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第四章電磁感應第四章電磁感應第1頁第一節(jié)劃時代發(fā)覺第二節(jié)探究感應電流產(chǎn)生條件第2頁學習目標：1.了解與“電生磁”及“磁生電”相關物理學史，知道電磁感應現(xiàn)象和感應電流．2．經(jīng)過試驗，探究和了解感應電流產(chǎn)生條件．3．會分析經(jīng)過電路磁通量改變情況，會計算磁通量及磁通量改變．重點難點：1.磁通量及磁通量改變分析及計算．2．感應電流產(chǎn)生條件及應用．

目標導航第3頁新知初探自主學習一、劃時代發(fā)覺1.奧斯特夢圓“電生磁”18，丹麥物理學家奧斯特在給南北方向放置導線通電時，發(fā)覺導線下面小磁針發(fā)生了轉動，這一現(xiàn)象說明：電流能產(chǎn)生_________——電流磁效應．磁場第4頁2.法拉第心系“磁生電”(1)法拉第對稱思索：電能生磁，磁能否生電？(2)法拉第發(fā)覺“磁生電”：1831年，英國物理學家法拉第經(jīng)過試驗發(fā)覺了“磁生電”，即____________現(xiàn)象．并認識到“磁生電”是一個在改變、運動過程中才能出現(xiàn)效應．(3)引發(fā)電流原因：①改變電流；②改變磁場；③運動恒定電流；④運動磁鐵；⑤在磁場中運動導體．電磁感應第5頁二、探究感應電流產(chǎn)生條件[自主探究]1.導體棒在磁場中運動是否產(chǎn)生電流試驗現(xiàn)象：如圖4－1－1所表示，將導軌、可移動導體AB放置在磁場中，并和電流計組成閉合回路，把試驗現(xiàn)象統(tǒng)計在下表中．圖4－1－1第6頁試驗操作試驗現(xiàn)象(有沒有電流)導體棒靜止______導體棒平行磁感線運動______導體棒切割磁感線運動______無無有第7頁結論：磁場強弱不變，導體棒運動，使閉合回路包圍面積發(fā)生改變時有感應電流，面積不變時無感應電流．2.磁鐵在螺線管中運動是否產(chǎn)生電流試驗現(xiàn)象：如圖4－1－2所表示，將螺線管與電流計組成閉合回路，把條形磁鐵插入或拔出螺線管，試驗現(xiàn)象以下：圖4－1－2第8頁試驗操作試驗現(xiàn)象(有沒有電流)試驗操作試驗現(xiàn)象(有沒有電流)N極插入線圈_______S極插入線圈_______N極停在線圈中_______S極停在線圈中_______N極從線圈中抽出_______S極從線圈中抽出_______有有無無有有第9頁結論：將磁鐵插入或抽出時，線圈中磁場強弱發(fā)生改變時產(chǎn)生感應電流．3.模仿法拉第試驗試驗現(xiàn)象：如圖4－1－3所表示，線圈A經(jīng)過變阻器和開關連接到電源上，線圈B兩端連到電流表上，把線圈A裝在線圈B里面，試驗現(xiàn)象以下：

