2017-2018學年高中物理 第一章 電磁感應 1 電磁感應的發(fā)現(xiàn) 2 感應電流產(chǎn)生的條件課件 教科版選修3-2.ppt

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1、1電磁感應的發(fā)現(xiàn) 2 感應電流產(chǎn)生的條件,第一章電磁感應,1.知道奧斯特實驗、電磁感應現(xiàn)象，了解電生磁和磁生電的發(fā)現(xiàn)過程. 2.通過實驗觀察和實驗探究，理解感應電流的產(chǎn)生條件. 3.能說出磁通量變化的含義，會利用電磁感應產(chǎn)生的條件解決實際問題.,,目標定位,二、磁通量及其變化,三、產(chǎn)生感應電流的條件,,欄目索引,一、電磁感應的發(fā)現(xiàn),,對點檢測 自查自糾,,,,一、電磁感應的發(fā)現(xiàn),知識梳理,1.奧斯特實驗的啟迪 1820年，丹麥物理學家 發(fā)現(xiàn)了電流的 效應.不少物理學家根據(jù) 的思考提出，既然電能產(chǎn)生磁，是否磁能產(chǎn)生電呢？ 2.電磁感應現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 1831年，英國物理學家發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，

2、即“由磁生電”的條件，產(chǎn)生的電流叫 . 法拉第將“磁生電”的現(xiàn)象分為五類： (1)變化中的電流；(2)；(3)運動中的恒定電流；(4)運動中的磁鐵；(5).,,答案,法拉第,奧斯特,對稱性,感應電流,變化中的磁場,運動中的導線,磁,【深度思考】,電流的磁效應與電磁感應有什么區(qū)別？,答案電流的磁效應是指電流周圍產(chǎn)生磁場，即“電生磁”.電磁感應現(xiàn)象是利用磁場產(chǎn)生感應電流，即“磁生電”.“電生磁”和“磁生電”是兩種因果關系相反的現(xiàn)象，要正確區(qū)分這兩種現(xiàn)象，弄清現(xiàn)象的因果關系是關鍵.,,答案,典例精析,例1下列屬于電磁感應現(xiàn)象的是() A.通電導體周圍產(chǎn)生磁場 B.磁場對感應電流發(fā)生作用，阻礙導體運動

3、 C.由于導體自身電流發(fā)生變化，在回路中產(chǎn)生感應電流 D.電荷在磁場中定向移動形成電流,解析根據(jù)引起電流原因的五類情況可知，導體自身電流發(fā)生變化，在回路中產(chǎn)生感應電流為電磁感應現(xiàn)象.故選項C正確.,C,,返回,解析答案,二、磁通量及其變化,,答案,知識梳理,1.磁通量的計算 (1)B與S垂直時： ，S為線圈的有效面積.如圖1(a)所示. (2)B與S不垂直時：BSBS，S為線圈在 方向上的投影面積.B為B在 方向上的分量.如圖(b)、(c)所示. (3)某線圈所圍面積內有不同方向的 磁場時，規(guī)定某個方向的磁通量為 正，反方向的磁通量為 ，求其代 數(shù)和，如圖(d)所示.,垂直于S

4、,垂直磁場,圖1,BS,負,4.用磁感線的條數(shù)表示磁通量.當回路 中有不同方向的磁感線穿過時，磁通 量是指穿過某一面磁感線的“凈”條數(shù)，即不同方向的磁感線的條數(shù)差.,2.磁通量是 量，但有正、負，其正、負分別表示與規(guī)定的穿入方向相同、相反. 3.磁通量的變化大致可分為以下幾種情況： (1)磁感應強度B不變， 發(fā)生變化.如圖2(a)所示. (2)有效面積S不變， 發(fā)生變化.如圖(b)所示. (3)磁感應強度B和有效面積S都不變， 它們之間的夾角發(fā)生變化.如圖(c)所示.,,答案,圖2,標,有效面積S,磁感應強度B,,答案,【深度思考】,將兩個同圓心但大小不同的線圈套在條形磁鐵上，

5、通過哪個線圈的磁通量大？,答案通過小線圈的磁通量大.若穿過某一平面的磁感線既有穿出，又有穿入，則穿過該面的合磁通量為磁感線的凈條數(shù).,典例精析,例2磁通量是研究電磁感應現(xiàn)象的重要物理量，如圖3所示，通有恒定電流的導線MN與閉合線框共面，第一次將線框由位置1平移到位置2，第二次將線框繞cd邊翻轉到位置2，設先后兩次通過線框的磁通量變化分別為1和2，則(),A.12 B.12 C.1<2 D.無法確定,,解析答案,圖3,總結提升,解析設閉合線框在位置1時的磁通量為1，在位置2時的磁通量為2，直線電流產(chǎn)生的磁場在位置1處比在位置2處要強，故12. 將閉合線框從位置1平移到位置2，磁感線是從閉合線框的

6、同一面穿過的，所以1|21|12；將閉合線框從位置1繞cd邊翻轉到位置2，磁感線分別從閉合線框的正反兩面穿過，所以2|(2)1|12(以原來穿過的方向為正方向，則后來從另一面穿過的方向為負方向).故正確選項為C.,答案C,,總結提升,總結提升,,磁通量雖然是標量，但有正、負.該題中線框由位置1平移到位置2和繞cd邊翻轉到位置2時，在位置2的磁通量大小都相等，但磁感線穿入的方向相反.,,解析答案,圖4,例3邊長L10 cm的正方形線框有10匝，固定在勻強磁場中，磁場方向與線框平面間的夾角30，如圖4所示，磁感應強度隨時間的變化規(guī)律為B23t (T)， 求：(1)2 s末穿過線框的磁通量.,解析2

