高中物理-第1章-第1節(jié)-磁生電的探索課件

高中物理-第1章-第1節(jié)-磁生電的探索課件第一頁，共30頁。課標定位學習目標：1.了解電磁感應現(xiàn)象這一劃時代發(fā)現(xiàn)的曲折歷程．2．理解磁通量并學會磁通量變化的計算．3．知道什么是電磁感應現(xiàn)象，掌握產(chǎn)生感應電流的條件．4．體驗由實驗“發(fā)現(xiàn)”規(guī)律的樂趣，養(yǎng)成探究物理規(guī)律的良好習慣．重點難點：感應電流產(chǎn)生的條件．第一頁第二頁，共30頁。

核心要點突破課堂互動講練知能優(yōu)化訓練第1節(jié)課前自主學案第二頁第三頁，共30頁。課前自主學案一、電磁感應的探索歷程1．“電生磁”：1820年，丹麥物理學家_______發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應．2．“磁生電”：1831年，英國物理學家________發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象．二、科學探究——感應電流產(chǎn)生的條件1．探究導體棒在磁場中運動是否產(chǎn)生電流(圖1－1－1)奧斯特法拉第第三頁第四頁，共30頁。實驗操作實驗現(xiàn)象(有無電流)分析論證導體棒靜止無閉合電路包圍的面積______時，電路中有電流產(chǎn)生；包圍的面積______時，電路中無電流產(chǎn)生導體棒平行磁感線運動無導體棒切割磁感線運動有變化圖1－1－1不變第四頁第五頁，共30頁。2．探究磁鐵在通電螺線管中運動是否產(chǎn)生電流(圖1－1－2)圖1－1－2第五頁第六頁，共30頁。實驗操作實驗現(xiàn)象(有無電流)分析論證N極插入線圈有線圈中的磁場______時，線圈中有感應電流；線圈中的磁場_____時，線圈中無感應電流N極停在線圈中無N極從線圈中抽出有S極插入線圈有S極停在線圈中無S極從線圈中抽出有變化不變第六頁第七頁，共30頁。3．模擬法拉第的實驗(圖1－1－3)圖1－1－3第七頁第八頁，共30頁。實驗操作實驗現(xiàn)象(線圈B中有無電流)分析論證開關閉合瞬間有線圈B中磁場______時，線圈B中有感應電流；磁場_____時，線圈B中無感應電流開關斷開瞬間有開關保持閉合，滑動變阻器滑片不動無開關保持閉合，迅速移動滑動變阻器的滑片有變化不變第八頁第九頁，共30頁。思考感悟：閉合回路中有磁場就一定有感應電流嗎？提示：不一定．要看磁通量是否發(fā)生變化．第九頁第十頁，共30頁。核心要點突破一、正確理解磁通量的變化1．對磁通量的認識(1)B與S垂直時(勻強磁場中)：Φ＝B·S.B指勻強磁場的磁感應強度，S為線圈的面積．(2)B與S不垂直時(勻強磁場中)Φ＝B·S⊥.S⊥為線圈在垂直磁場方向上的有效面積，在應用時可將S分解到與B垂直的方向上，如圖1－1－4所示．Φ＝B·Ssinθ.第十頁第十一頁，共30頁。圖1－1－4(3)某面積內(nèi)有相反方向的磁場時分別計算不同方向的磁場的磁通量，然后規(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(shù)和．第十一頁第十二頁，共30頁。2．磁通量變化的幾種形式磁通量的變化一般有四種情形：(1)B不變，S變化，則ΔΦ＝B·ΔS如圖1－1－5甲所示，閉合回路的一部分導體做切割磁感線運動，閉合回路面積發(fā)生變化，引起磁通量變化．(2)B變化，S不變，則ΔΦ＝ΔB·S如圖1－1－5乙所示，由于磁鐵插入或拔出線圈，使線圈所處的磁場發(fā)生變化，引起磁通量變化．第十二頁第十三頁，共30頁。(3)B變化，S也變化，則ΔΦ＝B2S2－B1S1如圖1－1－5丙所示，設回路面積從S1＝8m2變到S2＝18m2，磁感應強度B同時從B1＝0.1T變到B2＝0.8T，則回路中磁通量的變化為ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B2S2－B1S1＝13.6Wb.若按ΔΦ＝ΔB·ΔS＝(0.8－0.1)×(18－8)Wb＝7Wb計算就錯了．(4)B不變，S不變，θ變化，則ΔΦ＝BS(sinθ2－sinθ1)如圖1－1－5丁所示，閉合線圈abcd在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸OO′轉(zhuǎn)動，B不變，S不變，但B和S的夾角θ發(fā)生變化，引起穿過線圈的磁通量變化．第十三頁第十四頁，共30頁。圖1－1－5第十四頁第十五頁，共30頁。即時應用

