《物理新课堂同步沪科版选修1-1学案：第3章 3．1 法拉第的探索 3．2 一条来之不易的规律——法拉第电磁感应定律 Word版含答案.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理新课堂同步沪科版选修1-1学案：第3章 3．1 法拉第的探索 3．2 一条来之不易的规律——法拉第电磁感应定律 Word版含答案.doc（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、31法拉第的探索32一条来之不易的规律法拉第电磁感应定律1(3分)如图所示中磁感应强度B，电流I和安培力F之间的方向关系错误的是()【解析】由左手定则不难判定ABC均正确，D选项错误，导线所受安培力方向应向左故答案为D.【答案】D2(3分)(多选)如图311所示，一导体棒放置在处于匀强磁场中的两条平行金属导轨上，并与金属导轨组成闭合回路当回路中通有电流时，导体棒受到安培力作用，要使安培力增大，可采用的方法有()矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖賃軔朧碍鳝绢懣硯涛镕頃赎巯驂雞虯从躜鞯烧。图311A增大磁感应强度B减小磁感应强度C增大电流D减小电流【解析】本题考查安培力的计算，由FBIL可知A、C正确【答案】A
2、C3(4分)(多选)在真空环境中，原来做匀速直线运动的电子进入到与它运动方向垂直的匀强磁场中，在洛伦兹力的作用下，形成圆弧运动轨迹，下面的说法中正确的是 ()聞創沟燴鐺險爱氇谴净祸測樅锯鳗鲮詣鋃陉蛮苎覺藍驳驂签拋敘睑绑。A电子所受的洛伦兹力是恒力B进入磁场后电子动能不变C进入磁场后电子的速度不变D电子所受洛伦兹力的方向始终与运动方向垂直【解析】电子所受的洛伦兹力方向总与速度方向垂直，洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，对电子总不做功，故B、D正确，A、C错残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟婭骒東戇鳖納们怿碩洒強缦骟飴顢歡窃緞駔蚂。【答案】BD课标导思1.了解电磁感应现象发现的历史过程，体会科学家探索
3、自然规律的科学态度和科学方法2通过实验，知道电磁感应现象及其产生的条件(重点)3知道法拉第电磁感应定律会用电磁感应定律计算感应电动势的大小(难点)一、法拉第的探索1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，它揭示了电现象和磁现象之间存在的某种联系奥斯特发现了“电生磁”的现象之后，激发人们去探索“磁生电”的方法，比较著名的物理学家有：安培、科拉顿等，都没有成功或半途而废酽锕极額閉镇桧猪訣锥顧荭钯詢鳕驄粪讳鱸况閫硯浈颡閿审詔頃緯贾。英国科学家法拉第始终坚信自然界各种不同现象之间有着联系一直坚持探索电磁感应现象前后历时数十年的探索，终于悟出了磁生电的基本原理磁生电是一种瞬间效应，磁作用对电流的
4、感应是一种动态过程彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑诒尔肤亿鳔简闷鼋缔鋃耧泞蹤頓鍥義锥柽鳗铟。二、电磁感应定律1产生感应电流的几种典型情况：正在变化的电流；正在变化着的磁场；运动的恒定电流；运动的磁铁；在磁场中运动的导体謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔點鉍杂篓鳐驱數硯侖葒屜懣勻雏鉚預齒贡缢颔。2法拉第实验(1)闭合电路的部分导体做切割磁感运动时，回路中电流表的指针偏转如图312所示图312图313(2)磁铁与螺线管有相对运动时也能产生电流：在条形磁铁插入或拨出螺线管的瞬间，电流表的指针偏转条形磁铁在螺线管中保持不动时，电流表的指针不偏转如图313所示厦礴恳蹒骈時盡继價骚卺癩龔长鳏檷譴鋃蠻櫓鑷圣绋閼遞钆悵囅为鹬。(3)如
5、图314，接通或断开开关S，或接通S后移动变阻器的滑片，改变原线圈A中的电流大小，副线圈B中电流表指针发生偏转茕桢广鳓鯡选块网羈泪镀齐鈞摟鳎饗则怿唤倀缀倉長闱踐識着純榮詠。图3143从现象到本质穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就产生电磁感应现象电磁感应现象中产生的电流叫感应电流4从定性到定量法拉第电磁感应定律(1)内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比(2)公式En，n为线圈的匝数，E、t的单位分别为V、Wb、s.鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴縈诘聾諦鳍皑绲讳谧铖處騮戔鏡謾维覦門剛慘。一、对产生感应电流的条件的理解1感应电流产生的条件：一是电路本身必须闭合，二是穿过回路本
6、身的磁通量发生变化，主要体现在“变化”上，回路中穿过的磁通量大小，是否为零不是产生感应电流的条件，如果穿过回路的磁通量很大但无变化，那么无论多么大，都不会产生感应电流籟丛妈羥为贍偾蛏练淨槠挞曉养鳌顿顾鼋徹脸鋪闳讧锷詔濾铩择觎測。【特别提醒】产生感应电流的条件与磁通量的变化有关，与磁通量的大小无关.2产生感应电流的方法(1)闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动如图315所示，导体AB做切割磁感线运动时，线路中有电流产生，而导体AB顺着磁感线运动时，线路中无电流产生預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴買闥龅绌鳆現檳硯遙枨纾釕鴨鋃蠟总鴯询喽箋。图315(2)磁铁在线圈中运动如图316所示，条形磁铁插入或拔出线圈时，
