高中物理人教版2第四章電磁感應(yīng)2探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件

§探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．會使用線圈以及常見磁鐵完成簡單的實驗。2．學(xué)會通過實驗觀察、記錄結(jié)果、分析論證得出結(jié)論的科學(xué)探究方法.3．通過實驗觀察和實驗探究，理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件?！局攸c難點】1.重點：通過實驗觀察和實驗探究，理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。2.難點：感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件?！菊n前預(yù)習(xí)】實驗1閉合電路一部分導(dǎo)體做切割磁感線運動。實驗電路如圖所示連接。產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因分析：導(dǎo)體AB做切割磁感線運動時，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B沒有變化，但導(dǎo)體AB與電流表組成的回路________發(fā)生變化，即回路中_______發(fā)生了變化。實驗2條形磁鐵在線圈中相對運動。實驗電路按如圖所示連接。課堂中注意觀察電流表的指針的偏轉(zhuǎn)情況，把觀察的現(xiàn)象記錄在下列的表格中：磁鐵的動作情況電流計指針的動作磁鐵的動作情況電流計指針的動作N極插入線圈S極插入線圈N極停在線圈中指針無動作S極停在線圈中指針無動作N極從線圈中抽出S從線圈中抽出產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因分析：向線圈中插入磁鐵，或把磁鐵從線圈中抽出時，線圈與電流表組成的回路面積S沒有變化，但線圈回路中的___________發(fā)生了變化，即回路中的________發(fā)生了變化。實驗3模仿法拉第的實驗(線圈中的電流變化時的電磁感應(yīng)現(xiàn)象)實驗電路按如圖所示連接：線圈A通過變阻器和開關(guān)連接到_______上，線圈B的兩端連到__________上，把線圈A裝在線圈B的里面。課堂中注意觀察線圈A中電流的變化情況以及線圈B中電流表的指針的偏轉(zhuǎn)情況，把觀察的現(xiàn)象記錄在下列的表格中：線圈A中電流的變化情況線圈B中磁場的變化情況電流計指針的動作開關(guān)閉合的瞬間開關(guān)斷開的瞬間開關(guān)閉合時，滑動變阻器不動B中的磁場不變指針無動作開關(guān)閉合時，迅速移動變阻器的滑片產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因分析：由于迅速移動滑動變阻器的滑片（或由于開關(guān)的閉合、斷開），線圈A中的電流迅速變化，產(chǎn)生的磁場的強弱也在迅速變化，所以通過線圈B的________也在迅速變化，即線圈B回路中的_________發(fā)生了變化。歸納結(jié)論1.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：既與磁場的變化有關(guān)系，也就是說，與_________的變化有關(guān)系；也與閉合電路包圍的________有關(guān)系。即與閉合回路的磁通量有關(guān)系。2.實驗表明：只要穿過閉合電路的________發(fā)生變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流?！菊n前預(yù)習(xí)】實驗1.面積S，磁通量實驗2．磁感應(yīng)強度B磁通量實驗3.電源電流表。磁感應(yīng)強度(或磁場強弱)磁通量1.磁感應(yīng)強度面積2.磁通量【預(yù)習(xí)檢測】1.關(guān)于感應(yīng)電流，下列說法中正確的是( )A．只要閉合電路內(nèi)有磁通量，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生B．穿過螺線管的磁通量發(fā)生變化時，螺線管內(nèi)部就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生C．線框不閉合時，即使穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中也沒有感應(yīng)電流D．只要電路的一部分作切割磁感線運動，電路中就一定有感應(yīng)電流2.如圖所示，線圈兩端接在電流表上組成閉合回路。在下列情況中，電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是(）A.