魯科版選修31 磁生電的探索 第1課時 課件（39張）.ppt

選修3 2 1 1磁生電的探索 一 磁通量 1 定義 垂直穿過的磁感應強度b與面積s的乘積 叫做磁通量 用 表示 b與s垂直 bs 穿過某一面積的磁感線條數(shù) 2 若b與s不垂直則 復習回顧 1 磁通量就是表示穿過這個面的磁感線條數(shù) 2 磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān) 3 磁通量不但有大小 而且有方向 但磁通量是一個標量 遵從代數(shù)運算法則 注意 韋伯 wb 1wb 1t m2 一 磁通量 1 定義 垂直穿過的磁感應強度b與面積s的乘積 叫做磁通量 用 表示 b與s垂直 bs 穿過某一面積的磁感線條數(shù) b 2 若b與s不垂直則 3 磁通量的變化 面積s發(fā)生變化 如線圈面積變化 b發(fā)生變化 磁場變化或產(chǎn)生磁場的電流發(fā)生變化引起的 發(fā)生變化 如線圈的轉(zhuǎn)動 復習回顧 第1節(jié)磁生電的探索 2015年3月15日 1831年10月17日 磁終于變了電 想一想 生活中的電哪里來的 一 電磁感應的探索歷程 菲涅耳 亨利 奧斯特 安培 科拉頓 法拉第 在奧斯特公布電流磁效應的發(fā)現(xiàn)不久 菲涅耳就宣稱他把磁鐵放在螺旋線圈里 能夠成功地由磁產(chǎn)生出電 但是當其他科學家按照他那樣做時 卻沒能產(chǎn)生出電 因而沒有得到大家的認可 但是菲涅耳的這一發(fā)現(xiàn)卻啟發(fā)了安培于1821年著手于這一方面的探索 安培將一個多匝線圈固定在豎直平面上 在這個線圈的內(nèi)部的同一豎直平面懸掛一個可以轉(zhuǎn)動的閉合線圈 他設想 當固定線圈中通以強電流時 懸掛的閉合線圈中也會產(chǎn)生某種電流而出現(xiàn)磁性 這時如果用一個強磁鐵接近它 就會使中間的可動線圈轉(zhuǎn)動起來 由于他只是在穩(wěn)態(tài)情況下進行實驗 所以未能探測到這種現(xiàn)象 瑞士物理學家科拉頓將一塊磁鐵在線圈中移動 試圖在螺線管中產(chǎn)生出電流 為避免磁鐵對電流計的指針產(chǎn)生影響 他用一根很長的導線把螺線管和電流計連接起來 并把電流計放在隔壁的房間里 實驗時 他將磁鐵分別插入和拔出螺線管 然后再跑到隔壁房間觀察電流計的擺動情況 但不管他跑的多快 始終沒有看到電流計的偏轉(zhuǎn) 美國科學家亨利于1830年暑期 在研究繞有不同長度導線的電磁鐵所產(chǎn)生的磁力大小時 把一個線圈與電流計相連 當線圈放在蹄形電磁鐵的兩極之間 當他給電磁鐵通電時 電流計指針出現(xiàn)了擺動 斷開電源時 電流計指針向相反方向擺動 由于新學期開學 他不得不停止了這一研究 因而錯過了發(fā)表這一成果的時機 被譽為離發(fā)現(xiàn) 磁生電 現(xiàn)象只有一步之遙的人 戴維在法拉第之前已經(jīng)在實驗中探究出了電磁感應現(xiàn)象 但是由于戴維沒有及時總結(jié) 從而使這一成果與他失之交臂 法拉第是英國物理學家 1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應之后 法拉第于1821年提出 一定要轉(zhuǎn)磁為電 的豪言壯語 并開始了十年艱苦的探索 在這十年中 他失敗了 再探索 再失敗 再探索 終于于1831年8月29日發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象 開辟了人類的電氣化時代 勇于探索不畏艱難 法拉第 法拉第 英國 1831年發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象 探究1 如圖 1 所示 進行以下實驗 讓導體ab做水平運動 切割磁感線運動 有電流產(chǎn)生 無電流產(chǎn)生 無電流產(chǎn)生 思考 如果導體靜止 磁場運動會不會在電路中產(chǎn)生電流呢 三 磁生電的探究 探究2 如圖 所示 將螺線管與電流計組成閉合的回路 把條形磁鐵靜止在螺線管 或插入 拔出螺線管 或在周邊運動 注意觀察是否有電流產(chǎn)生 有電流 無電流 三 磁生電的探究 有電流 1 導體切割磁感線運動時 電路中有電流產(chǎn)生 2 穿過閉合電路的磁感線條數(shù)變化時 即磁通量發(fā)生變化時電路中有電流產(chǎn)生 