高二物理磁通量

高二物理磁通量第1頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四英國科學(xué)家法拉第經(jīng)過十年堅持不懈地努力，終于取得重大突破，在1831年發(fā)現(xiàn)了利用磁場產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律。這種由磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象后來被稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

他的這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步揭示了電與磁的內(nèi)在聯(lián)系，為建立完整的電磁理論奠定了堅實的基礎(chǔ)。法拉第

新課引入第2頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象：由變化的磁場使閉合電路產(chǎn)生電流的現(xiàn)象，稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象．2．感應(yīng)電流：由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流，叫感應(yīng)電流．第3頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四二．產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件：

下面通過三個實驗說明感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。

閉合電路中的磁通量發(fā)生變化。第4頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四演示實驗一

閉合回路中的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動。

第5頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四實驗分析實驗現(xiàn)象閉合回路磁通量導(dǎo)體運(yùn)動方向垂直磁場方向沿磁場方向產(chǎn)生電流無電流有變化無變化實驗結(jié)論閉合回路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動的本質(zhì)是閉合回路中磁通量的變化。第6頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四演示實驗二

將磁鐵與螺線管相對運(yùn)動。第7頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四實驗分析閉合回路磁通量磁鐵運(yùn)動方向磁極插入靜止不動實驗現(xiàn)象產(chǎn)生電流有變化產(chǎn)生電流有電流無電流無變化磁極拔出第8頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四演示實驗三雙螺線管實驗。第9頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四閉合回路磁通量變阻器滑動開關(guān)通斷實驗現(xiàn)象實驗方法螺線管插入拔出實驗現(xiàn)象產(chǎn)生電流產(chǎn)生電流產(chǎn)生電流有變化有變化有變化結(jié)論：不論是閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動，還是閉合電路中的磁場發(fā)生變化，也即穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生．第10頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四理解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，這里關(guān)鍵要注意“閉合”與“變化”兩詞：①電路必須是閉合的，電路不閉合，電流就不可能產(chǎn)生。②在閉合電路中有磁通量穿過但不變化，即使磁場很強(qiáng)，磁通量很大，也不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。③引起磁通量變化的原因：B

發(fā)生變化；或S

發(fā)生變化；或B和S的夾角發(fā)生變化。第11頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四閉合回路中一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動時，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向可用右手定則確定。

1.右手定則伸開右手，使拇指與其余四指垂直，且都與手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿入手心，拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動方向，則四指所指的方向就是導(dǎo)線中感應(yīng)電流的方向。

三、感應(yīng)電流的方向第12頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時，回路中感應(yīng)電流的方向遵循什么規(guī)律？

演示：請觀察磁鐵N極在插入線圈和拔出線圈的過程中，閉合電路中感應(yīng)電流的方向相同嗎？

現(xiàn)象：產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向不同。第13頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四

觀察：N

極和S

極插入和拔出過程中，穿過線圈的磁通量

的變化有什么不同？產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場方向與的變化有什么關(guān)系？第14頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四B'

與B方向的關(guān)系I感的磁場B

'

的方向磁通量Ф的變化原磁場B的方向vvvv將上述實驗結(jié)果分析填入下表中：增加減少增加減少相反相反相同相同第15頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四

2.

楞次定律閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向，總是使它的磁場阻礙穿過線圈的原磁通量的變化。

(1)當(dāng)原磁場穿過閉合電路的磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場就和原磁場方向相反。

(2)當(dāng)原磁場穿過閉合電路的磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場就和原磁場方向相同。

用楞次定律確定感應(yīng)電流方向的步驟如下：(1)明確閉合電路中原來的磁場方向；(2)確定穿過線圈的原磁通量是增加還是減少；(3)根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場方向；(4)根據(jù)安培定則確定感應(yīng)電流的方向。

實驗結(jié)論第16頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四例

如圖所示，當(dāng)磁鐵的N極插入線圈時，試確定感應(yīng)電流的方向。

答:(1)當(dāng)磁鐵N極插入線圈時，線圈中原磁場的方向向下。

(2)穿過線圈的磁通量是增加的。

(3)由楞次定律知感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場要阻礙原磁通量的增加，因此感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向相反，即感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場的方向向上。

(4)根據(jù)安培定則可以確定，感應(yīng)電流的方向如圖中箭頭所示。第17頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四從另外一個角度來認(rèn)識楞次定律：當(dāng)磁鐵插入線圈時磁鐵和線圈的磁極是同名磁極相對，當(dāng)磁鐵從線圈中拔出時磁鐵和線圈的磁極是異名磁極相對。所以，當(dāng)磁鐵下落時，二者相斥；當(dāng)拔出磁鐵時，二者相吸。二者間的相互作用力總是阻礙導(dǎo)體和磁體間的相對運(yùn)動。第18頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四

實驗一、二機(jī)械能→電能方式：外力移動導(dǎo)體（或磁鐵）做功應(yīng)用：發(fā)電機(jī)

實驗三電能→電能方式：由一個螺線管轉(zhuǎn)移給另一個螺線管應(yīng)用：變壓器結(jié)論：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，不同形式的能量在相互轉(zhuǎn)換過程中能量守恒。

四、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)換第19頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四例一．試判斷下述說法的正確性：1．當(dāng)線圈中的磁通量發(fā)生變化時，一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生。(×)2．當(dāng)線圈中的磁通量很大時，就有感應(yīng)電流。(×)3．線圈中沒有感應(yīng)電流，是因為線圈中沒有磁場。(×)4．閉合線圈中感應(yīng)電流的磁場總是與原磁場的方向相反。(×)5．當(dāng)閉合線圈中的磁通量發(fā)生變化時，線圈中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。(√)

第20頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四例二．畫出圖中感應(yīng)電流的方向：

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×NSvvIIVI第21頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四

例三

如圖所示，abcd

是一個金屬框架，cd

是可動邊，框架平面與磁場垂直。當(dāng)cd

邊向右滑動時,請分別用右手定則和楞次定律來確定cd中感應(yīng)電流的方向。bGacdc'd'v

答：當(dāng)cd邊在框架上向右做切割磁感線滑動時，用右手定則可以確定感應(yīng)電流的方向是由c指向d

。

同樣，當(dāng)cd邊向右滑動時，穿過abcd回路的磁通量在增加，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場將阻礙原磁通量的增加，所以它的方向與原磁場的方向相反，即垂直紙面向外，又根據(jù)安培定則可知，感應(yīng)電流的方向仍是由c指向d

。I第22頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四本節(jié)主要介紹了以下幾個內(nèi)容：1．什么是電磁感應(yīng)，什么是感應(yīng)電流。2．感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件