高中物理 第一章 第一節(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 第二節(jié) 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 課件 粵教版選修33.ppt

知識(shí)點(diǎn)1電磁感應(yīng)現(xiàn)象 磁生電 1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象 2 感應(yīng)電流 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流 3 電 與 磁 的聯(lián)系 奧斯特實(shí)驗(yàn) 1 證實(shí)電流的周圍存在磁場 即 電生磁 的現(xiàn)象 這一實(shí)驗(yàn)揭示了電與磁之間的聯(lián)系 2 證實(shí)磁也可以生電 即 磁生電 的現(xiàn)象 這一實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步揭示了電與磁之間的聯(lián)系 法拉第實(shí)驗(yàn) 知識(shí)點(diǎn)2磁通量和磁通量的變化1 磁通量 的磁感線的條數(shù)叫磁通量 用 表示 垂直穿過回路平面 bs 在勻強(qiáng)磁場中 當(dāng)磁場與某回路 平面 垂直時(shí) 穿過該回路 平面 的磁通量為 當(dāng)磁場與某回路 平面 斜交時(shí) 穿過該回路 平面 的磁通量為 角為磁場方向 與平面之間的角度 bssin 2 磁通量的變化 穿過同一個(gè)平面的磁通量在兩個(gè)時(shí)刻的差值 注意磁通量的正負(fù) 可以利用磁感線的條數(shù)變化進(jìn)行判斷 知識(shí)點(diǎn)3產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件1 通過磁產(chǎn)生電必須同時(shí)滿足兩個(gè)要求 1 產(chǎn)生電流的回路一定是 的 閉合 2 在閉合回路中一定 2 磁通量的變化 要有磁通量的變化 面積 1 當(dāng)閉合回路中存在磁場時(shí) 其 發(fā)生變化 可以使回路中的磁通量發(fā)生變化 2 當(dāng)閉合回路的面積保持不變時(shí) 穿過回路的 發(fā)生 變化時(shí) 也可以使回路中的磁通量發(fā)生變化 磁場 3 也可以通過觀察穿過閉合回路的磁感線的條數(shù)的變化來確定磁通量是否變化 例題 如圖1 1 1所示 將一個(gè)矩形小線圈放在一個(gè)勻強(qiáng)磁場中 若線圈平面平行于磁感線 則下列運(yùn)動(dòng)中能使線 圈產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 圖1 1 1a 矩形線圈平行于磁感線平移b 矩形線圈垂直于磁感線平移c 矩形線圈繞ab邊轉(zhuǎn)動(dòng)d 矩形線圈繞bc邊轉(zhuǎn)動(dòng) 解析 線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是必須有磁通量的變化 在圖示位置 穿過線圈中的磁通量為零 如果矩形線圈平行于磁感線平移 則穿過線圈中的磁通量仍然為零 磁通量沒有變化 因此 不能產(chǎn)生感應(yīng)電流 如果矩形線圈垂直于磁感線平移 也沒有磁通量的變化 因此 不能產(chǎn)生感應(yīng)電流 如果矩形線圈繞ab邊轉(zhuǎn)動(dòng) 則線圈中的磁通量將發(fā)生變化 因此 能產(chǎn)生感應(yīng)電流 如果矩形線圈繞bc邊轉(zhuǎn)動(dòng) 同樣不能產(chǎn)生感應(yīng)電流 答案 c 1 關(guān)于感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的說法中 正確的是 d a 只要穿過線圈的磁通量發(fā)生變化 線圈中就一定有感應(yīng)電流b 只要閉合導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動(dòng) 導(dǎo)線中就一定有感應(yīng)電流c 閉合導(dǎo)體的一部分 若不做切割磁感線運(yùn)動(dòng) 閉合回路中就一定沒有感應(yīng)電流d 當(dāng)穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化時(shí) 閉合回路中就一定有感應(yīng)電流解析 當(dāng)穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化時(shí) 