共21份102页教科版高中物理选修32精品学案汇总.docx

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共21份102页教科版高中物理选修32精品学案汇总

（共21套102页）教科版高中物理选修3-2精品学案汇总

学案1　电磁感应的发现　感应电流产生的条件

[学习目标定位]1.能理解什么是电磁感应现象.2.能记住产生感应电流的条件.3.会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验.4.能说出磁通量变化的含义.5.会利用电磁感应产生的条件解决实际问题．

1．磁通量的计算公式Φ＝BS的适用条件是___________且磁感线与平面________.若在匀强磁场B中，磁感线与平面不垂直，公式Φ＝BS中的S应为_________________________

2．磁通量是标量，但有正、负之分．一般来说，如果磁感线从线圈的正面穿入，线圈的磁通量就为“＋”，磁感线从线圈的反面穿入，线圈的磁通量就为“________”．

3．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，____________变化；

（2）______________变化，有效面积S不变；

（3_____________和___________同时变化．

一、奥斯特实验的启迪

1820年，___________从实验中发现了电流的磁效应，不少物理学家根据_________的思考，提出既然电能产生磁，是否也存在_____效应，即____________呢？

二、电磁感应现象的发现

1831年，英国物理学家________发现了电磁感应现象．他将“磁生电”现象分为五类：

（1）变化中的电流；

（2）变化中的________；（3）运动中的__________；（4）运动中的________；（5）运动中的___________.

三、电磁感应规律的发现及其对社会发展的意义

1．电磁感应的发现，使人们发明了_______，把________能转化成_____能；使人们发明了________，解决了______能远距离传输中能量大量损耗的问题；使人们制造出了结构简单的__________，反过来把_______能转化成_________能．

2．法拉第在研究电磁感应等电磁现象中，从磁性存在的空间分布逐渐凝聚出“_______”的科学创新思想．在此基础上，_________建立了电磁场理论，并预言了___________的存在．

四、产生感应电流的条件

穿过闭合电路的______________时，这个闭合电路中就有感应电流产生.

一、磁通量及其变化

[问题设计]

如图1所示，框架的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B.试求：

图1

（1）框架平面与磁感应强度B垂直时，穿过框架平面的磁通量为多少？

（2）若框架绕OO′转过60°，则穿过框架平面的磁通量为多少？

（3）若从图示位置转过90°，则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少？

（4）若从图示位置转过180°，则穿过框架平面的磁通量变化量为多少？

[要点提炼]

1．磁通量的计算

（1）公式：

Φ=_________________

（2）适用条件：

①________磁场，②磁场方向和平面_________

（3）B与S不垂直时：

Φ＝BS⊥，S⊥为平面在垂直磁场方向上的_________面积，在应用时可将S投影到与B_______的方向上，如图2所示Φ=_________________

图2

（4）磁通量与线圈的匝数_____________

2．磁通量的变化量ΔΦ

（1）当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ=______________.

（2）当B变化，S不变时，ΔΦ＝______________.

（3）B和S同时变化，则ΔΦ=_____________，但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS.

特别提醒　计算穿过某面的磁通量变化量时，要注意前、后磁通量的正、负值，如原磁通量Φ1＝BS，当平面转过180°后，磁通量Φ2＝－BS，磁通量的变化量ΔΦ＝－2BS.

二、感应电流产生的条件

[问题设计]

实验1（导体在磁场中做切割磁感线的运动）：

如图3所示，导体AB垂直磁感线运动时，线路中_____电流产生，而导体AB沿着磁感线运动时，线路中_____电流产生（填“有”或“无”）．

图3

实验2（通过闭合电路的磁场发生变化）：

如图4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___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_____电流通过；而开关一直闭合，滑动变阻器的滑动触头不动时，电流表中______电流产生．若将螺线管A放在螺线管B的正上方，并使两者的轴线互相垂直，则不管进行什么操作，电流表中均_____电流产生（填“有”或“无”）．

图4

1．实验2中并没有导体在磁场中做切割磁感线的运动，但在接通或断开电源的瞬间及改变滑动变阻器的阻值时，B线圈却出现感应电流，这说明什么？

2．当实验2中开关闭合后，A线圈电流稳定时，B线圈中也存在磁场，但不出现感应电流，这说明什么？

3．实验2中同样的磁场变化，螺线管B套在螺线管A外边时，能产生感应电流，而两个线圈相互垂直放置时不能产生感应电流，这又说明什么？

试总结产生感应电流的条件．

[要点提炼]

1．产生感应电流的条件：

穿过________电路的______________发生变化．

2．特例：

闭合电路的一部分导体在磁场内做_______________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5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．

图5

（2）是否仅是闭合电路的一部分导体在磁场内做切割_________运动，如图丁．如果由切割不容易判断，则要回归到磁通量是否变化上去．

[延伸思考]　电路不闭合时，磁通量发生变化是否能产生电磁感应现象？

一、磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解与计算

例1　如图6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6所示的虚线位置时，试求：

图6

（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.