圖4－1－3第10頁試驗操作試驗現(xiàn)象(線圈B中有沒有電流)開關閉合瞬間______開關斷開瞬間______開關閉合時，滑動變阻器滑片不動______開關閉合時，快速移動滑動變阻器滑片______有有有無第11頁結論：將開關閉合或斷開及改變滑動變阻器滑片位置，線圈A中電流產(chǎn)生磁場強弱改變，線圈B中磁場強弱改變，線圈B中產(chǎn)生感應電流．成功發(fā)覺只要穿過閉合導體回路______________發(fā)生改變，閉合導體回路中就有感應電流．磁通量第12頁關鍵點探究講練互動關鍵點1磁通量分析和計算1.勻強磁場中磁通量計算利用公式：Φ＝BS(其中B為勻強磁場磁感應強度，S為線圈有效面積)．注意以下四種情況：(1)假如磁感線與平面不垂直，如圖4－1－4甲所表示，有效面積應了解為原平面在垂直磁場方向上投影面積，假如平面與垂直磁場方第13頁向夾角為θ，則有效面積為Scosθ，穿過該平面磁通量為Φ＝BScosθ.若磁感線與平面夾角為α，則Φ＝BSsinα.圖4－1－4第14頁(2)S指閉合回路中包含磁場那部分有效面積，如圖乙，閉合回路abcd和閉合回路ABCD即使面積不一樣，但穿過它們磁通量卻相同：Φ＝BS2.(3)某面積內有不一樣方向磁感線穿過時，分別計算不一樣方向磁場磁通量，然后要求某個方向磁通量為正，反方向磁通量為負，求其代數(shù)和．(4)線圈為多匝時，不影響磁通量計算，即Φ≠NBS,因為穿過線圈磁感線條數(shù)不受匝數(shù)影響．第15頁2.非勻強磁場中磁通量分析條形磁鐵、通電導線周圍磁場都是非勻強磁場，通常只對穿過其中線圈磁通量進行定性分析，分析時應兼顧磁場強弱、線圈面積和磁場與線圈夾角等原因，并可充分利用磁感線來判斷，即磁通量大小對應穿過線圈磁感線條數(shù)，穿過線圈磁感線條數(shù)改變，則說明磁通量改變．第16頁圖4－1－5 (·杭州一中高二月考)如圖4－1－5所表示線框，面積為S，處于磁感應強度為B勻強磁場中，B方向與線框平面成θ角，當線框轉過90°到如圖所表示虛線位置時，試求：例1第17頁(1)初、末位置穿過線框磁通量Ф1和Ф2；(2)磁通量改變量ΔФ.【精講精析】

(1)法一：在初始位置，把面積向垂直于磁場方向進行投影，可得垂直于磁場方向面積為S⊥＝Ssinθ，所以Φ1＝BSsinθ.在末位置，把面積向垂直于磁場方向進行投影，可得垂直于磁場方向面積為S⊥＝Scosθ.因為磁感線從反面穿入，所以Φ2＝－BScosθ.第18頁圖4－1－6法二：假如把磁感應強度B沿垂直于面積S和平行于面積S進行分解，如圖4－1－6所表示，則B上＝Bsinθ，B左＝Bcosθ有Φ1＝B上S＝BSsinθ，Φ2＝－B左S＝－BScosθ.第19頁(2)開始時B與線框平面成θ角，穿過線框磁通量Φ1＝BSsinθ；當線框平面按順時針方向轉動時，穿過線框磁通量降低，當轉動θ時，穿過線框磁通量降低為零，繼續(xù)轉動至90°時，磁通量從另一面穿過，變?yōu)椤柏摗敝郸?＝－BScosθ.所以，此過程中磁通量改變量為ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－BScosθ－BSsinθ＝－BS(cosθ＋sinθ)．第20頁【答案】

(1)BSsinθ－BScosθ(2)－BS(cosθ＋sinθ)【規(guī)律總結】解答該類題目時，要注意磁感線是從平面哪一面穿入，當要求從某一面穿入磁通量為正值時，則從另一面穿入就為負值，并準確地把初、末狀態(tài)磁通量表示出來，然后按照求代數(shù)和方法求出磁通量改變量(磁通量是有正、負標量)．第21頁變式訓練1.如圖4－1－7所表示，a、b、c三個閉合線圈放在同一平面內，當線圈a中有電流I經(jīng)過時，它們磁通量分別為Φa、Φb、Φc，以下說法中正確是(

