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1、第一节 电磁感应现象,核心要点突破,课堂互动讲练,知能优化训练,第一节,课前自主学案,目标概览,目标概览,学习目标：1.明确磁通量的概念及其变化 2理解闭合电路磁通量的改变情况，明确产生感应电流的条件 3了解电磁感应现象中的能量守恒 重点难点：有关磁通量的计算；利用产生感应电流的条件进行判断,课前自主学案,一、磁通量 1定义：磁感应强度B与_的乘积叫做穿过这个面的磁通量 2公式：_. 适用条件：(1)匀强磁场(2)磁场方向和平面垂直若磁场方向和平面不垂直，S应为与B垂直方向上的_面积 3单位：_，简称韦，符号为_. 4意义：穿过某一面积的磁通量大小可用穿过这一面积的_的多少表示,面积S,BS,
2、投影,韦伯,Wb,磁感线条数,二、电磁感应现象 1磁通量变化的两种情况 (1)导体和磁体的_ (2)闭合电路的_发生变化 2电磁感应现象：不论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生这种利用_产生电流的现象叫做电磁感应,相对运动,磁场,磁场,3感应电流：在_中产生的电流 产生条件：(1)闭合电路；(2)_发生变化 三、电磁感应现象中的能量转化及能量守恒 电磁感应的过程就是其他形式的能量转化为_的过程，在这种转化和转移中能量的总量_,电磁感应,磁通量,电能,保持不变,核心要点突破,一、磁通量及磁通量变化量的计算 1磁通量的计算 (1)B与S垂直时：BS. B指匀强磁场
3、的磁感应强度，S为线圈的面积,(2)B与S不垂直时，如图1611所示，在水平方向的匀强磁场中，平面abcd与垂直于磁感线方向的平面的夹角为，则穿过平面abcd的磁通量应为 BScosBS. Scos即为面积S在垂直于磁感线方向的投影，我们称之为“有效面积”,图1611,(3)某面积内有不同方向的磁场时，先分别计算不同方向的磁场的磁通量，然后规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，求其代数和,2磁通量的变化量的计算 (1)磁通量的变化量21，其数值等于初、末状态穿过某个平面磁通量的差值 (2)回路的面积不变，而穿过回路的磁场变化引起磁通量发生变化，即BS. (3)磁场不变，而回路相对磁场的
4、正对面积发生变化引起磁通量发生变化，即SB.闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动产生感应电流就属于这种情况,特别提醒：(1)磁通量是标量，但有正、负之分，它的正、负既不表示磁通量的方向，也不表示大小，仅表示磁感线的贯穿方向 (2)磁通量和线圈的匝数无关,二、对产生感应电流的条件的理解 1对产生感应电流条件的剖析 不论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生其条件可以归结为两个：一是电路本身的属性，即电路必须是闭合电路；二是穿过电路本身的磁通量发生变化，其主要内涵是体现在“变化”二字上电路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件，如果穿过电路的磁通量很大但不变化，那么
5、不论有多大，也不会产生感应电流能使穿过闭合电路的磁通量发生变化，大致有如下几种情况：,(1)磁感应强度B不变，闭合电路面积S发生变化，BSB(S2S1)； (2)闭合电路的面积S不变，而闭合电路在非匀强磁场中运动而位置发生变化，引起电路所在处的磁感应强度不同； (3)闭合电路的面积S不变，但相对匀强磁场的位置发生变化(面积S与B的夹角改变)引起磁通量变化； (4)闭合电路的面积S不变，而磁感应强度随时间t发生变化等,2对“导体棒切割”磁感线的理解 闭合电路的一段导体做切割磁感线的运动时，闭合电路中产生感应电流如图1612所示，当导体棒ad向右运动时，穿过adcb的磁通量发生变化(面积变大)，所
6、以adcb回路中产生感应电流由此可见“切割磁感线”产生感应电流和“磁通量变化”在本质上是一致的特别提醒：闭合电路的部分导体做切割磁感线的运动，也不一定产生感应电流,图1612,课堂互动讲练,如图1613所示，平面M的面积为S，垂直于匀强磁场B，求平面M由此位置出发绕与B垂直的轴转过60和转过180时磁通量的变化量 .,图1613,【点评】 (1)磁通量和磁通量的变化量是两个不同的概念，磁通量与某一状态下穿过一个面磁感线的多少相联系，它与这个面所在的一个位置相对应；磁通量的变化量是指这个面的末位置的磁通量与初位置的磁通量的差值，它与这个面的一个变化过程相对应 (2)磁通量的正负可以根据磁感线穿过
7、平面的方向人为规定，这个规定的不同可以导致磁通量相差一个符号，但不影响绝对值的大小,变式训练1 图1614 一球冠处于磁感应强度为B的匀强磁场中，如图1614所示，若球冠的底面大圆半径为r，磁场方向与球冠底面垂直，求穿过整个球冠的磁通量 解析：球冠垂直磁场方向的有效面积Sr2，故BSBr2. 答案：Br2,如图1615所示，开始时矩形线圈平面与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外若要使线圈中产生感应电流，下列做法中可行的是( ),图1615,A以ab边为轴转动(转动的角度小于90) B以bd边为轴转动(转动的角度小于60) C以bd边为轴转动90后，增大磁感应强度 D以ac边为轴转
8、动(转动的角度小于60),【答案】 AD 【点评】 判断有无感应电流，一是看电路是否闭合，二是看穿过闭合电路的磁通量是否变化判断穿过电路的磁通量是否变化又可用两种方法：一是根据公式BScos来判断；二是根据穿过回路的磁感线条数来判断,变式训练2 图1616 如图1616所示，一水平放置的矩形线框abcd在条形磁铁的N极附近竖直下落，下落过程中线框平面保持水平，位置和都靠近位置，则线框从位置到位置的过程中和从位置到位置的过程中下列说法正确的是( ),A由位置到位置，框内不产生感应电流 B由位置到位置，框内产生感应电流 C由位置到位置，框内产生感应电流 D由位置到位置，框内不产生感应电流,解析：选
9、BC.本题关键是首先确定线框位置变化处磁场的分布及其变化如右图所示，作出其正视(向对面看去)图，从图中可以看出：从位置到位置的过程中，从线框下面向上穿过线框的磁通量减少(位置时0)；而从位置到位置时，从线框上面向下穿过线框的磁通量增大，故由位置到位置和由位置到位置的两个过程中，穿过闭合线框的磁通量都发生变化，都产生感应电流,如图1617所示，闭合金属小环从高h的光滑曲面上端无初速滚下，又沿曲面另一侧上升，那么( ),图1617,A若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于h B若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于h C若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于h D若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于h 【自主解答】 若为匀强磁场，小环无感应电流产生；若为非匀强磁场，则穿过环的磁通量变化，有感应电流产生，所以有焦耳热产生，有一部分机械能要转化为内能故选B、D. 【答案】 BD 【点评】 只要感应电流产生，必然要有其他能量转化为电能,变式训练3 图1618 如图1618所示，矩形线框从某高处自由下落，下落h后线框平面垂直穿过一有界的水平方向的匀强磁场区域，落地时的速度为v1，整个运动的时间为t1 .如果这个磁场的上边界不变，下边界一直延伸到地面，线框还是从原位置下落，落到地面时的速度为v2，所经历时间为t2，则( ),Av1v2，t1t2 Bv1v2，t1t2 Cv1t2 答案：D,
