創(chuàng)新設(shè)計2013 2014學(xué)年高中物理2 3電磁感應(yīng)定律課件教科版選修

3電磁感應(yīng)定律1．知道通過磁場產(chǎn)生電流的條件，理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象本質(zhì)．2．知道什么是感應(yīng)電動勢．3．掌握法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容并能應(yīng)用電磁感應(yīng)定律進行計算．4．掌握E＝Blv，并能計算E的大小.

(2)利用條形磁鐵的磁場如圖2－3－2所示，將螺線管用導(dǎo)線與電流表連接組成閉合電路，把條形磁鐵插入螺線管，然后靜止在螺線管中，最后從螺線管中拔出來，觀察以上三個過程中電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)，并分析螺線管中磁通量的變化情況．①條形磁鐵插入螺線管的過程中，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；線圈B中磁通量增加．②條形磁鐵靜止在螺線管中不動時，電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，線圈B中磁通量不變．③條形磁鐵從螺線管中拔出的過程中，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，線圈B中磁通量減少．(3)利用通電螺線管的磁場如圖2－3－3所示，用導(dǎo)線把一個大螺線管B與電流表連接成閉合電路，套在大螺線管B中的小螺線管A通過滑動變阻器、開關(guān)與電源連接．按下表要求進行實驗，觀察實驗現(xiàn)象，并將結(jié)果填入表中：操作電流表指針是否偏轉(zhuǎn)大螺線管B中磁通量如何變化是否有感應(yīng)電流開關(guān)接通的瞬間開關(guān)接通，滑片P不動開關(guān)接通，滑片P移動開關(guān)斷開的瞬間①開關(guān)接通的瞬間，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，線圈B中磁通量增加，有感應(yīng)電流產(chǎn)生；②開關(guān)接通，滑片不動，電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，線圈B中磁通量不變，無感應(yīng)電流產(chǎn)生；③開關(guān)接通，滑片移動，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，線圈B中磁通量改變，有感應(yīng)電流產(chǎn)生；④開關(guān)斷開的瞬間，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，線圈B中磁通量減少，有感應(yīng)電流產(chǎn)生．2．結(jié)論不論用什么方法，不論何種原因，只要使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．3．產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件(1)電路閉合；(2)穿過閉合電路中磁通量發(fā)生變化．說明在閉合電路中有磁通量但不變化，即使磁場很強，磁通量很大，也不會產(chǎn)生感應(yīng)電流；如果電路不閉合，即使磁通量發(fā)生變化，也不會產(chǎn)生電流．這一條是對感應(yīng)電流產(chǎn)生的進一步理解和闡述．說明不論電路是否閉合，只要穿過電路中的磁通量發(fā)生變化，就一定有電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生．1．穿過閉合回路的磁通量很大，是否一定發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象？產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件，歸根結(jié)底，是穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化．關(guān)鍵在“變化”兩字上，這是指穿過閉合電路的磁通量從無變有、從有變無、從小變大、從大變小等等．例如閉合線圈從與磁感線平行的位置轉(zhuǎn)到與磁感線垂直的位置；磁鐵與閉合電路間的相對運動；產(chǎn)生磁通量的電路中的電源開關(guān)的接通與斷開、調(diào)節(jié)電流大小的滑動變阻器滑片的滑動等．2．產(chǎn)生感應(yīng)電動勢與產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件的區(qū)別導(dǎo)體在磁場里做切割磁感線的運動時，導(dǎo)體內(nèi)就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢；穿過線圈的磁通量發(fā)生變化時，線圈里就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢．如果導(dǎo)體是閉合電路的一部分，或者線圈是閉合的，就產(chǎn)生感應(yīng)電流．從本質(zhì)上講，上述兩種說法是一致的，但產(chǎn)生感應(yīng)電動勢與產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是不同的，不論電路是否閉合都有可能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，而電路只有閉合時，才有可能產(chǎn)生感應(yīng)電流．電磁感應(yīng)的本質(zhì)是感應(yīng)電動勢的產(chǎn)生．【典例1】如圖2－3－4所示．線圈兩端接在電流表上組成閉合電路．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)不動解析產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，線圈和電流表已經(jīng)組成閉合回路，只要穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針就發(fā)生偏轉(zhuǎn)．在A、B、C三種情況下，線圈和磁鐵發(fā)生相對運動，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流；而當磁鐵插在線圈中不動時，線圈中雖然有磁通量，但磁通量不變化，不產(chǎn)生感應(yīng)電流．答案D借題發(fā)揮判斷線圈中有無感應(yīng)電流，既要看電路是否閉合，還要看線圈中的磁通量是否發(fā)生變化，而不是看磁通量的大小，也就是說磁通量大小與是否產(chǎn)生感應(yīng)電流無關(guān)．【變式1】如圖2－3－5所示，豎直放置的長直導(dǎo)線通以恒定電流，有一矩形線框與導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，在下列情況中線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(

