2020學年高中物理 4.1-4.2劃時代的發(fā)現 探究感應電流的產生條件 ppt課件

1、第1講 劃時代的發(fā)現第2講探究感應電流的產生條件目標定位1.知道奧斯特實驗、電磁感應現象，了解電生磁和磁生電的發(fā)現過程.2.通過實驗觀察和實驗探究，理解感應電流的產生條件.3.能說出磁通量變化的含義，會利用電磁感應產生的條件解決實際問題.1預習導學 梳理識記點撥 2課堂講義 理解深化探究3對點練習 鞏固應用反饋預習導學 梳理識記點撥 一、奧斯特夢圓“電生磁”1820年，丹麥物理學家奧斯特發(fā)現載流導線能使小磁針發(fā)生偏轉，這種作用稱為電流的 .二、法拉第心系“磁生電”1831年英國科學家 發(fā)現了磁生電的基本原理.變化的電流、 、運動的恒定電流、運動的磁鐵、 ，它們都能引起電流的產生，我們把這些現象

2、稱為 ，產生的電流叫做感應電流.磁效應法拉第變化的磁場在磁場中運動的導體電磁感應三、探究感應電流的產生條件1.導體棒在磁場中運動是否產生電流如圖1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(1)操作及現象如下：圖1實驗操作 實驗現象(有無電流)導體棒靜止 導體棒平行磁感線上、下運動導體棒垂直磁感線左、右運動 無無有2.磁鐵在螺線管中運動是否產生電流如圖2所示，將螺線管與電流表組成閉合回路，把條形磁鐵插入或抽出螺線管.實驗(2)操作及現象如下：圖2實驗操作實驗現象(有無電流)N極插入線圈 N極停在線圈中 N極從線圈中抽出 S極插入線圈 S極停在線圈中 S極從線圈中抽出 有無

3、有有無有3.模擬法拉第的實驗如圖3所示，線圈A通過滑動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(3)操作及現象如下：圖3實驗操作實驗現象(線圈B中有無電流)開關閉合瞬間 開關斷開瞬間 開關閉合時，滑動變阻器不動 開關閉合時，迅速移動滑動變阻器的滑片 有有無有想一想1.從磁通量的角度思考以上幾個產生感應電流的實例(1)實驗(1)中引起感應電流的原因是什么？答案 (2)實驗(2)中引起感應電流的原因是什么？答案面積變化引起磁通量的變化；磁場變化引起磁通量的變化；(3)實驗(3)中，線圈沒有動，回路也沒有動，引起感應電流的原因是什么？將實驗(3)和實驗(2)

4、比較，實驗(3)中的螺線管A的作用是什么？答案電流引起的磁場變化引起磁通量的變化，等效磁鐵；(4)產生感應電流的條件都跟哪個物理量有關？答案磁通量的變化.4.歸納結論產生感應電流的條件：只要穿過閉合導體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導體回路中就有感應電流.想一想2.哪些情況可以引起磁通量的變化？答案磁通量的變化有三種情況，由BS可知：一種是磁感應強度B不變，有效面積S變化；另一種是磁感應強度B變化，有效面積S不變；還有一種是磁感應強度B和有效面積S同時發(fā)生變化.課堂講義 理解深化探究一、磁通量的理解及變化分析1.磁通量的計算(1)B與S垂直時：BS，S為線圈的有效面積.如圖4(a)所示.(2)B與

5、S不垂直時：BSBS，S為線圈在垂直磁場方向上的投影面積.B為B在垂直于S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，反方向的磁通量為負，求其代數和，如圖(d)所示.圖42.磁通量是標量，但有正負，其正負表示與規(guī)定的穿入方向相同或相反，穿過某一面的磁通量等于各部分磁通量的代數和.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，有效面積S發(fā)生變化.如圖5(a)所示.(2)有效面積S不變，磁感應強度B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.圖54.用磁感線的

6、條數表示磁通量.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，即指不同方向的磁感線的條數差.圖6例1如圖6所示，一根條形磁鐵穿過一個彈性線圈，將線圈面積拉大，放手后穿過線圈的()A.磁通量減少且合磁通量向左B.磁通量增加且合磁通量向左C.磁通量減少且合磁通量向右D.磁通量增加且合磁通量向右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，條形磁鐵外部的磁通量減少，條形磁鐵內部的磁通量未發(fā)生變化，合磁通量增加，且合磁通量向左.B例2勻強磁場的磁感應強度B0.8 T，矩形線圈abcd的面積S0.5 m2，共10匝，開始時B與線圈所在平面垂直

