届高考物理核心要点突破系列第章第一节《电磁感应现象》课件新人教选修

第一节电磁感应现象

核心要点突破课堂互动讲练知能优化训练第一节课前自主学案目标概览目标概览学习目标：1.明确磁通量的概念及其变化．2．理解闭合电路磁通量的改变情况，明确产生感应电流的条件．3．了解电磁感应现象中的能量守恒．重点难点：有关磁通量的计算；利用产生感应电流的条件进行判断．课前自主学案一、磁通量1．定义：磁感应强度B与_______的乘积叫做穿过这个面的磁通量．2．公式：Φ＝____.适用条件：(1)匀强磁场．(2)磁场方向和平面垂直．若磁场方向和平面不垂直，S应为与B垂直方向上的______面积．3．单位：_______，简称韦，符号为____.4．意义：穿过某一面积的磁通量大小可用穿过这一面积的_____________的多少表示．面积SBS投影韦伯Wb磁感线条数二、电磁感应现象1．磁通量变化的两种情况(1)导体和磁体的__________(2)闭合电路的________发生变化．2．电磁感应现象：不论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生．这种利用________产生电流的现象叫做电磁感应．相对运动．磁场磁场3．感应电流：在_________中产生的电流．产生条件：(1)闭合电路；(2)________发生变化．三、电磁感应现象中的能量转化及能量守恒电磁感应的过程就是其他形式的能量转化为_____的过程，在这种转化和转移中能量的总量___________电磁感应磁通量电能保持不变．核心要点突破一、磁通量及磁通量变化量的计算1．磁通量的计算(1)B与S垂直时：Φ＝B·S.B指匀强磁场的磁感应强度，S为线圈的面积．(2)B与S不垂直时，如图16－1－1所示，在水平方向的匀强磁场中，平面abcd与垂直于磁感线方向的平面的夹角为θ，则穿过平面abcd的磁通量应为Φ＝B·Scosθ＝BS⊥.Scosθ即为面积S在垂直于磁感线方向的投影，我们称之为“有效面积”．图16－1－1(3)某面积内有不同方向的磁场时，先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．磁通量的变化量的计算(1)磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1，其数值等于初、末状态穿过某个平面磁通量的差值．(2)回路的面积不变，而穿过回路的磁场变化引起磁通量发生变化，即ΔΦ＝ΔB·S.(3)磁场不变，而回路相对磁场的正对面积发生变化引起磁通量发生变化，即ΔΦ＝ΔS·B.闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动产生感应电流就属于这种情况．特别提醒：(1)磁通量是标量，但有正、负之分，它的正、负既不表示磁通量的方向，也不表示大小，仅表示磁感线的贯穿方向．(2)磁通量和线圈的匝数无关．二、对产生感应电流的条件的理解1．对产生感应电流条件的剖析不论用什么方法，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．其条件可以归结为两个：一是电路本身的属性，即电路必须是闭合电路；二是穿过电路本身的磁通量发生变化，其主要内涵是体现在“变化”二字上．电路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件，如果穿过电路的磁通量很大但不变化，那么不论有多大，也不会产生感应电流．能使穿过闭合电路的磁通量发生变化，大致有如下几种情况：(1)磁感应强度B不变，闭合电路面积S发生变化，ΔΦ＝B·ΔS＝B(S2－S1)；(2)闭合电路的面积S不变，而闭合电路在非匀强磁场中运动而位置发生变化，引起电路所在处的磁感应强度不同；(3)闭合电路的面积S不变，但相对匀强磁场的位置发生变化(面积S与B的夹角改变)引起磁通量变化；(4)闭合电路的面积S不变，而磁感应强度随时间t发生变化等．2．对“导体棒切割”磁感线的理解闭合电路的一段导体做切割磁感线的运动时，闭合电路中产生感应电流．如图16－1－2所示，当导体棒ad向右运动时，穿过adcb的磁通量发生变化(面积变大)，所以adcb回路中产生感应电流．由此可见“切割磁感线”产生感应电流和“磁通量变化”在本质上是一致的．特别提醒：闭合电路的部分导体做切割磁感线的运动，也不一定产生感应电流．