7、线圈中有电流产生，但磁铁在线圈中静止不动时，线路中无电流产生渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦鋇絨钞陉鳅陸蹕銻桢龕嚌谮爺铰苧芻鞏東誶葦。图316(3)改变螺线管AB中的电流如图317所示，将小螺线管AB插入大螺线管CD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一直接通，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中也有电流通过铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡缝勵罴楓鳄烛员怿镀鈍缽蘚邹鈹繽駭玺礙層談。图317二、如何区分磁通量、磁通量的变化量，磁通量的变化率物理量单位物理意义磁通量Wb表示某时刻或某位置时穿过某一面积的磁感线条数的多少磁通量的变化量Wb表示在某一过程中穿过某一面积磁通量变化的多少磁通量的变化率Wb/s
8、表示穿过某一面积的磁通量变化的快慢1.是状态量，是闭合回路在某时刻(某位置)穿过回路的磁感线的条数，当磁场与回路平面垂直时，BS.擁締凤袜备訊顎轮烂蔷報赢无貽鳃闳职讳犢繒笃绨噜钯組铷蟻鋨赞釓。2是过程量，是表示闭合回路从某一时刻变化到另一时刻的磁通量的增减，即21.常见磁通量变化方式有：B不变，S变；S不变，B变；B和S都变，回路在磁场中相对位置改变(如转动等)总之，只要影响磁通量的因素发生变化，磁通量就会变化贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷鯛汉鼉匮鲻潰馒鼋餳攪單瓔纈釷祕譖钭弯惬閻。3.表示磁通量的变化快慢，即单位时间内磁通量的变化，又称为磁通量的变化率坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚跻馱釣缋鲸鎦潿硯级鹉鄴椟项邬瑣脐
9、鯪裣鄧鯛。【特别提醒】、的大小没有直接关系，这一点可与运动学中v、v、三者类比.值得指出的是：很大，可能很小；很小，可能很大；0，可能不为零(如线圈平面转到与磁感线平行时).当按正弦规律变化时，最大时，0，反之，当为零时，最大.蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘籜葦繯颓鲷洁遲銻鹂迳睁張晕辯滾癰學鸨朮刭。三、对法拉第电磁感应定律的理解1感应电动势的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率，与的大小、的大小没有必然的联系，与电路的电阻R也无关，而感应电流的大小与E和R有关買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄届嬌擻歿鲶锖够怿輿绸養吕諄载殘撄炜豬铥嵝。2公式En适用于回路中磁通量发生变化产生的感应电动势的计算，回路可以闭合，也可以不闭合
10、感应电动势是整个闭合电路的感应电动势，不是电路中某部分导体的电动势綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴飙钪麦蹣鲵殘荩讳创户軾鼹麗躑時嘮犖鈞泞椁。3公式只表示感应电动势的大小，不涉及方向；切割磁感线产生的感应电流的方向用右手定则来判断【深化探究】产生感应电流和产生感应电动势的条件一样吗？提示：不论电路是否闭合，只要穿过回路的磁通量发生变化，回路中就会产生感应电动势，而产生感应电流，还需要电路是闭合的驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦諑琼针咙鲲鏵鲠黾诂鰒猫餑矫赖懾鷗邻嫱鏹癣。一、对磁通量变化的认识磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量如图318所示，通过恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由1平移到2，第二次将线框绕c
11、d边翻转到2，设先后两次通过线框的磁通量的变化量分别为1和2，则()猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑献鵬缩职鲱样犧硯嬸軼產锺銪貸崳门騭荧愛缪。图318A12B12C12 D无法确定【解析】设线框在位置1时的磁通量为1，在位置2时的磁通量为2，直线电流产生的磁场在1处比在2处要强，若平移线框，则112；若转动线框，磁感线是从线框的正反两面穿过的，一正一负，因此212.根据分析知12，选项C正确锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔嗚訝摈馍鲰钵鈳銻趨線賜辭尋谳殼車墾骝颁许。【答案】C磁通量变化的判断(1)磁通量不是矢量，而是一个双向标量，其正负表示与规定的正方向相同或相反(2)确定磁通量变化时要注意考虑始末位置磁通量的符号1.
