電磁感應課件3

1、第四章,電磁感應,第一節(jié)　劃時代的發(fā)現(xiàn)第二節(jié)　探究感應電流的產生條件,1820年，丹麥物理學家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流能夠產生磁場——電流的磁效應，揭示了電和磁之間存在著聯(lián)系。受到這一發(fā)現(xiàn)的啟發(fā)，人們開始考慮這樣一個問題：既然電流能夠產生磁場，反過來，利用磁場是不是能夠產生電流呢？,,知識自主梳理,1．“電生磁”的發(fā)現(xiàn)1820年 ，丹麥物理學家________發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應。2．“磁生電”的發(fā)現(xiàn)1831年，英國物理學家_______

2、_發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象。3．法拉第的概括法拉第把引起感應電流的原因概括為五類：(1)變化的________；(2)變化的________；(3)________的恒定電流；,劃時代的發(fā)現(xiàn),知 識 點 1,奧斯特,法拉第,電流,磁場,運動,(4)________的磁鐵；(5)在磁場中運動的________。4．電磁感應法拉第把他發(fā)現(xiàn)的磁生電的現(xiàn)象叫電磁感應，產生的電流叫__________。5．發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的意義(1

3、)使人們對電與磁內在聯(lián)系的認識更加完善，宣告了________作為一門統(tǒng)一學科的誕生。(2)使人們找到了磁生電的條件，開辟了人類的電氣化時代。,運動,導體,感應電流,電磁學,1．導體棒在磁場中運動是否產生電流如圖所示，將可移動導體AB放置在磁場中，并和電流表組成閉合回路。實驗過程及現(xiàn)象如下：,探究感應電流的產生條件,知 識 點 2,,無,有,變化,不變,2.磁鐵在螺線管中運動是否產生電流如圖所示，將螺線管與電流表組成閉合回路，把條

4、形磁鐵插入或拔出螺線管。實驗現(xiàn)象如下：,,無,有,無,變化,不變,3.模擬法拉第的實驗如圖所示，線圈A通過變阻器和開關連接到電源上，線圈B的兩端連到電流表上，把線圈A裝在線圈B的里面。實驗現(xiàn)象如下：,4.歸納結論只要穿過閉合電路的________________，閉合電路中就有感應電流。,磁通量發(fā)生變化,有,有,變化,不變,重點難點突破,物理意義：表示穿過某一面積的磁感線條數(shù)的多少。1．對磁通量的理解(1)磁通量是標量，但是有正

5、負。磁通量的正負不代表大小，只表示磁感線是怎樣穿過平面的。即若以向里穿過某面的磁通量為正，則向外穿過這個面的磁通量為負。(2)若穿過某一面的磁感線既有穿出，又有穿進，則穿過該面的合磁通量為凈磁感線的條數(shù)。,一、磁通量,2．勻強磁場中磁通量的計算(1)B與S垂直時：Φ＝BS，B指勻強磁場的磁感應強度，S為線圈的面積。(2)B與S不垂直時：Φ＝BS⊥，S⊥為線圈在垂直磁場方向上的投影面積，在應用時可將S投影到與B垂直的方向上或者S不動

6、，將B分解為垂直于S和平行于S的兩個分量，則Φ＝B⊥S，如圖所示Φ＝BSsinθ。(3)線圈為多匝時，磁通量計算不受影響，因為穿過線圈的磁感線的條數(shù)不受線圈匝數(shù)影響。,3．磁通量的變化計算磁通量的變化量時，首先要明確引起磁通量變化的原因，然后再進行計算，通常有以下幾種情況：,答案：增加解析：放手后線圈的面積將減小，由條形磁鐵磁感線分布特點可知，當彈簧線圈面積減小時，磁鐵外部的磁通量減少，磁鐵內部的磁通量未變，故穿過線圈的合

7、磁通量增加。,1．產生感應電流的條件穿過閉合電路的磁能量發(fā)生變化。不論什么情況， 只要滿足電路閉合和磁通量發(fā)生變化這兩個條件，就必然產生感應電流；反之，只要產生了感應電流，那么電路一定是閉合的，穿過該電路的磁通量也一定發(fā)生了變化。2．判斷感應電流有無的方法(1)明確電路是否是閉合電路。(2)判斷穿過回路的磁通量是否發(fā)生變化。,二、感應電流有無的判斷,,,答案：對圓盤來說，從圓心到邊緣可以理解成有無數(shù)根輻向分布的導體，每根導體都

