人教版新课标高中物理选修3－2教案
第四章电磁感应
1.基本知识(1)磁通量
①概念：穿过某个面的磁通量等于闭合导体回路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积．
②公式：Φ＝BS.③产生感应电流的条件:只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流．
2、匀强磁场中磁通量的计算利用公式：Φ＝BS(其中B为匀强磁场的磁感应强度，S为线圈的有效面积)．
注意以下三种特殊情况：
(1)如果磁感线与平面不垂直，如图4－1－1(甲)所示，有效面积应理解为原平面在垂直磁场方向上的投影面积，如果平面与垂直磁场方向的夹角为θ，则有效面积为Scos θ，穿过该平面的磁通量为Φ＝BScos θ.
(甲) (乙)
图4－1－1
(2)S指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积，如图(乙)所示，闭合回路abcd和闭合回路
ABCD虽然面积不同，但穿过它们的磁通量却相同：Φ＝BS2.
(3)某面积内有不同方向的磁场时，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．
图4－1－2
例1 如图4－1－2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：
(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)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.
(2)开始时B与线框平面成θ角，穿过线框的磁通量Φ1＝BSsin θ；当线框平面按顺时针方向转动时，穿过线框的磁通量减少，当转到θ时，穿过线框的磁通量减少为零，继续转动至90°时，磁通量从另一面穿过，变为“负”值，Φ2＝－BScos θ.所以，此过程中磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－BScos θ－BSsin θ＝－BS(cos θ＋sin θ)．
【答案】 (1)Φ1＝BSsin θ Φ2＝－BScos θ(2)－BS(cos θ＋sin θ) 1．解答该类题目时，要注意磁感线是从平面的哪一面穿入的．
2．当规定从某一面穿入的磁通量为正值时，则从另一面穿入的就为负值，然后按照求代数和的方法求出磁通量的变化(磁通量是有正、负的标量)． 3．准确地把初、末状态的磁通量表示出来是
例2 如选项图所示，A中线圈有一小缺口，B、D中匀强磁场区域足够大，C中通电导线位于水平放置的闭合线圈某一直径的正上方．其中能产生感应电流的是( )
【解析】 图A中线圈没闭合，无感应电流；图B中闭合电路中的磁通量增大，有感应电流；图C中的导线在圆环的正上方，不论电流如何变化，穿过线圈的磁感线都相互抵消，磁通量恒为零，也无电流；图D中回路磁通量恒定，无感应电流．故本题只有选项B正确．【答案】 B
判断电路中是否产生感应电流，关键要分析穿过闭合电路的磁通量是否发生变化．对于C图中就必须要弄清楚通电直导线的磁感线分布情况，而对于立体图，往往还需要将立体图转换为平面图，如转化为俯视图、侧视图等．
迁移应用2. 如图4－1－4所示，在竖直向下的匀强磁场中，有一闭合导体环，环面与磁场垂直．当导体环在磁场中完成下述运动时，可能产生感应电流的是( )
图4－1－4
A．导体环保持水平在磁场中向上或向下运动B．导体环保持水平向左或向右加速平动 C．导体环以垂直环面、通过环心的轴转动D．导体环以一条直径为轴，在磁场中转动 【解析】 只要导体环保持水平，无论它如何运动，穿过环的磁通量都不变，都不会产生感应电流，只有导体环绕通过直径的轴在磁场中转动时，穿过环的磁通量改变，才会产生感应电流，D项正确．【答案】 D
合解题方略——导体切割磁感线产生感应电流的判断
例3 如图4－1－5所示，在匀强磁场中的矩形金属轨道上，有等长的两根金属棒ab和cd，它们以相同的速度匀速运动，则( )
图4－1－5
A．断开开关K，ab中有感应电流B．闭合开关K，ab中有感应电流
C．无论断开还是闭合开关K，ab中都有感应电流D．无论断开还是闭合开关K，ab中都没有感应电流
【规范解答】 两根金属棒ab和cd以相同的速度匀速运动，若断开电键K，两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量无变化，则回路中无感应电流，故选项A、C错误；若闭合电键K，两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量发生变化，则回路中有感应电流，故B正确，D错误．【答案】 B
不管是哪种方式引起了导体回路中磁通量发生了变化，都会产生感应电流，如在本题中，穿过ab和cd组成的回路磁通量不变化，但穿过abfe和cdfe两个回路的磁通量发生了变化．
3楞次定律
本节知识是电学中的重点知识，也是高考考查的热点。
1.基本知识(1)实验探究将螺线管与电流计组成闭合回路，如图4－3－1，分别将N极、S极插入、抽出线圈，如图4－3－2所示，记录感应电流方向如下：根据右手螺旋定则就能判定感应电流的磁场方向。
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