高中物理人教版 (2019)必修 第三册3 电磁感应现象及应用导学案

13.3电磁感应现象及应用

【学习目标】

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.

【基础感知】

一、划时代的发现

1. 奥斯特梦圆“电生磁”：

1820 年，丹麦物理学家               发现了电流的磁效应。

2. 法拉第心系“磁生电”：

1831 年，英国物理学家            发现了“磁生电”的现象，这种现象叫作              ，产生的电流叫作               。

判断正误：

（1）若把导线东西放置，当接通电源时，导线下面的小磁针一定会发生转动． (     ) 

（2）奥斯特发现了电流的磁效应；法拉第发现了电磁感应现象． (    )

（3）小磁针在通电导线附近发生偏转的现象是电磁感应现象． (    ) 

（4）通电线圈在磁场中转动的现象是电流的磁效应． (    )

例1、下列属于电磁感应现象的是(  ) 

A.通电导体周围产生磁场                             B.磁场对感应电流发生作用，阻碍导体运动 

C.由于导体自身电流发生变化，在回路中产生感应电流   D.电荷在磁场中定向移动形成电流

二、感应电流产生的条件 

1. 如图所示，导体AB做切割磁感线运动时，线路中________电流产生，而导体AB顺着磁感线运动时，线路中________电流产生．(填“有”或“无” )。

2. 当条形磁铁插入或拔出线圈时，线圈中________电流产生，但条形磁铁在线圈中静止不动时，线圈中________电流产生．(填“有”或“无” )

3. 如图所示，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________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________电流通过．(填“有”或“无” )。

总结：上述三个实验中，什么情况下产生了感应电流？产生感应电流时共同特点是什么？

二、磁通量及其变化 

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1(a)所示. 

(2)B与S不垂直时：Φ＝       ＝       ，         为线圈在垂直磁场方向上的投影面积.     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.

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.

3. 磁通量变化量的计算  当B与S垂直时，通常有以下三种情况：

(1)S不变，B改变，则ΔΦ＝ΔBS. 

(2)S改变，B不变，则ΔΦ＝B·ΔS. 

(3)B、S同时改变，则ΔΦ＝

例2、如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动．t＝0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形．为使MN棒中不产生感应电流，从t＝0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导出这种情况下B与t的关系式．

【当堂检测】

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导体棒ab、cd，导体棒ab、cd的运动速度分别为、，如图所示，ab棒上有电流通过，则一定有(  ) 

A．＞        B．＜       C．≠        D．＝

例3、如图所示，匀强磁场区域宽为d，一正方形线框abcd的边长为L，且L>d，线框以速度v通过磁场区域，从线框进入到完全离开磁场的时间内，线框中没有感应电流的时间是(  )

A.        B.        C.          D.