图16－1－2课堂互动讲练 如图16－1－3所示，平面M的面积为S，垂直于匀强磁场B，求平面M由此位置出发绕与B垂直的轴转过60°和转过180°时磁通量的变化量.磁通量及其变化量的计算例1图16－1－3【点评】(1膊)磁通粱量和哪磁通养量的居变化奥量是谋两个片不同变的概吸念，没磁通缎量与未某一庆状态推下穿蜡过一浅个面贞磁感鼠线的奇多少颠相联平系，胸它与蝴这个即面所敌在的朝一个与位置悬相对球应；独磁通册量的删变化称量是况指这妻个面舌的末获位置日的磁融通量访与初盏位置臂的磁微通量么的差卸值，棍它与倡这个帅面的巾一个罚变化泄过程巴相对异应．(2番)磁通送量的余正负尘可以临根据锯磁感燃线穿跃过平旨面的铺方向钟人为共规定漠，这选个规赵定的宇不同厘可以洽导致销磁通新量相止差一贯个符姥号，恰但不匀影响漏绝对坚值的认大小俱．变式柏训练1图16－1－4一球超冠处乏于磁垦感应条强度艺为B的匀百强磁朗场中舅，如朵图16－1－4所示章，若豆球冠柿的底登面大刑圆半梁径为r，磁鼻场方咳向与射球冠鹊底面卫垂直心，求务穿过墨整个险球冠注的磁雁通量务．解析监：球冠技垂直臣磁场披方向没的有楼效面鲁积S⊥＝πr2，故Φ＝BS⊥＝πBr2.答案挖：πBr2如图16－1－5所示幅，开笋始时容矩形灶线圈院平面姐与匀葱强磁杠场的脏方向权垂直利，且男一半肃在磁避场内懂，一植半在匪磁场笛外．仇若要忘使线弓圈中蜓产生主感应御电流钥，下鲁列做府法中药可行喘的是()感应电流有无的判断例2图16－1－5A．以ab边为着轴转糠动(转动记的角秤度小贫于90怨°)B．以bd边为纪轴转刷动(转动谎的角榨度小迅于60围°)C．以bd边为茎轴转越动90译°后，虚增大消磁感烦应强泡度D．以ac边为坛轴转勤动(转动佳的角盐度小刮于60众°)【答案】AD【点评】判断针有无课感应宰电流忽，一煌是看该电路驳是否航闭合吼，二咬是看断穿过凯闭合就电路渣的磁戚通量汽是否辅变化抖．判躁断穿款过电吃路的枝磁通避量是痛否变勾化又颂可用抚两种沾方法影：一沃是根交据公兔式Φ＝BSco泰sθ来判加断；略二是猛根据纪穿过奸回路草的磁秧感线输条数邻来判共断．变式侨训练2图16－1－6如图16－1－6所示存，一避水平桐放置途的矩刘形线爆框ab巩cd在条每形磁情铁的N极附喂近竖母直下适落，溉下落厅过程际中线涉框平饰面保严持水依平，涨位置Ⅰ和Ⅲ都靠音近位恨置Ⅱ，则午线框驳从位初置Ⅰ到位殊置Ⅱ的过作程中挪和从庭位置Ⅱ到位蚁置Ⅲ的过寨程中暗下列宽说法撑正确洋的是()A．由赔位置Ⅰ到位客置Ⅱ，框挎内不跃产生汗感应刘电流B．由傻位置Ⅰ到位信置Ⅱ，框励内产肢生感烂应电谷流C．由另位置Ⅱ到位颠置Ⅲ，框筛内产码生感粥应电畏流D．由盒位置Ⅱ到位岛置Ⅲ，框颂内不黄产生吨感应联电流解析欧：选BC页.本题苦关键蒸是首械先确汤定线葬框位谎置变既化处茫磁场统的分驻布及赴其变纸化．盼如右四图所堡示，聚作出曲其正移视(向对侍面看俊去)图，萍从图区中可凯以看通出：斗从位爽置Ⅰ到位弄置Ⅱ的过棒程中群，从拾线框貌下面司向上回穿过航线框兽的磁串通量炉减少(Ⅱ位置阻时Φ＝0)；而些从Ⅱ位置颜到Ⅲ位置芦时，石从线蒸框上歇面向耳下穿都过线惊框的怀磁通仅量增坟大，粪故由穗位置Ⅰ到位夺置Ⅱ和由梁位置Ⅱ到位环置Ⅲ的两倦个过币程中香，穿迈过闭售合线贵框的肠磁通易量都汗发生纽奉变化认，都狂产生由感应忽电流断．如图16－1－7所示朴，闭减合金尊属小渴环从贪高h的光施滑曲植面上羽端无强初速巷滚下抬，又汤沿曲姑面另透一侧段上升斯，那枪么()关于电磁感应现象中的能量转化问题例3图16－1－7A．若驰是匀柿强磁尽场，但环在扶左侧佛滚上直的高帜度小株于hB．若伯是匀同强磁山场，层环在秀左侧衰滚上港的高枪度等畅于hC．若评是非出匀强秃磁场葱，环惭在左廊侧滚速上的卷高度乎等于hD．若打是非固匀强驻磁场园，环佩在左诵侧滚联上的写高度钓小于h【自主可解答】若为券匀强惑磁场船，小戒环无索感应依电流厕产生歇；若词为非智匀强候磁场汇，则浇穿过桃环的命磁通库量变也化，差有感笑应电错流产辩生，佩所以盏有焦误耳热类产生梨，有抓一部尤分机招械能泉要转喘化为圆内能充．故钟选B、D.【答案】BD【点评】只要红感应模电流索产生望，必窃然要票有其兼他能成量转跳化为叮电能打．变式鹊训练3图16－1－8如图16－1－8所示玩，矩珠形线欢框从芳某高痕处自要由下枝落，榜下落h后线靠框平扬面垂梁直穿尺过一鼻有界残的水地平方茅向的尤匀强渠磁场终区域偏，落仍地时畏的速祖度为v1，整斑个运漫动的例