)A．Φa<Φb<ΦcB．Φa>Φb>ΦcC．Φa<Φc<ΦbD．Φa>Φc>Φb圖4－1－7第22頁解析：選B.當a中有電流經(jīng)過時，穿過a、b、c三個閉合線圈向里磁感線條數(shù)一樣多，向外磁感線條數(shù)c最多，其次是b，a中沒有向外磁感線，所以，依據(jù)合磁通量計算，應該是：Φa>Φb>Φc.第23頁關鍵點2感應電流有沒有判斷注意：(1)、(2)兩條必須同時滿足，才能產(chǎn)生感應電流．2.判斷感應電流有沒有方法(1)明確電路是否為閉合電路．第24頁(2)判斷穿過回路磁通量是否發(fā)生改變．穿過閉合電路磁通量發(fā)生改變，大致有以下幾個情況：第25頁Φ變四種情況B不變、S變例：閉合電路一部分導體切割磁感線時B變、S不變例：線圈與磁體之間發(fā)生相對運動時B和S都變注意：此時可由ΔΦ＝Φt－Φ0計算并判斷磁通量是否改變B和S大小都不變，但二者之間夾角變例：線圈在磁場中轉動時第26頁

如圖4－1－8所表示，豎直放置長直導線通一恒定電流，有一矩形線框與導線在同一平面，在以下情況中線框中產(chǎn)生感應電流是(

)A．導線中電流變大B．線框向右平動C．線框向下平動D．線框以直導線為軸轉動圖4－1－8例2第27頁【思緒點撥】

首先搞清直線電流周圍磁感線分布特點，然后再判斷磁通量是否改變．【精講精析】逐項分析以下：選項診療結論A因I增大而引發(fā)導線周圍磁場增強，使穿過線框磁通量增大√B離直導線越遠，磁感線分布越疏，如圖甲，所以線框向右平動時，穿過線框磁通量變小√第28頁選項診療結論C由圖甲可知線框向下平動時穿過線框磁通量不變×D畫出俯視圖如圖乙，由圖可看出線框繞直導線轉動時，在任何一個位置穿過線框磁感線條數(shù)均不變，所以無感應電流×第29頁圖4－1－9【答案】

AB第30頁【名師點評】判斷是否產(chǎn)生感應電流，關鍵要分析穿過閉合電路磁通量是否發(fā)生變化，而對于本題來說，首先就必須搞清楚通電直導線磁感線分布情況，假如是立體圖,我們經(jīng)常還得把它轉化成平面圖，比如轉化成俯視圖、側視圖等．第31頁變式訓練2.(·成都外國語學校高二檢測)如圖4－1－10所表示,A、B兩回路中各有一開關S1、S2，且回路A中接有電源,回路B中接有靈敏電流計，以下操作及對應結果中可能是(

)A．先閉合S2，后閉合S1瞬間，電流計指針偏轉B．S1、S2閉合后，在斷開S2瞬間，電流計指針偏轉C．先閉合S1，后閉合S2瞬間，電流計指針偏轉D．S1、S2閉合后，在斷開S1瞬間，電流計指針偏轉圖4－1－10第32頁解析：選AD.回路A中有電源，當S1閉合后，回路中有電流，在回路周圍產(chǎn)生磁場，回路B中有磁通量．在S1閉合或斷開瞬間，回路A中電流從無到有或從有到無，電流周圍磁場發(fā)生改變，從而使穿過回路B磁通量發(fā)生改變，產(chǎn)生感應電流，此時若S2是閉合，則回路B中有感應電流，電流計指針偏轉，所以選項A、D正確.第33頁熱點示例創(chuàng)新拓展“雙棒”切割問題初探雙金屬棒與電路其它部分組成閉合電路，在兩個棒都做切割磁感線運動時，閉合電路中磁通量是否改變、是否有感應電流，依據(jù)回路有效面積是否改變判斷即可．第34頁[經(jīng)典案例]

如圖4－1－11所表示，在勻強磁場中有兩條平行金屬導軌，磁場方向與導軌平面垂直．導軌上有兩條可沿導軌自由移動金屬棒ab、cd，與導軌接觸良好．這兩條金屬棒ab、cd運動速度分別是v1、v2，且井字形回路中有感