2018年秋高中物理选修3-2沪科版课件：1.1 电磁感应——划时代的发现(共20张PPT)

变化
实验 3
闭合电路中磁感应强度 B④ 变化 ，闭 合电路的面积 S⑤
不变
总结 实验 1 是通过导体相对磁场运动改变磁通量； 实验 2 是磁体即磁场运动改变磁通量； 实验 3 通过改变电流从而改变磁场强弱，进而改变磁通量，所以可以将产生感应电流的条 件描述为“只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流 ”.
(3)B 与 S 不垂直时： Φ＝BS⊥， S⊥为平面在垂直磁场方向上的 投影面 积，在应用时可将 S 投影到与 B 垂直 的方向上，如图 2 所示 Φ＝
BSsinθ .
(4)磁通量与线圈的匝数 无关 . 图2
5
2.磁通量的变化量 ΔΦ (1)当 B 不变，有效面积 S 变化时，ΔΦ＝ B·ΔS (2)当 B 变化，S 不变时，ΔΦ＝ (3)B 和 S 同时变化，则 ΔΦ＝ .
8
[要点提炼]
1.产生感应电流的条件：穿过 闭合 电路的 磁通量 发生变化. 2.特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做 切割磁感线 运动.在利用“切割”来讨论和判 断有无感应电流时，应该注意： (1)导体是否将磁感线“割断”，如果没有“割断”就不能说切割.如图 6 所示，甲、乙两 图中，导线是真“切割”，而图丙中，导体没有切割磁感线.
答案 (1)BSsin θ －BScos θ (2)－BS(cos θ＋sin θ)
二、产生感应电流的分析判断及实验探究
例2
如图 8 所示，在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面
垂直.导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒 ab、cd，与导轨接触良好.这两 条金属棒 ab、cd 的运动速度分别是 v1、v2，且井字形回路中有感应电流通过， 则可能 A.v1＞v2 B.v1＜v2 C.v1＝v2 D.无法确定 ( AB )

1.实验 1：如图 3 所示，条形磁铁插入或拔出线圈时，线圈中 有 电流产生，但条形磁铁在线 圈中静止不动时，线圈中 无 电流产生.(填“有”或“无”)
2.实验 2：如图 4 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(填“有”或“无”).
学高中习物探理·究选修区(xuǎnxiū)3-2·沪科版
学案1
第1章 电磁感应与现代(xiàndài)生 活
学案1 电磁感应——划时代的发 现
学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测 第一页，共19页。
学习目标定位
学案1
1
能理说解出什磁么 通量(sh变én化m的e含)是义电. 磁感应现 2 象.
3.实验 3：如图 5 所示，将小螺线管 A 插入大螺线管 B 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 一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中 有 电流
通过；而开关一直闭合，滑动变阻器滑动触头不动时，电流表中 无 电流产生(填“有”或
“无”)
图3
图4
图5
7
学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测 第于穿过线框的磁通量情况，下列叙述正确的是(线框平行
于纸面移动)
(D)
A.一直增加
B.一直减少
C.先增加后减少
D.先增加，再减少直到零，然后再增加，然后再减少
图11 学习目标 知识储备
●
●
● ●
●
●
●
×× ×
× ×
××
学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测 第十七页，共19页。
图6 (2)是否仅是闭合电路的一部分导体在磁场内做切割 磁感线 不容易判断，则要回归到磁通量是否变化上去.

【答案】 D
第三十四页，共40页。
5.如图 1-1-6 所示，a、b、c 三个闭合线圈放在同一平面内，当线圈 a 中有 电流 I 通过时，它们的磁通量分别为 Φa、Φb、Φc，下列说法中正确的是( )
【导学号：72000002】
A.Φa<Φb<Φc C.Φa<Φc<Φb
图 1-1-6 B.Φa>Φb>Φc D.Φa>Φc>Φb
【答案】 B
第十四页，共40页。
1电磁感应现象是磁生电现象. 2电生磁的现象不属于电磁感应现象.
第十五页，共40页。
探究感应电流产生的条件
[先填空] 1.能够产生感应电流的三个典型的实验是 (1)条形(tiáo xínɡ)磁铁和线圈. 发生相对运动 闭(2合) 电路中导体(dǎotǐ)切割磁感. 线 改变原线(圈3) 中电流(diànliú)，在副线圈中产生感应电. 流(diànliú)
第五页，共40页。
[合作探讨] 1821 年，英国科学家法拉第评价奥斯特的发现：“他突然打开了科学中一 个黑暗领域的大门，使其充满光明.” 1822 年，法拉第在一篇日记中写下了要“由磁生电”的豪言壮语.
第六页，共40页。
探讨 1：奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考？法拉第持怎样的观 点？
【答案】 B
第三十八页，共40页。
第二十四页，共40页。
(2)学会找特殊位置并分析其变化. 利用磁感线判断磁通量的变化：若线圈所包围的磁感线穿过线圈平面的方 向相同时，条数增加，磁通量增加；若穿过线圈平面的磁感线方向相反时，某 一个方向是多数的磁感线条数增加，则磁通量增加，某一个方向是少数的磁感 线条数增加，则磁通量减少.总之，要用穿过线圈磁感线的净条数的增、减判断 磁通量的变化，要用多数的磁感线的方向作为线圈所包围的磁场的方向.

