20xx粵教版高中物理選修3-2第一章電磁感應現(xiàn)象產生感應電流的條件(已修改)
2024-12-25 13:27 本頁面
【正文】 學案 1 電磁感應現(xiàn)象 產生感應電流的條件 [學習目標定位 ] . .以及常見磁鐵完成簡單的實驗 . .決實際問題． 1．磁通量的計算公式 Φ＝ BS 的適用條件： (1)勻強磁場， (2)磁感線與平面垂直．若在勻強磁場 B 中，磁感線與平面不垂直，公式 Φ＝ 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 Φ＝ 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 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、電磁感應現(xiàn)象 1． 1820年，丹麥物理學家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，揭示出通電導線周圍有磁場，表明了電能生磁． 2． 1831 年英國物理學家法拉第發(fā)現(xiàn)了由磁生電的現(xiàn)象，叫電磁感應現(xiàn)象，由電磁感應現(xiàn)象產生的電流叫感應電流． 3．法拉第把可以產生電磁感應的情況概括為五類： (1)變化著的電流； (2)變化著的磁場； (3)運動的恒定電流； (4)運動的磁鐵； (5)在磁場中運動的導體． 二、產生感應電流的條件 1．只要使穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應電流產生． 2．引起磁通量變化的原因可能是閉合電路中或閉合電路一部分的磁感應強度發(fā)生變化，或者是閉合電路在磁場中的面積發(fā)生變化，也可能是閉合電路與磁場的夾角發(fā)生變化． 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 ： (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′轉過 60176。，則穿過框架平面的磁通量為多少？ (3)若從圖示位置轉過 90176。，則穿過框架平面的磁通量的變化量為 多少？ 圖 1 (4)若從圖示位置轉過 180176。，則穿過框架平面的磁通量變化量為多少？ 答案 (1)BS (2)12BS (3)－ BS (4)－ 2BS [要點提煉 ] 1．磁通量的計算 (1)公式： Φ＝ BS. (2)適用條件： ① 勻強磁場， ② 磁場方向和平面垂直． (3)B 與 S 不垂直時： Φ＝ 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， Φ＝ BSsin_θ. 圖 2 (4)磁通量與平面的匝數無關． 2．磁通量的變化量 ΔΦ (1)當 B 不變，有效面積 S 變化時， ΔΦ＝ BΔS. (2)當 B 變化， S 不變時， ΔΦ＝ ΔBS. (3)當 B 和 S 同時變化時， ΔΦ＝ Φ2－ Φ1，但此時 ΔΦ≠ΔBΔS. 特別提醒 計算穿過某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Φ1＝ BS，當平面轉過 180176。后，磁通量 Φ2＝－ BS，磁通量的變化量 ΔΦ＝－ 2BS. 二、產生感應電流的條件 [問題設計 ] 1．實驗 1：如圖 3 所示，導體 AB 做切割磁感線運動時，線路中有電流產生，而導體 AB順著磁感線運動時，線路中無電流產生． (填 “有 ”或 “無 ”) 圖 3 圖 4 2．實驗 2：如圖 4 所示，條形磁鐵插入或拔出線圈時，線圈中有電流產生，但條形磁鐵在線圈中靜止不動時，線圈中無電流產生． (填 “有 ”或 “無 ”) 3．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 S接通或斷開時，電流表中有電流通過；若開關 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；而開關一直閉合，滑動變阻器不動時，電流表中無電流產生 (填 “有 ”或 “無 ”)． 圖 5 4．上述三個實驗產生感應電流的情況不同，但
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