7、 s末穿過線框的磁感應強度B2(232) T8 T，,答案4102 Wb,由BSsin ，知2 s末穿過線框的磁通量 B2Ssin 8(0.1)2sin 30 Wb4102 Wb.,(2)第3 s內穿過線框的磁通量的變化量.,,返回,解析第3 s內磁感應強度的變化B3 T， 所以BSsin 3(0.1)2sin 30 Wb1.5102 Wb.,圖4,答案1.5102 Wb,解題技巧,解析答案,,返回,解題技巧,,(1)求解磁通量的變化量時要取有效面積； (2)磁通量的變化與線圈的匝數(shù)無關； (3)磁感線從不同側面穿過線圈時磁通量的正、負不同.,三、產(chǎn)生感應電流的條件,知識梳理,1.導體在磁場中

8、做切割磁感線運動如圖5所示，將可移動導體棒AB放置在磁場中，并和電流表組成閉合回路.實驗操作及現(xiàn)象如下：,,答案,圖5,無,無,有,,答案,2.通過閉合回路的磁場發(fā)生變化如圖6所示， 實驗操作及電流計指針的擺動情況如右：,圖6,不,輕微,較大,輕微,不,較大,最大,較大,不,不,不,不,3.歸納結論：產(chǎn)生感應電流的條件 (1)電路； (2) . 如果電路不閉合，不會產(chǎn)生感應電流，但仍會產(chǎn)生感應電動勢，就像直流電路一樣，電路不閉合，沒有電流，但電源仍然存在.,閉合,磁通量發(fā)生變化,,答案,【深度思考】,在螺線管A(如圖7甲所示)中電流隨時間變化的圖像如圖乙所示，則tt0時刻線圈B中有感應電流

9、嗎？,,答案,圖7,答案有.雖然此時穿過B的磁通量為0，但磁通量在變化，感應電流的產(chǎn)生取決于的變化，與的大小無關.,典例精析,例4圖中能產(chǎn)生感應電流的是(),解析根據(jù)產(chǎn)生感應電流的條件：A選項中，電路沒有閉合，無感應電流； B選項中，面積增大，閉合電路的磁通量增大，有感應電流； C選項中，穿過線圈的磁感線相互抵消，恒為零，無感應電流； D選項中，磁通量不發(fā)生變化，無感應電流.,B,,解析答案,總結提升,返回,總結提升,,(1)電路閉合和磁通量發(fā)生變化是產(chǎn)生感應電流的兩個條件，二者缺一不可. (2)磁通量發(fā)生變化，其主要內涵體現(xiàn)在“變化”上，磁通量很大若沒有變化也不會產(chǎn)生感應電流，某時刻磁通量雖

10、然是零但是如果在變化仍然可以產(chǎn)生感應電流.,,返回,對點檢測 自查自糾,1,2,3,4,,解析答案,1(磁通量的理解)六根絕緣的導線，在同一平面內組成四個相等的正方形，導線中通以大小相等的電流，方向如圖8所示，在這個四個正方形區(qū)域中，指向紙面內且磁通量最大的區(qū)域是() A B C D,圖8,解析由于是直線電流的磁場，6支電流在每個區(qū)域的磁感線的分布都有區(qū)別，只有逐一求出6支電流在每個區(qū)域的分磁通量之和，才能進行比較設每支電流的磁感線穿過相鄰區(qū)域的有兩條，穿過較遠區(qū)域的有1條，就可以作出穿過各區(qū)域的磁感線分布圖，如圖所示故本題正確答案為A.,A,2.(電磁感應現(xiàn)象)在法拉第時代，下列驗證“由磁產(chǎn)

11、生電”設想的實驗中，能觀察到感應電流的是() A.將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后觀察電流表的變化 B.在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化 C.將一房間內的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵 后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化 D.繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電 的瞬間，觀察電流表的變化,1,2,3,4,,解析答案,解析產(chǎn)生感應電流必須滿足的條件：電路閉合；穿過閉合電路的磁通量要發(fā)生變化.選項A、B電路閉合，但磁通量不變，不能產(chǎn)生感應電流，故選項A、B不能觀察到電流表的變化； 選項C滿足產(chǎn)生感應電流

12、的條件，也能產(chǎn)生感應電流，但是等我們從一個房間到另一個房間后，電流表中已沒有電流，故選項C也不能觀察到電流表的變化； 選項D滿足產(chǎn)生感應電流的條件，能產(chǎn)生感應電流，可以觀察到電流表的變化，所以選D.,1,2,3,4,答案D,1,2,3,4,3.(產(chǎn)生感應電流的判斷)(多選)如圖9所示，豎直放置的長直導線通有恒定電流，有一矩形線框與導線在同一平面內，在下列情況中線框產(chǎn)生感應電流的是() A.導線中的電流變大 B.線框向右平動 C.線框向下平動 D.線框以AB邊為軸轉動,圖9,ABD,,答案,,1,2,3,4,4.(磁通量的變化)一電阻為R、面積為S的矩形導線框abcd處在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向與線框平面成45角(如圖10所示).當導線框以ab邊為軸順時針轉過90的過程中，穿過導線框abcd的磁通量的變化量____________.,解析答案,圖10,返回,,1,2,3,4,返回,本課結束,