閉合回路中就一定有感應(yīng)電流 知識(shí)點(diǎn)4磁通量發(fā)生變化的正確理解 1 磁通量是雙向標(biāo)量 沒有方向 但穿過某回路的磁感線如果存在穿出和穿入的情況 即有方向相反的磁感線同時(shí)穿過這個(gè)回路 則磁通量可以互相抵消 因此 磁通量是總的效果 磁通量的變化也是這種總的效果的變化 2 磁通量與面積有關(guān) 但不一定是面積越大 磁通量越大 例題 如圖1 1 2所示 矩形線圈與直線電流共面 在線圈從位置 移到位置 的過程中 關(guān)于線框中的磁通量的 變化情況正確的說法是 a 一直增加b 先增加再減少c 先增加再減少再增加d 先增加再減少再增加再減少 圖1 1 2 解析 電流的周圍存在磁場 由安培定則可知 在位置 磁場方向垂直紙面向外 且遠(yuǎn)離直線電流的位置 磁場越弱 靠近直線電流的位置 磁場越強(qiáng) 在位置 磁場方向垂直紙面向里 且靠近直線電流的位置 磁場越強(qiáng) 遠(yuǎn)離直線電流的位置 磁場越弱 當(dāng)線圈從位置 到右邊與直線電流重合時(shí) 位置1到位置2 穿過線圈的磁通量變大 當(dāng)線圈從右邊與直線電流重合到對(duì)稱中心位置時(shí) 位置2到位置3 穿過線圈的磁通量變小 當(dāng)線圈從對(duì)稱中心位置到左邊與直線電流重合時(shí) 位置3到位置4 穿過線圈的磁通量變大 當(dāng)線圈從左邊與直線電流重合到位置 時(shí) 位置4到位置5 穿過線圈的磁通量變小 答案 d 2 如圖1 1 3所示 為一個(gè)閉合的金屬彈簧圓圈 在它的中間插有一根條形磁鐵 現(xiàn)用力從四周拉彈簧圓圈 使圓圈的面積增大 則通過彈簧圓圈面的磁通量 變大 變小 或 不變 環(huán)內(nèi) 能 或 不能 產(chǎn)生感應(yīng)電流 圖1 1 3 圖1 解析 條形磁鐵的磁感線分布如圖1所示 顯然進(jìn)去和出來的磁感線要抵消一部分 當(dāng)用力向四周拉圓環(huán)時(shí) 進(jìn)去的磁感線條數(shù)增加 而出來的磁感線條數(shù)不變 故穿過彈簧圓圈面的磁通量變小 根據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件 圓圈內(nèi)磁通量發(fā)生變化 且是閉合圓圈 故能產(chǎn)生感應(yīng)電流 答案 變小能 題型1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 例題 雙選 現(xiàn)將電池組 滑動(dòng)變阻器 帶鐵芯的線圈a 線圈b 電流計(jì)及開關(guān)如圖1 1 4連接 某同學(xué)如下操作中均發(fā)現(xiàn)電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 用法拉第總結(jié)的五種引起感應(yīng) 電流方法 對(duì)產(chǎn)生的原因描述正確的是 圖1 1 4 a 閉合與打開開關(guān)均發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn) 是變化的電流引起的b 閉合開關(guān) 線圈a向上拔出與向下插入時(shí)指針偏轉(zhuǎn) 是運(yùn)動(dòng)的恒定電流引起的 c 閉合開關(guān) 線圈a中的鐵芯拔出與插入 指針偏轉(zhuǎn)是 變化的電流引起的 d 閉合開關(guān) 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片 指針偏轉(zhuǎn)的原因是 運(yùn)動(dòng)的恒定電流引起的 解析 法拉第在實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出的五種引起感應(yīng)電流的原因是 變化的磁場 變化的電流 運(yùn)動(dòng)的恒定電流 運(yùn)動(dòng)的磁場 在磁場中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體 閉合與打開開關(guān) 使得a中的電流發(fā)生了變化 引起b中產(chǎn)生感應(yīng)電流 a正確 線圈a中的電流恒定 拔出與插入線圈a使得恒定電流運(yùn)動(dòng) 引起了b中產(chǎn)生感應(yīng)電流 b正確 閉合開關(guān) 線圈a中的鐵芯拔出與插入 使得a激發(fā)的磁場發(fā)生了變化 引起b中產(chǎn)生感應(yīng)電流 所以c錯(cuò)誤 閉合開關(guān) 移動(dòng)變阻器滑片 使得a中的電流發(fā)生了變化 