哪種方式才是產(chǎn)生電流的本質(zhì)原因呢 思考下 為什么非要切割才有電流呢 本質(zhì)原因在哪里 分析 穿過閉合電路的磁感線條數(shù)的發(fā)生變化 即回路的磁通量發(fā)生變化 如圖 3 螺線管a 滑動變阻器 電源 開關(guān)組成一個回路 螺線管a放在螺線管b內(nèi) 螺線管b與電流計組成一個閉合回路 通過滑動變阻器可以改變螺線管 中的電流 從而改變由螺線管 產(chǎn)生的磁場的強弱 進而改變螺線管 內(nèi)的磁通量 探究3 雙螺線管實驗 變大變大有 變小變小有 變小變小有 變小變小有 變大變大有 變大變大有 不變不變無 6 閉合電鍵k a拔出 7 閉合電鍵k a插入 小結(jié) 只有當 的磁通量發(fā)生變化時候 線圈 構(gòu)成的閉合回路中才有有電流產(chǎn)生 不一定要切割 思考 三個實驗中產(chǎn)生i感共同之處是什么 總結(jié) 方式不同 改變s 改變b 變化 產(chǎn)生i感 穿過回路的磁通量發(fā)生變化 一 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)生電流 第1節(jié)磁生電的探索 二 電磁感應 因磁通量變化而產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應 所產(chǎn)生的電流叫做感應電流 三 產(chǎn)生感應電流的條件是 1 電路必須閉合 2 穿過電路的磁通量必須發(fā)生變化 誤區(qū) 產(chǎn)生i感不是看有無 關(guān)鍵是 必須變化 四 電磁感應現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化 e機或e磁 e電 例與練 如圖所示的勻強磁場中有一個矩形閉合導線框 在下列幾種情況下 線框中是否產(chǎn)生感應電流 保持線框平面始終與磁感線垂直 線框在磁場中上下運動 圖甲 保持線框平面始終與磁感線垂直 線框在磁場中左右運動 圖乙 線框繞軸線ab轉(zhuǎn)動 圖丙 沒有 沒有 有 判斷下列幾幅圖中 哪些圖能產(chǎn)生感應電流 無 有 例2 如圖 有一矩形線框abcd與導線mn在同一平面 在增大導線電流強度的過程中 線框abcd中有無感應電流的產(chǎn)生 有 有 無 例與練 如圖所示 磁場中有一個閉合的彈簧線圈 先把線圈撐開 圖甲 然后放手 讓線圈收縮 圖乙 線圈收縮時 其中是否有感應電流 為什么 有 因為收縮時線圈面積變小 磁極間是勻強磁場 由 bs可知穿過線圈的磁通量變化 所以線圈中有感應電流 例與練 矩形線圈從勻強磁場的一個邊界進入 從另一個邊界穿出 問 什么時候會產(chǎn)生感應電流 注意 切割不一定有感應電流 關(guān)鍵是穿過線圈磁通量是否變化 線圈進入和穿出磁場過程中有感應電流 整個線圈在磁場中運動時無感應電流 注意 線圈動或磁場變 不一定有電流 穿過 也很重要 例與練 矩形線框繞轉(zhuǎn)軸在勻強磁場中轉(zhuǎn)動 能不能產(chǎn)生感應電流 若磁場突然消失呢 此瞬間能不能產(chǎn)生感應電流 線框無論繞軸轉(zhuǎn)動還是磁場突然消失 穿過線框的磁通量都沒有變化 故不能產(chǎn)生感應電流 例與練 如圖所示是用導線做成的圓形回路與一直導線構(gòu)成的幾種位置組合 下列組合中 切斷直導線中的電流時 閉合電路中會有感應電流產(chǎn)生的是 圖 中直導線都與圓形線圈在同一平面內(nèi) o點為線圈的圓心 圖 中直導線與圓形線圈平面垂直 并與中心軸重合 a b c d b 例與練 如圖所示 大圓導線環(huán)a中通有電流 方向如圖所示 另在導線環(huán)所在的平面有一個小金屬圓環(huán)b 它的一半面積在a環(huán)內(nèi) 另一半面積在a環(huán)外 當大圓環(huán)a中的電流突然減為零時 小金屬圓環(huán)b中 填 有 或 沒有 感應電流 有 例與練 如圖所示 兩線圈繞在圓環(huán)鐵芯上 則下列說法中正確的是 a 當s閉合瞬間 小電燈由暗到亮 直至正常發(fā)光b 當s始終閉合時 小電燈就能正確發(fā)光c 當s斷開瞬間 小電燈由原來的不亮到亮一下d 上述說法都是錯誤的 c 練習1 如圖導體ab如箭頭方向運動 試判斷下列四種情況下導體中有感應電流產(chǎn)生的是 結(jié)論1 磁