2018-2019学年高中物理鲁科版选修3-2 1.1磁生电的探索（教案 课件 共2份)

第1讲　磁生电的探索 [目标定位]　1.知道奥斯特实验、电磁感应现象，了解电生磁和磁生电的发现过程.2.通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件.3.能说出磁通量变化的含义，会利用电磁感应产生的条件解决实际问题． 一、电磁感应的探索历程 1．电生磁：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应． 2．磁生电：1821年，法拉第开始了磁生电的研究.1831年，他终于悟出了磁生电的基本原理，进一步揭示了电和磁的内在联系． 二、科学探究———感应电流产生的条件 1．导体棒在磁场中运动 如图1所示，将可移动导体AB放置在磁场中，并和电流表组成闭合回路．实验操作及现象如下： 图1 实验操作 实验现象 (有无电流) 实验探究结论 导体棒静止 无 导体AB切割磁感线，改变了回路在磁场中的面积，通过闭合回路的磁通量发生变化，产生了感应电流 导体棒平行磁感线运动 无 导体棒切割磁感线运动 有 2.磁铁在螺线管中运动 如图2所示，将螺线管与电流表组成闭合回路，把条形磁铁插入或拔出螺线管．实验操作及现象如下： 图2 实验操作 实验现象 (有无电流) 实验探究结论 N极插入线圈 有 将磁铁插入或拔出螺线管时，通过螺线管闭合回路的磁场发生变化，引起磁通量发生变化，有感应电流产生 N极停在线圈中 无 N极从线圈中抽出 有 S极插入线圈 有 S极停在线圈中 无 S极从线圈中抽出 有 3.如图3所示，线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面．实验操作及现象如下： 图3 实验操作 实验现象(线圈B中有无电流) 实验探究结论 开关闭合瞬间 有 导体、磁场都没有发生相对运动，但螺线管A中的电流发生变化时，引起穿过螺线管B的磁通量发生变化，闭合螺线管B中有感应电流产生 开关断开瞬间 有 开关闭合时，滑动变阻器不动 无 开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片 有 想一想　1.思考以上几个产生感应电流的实例： (1)将实验3和实验2比较，实验3中的螺线管A的作用是什么？ (2)产生感应电流的条件都跟哪个物理量有关？ 答案　(1)等效磁铁；(2)磁通量以及磁通量的变化． 想一想　2.哪些情况可以引起磁通量Φ的变化？ 答案　由Φ＝BS可知，磁通量的变化有三种情况：①磁感应强度B不变，有效面积S变化；②磁感应强度B变化，有效面积S不变；③磁感应强度B和有效面积S同时发生变化． 4．实验结论：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． 5．因磁通量的变化产生电流的现象叫电磁感应，所产生的电流叫做感应电流. 一、磁通量的理解及变化分析 1．磁通量的计算 (1)B与S垂直时：Φ＝BS，S为线圈的有效面积．如图4(a)所示． (2)B与S不垂直时：Φ＝BS⊥＝B⊥S，S⊥为线圈在垂直磁场方向上的投影面积．B⊥为B在垂直于S方向上的分量．如图(b)、(c)所示． (3)某线圈所围面积内有不同方向的磁场时，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，如图(d)所示． 图4 2．磁通量是标量，但有正负，其正负表示与规定的穿入方向相同或相反，穿过某一面的磁通量等于各部分磁通量的代数和． 3.磁通量变化的四种情况： 情况 图示举例 磁通量变化 B不变， S变化 ΔΦ＝BΔS B变化， S不变化 ΔΦ＝ΔBS B变化， S也变化 ΔΦ＝B2S2－B1S1 B不变， S不变， θ变化 ΔΦ＝BS(sin θ2－sin θ1) (θ为闭合回路与磁场方向的夹角) 4.用磁感线的条数表示磁通量．当回路中有不同方向的磁感线穿过时，磁通量是指穿过某一面磁感线的“净”条数，即指不同方向的磁感线的条数差． 例1　如图5所示，虚线框内有匀强磁场，a，b为垂直磁场放置的两个圆环，分别用Φa和Φb表示穿过两个圆环的磁通量，则下列表述正确的是(　　) 图5 A．Φa>Φb B．Φa＝Φb C．Φa<Φb D．无法确定 解析　本题利用 ... ...