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1、高二物理 第二学期 新课预习 第一周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 1 8 新课预习 根据教学大纲 以周为单位在网上以文本的形式发布 新课预习 或 阶段小 结 的内容 一中网校特聘教师根据每周教学所涉及的各知识点 重点与难点进行剖析 并通过典型例题分析进行深入探究 学生利用此份文稿进行有针对性的预习 找出自己 存在的问题 并通过听课及时解决 从而切实提高听课效率 第二学期 第一周第二学期 第一周 课程内容 第四章 电磁感应 第一节 划时代的发现 第二节 探究电磁感应的产生条件 2014 2015 学年 高二物理 第二学期 新课预习 第一周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 3
2、8 1 准备知识要点 初中物理中的电磁感应现象 2 本阶段知识要点 知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史 知 道电磁感应 感应电流的定义 会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验 能根据实验事 实归纳出产生感应电流的条件 会运用条件判断有无感应电流 3 后续知识要点 电磁感应现象产生的原因 4 拓展知识要点 电磁感应现象的有关规律和判断方法 一 划时代的发现 一 划时代的发现 1 奥斯特梦圆 电生磁 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 2 奥斯特的研究并不是一帆
3、风顺的 经历了好多次失败 但奥斯特始终没有放 弃 直到 1820 年 4 月的一次演讲中碰巧在南北方向的导线下面放置了一枚小磁针 当电 源接通时 小磁针发生了转动 说明电流对小磁针产生了作用 证明电流在其周围产生了 磁场 这就是发现电流磁效应的过程 3 通过前面的学习 我们知道 地磁场是南北方向的 小磁针静止时指示南北方 向 通电直导线的磁场方向遵守安培定则 当导线南北放置时 导线下方的磁场方向沿东 西方向 当导线通电后 小磁针受到电流的磁场作用由原来的南北方向转向东西方向 奥 斯特从磁针的偏转 确定电和磁的联系 也就是电流的磁效应 4 电流磁效应的发现揭示了电现象和磁现象之间存在的某种联系
4、奥斯特的思维 和实践突破了人类对电与磁认识的局限性 电流磁效应的发现引发了科学认识领域的思 考 推动了电磁学的发展 2 法拉第心系 磁生电 1 奥斯特发现电流磁效应引发了对称性的普遍思考 既然电流能够引起磁针的运 动 那么磁铁也会使导线产生电流 法拉第坚信 磁与电之间也应该有类似的 感应 高二物理 第二学期 新课预习 第一周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 4 8 2 法拉第的研究并不是一帆风顺的 经历了好多次失败 但法拉第始终没有放 弃 直到 1831 年 8 月 29 日 他苦苦寻找了 10 年之久的 磁生电 的效应终于被发现了 3 法拉第在 1822 年 12 月 1825 年
5、11 月 1828 年 4 月作过三次集中的实验研 究 均以失败告终 原因在于 法拉第认为 既然奥斯特的实验表明有电流就有磁场 那 么有了磁场就应该有电流 他在实验中用的都是恒定电流产生的磁场 4 多次失败后 1831 年 8 月 29 日 法拉第终于发现了电 磁感应现象 他把两个线圈绕到同一个铁环上 如图所示 一个线圈 接电源 一个线圈接 电流表 在给线圈通电和断电的瞬间 令一个 线圈中就出现电流 之后他又做了大量的实验都取得了成功 他认为 成功的 秘诀 是 磁生电 是一种在变化 运动的过程中才能出现的 效应 5 法拉第探索电磁感应现象的历程经历了 10 年之久 经历了大量的失败 但法拉 第
