20xx教科版高中物理選修3-2第1章第1、2節(jié)電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件(完整版)
【正文】 擺動(dòng) 不擺動(dòng) 電流穩(wěn)定 不擺動(dòng) 不擺動(dòng) 開關(guān)斷開瞬間 擺動(dòng) 不擺動(dòng) 滑動(dòng)片快速推動(dòng) 擺動(dòng) 不擺動(dòng) (1)實(shí)驗(yàn) 2 中并沒(méi)有導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，但在接通或斷開電源的瞬間或改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)， B 線圈中卻出現(xiàn)感應(yīng)電流，這說(shuō)明什么？ 答案 說(shuō)明導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的本質(zhì)原因，通過(guò)閉合電路的磁場(chǎng)發(fā)生變化也可以產(chǎn)生感應(yīng)電流． (2)當(dāng)實(shí)驗(yàn) 2中開關(guān)閉合后， A線圈電流穩(wěn)定時(shí)， B線圈中也存在磁場(chǎng)，但不出現(xiàn)感應(yīng)電流，這說(shuō)明什么？ 答案 說(shuō)明感應(yīng)電流的產(chǎn)生，不在于閉合回路中是否有磁場(chǎng)． (3)實(shí)驗(yàn) 2 兩個(gè)線圈相互垂直放置時(shí)不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，這又說(shuō)明什么？ 答案 說(shuō)明感應(yīng)電流的產(chǎn)生， 不在于磁場(chǎng)是否變化． 3．試總結(jié)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件． 答案 實(shí)驗(yàn) 1 中，磁場(chǎng)是穩(wěn)定的，但在導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)回路的磁通量發(fā)生變化，回路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流；實(shí)驗(yàn) 2 通過(guò)改變電流從而改變磁場(chǎng)強(qiáng)弱，進(jìn)而改變了磁通量，從而產(chǎn)生了感應(yīng)電流，所以可以將產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件描述為 “ 只要穿過(guò)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(guò) 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(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)做切割磁感線運(yùn)動(dòng)．在利用 “ 切割 ” 來(lái)討論和判斷有無(wú)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(méi)有 “ 割斷 ” 就不能說(shuō)切割．如圖 5 所示，甲、乙兩圖中，導(dǎo)體是真 “ 切割 ” ，而圖丙中，導(dǎo)體沒(méi)有切割磁感線． 圖 5 (2)是否僅是閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，如圖?。绻汕懈畈蝗菀着袛?，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(méi)有感應(yīng)電流，但有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，只產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象也可以稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象． 一、磁通量 Φ 及其變化量 Δ Φ 的理解與計(jì)算 例 1 如圖 6 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(guò)程中，穿過(guò)它的磁通量的變化情況是 ( ) 圖 6 A．先減小后增大 B．始終減小 C．始終增大 D．先增大后減小 解析 線框在磁鐵兩端的正上方時(shí)穿過(guò)該線框的磁通量最大，在磁鐵中央時(shí)穿過(guò)該線框的磁通量最小，所以該過(guò)程中的磁通量先減小后增大，故 A對(duì)． 答案 A 例 2 如圖 7所示的線框，面積為 S，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中， B 的方向與線框平面成 θ 角，當(dāng)線框轉(zhuǎn)過(guò) 90176。) ， bc 邊將進(jìn)入無(wú)磁場(chǎng)區(qū)，那么線框中將不再產(chǎn)生感應(yīng)電流． 當(dāng)線框以 bc 邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如果轉(zhuǎn)動(dòng)的角度小于 60176。) 答案 ABC 解析 將線框向左拉出磁場(chǎng)的過(guò)程中，線框的 bc部分切割磁感線，或者說(shuō)穿過(guò)線框的磁通量減小，所以線框中將產(chǎn)生感 應(yīng)電流． 當(dāng)線框以 ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線框的 cd邊的右半段在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，或者說(shuō)穿過(guò)線框的磁通量在發(fā)生變化，所以線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流． 當(dāng)線框以 ad 邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng) (小于 60176。 ，則穿過(guò)框架平面的磁通量的變化量為多少？ 答案 (1)BS (2)12BS (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(guò)它的 磁感應(yīng)強(qiáng)度 的乘積叫磁通量，符號(hào)為 Φ .在數(shù)值上等于穿過(guò)投影面的磁感線的 條數(shù)． 圖 2 (2)公式： Φ ＝ S 為回路平面在垂直磁場(chǎng)方向上的 投影 面積， 也稱為有效面積．所以當(dāng)回路平面與磁場(chǎng)方向之間的夾角為 θ 時(shí)，磁通量 Φ ＝ BSsin_θ ，如圖 2 所示． (3)單位：韋伯，簡(jiǎn)稱韋，符號(hào) Wb. (4)注意： ① 磁通量是標(biāo)量，但有正負(fù)之分．一般來(lái)說(shuō)，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 “ － ” ． ② 磁通量與線圈的匝數(shù) 無(wú)關(guān)． 2．磁
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