線圈不動，磁鐵插入線圈B.線圈不動，磁鐵從線圈中拔出C.磁鐵不動，線圈上、下移動D.磁鐵插在線圈內(nèi)不動3.如圖所示，導(dǎo)線ab和cd互相平行，則在下列情況中導(dǎo)線cd中無電流的是（）GdacbSGdacbSB、電鍵S是閉合的，但滑動觸頭向左滑C、電鍵S是閉合的，但滑動觸頭向右滑D、電鍵S始終閉合，滑動觸頭不動4.試用筆線代替導(dǎo)線，將下列器材按照本節(jié)課中模仿法拉第實驗的電路圖連接成電路：GG_+-答案：4.如圖所示【典題探究】例1如圖所示，在有界勻強磁場中有一矩形線圈abcd垂直磁場放置(磁場界面與矩形線圈恰好重合)，現(xiàn)使線圈做如下幾種運動：（a）向上加速平移，（未出磁場），（b）勻速向右平移，（c）繞ab邊轉(zhuǎn)90°，其中線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是_______?！窘馕觥恳袛嗑€圈中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生，則需判斷穿過線圈的磁通量是否發(fā)生變化。在（a）中穿過線圈平面的磁感線始終與線圈平面垂直且線圈在磁場中的面積未發(fā)生變化，所以穿過線圈的磁通量沒有變化，線圈中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生。在（b）中線圈平移出磁場的過程中，在磁場中的面積逐漸減少，穿過線圈的磁通量在減少，所以線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生。在(c)中，線圈從圖示位置繞ab邊轉(zhuǎn)動90°的過程中，線圈面積不變，但磁感線與線圈平面的夾角越來越小，穿過線圈的磁感線條數(shù)在減少，故磁通量越來越小，線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生。故線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（b）和(c)。拓展：在判斷是否有感應(yīng)電流時，一看回路是否閉合，二看穿過回路的磁通量是否發(fā)生變化，其中分析磁通量的變化情況是判斷回路中能否產(chǎn)生感應(yīng)電流的關(guān)鍵。如閉合電路是在勻強磁場中，則著重判斷閉合電路在磁場中的面積是否變化，與磁感線的夾角是否發(fā)生變化，從而確定磁通量是否變化，最后確定感應(yīng)電流是否發(fā)生。例2如圖所示，A、B兩回路中各有一開關(guān)S1、S2，且回路A中接有電源，回路B中接有靈敏電流計，下列操作及相應(yīng)的結(jié)果可能的是()A、先閉合S2，后閉合S1的瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)B、先閉合S1，后閉合S2的瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)C、S1、S2閉合后，在斷開S2的瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)D、S1、S2閉合后，在斷開S1的瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)【解析】回路A中有電源，當(dāng)S1閉合后，回路中有電流，在回路的周圍產(chǎn)生磁場，回路B中有磁通量，在S1閉合或斷開的瞬間，回路A中的電流從無到有或從有到無，電流周圍的磁場發(fā)生變化，從而使穿過回路B的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，此時若S2是閉合的，則回路B中有感應(yīng)電流，電流表指針偏轉(zhuǎn)。所以A、D選項正確。拓展：若產(chǎn)生磁場的電流雖然發(fā)生了變化，但穿過線圈平面的磁通量始終為零，那么閉合回路中也不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。如將圖中的回路A換成一根通過回路B中心的一條直徑的充分長通電直導(dǎo)線，則不論直導(dǎo)線中的電流如何變化，回路B也不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。例3如圖所示，用導(dǎo)線做成的圓形回路與一直導(dǎo)線構(gòu)成幾種位置組合，其中A、B、C圖中直導(dǎo)線與圓形線圈在同一平面內(nèi)，D圖中直導(dǎo)線與圓形線圈垂直，并與中心軸重合。在這幾種組合中，切斷直導(dǎo)線中電流時，閉合回路中會有感應(yīng)電流產(chǎn)生是（）。。．．ABCD【解析】A圖中，環(huán)面關(guān)于直導(dǎo)線對稱分布，上下兩個半環(huán)面上的磁場總是大小相等方向相反，穿過整個環(huán)面的磁通量恒為零；B圖和C圖，