6、凭借自己的坚定信念和对科学的执著追求 勇敢地面对失败 一次又一次 最终成功属 于坚持不懈的有心人 他成功了 作为现代的中学生就要学习法拉第不怕失败 勇敢面对 挫折的坚强意志 二 探究电磁感应的产生条件 1 实验观察 1 闭合电路的部分导体切割磁感线 二 探究电磁感应的产生条件 1 实验观察 1 闭合电路的部分导体切割磁感线 如图 4 2 1 所示 导体左右平动 前后运动 上下运 动 观察电流表的指针 把观察到的现象记录在表 1 中 如图所示 表 1 导体棒的运动 表针的摆动方向 导体棒的运动 表针的摆动方向 向右平动 向左向左 向后平动 不摆动不摆动 向左平动 向右向右 向上平动 不摆动不摆动
7、 向前平动 不摆动不摆动 向下平动 不摆动 不摆动 结论 只有左右平动时 导体棒切割磁感线 有电流产生 前后平动 上下平 动 导体棒都不切割磁感线 没有电流产生 结论 只有左右平动时 导体棒切割磁感线 有电流产生 前后平动 上下平 动 导体棒都不切割磁感线 没有电流产生 2 向线圈中插入磁铁 把磁铁从线圈中拔出 2 向线圈中插入磁铁 把磁铁从线圈中拔出 如图 4 2 2 所示 把磁铁的某一个磁极向线圈中插入 从线圈中拔出 或静止地放在 线圈中 观察电流表的指针 把观察到的现象记录在表 2 中 高二物理 第二学期 新课预习 第一周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 5 8 表 2 磁铁的运
8、动 表针的摆动方向 磁铁的运动 表针的摆动方向 N 极插入线圈 向右向右 S 极插入线圈 向左向左 N 极停在线圈中 不摆动不摆动 S 极停在线圈中 不摆动不摆动 N 极从线圈中抽出 向左向左 S 极从线圈中抽出 向右 向右 结论 只有磁铁相对线圈运动时 有电流产生 磁铁相对线圈静止时 没有电 流产生 结论 只有磁铁相对线圈运动时 有电流产生 磁铁相对线圈静止时 没有电 流产生 3 模拟法拉第的实验 3 模拟法拉第的实验 如图 4 2 3 所示 线圈 A 通过变阻器和开关连接到电源上 线圈B 的两端与电流表连 接 把线圈A 装在线圈 B的里面 观察以下几种操作中线圈 B中是否有电流产生 把观察
9、 到的现象记录在表 3 中 表 3 操作 现象 开关闭合瞬间 有电流产生有电流产生 开关断开瞬间 有电流产生有电流产生 开关闭合时 滑动变阻器不动 无电流产生无电流产生 开关闭合时 迅速移动变阻器的滑片 有电流产生 有电流产生 结论 只有当线圈 A 中电流变化时 线圈 B 中才有电流产生 结论 只有当线圈 A 中电流变化时 线圈 B 中才有电流产生 2 分析论证2 分析论证 演示实验 1 中 部分导体切割磁感线 闭合电路所围面积发生变化 磁场不变化 有电流产生 当导体棒前后 上下平动时 闭合电路所围面积没有发生变化 无电流产 生 演示实验 2 中 磁体相对线圈运动 线圈内磁场发生变化 变强或者
10、变弱 线圈面积不 变 有电流产生 当磁体在线圈中静止时 线圈内磁场不变化 无电流产生 如图 4 2 4 高二物理 第二学期 新课预习 第一周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 6 8 演示实验 3 中 通 断电瞬间 变阻器滑动片快速移动过程中 线圈 A 中电流变化 导致线圈B 内磁场发生变化 变强或者变弱 线圈面积不变 有电流产生 当线圈 A 中 电流恒定时 线圈内磁场不变化 无电流产生 如图 4 2 5 3 归纳总结3 归纳总结 实验 1 中 部分导体切割磁感线 磁场不变 但电路面积变化 从而穿过电路的磁通 量变化 从而产生感应电流 实验 2 中 导体插入 拔出线圈 线圈面积不变 但磁
11、场变 化 同样导致磁通量变化 从而产生感应电流 实验 3 中 通断电的瞬间 滑动变阻器的 滑动片迅速滑动的瞬间 都引起线圈 A中电流的变化 最终导致线圈 B中磁通量变化 从 而产生感应电流 从这三个实验看见 感应电流产生的条件 应是穿过闭合电路的磁通量 变化 引起感应电流的表面因素很多 但本质的原因是磁通量的变化 因此 电磁感应现象产生 的条件可以概括为 只要穿过闭合电路的磁通量变化 闭合电路中就有感应电流产生 只要穿过闭合电路的磁通量变化 闭合电路中就有感应电流产生 例题 1 发电的基本原理是电磁感应 发现电磁感应现象的科学家是 A 安培 B 赫兹 C 法拉第 D 麦克斯韦 分析 奥斯特的