引起b中產(chǎn)生感應(yīng)電流 d錯(cuò)誤 答案 ab 1 如圖1 1 5所示 有兩個(gè)同心導(dǎo)體圓環(huán) 內(nèi)環(huán)中通有順時(shí)針方向的電流 外環(huán)中原來無電流 當(dāng)內(nèi)環(huán)中電流逐漸增 大時(shí) 外環(huán)中 a a 一定有電流b 不一定有電流c 一定沒有電流 d 無法確定 圖1 1 5 解析 內(nèi)環(huán)電流增加 所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大 則外環(huán)所圍成的面積中的磁通量改變 故而外環(huán)中有感應(yīng)電流產(chǎn)生 題型2 對(duì)磁通量變化的理解 例題 如圖1 1 6所示 無限長直導(dǎo)線與矩形線框絕緣共面放置 當(dāng)直導(dǎo)線中通以圖示方向的恒定電流i時(shí) 線框中 感應(yīng)電流 當(dāng)i逐漸增大時(shí) 線框中 感應(yīng)電流 當(dāng)i逐漸減小時(shí) 線框中 感應(yīng)電流 填 有 或 無 圖1 1 6 解析 直導(dǎo)線周圍的磁場分布具有對(duì)稱性 因?qū)Ь€放置的位置不對(duì)稱 所以在矩形線框中存在因直導(dǎo)線中電流的變化而產(chǎn)生的磁通量的變化 可以判斷線框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 當(dāng)直導(dǎo)線中通以圖示方向的恒定電流i時(shí) 線框中有磁通量 但沒有磁通量的變化 因此 線框中沒有感應(yīng)電流 當(dāng)i逐漸增大時(shí) 線框中的磁通量會(huì)發(fā)生變化 因此 線框中有感應(yīng)電流 同理 當(dāng)i逐漸減小時(shí) 線框中的磁通量也會(huì)發(fā)生變化 因此 線框中也有感應(yīng)電流 規(guī)律總結(jié) 弄清直導(dǎo)線周圍的磁場分布 正確理解磁通量的物理意義是解答的關(guān)鍵 2 如圖1 1 7所示 矩形線圈沿著條形磁鐵自左向右移 動(dòng) 則下列關(guān)于穿過線圈的磁通量的說法中正確的是 c a 穿過線圈的磁通量增大b 穿過線圈的磁通量減小c 穿過線圈的磁通量先減小后增大d 穿過線圈的磁通量先增大后減小解析 根據(jù)條形磁鐵周圍的磁感線的特點(diǎn) 可以判斷 穿過線圈的磁通量先減小后增大 圖1 1 7 3 如圖1 1 8所示 ab是水平面上一個(gè)圓的直徑 在過ab的豎直平面內(nèi)有一根通電導(dǎo)線cd 已知cd平行與ab 當(dāng) cd豎直向上平移時(shí) 穿過圓面積的磁通量將 c 圖1 1 8 a 逐漸增大c 始終為零 b 逐漸減小d 不為零 但保持不變 解析 根據(jù)安培定則和對(duì)稱性 可以確定穿過圓面積的磁通量始終為零 題型3 產(chǎn)生感應(yīng)電流條件 例題 如圖1 1 9所示 矩形線框abcd的一邊ad恰與長直導(dǎo)線重合 互相絕緣 現(xiàn)使線框繞不同的軸轉(zhuǎn)動(dòng) 不能 圖1 1 9 使框中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 a 以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)b 以oo 為軸轉(zhuǎn)動(dòng)c 以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)d 以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng) 解析 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是閉合電路的磁通量發(fā)生變化 線框abcd是閉合電路 只要通過它的磁通量發(fā)生變化就可以產(chǎn)生感應(yīng)電流 通有電流的長直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場是以長直導(dǎo)線為中心的同心圓并且離導(dǎo)線越遠(yuǎn)磁感線越疏 以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過線框abcd的磁通量沒有發(fā)生變化 不產(chǎn)生感應(yīng)電流 以oo bc邊 ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過線框abcd的磁通量均發(fā)生變化