二、产生感应电流的分析判断及实验探究

例2　如图7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（　　）

图7

A．v1＞v2B．v1＜v2

C．v1＝v2D．无法确定

例3　在研究电磁感应现象的实验中所用器材如图8所示．它们是①电流表、②直流电源、③带铁芯的线圈A、④线圈B、⑤开关、⑥滑动变阻器（用来控制电流以改变磁场强弱）．试按实验的要求在实物图上连线（图中已连好一根导线）．

图8

1．（对电磁感应现象的认识）下列现象中，属于电磁感应现象的是（　　）

A．小磁针在通电导线附近发生偏转

B．通电线圈在磁场中转动

C．因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流

D．磁铁吸引小磁针

2．（对磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解）如图9所示一矩形线框，从abcd位置移到a′b′c′d′位置的过程中，关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）（　　）

图9

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

3．（产生感应电流的分析判断）如图10所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列办法中可行的是（　　）

图10

A．将线框向左拉出磁场

B．以ab边为轴转动（小于90°）

C．以ad边为轴转动（小于60°）

D．以bc边为轴转动（小于60°）

4．（产生感应电流的分析判断）如图11所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是（　　）

图11

A．线圈中通以恒定的电流

B．通电时，使滑动变阻器的滑片P做匀速移动

C．通电时，使滑动变阻器的滑片P做加速移动

D．将电键突然断开的瞬间

学案2　法拉第电磁感应定律

[学习目标定位]1.能区别磁通量Φ，磁通量的变化ΔΦ和磁通量的变化率.2.能记住法拉第电磁感应定律及其表达式.3.能运用E＝和E＝BLv解题．

1．在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是穿过________电路的________发生变化．

2．磁通量发生变化的方式：

_________变化、闭合电路的__________变化、__________和________________均变化．

一、感应电动势

1．由电磁感应产生的电动势叫做______________.产生电动势的那部分导体相当于电源．

2．不管电路是否闭合，只要穿过电路的____________，电路中就有感应电动势．如果电路是_______的，就有感应电流；如果电路是断开的，则不会形成感应电流，但感应电动势____________

二、法拉第电磁感应定律

1．内容：

电路中感应电动势的大小，跟穿过这个电路的磁通量的__________成正比．

2．表达式为E＝n，其中n是______________

三、导线切割磁感线产生的感应电动势

当导线切割磁感线产生感应电动势时，E=__________（B、L、v两两垂直时），E=___________（v⊥L，但v与B夹角为α）.

一、法拉第电磁感应定律

[问题设计]

1．在图1所示实验中，以相同速度分别将一根和两根条形磁铁快速插入或拔出螺线管，灵敏电流计指针的偏转角度有什么不同？

可以得出什么结论？

图1

2．在图1所示实验中，保证磁通量变化相同，将两根条形磁铁快速或慢速插入螺线管，灵敏电流计指针的偏转角度有什么不同？

可以得出什么结论？

[要点提炼]

1．E＝n中n为_________，ΔΦ总是取___________．

（1）E只决定于磁通量的变化率，而与Φ、ΔΦ无关．

①Φ很大时，可能很小，也可能很大；

②Φ＝0时，可能不为0.

（2）E适用于任何情况下电动势的计算，但一般用于求Δt时间内的平均值．

2．常见感应电动势的计算式有：

（1）线圈面积S不变，磁感应强度B均匀变化：

E＝n·S.（为B－t图像上某点切线的斜率）

（2）磁感应强度B不变，线圈面积S均匀变化：

E＝nB·.

3．如果电路中磁通量发生变化，但电路没有闭合，这时虽然没有__________，但感应电动势依然存在．

二、导线切割磁感线产生的感应电动势

[问题设计]

如图2所示，闭合电路一部分导体ab处于匀强磁场中，磁感应强度为B，ab的长度为l，ab以速度v匀速切割磁感线，求回路中产生的感应电动势．

图2

[要点提炼]

1．当导体平动_________切割磁感线时，即B、l、v两两垂直时（如图3所示）E＝Blv.

图3

2．公式中l指__________：

即导体在与v垂直的方向上的投影长度．

图4

图4甲中的有效切割长度为：

l＝sinθ；

图乙中的有效切割长度为：

l＝；

图丙中的有效切割长度为：

沿v1的方向运动时，l＝R；沿v2的方向运动时，l=__________.

[延伸思考]　如图5所示，如果长为l的直导线的运动方向与直导线本身是垂直的，但与磁感线方向有一个夹角θ（θ≠90°），则此时直导线上产生的感应电动势表达式是什么？

图5

一、法拉第电磁感应定律的理解

例1　下列几种说法中正确的是（　　）

A．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大

B．线圈中磁通