1.1 磁生电的探索 学案(2020年鲁科版高中物理选修3-2)

1.1 磁生电的探索学案（2020年鲁科版高中

物理选修3-2）

第第1节节磁生电的探索磁生电的探索学习目标核心提炼

1.了解电磁感应现象发现的过程，体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神。

1个条件感应电流的产生条件3个概念磁通量.电磁感应.感应电流3个实验导体切割磁感线实验.线圈中插入或抽出磁铁实验.模仿法拉

第的实验

2.通过实验，探究和理解感应电流的产生条件。

3.掌握磁通量的概念及其计算。

4.能够运用感应电流的产生条件判断能否产生感应电流。

一.电磁感应的探索历程阅读教材

第34页，了解电磁感应现象的发现过程，并且知道什么是感应电流。

1.发现“电生磁”1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕。

2.探索“磁生电”奥斯特发现了“电生磁”的现象之后，激励人们去探索“磁生电”的方法。比较著名的物理学家有菲涅尔.

安培.科拉顿.亨利等，这其中已经发现感应电流的科学家是亨利。

3.法拉第的探索英国科学家法拉第前后经过年坚持不懈的探索，终于悟出了磁生电的基本原理。这一划时代的伟大发现进一步揭示了电和磁的内在联系，引领人类社会进入了电气时代。

思维拓展电流的磁效应与电磁感应有什么区别答案电流的磁效应是指电流周围产生磁场，即“电生磁”。

电磁感应现象是利用磁场产生感应电流，即“磁生电”。

“电生磁”和“磁生电”是两种因果关系相反的现象，要正确区分这两种现象，弄清现象的因果关系是关键。

二.科学探究感应电流产生的条件阅读教材

第56页，了解三个探究实验的过程，明确什么情况下才能产生感应电流，并能归纳出结论。

1.探究感应电流产生的条件实验1如图1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”图1实验2如图2所示，当条形磁铁插入或抽出线圈时，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”图2实验3如图3所示，将小螺线管A插入大螺线管B中不动，当开关S闭合或断开时，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，滑动变阻器的滑动触头不动时，电流表中无电

流通过。填“有”或“无”图3结论归纳产生感应电流的条件是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电流。

2.电磁感应因磁通量变化而产生电流的现象。

3.感应电流由电磁感应现象所产生的电流叫做感应电流。

思考判断1只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生。

2穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生。

3穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流。

4闭合正方形线框在匀强磁场中垂直磁感线运动，必然产生感应电流。

预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中问题1问题2磁通量及其变化要点归纳

1.对磁通量的理解1磁通量表示穿过某一面积的磁感线条数的多少。

2磁通量是标量，但是有正负。磁通量的正.负不代表大小，只表示磁感线是怎样穿过平面的。即若以向里穿过某面的磁通量为正，则向外穿过这个面的磁通量为负。

3某面积内有相反方向的磁场时，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.匀强磁场中磁通量的计算1B与S垂直时，BS。

2B与S不垂直时，BS，B为B垂直于线圈平面的分量。如图4甲所示，BSBsinS。

也可以BS，S为线圈在垂直磁场方向上的投影面积，如图乙所示，BSBScos。

图4

3.磁通量的变化大致可分为以下几种情况1磁感应强度B不变，有效面积S发生变化。如图5a所示。

2有效面积S不变，磁感应强度B发生变化。如图b所示。

3磁感应强度B和有效面积S都不变，它们之间的夹角发生变化。如图c所示。

图5精典示例例1如图6所示，两个单匝线圈a.b的半径分别为r和2r。圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a.b两线圈的磁通量之比为图6

A.11

B.12

C.14

D.41解析两个线圈的半径虽然不同，但是线圈内的匀强磁场的半径一样，则穿过两线圈的磁感线条数一样，即磁通量相同，故选项A正确。

答案A例2磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图7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分别为1和2，则图7

A.12

B.12

C.12。

将闭合线框从位置1平移到位置2，磁感线是从闭合线框的同一面穿过的，所以1|21|12；将闭合线框从位置1绕cd边翻转到位置2，磁感线分别从闭合线框的正反两面穿过，所以2|21|12以原来穿过的方向为正方向，则后来从另一面穿过的方向为负方向。故选项C正确。

答案C1求解磁通量的变化量时要取有效面积。

2磁通量的变化与线圈的匝数无关。

3磁感线从不同侧面穿过线圈时磁通量的正.负不同。

针对训练1边长L10cm的正方形线框有10匝，固定在匀强磁场中，磁场方向与线框平面间的夹角30，如图8所示，磁感应强度随时间的变化规律为B23tT，求图812s末穿过线框的磁通量；2第3s内穿过线框的磁通量的变化量。

解析12s末穿过线框的磁感应强度B2232T8T，由BSsin知2s 末穿过线框的磁通量B2Ssin80.12sin30Wb4102Wb。

2第3s内磁感应强度的变化B3T，所以BSsin30.12sin30Wb

1.5102Wb。