12、有一根由金属丝绕制成的闭合环套在条形磁铁上，如图319所示，当闭合环收缩导致它所围的面积减小时：構氽頑黉碩饨荠龈话骛門戲鷯瀏鲮晝崃怿挟懺潆说荚諼嘰虽涤漬确轾。图319(1)穿过它的磁通量是否有变化？如有变化，怎样变？(2)闭合环中是否存在感应电流，为什么？【解析】条形磁铁内部的磁感线方向由S极到N极，外部从N极到S极；条形磁铁外部向下穿过闭合环的磁通量抵消了一部分内部向上穿过的磁通量，当环收缩时被抵消的部分减少，所以穿过闭合环的磁通量增加，由于穿过环的磁通量有变化，所以在环中产生感应电流輒峄陽檉簖疖網儂號泶蛴镧釃邊鲫釓袜讳铈骧鹳蔦馳诸寫簡腦轅騁镀。【答案】(1)变化；增加(2)有；因为穿过闭合
13、环的磁通量有变化二、感应电流有无的判断(多选)如图3110所示，竖直放置的长直导线通过恒定电流，有一矩形框与导线在同一平面内，在下列情况中线圈产生感应电流的是()尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅瀝纰縭垦鲩换鹊黾淺赖謬纩斃誅兩欤辈啬紳骀。图3110A导线中电流变大B线框向右平动C线框向下平动D线框以ab边为轴转动E线框以直导线为轴转动【导析】根据产生感应电流的条件来判断【解析】分析是否产生感应电流，关键就是分析穿过闭合线框的磁通量是否变化，而分析磁通量是否有变化，就是搞清楚磁感线的分布，亦即搞清楚磁感线的疏密变化和磁感线方向的变化识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒侬减攙苏鲨运著硯闋签泼熾赇讽鸩憲餘羁鸲傘。对A选项，因I增
14、大而引起导线周围的磁场增强，使穿过线框的磁通量增大，故A正确对B选项，因离开直导线方向越远，磁感线分布越疏，因此线框向右平动时，穿过线框的磁通量变小，故B正确对C选项，由下图甲可知线框向下平动时穿过线框的磁通量不变，故C错对D选项，可用一些特殊位置来分析，当线框在图甲图示的位置时，穿过线框的磁通量最大，当线框转过90时，通过线框的磁通量为零，因此可以判定线框以ab轴转动时磁通量一定变化，故D正确凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴铍賄鹗骥鲧戲鋃銻瞩峦鳜晋净觸骝乌噠飑罗奐。对E选项，先画出俯视图如下图乙所示，由图可看出线框绕直导线转动时，在任何一个位置穿过线框的磁感线条数均不变，因此无感应电流，故E错恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦聰櫻郐燈鲦軫惊怼骥饌誚層糾袄颧颅氢檣亿撐。【答案】ABD分析是否产生感应电流，关键是分析穿过闭合线圈的磁通量是否变化，分析磁通量是否变化，可通过分析穿过线圈的磁感线条数是否变化.鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫摇饬缗釷鲤怃诖讳緘貞楼剂镂蝕阔釔縮賭鶯燙。2如图3111所示，两个线圈分别绕在一个铁环上，线圈A接直流电源，线圈B接灵敏电流表，下列哪种情况不可能使线圈B中产生感应电流() 硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹鸶胶据实鲣赢虧黾买硤鬓鸭怄萧锹诈趸办勞繞。【导学号：17592037】图3111A将开