(即時突破，小試牛刀)1.一磁感應強度為B的勻強磁場方向水平向右，一面積為S的矩形線圈abcd如圖1－1－6所示放置，平面abcd與豎直方向成θ角．將abcd繞ad軸轉(zhuǎn)180°角，則穿過線圈平面的磁通量的變化量是(

)圖1－1－6A．0

B．2BSC．2BScosθD．2BSsinθ第十五頁第十六頁，共30頁。解析：選C.開始時穿過線圈平面的磁通量為Φ1＝BScosθ.則后來穿過線圈平面的磁通量為Φ2＝－BScosθ.則磁通量的變化量為ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BScosθ.第十六頁第十七頁，共30頁。二、判斷是否產(chǎn)生感應電流的方法1．感應電流產(chǎn)生的條件(1)電路閉合．(2)穿過電路的磁通量發(fā)生變化．2．判斷的基本方法(1)看回路是否閉合，如果回路不閉合時，無論如何也不會產(chǎn)生感應電流.(2)看磁場方向與回路平面之間的關系，即磁場的方向與回路平面是垂直、平行或成某一夾角.(3)看穿過回路的磁感線的條數(shù)是否發(fā)生變化，若變化則產(chǎn)生感應電流，否則不產(chǎn)生感應電流.第十七頁第十八頁，共30頁。即時應用

(即時突破，小試牛刀)2.(2011年山東濰坊高二質(zhì)檢)如圖1－1－7所示，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，下列操作及相應的結果中可能的是(

)圖1－1－7第十八頁第十九頁，共30頁。A．先閉合S2，后閉合S1的瞬間，電流計指針不偏轉(zhuǎn)B．S1、S2閉合后，在斷開S2的瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)C．先閉合S1，后閉合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)第十九頁第二十頁，共30頁。解析：選D.回路A中有電源，當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)生感應電動勢，此時若S2是閉合的，則回路B中有感應電流，電流計指針偏轉(zhuǎn)，D正確．第二十頁第二十一頁，共30頁。課堂互動講練類型一磁通量的變化及計算如圖1－1－8所示，有一個100匝的線圈，其形狀是邊長為L＝0.20m的正方形，放在磁感應強度為B＝0.50T的勻強磁場中，線圈平面與磁場垂直．若將這個線圈的形狀由正方形改變成圓形(周長不變)，在這一過程中穿過線圈的磁通量改變了多少？例1第二十一頁第二十二頁，共30頁。圖1－1－8【精講精析】線圈形狀為正方形時的面積：S1＝L2＝(0.20)2m2＝4.0×10－2m2.穿過線圈的磁通量：Φ1＝BS1＝0.50×4.0×10－2Wb＝2.0×10－2Wb.形狀為圓形時，其半徑r＝4L/(2π)＝2L/π.面積大小S2＝π(2L/π)2＝4/(25π)m2.第二十二頁第二十三頁，共30頁。穿過線圈的磁通量：Φ2＝BS2＝0.50×4/(25π)Wb≈2.55×10－2Wb.所以，磁通量的變化量：ΔΦ＝Φ2－Φ1＝(2.55－2.0)×10－2Wb＝5.5×10－3Wb.【答案】

5.5×10－3Wb第二十三頁第二十四頁，共30頁。【規(guī)律總結】磁通量Φ＝BS的計算有幾點要注意：(1)S是指閉合回路線圈在垂直于磁場方向上的有效面積；(2)磁通量與線圈的匝數(shù)無關，也就是磁通量大小不受線圈匝數(shù)的影響．同理，磁通量的變化量ΔΦ＝Φ2－Φ1也不受線圈匝數(shù)的影響．所以，直接用公式求Φ、ΔΦ時，不必去考慮線圈匝數(shù)n.第二十四頁第二十五頁，共30頁。類型二產(chǎn)生感應電流條件的應用例2

(2011年武漢模擬)如圖1－1－9所示，開始時矩形線框與勻強磁場的方向垂直，且一半在磁場內(nèi)，一半在磁場外，若要使線框中產(chǎn)生感應電流，下列辦法中可行的是(

)圖1－1－9第二十五頁第二十六頁，共30頁。A．將線框向左拉出磁場B．以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(小于90°)C．以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(小于60°)D．以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(小于60°)【思路點撥】

根據(jù)磁場的分布情況，分析各項中是否有磁通量的變化．第二十六頁第二十七頁，共30頁?！咀灾鹘獯稹慨斁€框向左拉出磁場時，線框的磁通量減小，有感應電流產(chǎn)生，故A可行．以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(小于90°)線框的磁通量減小也有感應電流產(chǎn)生，故B可行．當以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(小于60°)，線框的磁通量減小，有感應電流產(chǎn)生，故C可行．當以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(小于60°)，線框的磁通量有效面積不變，故磁通量不變，無感應電流產(chǎn)生，