12、电流的磁效应 可简称为 电生磁 法拉第的 电磁感应 可简称为 磁生电 正确答案为 C 例题 2 下列现象中属于电磁感应现象的是 A 磁场对电流产生力的作用 B 变化的磁场使闭合电路中产生电流 C 插在通电螺线管中的软铁棒被磁化 高二物理 第二学期 新课预习 第一周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 7 8 D 电流周围产生磁场 分析 电磁感应现象指的是在磁场产生电流的现象正确答案为 B 例题 3 如图所示 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中有一面积为 S 的矩形线圈 abcd 垂直于磁场方向放置 现使线圈以 ab 边为轴转 180 求此过程磁通量的变化 分析与解 初态中 BS 1 末态 B
13、S 2 故 BS 2 1 2 例题 4 如图 甲 所示 有一通电直导线 MN 水平放置 通入向右的电流 I 另有一闭合线圈 P位于导线正下方且与导线 位于同一竖直平面 正竖直向上运动 问在线圈P 到达 MN 上 方的过程中 穿过 P的磁通量是如何变化的 在何位置时 P 中会 产生感应电流 解 根据直流电流磁场特点 靠近导线处磁场强 远离导线 处磁场弱 把线圈 P从 MN 下方运动到上方过程中的几个特殊位 置如图 乙 所示 可知 磁通量增加 磁通量减 小 磁通量增加 磁通量减小 所以整个过程磁通 量变化经历了增加 减小 增加 减小 所以在整个过程中 P 中 都会有感应电流产生 例题 5 试用笔线
14、代替导线连好本节课实验二的电路图 分析与解 高二物理 第二学期 新课预习 第一周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 8 8 例题 6 如图所示是生产中常用的一种延时继 电器的示意图 铁芯上有两个线圈 A和 B 线圈 A 跟电源连接 线圈B 的两端接在一起 构成一个闭 合回路 在断开开关 S 的时候 弹簧 E 并不能立即 将衔铁D 拉起 因而不能使触头 C 连接工作电 路 立即离开 过一段时间后触头 C 才能离开 延 时继电器就是这样得名的 试说明这种继电器的原理 分析与解 线圈 A 与电源连接 线圈A 中有恒定电流 产生恒定磁场 有磁感线穿过 线圈 B 但穿过线圈 B的磁通量不变化 线圈
15、 B 中无感应电流 断开开关 S 时 线圈A 中 电流迅速减减小为零 穿过线圈 B的磁通量也迅速减少 由于电磁感应 线圈B 中产生感 应电流 由于感应电流的磁场对衔铁D 的吸引作用 触头 C 不离开 经过一小段时间后感 应电流减弱 感应电流磁场对衔铁D 的吸引力减小 当弹簧 E 的作用力比磁场力大时 才 将衔铁D 拉起 触头 C 离开 高二物理 第二学期 巩固练习 第一周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 3 6 1 发现电流磁效应现象的科学家是 发现通电导线在磁场中受力规律的科 学家是 发现电磁感应现象的科学家是 发现电荷间相互作用力规律 的的科学家是 2 关于磁通量 磁通密度 磁感应
16、强度 下列说法正确的是 A 磁感应强度越大的地方 磁通量越大 B 穿过某线圈的磁通量为零时 由B S 可知磁通密度为零 C 磁通密度越大 磁感应强度越大 D 磁感应强度在数值上等于 1 m 2 的面积上穿过的最大磁通量 3 下列单位中与磁感应强度的单位 特斯拉 相当的是 A Wb m 2 B N A m C kg A s 2 D kg C m 4 关于感应电流 下列说法中正确的是 A 只要穿过线圈的磁通量发生变化 线圈中就一定有感应电流 B 只要闭合导线做切割磁感线运动 导线中就一定有感应电流 C 若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动 闭合电路中一定没有感应电流 D 当穿过闭合电路的磁通量发生变化时 闭合电路中一定有感应 电流 5 在一长直导线中通以如图所示的恒定电流时 套在长直导线上的闭合线环 环面 与导线垂直 长直导线通过环的中心 当发生以下变化时 肯定能产生感应电流的是 A 保持电流不变 使导线环上下移动 B 保持导线环不变 使长直导线中的电流增大或减小 C 保持电流不变 使导线在竖直平面内顺时针 或逆时针 转动 D 保持电流不变 环在与导线垂直的水平面内左右水平移动 6 如