7、且線圈有一半在磁場中，如圖7所示.求：圖7(1)當線圈繞ab邊轉過60時，線圈中的磁通量以及此過程中磁通量的改變量；答案0.2 Wb0(2)當線圈繞dc邊轉過60時，線圈中的磁通量以及此過程中磁通量的改變量.答案00.2 Wb圖8針對訓練如圖8所示，線框與通電直導線均位于水平面內，當線框abcd由實線位置在水平面內向右平動逐漸移動到虛線位置，穿過線框的磁通量如何變化？答案線框水平平動，可分為三個階段.第一階段，從實線位置開始運動至bc邊到達直導線位置，穿過線框的磁通量逐漸增大.第二階段，從bc邊抵達直導線處開始至ad邊到達直導線為止，由于向外的磁感線逐漸減少，向里的磁感線逐漸增多，所以穿過線框

8、的總磁通量先減少(當ab、dc兩邊中點連線與直導線重合時，磁通量為零)后增大.第三階段，從ad邊離開直導線向右運動至線框抵達虛線位置為止，穿過線框的磁通量逐漸減少.二、產生感應電流的判斷1.產生條件(1)電路閉合；(2)磁通量發(fā)生變化.如果電路不閉合，不會產生感應電流，但仍會產生感應電動勢，就像直流電路一樣，電路不閉合，沒有電流，但電源仍然存在.2.注意事項(1)注意磁感線的反穿情況，磁通量指的是穿過某一面的磁感線的“凈”條數.(2)磁通量是指穿過某一面的合磁通量.例3下圖中能產生感應電流的是()解析根據產生感應電流的條件：A選項中，電路沒閉合，無感應電流；B選項中，面積增大，閉合電路的磁通量

9、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.答案B對點練習 鞏固應用反饋磁通量1.如圖9所示，矩形線框abcd放置在水平面內，磁場方向與水平方向成角，已知sin ，回路面積為S，磁感應強度為B，則通過線框的磁通量為()圖9解析根據磁通量的定義可得通過線框的磁通量BSsin ，代入解得 BS，所以B選項正確.答案B磁通量的變化2.恒定的勻強磁場中有一個圓形閉合線圈，線圈平面垂直于磁場方向，當線圈在此磁場中做下列哪種運動時，穿過線圈的磁通量發(fā)生了變化()A.線圈沿自身所在的平面做勻速運動B.線圈沿自身所在的平面做加速運動C.線圈

10、繞任一直徑做勻速轉動D.線圈繞任一直徑做變速轉動解析只要線圈沿自身所在平面做運動，線圈在垂直磁場方向上的投影面積就不發(fā)生變化，即磁通量不發(fā)生變化，A、B選項錯.而C、D中線圈在垂直磁場方向上的投影面積會發(fā)生變化，導致磁通量變化.答案CD產生感應電流的判斷3.如圖10所示，L為足夠長的通電直導線，M為一金屬環(huán)，L通過M的圓心并與M所在的平面垂直，且通以向上的電流I，則()A.當L中的I發(fā)生變化時，環(huán)中有感應電流B.當M左右平移時，環(huán)中有感應電流C.當M保持水平，在豎直方向上下移動時環(huán)中有感應電流D.只要L與M保持垂直，則以上幾種情況，環(huán)中均無感應電流圖10解析由安培定則可知導線L中電流產生的磁場方向與金屬環(huán)面平行，即穿過M的磁通量始終為零，保持不變，故只要L與M保持垂直，A、B、C三種情況均不能產生感應電流.答案D4.如圖11所示，在紙面內放有一個條形磁鐵和一個圓形線圈(位于磁鐵正中央上方)，下列情況中能使線圈中產生感應電流的是()圖11A.將磁鐵在紙面內向上平移B.將磁鐵在紙面內向右平移C.將磁鐵繞垂直紙面的軸轉動D.將磁鐵的N極轉向紙外，S極轉向紙內解