8、處在磁場中，當圓盤轉動時，每根導體都與負載電阻R構成閉合電路，以其中一根導體為例，所構成的閉合電路里的磁通量都發(fā)生變化，因此產生感應電流。,1．導體切割磁感線，不是在導體中產生感應電流的充要條件，歸根結底還得要看穿過閉合電路的磁通量是否發(fā)生變化。2．在利用“切割”來討論和判斷有無感應電流時，應該注意：(1)導體是否將磁感線“割斷”，如果沒“割斷”，就不能說切割。如下圖所示，(a)、(b)兩圖中，導體是真“切割”，而(c)圖中，導體沒

9、有切割磁感線。,三、對導體切割磁感線的理解及注意的問題,,(2)即使導體真“切割”了磁感線，也不能保證就能產生感應電流。如圖所示，對于圖甲，盡管導體“切割”了磁感線(勻強磁場)，但穿過閉合線框的磁通量并沒有發(fā)生變化，沒有感應電流；對于圖乙，導體框的一部分導體“切割”了磁感線，穿過線框的磁感線條數(shù)越來越少，線框中有感應電流；對于圖丙，閉合導體在非勻強磁場中運動，切割了磁感線，穿過線框的磁感線條數(shù)減少，線框中有感應電流。,,(3)即使是閉

10、合回路的部分導體做切割磁感線的運動，也不能保證一定存在感應電流。如圖所示，線框abcd的一部分在勻強磁場中上下平動，盡管是部分切割，但穿過閉合回路的磁通量沒有變化，所以在線框中沒有感應電流。,,,,你認為兩個同學沿哪個方向站立時，發(fā)電的可能性比較大？試一試。解析：我們知道，閉合電路的部分導體切割磁感線時，閉合電路中有感應電流產生，搖繩發(fā)電的實質是，閉合電路的部分導體切割地磁場的磁感線，故繩運動方向與地磁場平行時無感應電流，而運動方向

11、與地磁場垂直時，產生的感應電流最大，地磁場是南北方向的，故搖繩的兩位同學沿東西方向站立時，發(fā)電的可能性最大。,考點題型設計,題型1　磁通量及磁通量的變化,B,C．將線圈由實線位置I移到圖示虛線位置Ⅳ時，磁通量變化為零D．將線圈由實線位置I移到圖示虛線位置Ⅴ時，磁通量大小不變解析：將線圈由實線位置Ⅰ移到圖示虛線位置Ⅱ時，磁通量大小發(fā)生變化，選項A錯誤。虛線位置Ⅲ在兩導線之間且距離兩直導線的距離相等，線圈在位置Ⅲ的磁通量為零，將線圈由實

12、線位置Ⅰ移到圖示虛線位置Ⅲ時，磁通量變化大小為Φ，選項B正確。圖示虛線位置Ⅳ的磁場方向垂直紙面向里，而實線位置I的磁場方向垂直紙面向外，兩個位置磁通量大小相等，所以將線圈由實線位置Ⅰ移到圖示虛線位置Ⅳ時，磁通量變化大小為2Φ，選項C錯誤。將線圈由實線位置Ⅰ移到圖示虛線位置Ⅴ時，磁通量大小發(fā)生變化，選項D錯誤。點評：解此類問題應特別注意通電直導線在各區(qū)域內產生的磁感線的方向。,A．將線圈由實線位置I移到圖示虛線位置Ⅱ時，磁通量大小不變

13、B．將線圈由實線位置I移到圖示虛線位置Ⅲ時，磁通量變化大小為ΦC．將線圈由實線位置I移到圖示虛線位置Ⅳ時，磁通量變化為零D．將線圈由實線位置I移到圖示虛線位置Ⅴ時，磁通量大小不變,解析：將線圈由實線位置Ⅰ移到圖示虛線位置Ⅱ時，磁通量大小發(fā)生變化，選項A錯誤。虛線位置Ⅲ在兩導線之間且距離兩直導線的距離相等，線圈在位置Ⅲ的磁通量為零，將線圈由實線位置Ⅰ移到圖示虛線位置Ⅲ時，磁通量變化大小為Φ，選項B正確。圖示虛線位置Ⅳ的磁場方向垂直紙面

14、向里，而實線位置I的磁場方向垂直紙面向外，兩個位置磁通量大小相等，所以將線圈由實線位置Ⅰ移到圖示虛線位置Ⅳ時，磁通量變化大小為2Φ，選項C錯誤。將線圈由實線位置Ⅰ移到圖示虛線位置Ⅴ時，磁通量大小發(fā)生變化，選項D錯誤。點評：解此類問題應特別注意通電直導線在各區(qū)域內產生的磁感線的方向。,BCD,,,題型2　探究產生感應電流的條件,,①ab與磁場保持相對靜止；②讓導軌與ab一起平行于磁感線運動；③讓ab做切割磁感線運動。探究Ⅱ：如圖乙所示

