2019高中物理 第二章 電磁感應與電磁場 2.1 電磁感應現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)課件 粵教版選修1 -1.ppt

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第一節(jié)電磁感應現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 目標導航 預習導引 目標導航 預習導引 二 一 一 法拉第與電磁感應現(xiàn)象1 1820年丹麥物理學家奧斯特發(fā)現(xiàn)通電導線周圍存在磁場 我們今天稱之為電生磁 英國物理學家法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)磁場可以產(chǎn)生感應電流 這就是磁生電 2 磁場產(chǎn)生電流的條件是只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化 閉合電路中就有電流產(chǎn)生 v v v v 目標導航 預習導引 二 一 答案 科拉頓之所以沒有觀察到電磁感應現(xiàn)象是因為 在將條形磁鐵插進和抽出線圈時確有感應電流產(chǎn)生 但感應電流只能維持瞬間 當插進不動或抽出后 線圈的磁通量不再發(fā)生變化 因而感應電流消失 科拉頓 跑 失良機 問題出在他不是在切割磁感線時觀察實驗現(xiàn)象 因而看不到磁針的偏轉(zhuǎn) 預習交流1852年 瑞士年輕的科學家科拉頓也用實驗探索如何產(chǎn)生感應電流 科拉頓用條形磁鐵在線圈中插進和抽出進行實驗時 為了排除磁鐵對 電流表 的影響 把 電流表 和線圈分別放在兩個房間里 實驗時 他在兩個房間之間跑來跑去 沒有觀察到電磁感應現(xiàn)象 問題 科拉頓與電磁感應現(xiàn)象擦肩而過 他的遺憾出在哪里 目標導航 二 一 預習導引 二 感應電動勢如果要使一個閉合電路中出現(xiàn)電流 電路中必須有一個電源 描述電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能本領(lǐng)大小的物理量 稱為電動勢 它的符號是E 它的單位與電壓單位相同 是伏 符號是V 使用閉合電路中出現(xiàn)感應電流的電動勢被稱為感應電動勢 v v v v v v 遷移應用 典題例解 知識精要 1 穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化 是閉合電路中產(chǎn)生感應電流的必要條件 而與磁通量的變化原因和變化方式無關(guān) 2 閉合電路中有電動勢時 閉合電路中才會有電流 可見 穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時 閉合電路中產(chǎn)生了感應電動勢 電路斷開時 無法產(chǎn)生感應電流 但電路中有感應電動勢 這也是電磁感應現(xiàn)象 典題例解 知識精要 3 磁通量變化的原因和變化的方式很多也很復雜 常見的磁通量變化原因有如下幾種情況 1 閉合電路的部分導體在勻強磁場中做切割磁感線平動 此時B不變 S在變 2 閉合電路的部分導體在勻強磁場中做切割磁感線轉(zhuǎn)動 此時也是B不變 S在變 3 閉合電路在勻強磁場中繞一定軸轉(zhuǎn)動 定軸與電路平面共面 且與磁場方向垂直 此時B不變 S在變 4 閉合電路處在磁感應強度B隨時間變化的磁場中 此時S不變 B在變 遷移應用 知識精要 典題例解 例題 我們在初中學過 閉合電路中的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時 導體中就產(chǎn)生電流 現(xiàn)在我們說 只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化 閉合電路中就有感應電流產(chǎn)生 這兩種說法是否一致 結(jié)合圖分析 導體AB向左 右移動時穿過閉合電路ABEF的磁通量如何改變 這些情況是否也符合 只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化 閉合電路中就有感應電流產(chǎn)生 的說法 遷移應用 知識精要 典題例解 解析 這兩種說法是一致的 當導體AB向左移動時 導體AB在切割磁感線 