高中物理第1章第1、2節(jié)電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件學(xué)案教科版選修3-2-在線瀏覽
2025-02-11 03:36本頁(yè)面
【正文】 ． ② 磁通量與線圈的匝數(shù) 無(wú)關(guān)． 2．磁通量的變化量 Δ Φ (1)當(dāng) B 不變，有效面積 S 變化時(shí)， Δ Φ ＝ B S. (3)B 和 S 同時(shí)變化，則 Δ Φ ＝ Φ 2－ Φ 1，但此時(shí) Δ Φ ≠Δ B 后，磁通量 Φ 2＝－ BS，磁通量的變化量 Δ Φ ＝－ 2BS. 三、感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 [問題設(shè)計(jì) ] 1．實(shí)驗(yàn) 1(導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng) )：如圖 3所示，導(dǎo)體 AB垂直磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線路中 ________電流產(chǎn)生，而導(dǎo)體 AB 沿著磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線路中 ________電流產(chǎn)生 (均填 “ 有 ” 或“ 無(wú) ”) ．實(shí)驗(yàn)表明什么情況下能產(chǎn)生感應(yīng)電流？ 圖 3 答案 有 無(wú) 實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)， 電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生． 2．實(shí)驗(yàn) 2(通過閉合回路的磁場(chǎng)發(fā)生變化 )： 如圖 4所示，螺線管 B套在螺線管 A外邊，螺線管 A經(jīng)過滑動(dòng)變阻器和開關(guān)與電池相連構(gòu)成直流電路；螺線管 B 接電流計(jì)構(gòu)成閉合電路．進(jìn)行以下操作并觀察電流計(jì)指針擺動(dòng)的情況．將觀察結(jié)果填入表中． (填空中均填 “ 擺動(dòng) ” 或 “ 不擺動(dòng) ”) 圖 4 觀察 操作 電流計(jì)指針的擺動(dòng)情況 螺線管 B 套在 螺線管 A 外面 螺線管 A、 B 相互垂直 開關(guān)接通瞬間 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，這說明什么？ 答案 說明導(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，這說明什么？ 答案 說明感應(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，這又說明什么？ 答案 說明感應(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 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 ” ，如果沒有 “ 割斷 ” 就不能說切割．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程中，穿過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)穿過該線框的磁通量最大，在磁鐵中央時(shí)穿過該線框的磁通量最小，所以該過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 90176
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