中无感应电流(可用示波器观察)。
[自主学习]1、定义: 的现象称为电磁感应现象。
在电磁感应现象中所产生的电流称为 。
2、到了18世纪末,人们开始思考不同自然现象之间的联系,一些科学家相信电与磁之间存在着某种联系,经过艰苦细致地分析、试验, 发现了电生磁,即电流的磁效应; 发现了磁生电,即电磁感应现象。
3、 在电磁感应现象中产生的电动势称为 ,产生感应电动势的那段导体相当于 ;4、产生感应电流的条件是: 。
5、判断感应电流的方向利用 或 ,但前者应用于闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,后者可应用于一切情况。
[典型例题]例1 如图2所示,两个同心圆形线圈a 、b 在同一水平面内,圆半径ba R R 〉,一条形磁铁穿过圆心垂直于圆面,穿过两个线圈的磁通量分别为aφ和bφ,则:ba A φφ〉)(,ba B φφ=)(,ba C φφ〈)(,(D )无法判断分析:在磁铁的内部磁感线从S 极指向N 极,在磁铁的外部磁感线从N 极指向S 极;故从下向上穿过的磁感线条数一样多,但面积越大从上向下穿过来的磁感线条数越多,则磁感线的条数差越少,磁通量越少,C 正确例2 光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线,如图3所示,抛物线的方程是2x y =,下部处在一个水平方向的匀强磁场中,磁场的上边界是a y =的直线(图中的虚线所示)。
一个小金属块从抛物线上b y =(b 〉a )处以速度V 沿抛物线自由下滑,假设抛物线足够长,金属块沿抛物线下滑后产生的总热量是:221221)()()()()()(mva b mg D a b mg C mv B mgbA +--分析:金属块可以看成一圈一圈的线圈组成的,线圈在进、出磁场的过程中,穿过线圈的磁通量变化,有感应电流产生,金属块的机械能越来越少,上升的最大高度越来越小,最后限定在磁场内运动,由能量守恒定律mgamv mgb Q -+=)(221,所以D 正确。
[针对训练]1、1831年8月29日,法拉第终于取得突破性进展。
这次他用一个软铁圆环,环上绕两个互相绝缘的线圈A 和B ,如图4所示,他在日记中写道:“使一个有10对极板,每板面积为4平方英寸的电池充电。
用一根铜导线将一个线圈,或更确切地说把B 边的线圈的两个端点连接,让铜线通过一个距离,恰好经过一根磁针的上方(距铁环3英尺远)然后把电池连接在A 边线圈的两端;这时立即观察到磁针的效应,它振荡起来,最后又停在原先的位置上,一旦断开A 边与电池的连接,磁针再次被扰动。
”(以上载自郭奕玲 沈慧君所著物理学史,清华大学出版社)在法拉第的这个实验中,(1)电路的连接是:A 线圈与 ,B 线圈 。
法拉第观察到的现象是: (2)线圈与电源接通时,小磁针 ,说明另一个线圈中产生了 。
并且最后小磁针又 。
2、下列说法正确的是:(A)导体在磁场中运动时,导体中一定有感应电流(B)导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中一定有感应电流 (C)只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中一定有感应电流产生 (D)只要穿过闭合电路磁通量发生变化,电路中一定有感应电流 3、关于电磁感应现象,下列说法正确的是:(A)导体相对磁场运动,导体内一定会产生感应电流 (B)导体垂直磁场运动,导体内一定会产生感应电流(C)闭合电路在磁场中作切割磁感线运动,电路内一定会产生感应电流(D)穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中一定会产生感应电流4、关于电磁感应现象,下列说法中正确的是:(B)闭合线圈放在变化的磁场中,必然有感应电流产生(C)闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动,必然产生感应电流(D)穿过闭合线圈的磁通量变化时,线圈中有感应电流(E)穿过闭合电路的磁感线条数发生变化时,电路中有感应电流[能力训练]1、如图5所示,条形磁铁穿过一闭合弹性导体环,且导体环位于条形磁铁的中垂面上,如果把导体环压扁成椭圆形,那么这一过程中:(B)穿过导体环的磁通量减少,有感应电流产生(C)穿过导体环的磁通量增加,有感应电流产生(D)穿过导体环的磁通量变为零,无感应电流(E)穿过导体环的磁通量不变,无感应电流2.金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图6所示的运动,线圈中有感应电流的是:3、如图7所示,一个矩形线圈与通有相同大小电流的平行直导线在同一平面内,且处于两直导线的中央,则线框中有感应电流的是;(E)两电流同向且不断增大(B)两电流同向且不断减小(C)两电流反向且不断增大(D)两电流反向且不断减小4、如图8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,磁铁拔出线圈(C)磁铁插在线圈内不动(D)磁铁和线圈一块平动5、一个处在匀强磁场中的闭合线圈中有一定的磁通量穿过,能使该回路产生感应电流的是:A)改变磁场的磁感应强度(B)改变回路平面与磁场方向的夹角(C)改变闭合线圈所围成的面积(D)线圈在磁场中平移6、如图9所示,直导线中通以电流I,矩形线圈与电流共面,下列情况能产生感应电流的是:(A)电流I增大(B)线圈向右平动(C)线圈向下平动 (D)线圈绕ab边转动7、如图10所示,线圈abcd在磁场区域ABCD中,下列哪种情况下线圈中有感应电流产生:(B)把线圈变成圆形(周长不变)(B)使线圈在磁场中加速平移(C)使磁场增强或减弱(D)使线圈以过ad的直线为轴旋转8、闭合矩形线圈跟磁感线方向平行,如图11所示,下列那种情况线圈中有感应电流:(A)线圈绕ab轴转动(B)线圈垂直纸面向外平动(C)线圈沿ab轴向下移动(D)线圈绕cd轴转动9、如图12所示,开始时矩形线圈平面与磁场垂直,且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外,若要使线圈中产生感应电流,下列方法可行的是:(A)以ab为轴转动O 为轴转动(B)以O(C)以ad为轴转动(小于60 )60)(D)以bc为轴转动(小于10、如图13所示,在条形磁铁的外面套着一个闭合弹簧线圈,若把线圈四周向外拉,使线圈包围的面积变大,这时:(A) 线圈中有感应电流(B)线圈中无感应电流(C)穿过线圈的磁通量增大 (D)穿过线圈的磁通量减小[学后反思]___________________________________________________________________________________________________________ ___________ 。
参考答案自主学习:1.利用磁场产生电感应电流 2.法拉第 3.感应电动势电源4.穿过闭合电路的磁通量发生变化5.右手定则楞次定律针对训练 1.(1)电源连接两端点连在一起(2)振荡(振动)感应电流停在原位置2.D 3.D 4.CD能力训练 1.B 2.A 3.CD 4.AB 5.ABC 6.ABD 7.ACD8.A 9.ABD 10.AD[1.穿过一个电阻为R=1Ω的单匝闭合线圈的磁通量始终每秒钟均匀的减少2Wb,则:(A)线圈中的感应电动势每秒钟减少2V (B)线圈中的感应电动势是2V(C)线圈中的感应电流每秒钟减少2A (D)线圈中的电流是2A2.下列几种说法中正确的是:(B)线圈中的磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大(C)穿过线圈的磁通量越大,线圈中的感应电动势越大(D)线圈放在磁场越强的位置,线圈中的感应电动势越大(E)线圈中的磁通量变化越快,线圈中产生的感应电动势越大∆,则这3.有一个n匝线圈面积为S,在t∆时间内垂直线圈平面的磁感应强度变化了B段时间内穿过n匝线圈的磁通量的变化量为,磁通量的变化率为,穿过一匝线圈的磁通量的变化量为,磁通量的变化率为。
4.如图1所示,前后两次将磁铁插入闭合线圈的相同位置,第一次用时0.2S,第二次用时1S;则前后两次线圈中产生的感应电动势之比。
5.如图2所示,用外力将单匝矩形线框从匀强磁场的边缘匀速拉出.设线框的面积为S ,磁感强度为B ,线框电阻为R ,那么在拉出过程中,通过导线截面的电量是______.[典型例题]例1 如图3所示,一个圆形线圈的匝数n=1000,线圈面积S=200cm 2,线圈的电阻r=1Ω,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图所示;求:(1)前4S 内的感应电动势 (2)前5S 内的感应电动势VV nE WbWb B B S t11000104)2.04.0(10200)(441043412123=⨯==⨯=-⨯=-=-=∆-⨯∆∆--φφφφ由法拉第电磁感应定律秒内磁通量的变化分析:前0)2.02.010200541212=='=-⨯⨯='-'='-'=∆∆'∆-tnE WbB B S φφφφ由法拉第电磁感应定律()(秒内磁通量的变化前例2.如图4所示,金属导轨MN 、PQ 之间的距离L=0.2m,导轨左端所接的电阻R=1Ω,金属棒ab 可沿导轨滑动,匀强磁场的磁感应强度为B=0.5T, ab 在外力作用下以V=5m/s 的速度向右匀速滑动,求金属棒所受安培力的大小。
分析:导体棒ab 垂直切割磁感线0.510.50.250.50.50.50.50.20.05E RE B LV E B LV V V I A AF B IL N N===⨯⨯======⨯⨯=由得,[针对训练]1.长度和粗细均相同、材料不同的两根导线,分别先后放在U 形导轨上以同样的速度在同一匀强磁场中作切割磁感线运动,导轨电阻不计,则两导线:(A)产生相同的感应电动势 (B )产生的感应电流之比等于两者电阻率之比 (C)产生的电流功率之比等于两者电阻率之比(D)两者受到相同的磁场力2.在图5中,闭合矩形线框abcd 位于磁感应强度为B 的匀强磁场中,ad 边位于磁场边缘,线框平面与磁场垂直,ab 、ad 边长分别用L 1、L 2表示,若把线圈沿v 方向匀速拉出磁场所用时间为△t ,则通过线框导线截面的电量是:12()BL L R tA ∆ 12()BL L RB 12()BL L tC ∆ 12()D BL L3.在理解法拉第电磁感应定律tE n φ∆∆=及改写形势BtE ns∆∆=,S tE nB∆∆=的基础上(线圈平面与磁感线不平行),下面叙述正确的为:(B) 对给定线圈,感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比(C) 对给定的线圈,感应电动势的大小跟磁感应强度的变化 B ∆成正比 (D) 对给定匝数的线圈和磁场,感应电动势的大小跟面积的平均变化率tS ∆∆成正比(E )题目给的三种计算电动势的形式,所计算感应电动势的大小都是t ∆时间内的平均值4.如图6所示,两个互连的金属圆环,粗金属环的电阻为细金属环电阻的12,磁场方向垂直穿过粗金属环所在的区域,当磁感应强度随时间均匀变化时,在粗环内产生的感应电动势为E ,则a 、b 两点的电势差为 。