因而導體中產(chǎn)生了電流 但同時穿過閉合電路ABEF的磁通量變小 根據(jù)本節(jié)所學的 只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化 閉合電路中就會產(chǎn)生感應電流 的結(jié)論可判定 導體中也有電流產(chǎn)生 當導體AB向右移動時 導體AB在切割磁感線 因而導體中產(chǎn)生了電流 但同時穿過閉合電路ABEF的磁通量變大 因而導體中也應有電流產(chǎn)生 答案 符合 遷移應用 知識精要 典題例解 遷移應用 知識精要 遷移應用 典題例解 1 多選 如圖所示 小線圈與滑動變阻器 電源組成電路 大線圈與電流表組成閉合電路 能使電流表指針偏轉(zhuǎn)的情形是 A 閉合開關(guān)后將小線圈插入大線圈的過程中B 小線圈放在大線圈中 閉合開關(guān)后將小線圈拔出來的過程中C 小線圈放在大線圈中不動 開關(guān)閉合 斷開的瞬間D 小線圈放在大線圈中不動 開關(guān)閉合 移動滑動變阻器的滑片時 知識精要 遷移應用 典題例解 解析 在選項A B C D所述的四種情況中都會使大線圈中的磁通量發(fā)生變化 都會產(chǎn)生感應電流 使電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 所以四個選項都對 答案 ABCD 知識精要 遷移應用 典題例解 2 如圖所示 線圈A插在線圈B中 線圈B與電流表接成閉合電路 線圈A與蓄電池 開關(guān) 滑動變阻器組成另一個電路 用此裝置來研究電磁感應現(xiàn)象 下列說法正確的是 A 開關(guān)閉合瞬間 電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)B 開關(guān)閉合穩(wěn)定后 電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)C 開關(guān)斷開瞬間 電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)D 開關(guān)閉合和斷開瞬間 電流表指針都不發(fā)生偏轉(zhuǎn)解析 開關(guān)閉合和斷開瞬間 穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化 電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 開關(guān)閉合穩(wěn)定后 穿過線圈B的磁通量不變 電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn) 答案 A 知識精要 遷移應用 典題例解 3 如圖所示 把一個銅環(huán)放在勻強磁場中 使環(huán)的平面與磁場的方向垂直 圖甲 如果使環(huán)沿著磁場的方向移動 銅環(huán)中是否有感應電流產(chǎn)生 為什么 如果磁場是不均勻的 圖乙 是否有感應電流產(chǎn)生 為什么 簡答 據(jù)題意 在圖甲所示的情況下 磁場是均勻的 銅環(huán)的平面始終與磁場的方向垂直 使環(huán)沿著磁場的方向移動 穿過銅環(huán)的磁通量沒有發(fā)生變化 因此 銅環(huán)中沒有感應電流產(chǎn)生 如果磁場如圖乙所示 是不均勻的 當環(huán)沿磁場方向運動時 穿過環(huán)的磁通量將發(fā)生改變 因此會產(chǎn)生感應電流 案例探究 方法規(guī)律 正確理解磁通量的變化 如圖所示 通電直導線下邊有一個矩形線框 線框平面與直導線共面 若使線框逐漸遠離 平動 通電導線 則穿過線框的磁通量將 A 逐漸增大B 逐漸減小C 保持不變D 不能確定解析 本題考查的內(nèi)容為對磁通量變化的理解 當矩形線框在線框與直導線決定的平面內(nèi)逐漸遠離通電導線平動時 由于離開導線越遠 磁場越弱 而線框的面積不變 則穿過線框的磁通量將減小 故B正確 答案 B 案例探究 方法規(guī)律 解決本題要掌握兩點知識 1 通電直導線周圍的磁場分布 通電直導線周圍的磁場在導線周圍成螺旋分布 且遠離直導線時磁場逐漸減弱 2 磁通量變化的影響因素 穿過一個閉合電路 或一個面 的磁通量與該線圈的面積 磁感應強度及該面與磁場方向的夾角有關(guān) 題中夾角和線圈的面積沒有發(fā)生變化 而穿過線圈的磁場逐漸減弱 所以穿過線圈的磁通量逐漸減小