)．A．導(dǎo)線中電流變大B．線框向右平動C．線框向下平動D．線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動解析分析是否產(chǎn)生感應(yīng)電流，關(guān)鍵是分析穿過閉合線框的磁通量是否變化，而分析磁通量是否有變化，關(guān)鍵就是分清磁感線的分布，亦即分清磁感線的疏密變化和磁感線方向的變化．對A選項，因I增大而引起導(dǎo)線周圍的磁場增強，使線框的磁通量增大，故A正確．對B選項，因離直導(dǎo)線方向越遠，磁感線分布越疏(如上圖)，因此線框向右平動時，穿過線框的磁通量變小，故B正確．對C選項，由上圖可知線框向下平動時穿過線框的磁通量不變，故C錯．對D選項，可用一些特殊位置來分析，當線框在上圖位置時，穿過線框的磁通量最大，當線框轉(zhuǎn)過90°時，穿過線框的磁通量為零，因此可以判定線框以ab軸轉(zhuǎn)動時磁通量一定變化，故D正確．答案ABD答案AC【變式2】關(guān)于電路中感應(yīng)電動勢的大小，下列說法正確的是(

)．A．穿過電路的磁通量越大，感應(yīng)電動勢就越大B．電路中磁通量的改變量越大，感應(yīng)電動勢就越大C．電路中磁通量改變越快，感應(yīng)電動勢就越大D．若電路中某時刻磁通量為零，則該時刻感應(yīng)電流一定為零解析據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動勢正比于磁通量的變化率，C項中磁通量變化越快，則磁通量的變化率越大，故C選項正確，A、B選項錯誤．某時刻的磁通量為零，但該時刻磁通量的變化率不一定為零，所以感應(yīng)電流也就不一定為零，D選項錯誤，故選C.答案C【典例3】如圖3－2－6所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌，相距l(xiāng)＝0.50m，左端接一電阻R＝0.20Ω，磁感應(yīng)強度B＝0.40T的勻強磁場，方向垂直于導(dǎo)軌平面，導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上，并能無摩擦地沿導(dǎo)軌滑動，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均可忽略不計，當ab以v＝4.0m/s的速度水平向右勻速滑動時，用兩種方法求解ab棒中感應(yīng)電動勢的大?。鸢?.8V【變式3】穿過單匝閉合線圈的磁通量每秒連續(xù)均勻地增大4Wb，則(

)．A．線圈中的感應(yīng)電動勢將均勻增大B．線圈中的感應(yīng)電流將均勻增大C．線圈中的感應(yīng)電動勢將保持4V不變D．線圈中的感應(yīng)電流保持2A不變答案C開拓視野安培與電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)擦肩而過法國物理學(xué)家安培一生做過很多重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，電磁學(xué)中不少公式和定律都以安培的名字命名，但是他卻因為對實驗結(jié)果分析的失誤，失去了電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)者的桂冠．然而，因受到當時公認的電流必然是恒定的觀念束縛，法拉第始終沒有看到“由磁生電”的現(xiàn)象．以后由于種種原因，他暫時放下了自己的電磁研究工作，直至1831年8月29日，法拉第才第一次在實驗中觀察到電磁感應(yīng)現(xiàn)象．緊接著，在同年9月24日，10月1日，10月17日和18日，10月28日他又分別做了許多其他類型感應(yīng)現(xiàn)象的實驗，通過廣泛的實驗和精心的思索，法拉第終于解開了電磁感應(yīng)現(xiàn)象的自然奧秘，為人類文明做出了杰出的貢獻．對比法拉第和安培的工作，我們不妨引用巴斯德的一句名言：“在觀察的領(lǐng)域中，機遇只偏愛那種有準備的頭腦．”【典例4】某同學(xué)在實驗室重做法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗，他將電流表、線圈A和B、蓄電池、開關(guān)用導(dǎo)線連接成如圖2－3－7所示的實驗電路．當他接通、斷開開關(guān)時，電流表的指針都沒有偏轉(zhuǎn)，其原因是(

)．A．開關(guān)的位置接錯 B．電流表的正負極接錯C．線圈B的接頭3、4接反 D．蓄電池的正負極接反解析當開關(guān)位置接錯時，開關(guān)的閉合和斷開不會使A線圈中的電流發(fā)生變化，電流恒定使其產(chǎn)生的磁場不變，從而不會產(chǎn)生感應(yīng)電流．答案A

【例2】一個面積S＝4×10－2m2、匝數(shù)n＝100匝的線圈放在勻強磁場中，