四、磁通量 1、定义：穿过闭合回路 的磁感线的条数。
φ= B S
2、理解：
两个闭合电路的面 积相同，但穿过它 们的磁通量不同。
探究一分析
探究二 分析
归纳总结
结论：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。
探究感应电流的方向
电磁感应现象
观察实验并思考:
S
（1）为什么线圈中会有电流？
沪教版高中选修3-2
物理
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电磁感应---划时代的发现
奥斯特实验：揭示了电流的磁效应
突破：电与磁是有联系的!
奥斯特实验 【实验现象 】 ？【实验结论 】 ？
猜想： 1、既然电能生磁，那么，磁是否能生电呢？ 2、如果磁能生电，那么，怎样才能实现呢？
1、奥斯特梦圆“电生磁” 2、法拉第心系“磁生电”
一、法拉第发现电磁感应的艰难历程
奥斯特在1820年发现的电流磁效应,使整 个科学界受到了极大的震动，它证实电现象与 磁现象是有联系的。
1821年，英国《哲学年鉴》要写一篇综述 电流磁效应发现以来电磁发展的文章。法拉第 在收集资料的过程中，对电磁学产生了浓厚的 兴趣，经过法拉第不懈的努力，导致了划时代 的发现——电磁效应。
十年磨一剑。法拉第终于找到了开启 电能宝库的“金钥匙”；“把磁能转变 为电”不是一种稳态效应，而是一种在 变化、运动过程中才能出现的效应。
法拉第把这种由磁得到电的现象叫做 电磁感应现象。在电磁感应现象中产生的 电流叫做感应电流
二、电磁感应的产生条件
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割 磁感线运动时，导体中就产生感应电流。
感应电流 与感应电流 产生的磁 的磁场方向 场方向 的关系
N朝下 插 向下 增加 c-d 向上 反向

[后思考] 很多科学家在磁生电的研究中为什么没有取得成功？
【提示】 很多科学家在实验中没有注意到磁场的变化、导体与磁场之间 的相对运动等环节，只想把导体放入磁场中来获得电流，这实际上违背了能量 转化与守恒定律．
[合作探讨] 如图 4-1-1 所示，有一个线圈与一个灵敏电流计连成闭合电路．将一条形磁 铁的一部分插入线圈中．
图 4-1-2
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．双向磁场的磁通量的比较 图 4-1-3
磁通量大小的比较和磁通量大小的计算还要注意线圈所在位置处的磁场是 单向磁场还是双向磁场，对条形磁铁、蹄形磁铁、环形电流、通电直导线磁场 的分布要熟悉．磁通量，通俗地说，就是穿过某个面的磁感线的净条数，所以 如果同时有相反两个方向的磁感线穿过某一线圈，总的磁通量应该计算磁感线 的净条数．磁通量虽然是标量，却有正负之分．如图 4-1-3 所示，套在条形磁铁 外部的线圈 A 和 B 所在的平面内，既有向上的磁感线，又有向下的磁感线，净 条数应该是二者之差．
3．如图 4-1-5 所示的线框，面积为 S，处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中， B 的方向与线框平面成 θ 角，当线框转过 90°到如图所示的虚线位置时，试求：
图 4-1-5 (1)初、末位置穿过线框的磁通量的大小 Φ1 和 Φ2； (2)磁通量的变化量 ΔΦ.
【解析】 (1)解法一：如题图所示，在初始位置，把面积向垂直于磁场方 向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为 S⊥＝Ssin θ，所以 Φ1＝BSsin θ.在末 位置，把面积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为 S⊥＝ Scos θ.由于磁感线从反面穿入，所以 Φ2＝－BScos θ.