15、，將螺線管與電流表組成閉合回路。然后進行如下操作：①把條形磁鐵放在螺線管內不動；②把條形磁鐵插入螺線管過程中；③把條形磁鐵拔出螺線管過程中。探究Ⅲ：如圖丙所示，螺線管A、滑動變阻器、電源、開關組成一個回路；A放在螺線管B內，B與電流表組成一個閉合回路。然后進行如下操作：①閉合和斷開開關瞬間；②閉合開關，A中電流穩(wěn)定后；③閉合開關，A中電流穩(wěn)定后，再改變滑動變阻器的阻值。,可以觀察到：(請在(1)(2)(3)中填寫探究中的序號)(1)

16、在探究Ⅰ中，________閉合回路會產生感應電流；(2)在探究Ⅱ中，________閉合回路會產生感應電流；(3)在探究Ⅲ中，________閉合回路會產生感應電流；(4)從以上探究中可以得到的結論是：當閉合回路中____________時，閉合回路中就會產生感應電流。解析：(1)在探究Ⅰ中，①ab與磁場保持相對靜止，導體棒不切割磁感線，磁通量不變，不產生感應電流；②讓導軌與ab一起平行于磁感線運動，導體棒不切割磁感線，磁通量

17、不變，不產生感應電流；③讓ab做切割磁感線運動，穿過回路的磁通量發(fā)生變化，產生感應電流；故選③。,③,②③,①③,磁通量變化,(2)在探究Ⅱ中，①把條形磁鐵放在螺線管內不動，穿過閉合回路的磁通量不變，不產生感應電流；②把條形磁鐵插入螺線管過程中，穿過回路的磁通量發(fā)生變化，產生感應電流；③把條形磁鐵拔出螺線管過程中，磁通量發(fā)生變化，產生感應電流；故選②③。(3)在探究Ⅲ中，①閉合和斷開開關瞬間，穿過回路的磁通量變化，產生感應電流；②閉合

18、開關，A中電流穩(wěn)定后，磁通量不變，不產生感應電流；③閉合開關，A中電流穩(wěn)定后，再改變滑動變阻器的阻值，穿過回路的磁通量變化，產生感應電流，故選①③。(4)從以上探究中可以得到的結論是：當閉合回路中的磁通量變化時，閉合回路中就會產生感應電流。,,答案：科拉頓把磁鐵投入螺線管的瞬間，回路中產生感應電流，磁鐵靜止后感應電流消失，所以當他跑到另一房間時，電流表指針早已停止了擺動。故科拉頓觀察不到電流計指針的偏轉。,題型3　感應電流的產生條件及

19、應用,,B,解析：圖A中線圈沒閉合，無感應電流；圖B中閉合電路中的磁通量增大，有感應電流；圖C中的導線在圓環(huán)直徑的正上方，不論電流如何變化，穿過線圈的磁感線都相互抵消，磁通量恒為零，也無電流；圖D中回路磁通量恒定，無感應電流。故本題只有選項B正確。點評：判斷電路中是否產生感應電流，關鍵要分析穿過閉合電路的磁通量是否發(fā)生變化。對于C圖中就必須要弄清楚通電直導線的磁感線分布情況，而對于立體圖，往往還需要將立體圖轉換為平面圖，如轉化為俯視圖

20、、側視圖等，這是化抽象為具體的好方法，希望大家熟練掌握。,D,D．將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿兩個互相垂直的方向轉動，月球表面若有磁場，則電流表至少有一次示數(shù)不為零解析：直接將電流表放于月球表面，電流表電路是斷開的，不能產生感應電流，無法判斷有無磁場，故A錯誤。將電流表與線圈組成回路，使線圈沿某一方向運動(或轉動)，若線圈運動方向(或轉軸)與磁場方向平行時，線圈中不產生感應電流，所以電流表無示數(shù)，不能判斷月球表面無磁場，故B、

21、C錯誤。將電流表與線圈組成閉合回路，使線圈沿兩個互相垂直的方向轉動，月球表面若有磁場，則電流表至少有一次示數(shù)不為零，故D正確。,易錯案例剖析,,A,正確解答：雖然線圈abcd構成的閉合回路中沒有磁通量的變化，但電流表G2與金屬導軌構成的閉合回路中磁通量發(fā)生變化，有感應電流流過G1和G2，所以A對。,易錯分析：認為線圈abcd構成的閉合回路中磁通量沒有發(fā)生變化，所以G1、G2中無電流通過，而錯選B。,課堂知識結構,隨堂鞏固提升,課 時 作