第1章
电磁感应与现代生活
1.1 电磁感应——划时代的发现
学习目标 1．知道电磁感应现象的发现过程，体会 人类探索自然规律的科学态度和科学精 神．
2．知道电磁感应现象和感应电流的定义．
知识脉络
3．理解探究感应电流产生条件的实验， 并理解感应电流产生的条件．(重点、难 点) 4．掌握运用感应电流的产生条件判断感 应电流能否产生．(重点)
图 113
(1)在 B 减为 0.4 T 的过程中，线圈 A 和线圈 B 中的磁通量变化了多少？ (2)在磁场转过 90° 角的过程中，线圈 C 中的磁通量变化了多少？转过 180° 角呢？
思路点拨：①由 Φ＝BS 确定初末态的磁通量 Φ1 和 Φ2； ②由 ΔΦ＝|Φ2－Φ1|计算磁通量的变化量．
A．ΔΦ1＞ΔΦ2 C．ΔΦ1＜ΔΦ2
B．ΔΦ1＝ΔΦ2 D．无法确定
2．法拉第把可以产生电磁感应的情况概括为
变化 的电流． (1)_______ 变化 的磁场． (2)_______ 运动 的磁铁． (3)_______ 导体 等． (4)在磁场中运动的________
3．实验结论
闭合 电路的__________ 闭合 电路中就会产生感 磁通量 发生变化，______ 只要穿过_____
【答案】 (1)A、B 线圈的磁通量均减少了 1.256×10－4Wb (2)减少了 6.28×10－5Wb 减少了 1.256×10－4Wb
1磁通量与线圈匝数无关. 2磁通量是标量，但有正、负，其正、负分别表示与规定的穿入方向相 同、相反.
[针对训练] 1.磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图 114 所示，通有恒定 电流的导线 MN 与闭合线框共面，第一次将线框由位置 1 平移到位置 2，第 二次将线框绕 cd 边翻转到位置 2，设先后两次通过线框的磁通量变化量大小 分别为 ΔΦ1 和 ΔΦ2，则( )

（1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的?在这 之前,科学研究领域存在怎样的历史背景?
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）奥斯特的研究是一帆风顺的吗？奥斯特面对失败是 怎样做的？
，另在导线环所在的平面画一个圆B，它的一半面积在
A环内，另一半面积在A环外.则B圆内的磁通量（ B ）
A. 为零
B. 是进去的
I
C. 是出来的 D. 条件不足，无法判别
A
B
解：大圆导线环A内部的磁感应线比外部密， 所以选项B正确。2-8所示，六根导线互相绝缘通入等值电流 ，甲、乙、丙、丁四个区域是面积相等的正方形，则
方向垂直指向纸内的磁通量最大的区域是（ D ）
A. 甲
B. 乙
II I I
C. 丙
D. 丁
乙甲
丙丁
I
I
解： 每个小正方形区域的四边在其中产生的磁通量为
零，只要看另外两电流产生的磁场合成即可,
甲、丙的磁通量为0，乙的磁通量指向纸外的最大， 丁的磁通量指向纸内的最大。
A组能力训练题9
9、一球冠处于磁感应强度为B的匀强磁场中，如 图所示，若球冠的底面大圆半径为r，磁场方向与 球冠底面垂直，则穿过整个球冠的磁通量为 ____B__π_r2_____.
有人说这是一次“成功的失败”。
因为科拉顿的实验装置设计得完全正确，如果磁铁磁 性足够强，导线电阻不大，电流计十分灵敏，那么在 科拉顿将磁铁插入螺旋线圈时，电流计的指针确实是 摆动了的。也就是说，电磁感应的实验是成功了，只 不过科拉顿没有看见，他跑得还是“太慢”，连电流 计指针往回摆也没看见，

线管B时,螺线管B中的磁通量发生变化,电流表的指针发生偏转,闭
合电路中产生了感应电流。
3.结论:只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生
感应电流。
-8-
1.1
探究一
电磁感应——划时代的发现
探究二
课前篇自主预习
课堂篇探究学习
课堂篇探究学习
当堂检测
探究一磁通量及磁通量变化
问题导引
磁感线是形象描述磁场的物理模型,它与磁通量有什么关系?
无关,只取决于Φ的变化,即与ΔΦ有关。
(2)磁感线的条数可用来形象地表示一个回路的磁通量大小,所以判
断穿过闭合电路的磁通量是否变化时,可充分利用穿过闭合电路的
磁感线的条数是否变化来判断某过程中磁通量是否变化。
-16-
1.1
探究一
电磁感应——划时代的发现
探究二
课前篇自主预习
Hale Waihona Puke 课堂篇探究学习课堂篇探究学习
课堂篇探究学习
课堂篇探究学习
当堂检测
变式训练(多选)
如图所示,在水平面上有两条平行导电导轨MN、PQ,导轨间距离为
l,匀强磁场垂直于导轨所在的平面(纸面)向里,磁感应强度的大小
为B,两根金属杆1、2摆在导轨上,与导轨垂直,它们分别以速度v1、
v2做匀速直线运动,下列哪种情形回路中有电流通过(
)
A.v1=v2
一个线圈接电池,另一个线圈接电流计,实验也没能成功。
-4-
1.1
电磁感应——划时代的发现
课前篇自主预习
课前篇自主预习
课堂篇探究学习
3.偶然的发现:法拉第重做改进后的实验,在接电池的线圈电路里,
当把开关闭合或断开时,电流计指针动了一下,当电路接通后,电流