高二物理磁生电的探索.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第,1,节磁生电的探索,课标定位,学习目标：,1.,了解电磁感应现象这一划时代发现的曲折历程,2,理解磁通量并学会磁通量变化的计算,3,知道什么是电磁感应现象，掌握产生感应电流的条件,4,体验由实验“发现”规律的乐趣，养成探究物理规律的良好习惯,重点难点：感应电流产生的条件,核心要点突破,课堂互动讲练,知能优化训练,第,1,节,课前自主学案,课前自主学案,一、电磁感应的探索历程,1,“电生磁”：,1820,年，丹麦物理学家,_,发现了电流的磁效应,2,“磁生电”：,1831,年，英国物理学家,_,发现了电磁感应现象,二、科学探究,感应电流产生的条件,1,探究导体棒在磁场中运动是否产生电流,(,图,1,1,1),奥斯特,法拉第,实验操作,实验现象,(,有无电流,),分析论证,导体棒静止,无,闭合电路包围的面积,_,时，电路中有电流产生；包围的面积,_,时，电路中无电流产生,导体棒平行磁感线运动,无,导体棒切割磁感线运动,有,变化,图,1,1,1,不变,2,探究磁铁在通电螺线管中运动是否产生电流,(,图,1,1,2),图,1,1,2,实验操作,实验现象,(,有无电流,),分析论证,N,极插入线圈,有,线圈中的磁场,_,时，线圈中有感应电流；线圈中的磁场,_,时，线圈中无感应电流,N,极停在线圈中,无,N,极从线圈中抽出,有,S,极插入线圈,有,S,极停在线圈中,无,S,极从线圈中抽出,有,变化,不变,3,模拟法拉第的实验,(,图,1,1,3),图,1,1,3,实验操作,实验现象,(,线圈,B,中有无电流,),分析论证,开关闭合瞬间,有,线圈,B,中磁场,_,时，线圈,B,中有感应电流；磁场,_,时，线圈,B,中无感应电流,开关断开瞬间,有,开关保持闭合，滑动变阻器滑片不动,无,开关保持闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片,有,变化,不变,思考感悟：,闭合回路中有磁场就一定有感应电流吗？,提示：,不一定要看磁通量是否发生变化,核心要点突破,一、正确理解磁通量的变化,1,对磁通量的认识,(1),B,与,S,垂直时,(,匀强磁场中,),：,B,S,.,B,指匀强磁场的磁感应强度，,S,为线圈的面积,(2),B,与,S,不垂直时,(,匀强磁场中,),B,S,.,S,为线圈在垂直磁场方向上的有效面积，在应用时可将,S,分解到与,B,垂直的方向上，如图,1,1,4,所示,B,S,sin,.,图,1,1,4,(3),某面积内有相反方向的磁场时,分别计算不同方向的磁场的磁通量，然后规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，求其代数和,2,磁通量变化的几种形式,磁通量的变化一般有四种情形：,(1),B,不变，,S,变化，则,B,S,如图,1,1,5,甲所示，闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动，闭合回路面积发生变化，引起磁通量变化,(2),B,变化，,S,不变，则,B,S,如图,1,1,5,乙所示，由于磁铁插入或拔出线圈，使线圈所处的磁场发生变化，引起磁通量变化,(3),B,变化，,S,也变化，则,B,2,S,2,B,1,S,1,如图,1,1,5,丙所示，设回路面积从,S,1,8 m,2,变到,S,2,18 m,2,，磁感应强度,B,同时从,B,1,0.1 T,变到,B,2,0.8 T,，则回路中磁通量的变化为,2,1,B,2,S,2,B,1,S,1,13.6 Wb.,若按,B,S,(0.8,0.1)(18,8)Wb,7 Wb,计算就错了,(4),B,不变，,S,不变，,变化，则,BS,(sin,2,sin,1,),如图,1,1,5,丁所示，闭合线圈,abcd,在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴,OO,转动，,B,不变，,S,不变，但,B,和,S,的夹角,发生变化，引起穿过线圈的磁通量变化,图,1,1,5,即时应用,(,即时突破，小试牛刀,),1.,一磁感应强度为,B,的匀强磁场方向水平向右，一面积为,S,的矩形线圈,abcd,如图,1,1,6,所示放置，平面,abcd,与竖直方向成,角将,abcd,绕,ad,轴转,180,角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量是,(,),图,1,1,6,A,0,B,2,BS,C,2,BS,cos,D,2,BS,sin,解析：,选,C.,开始时穿过线圈平面的磁通量为,1,BS,cos,.,则后来穿过线圈平面的磁通量为,2,BS,cos,.,则磁通量的变化量为,|,2,1,|,2,BS,cos,.,二、判断是否产生感应电流的方法,1,感应电流产生的条件,(1),电路闭合,(2),穿过电路的磁通量发生变化,2,判断的基本方法,(1),看回路是否闭合，如果回路不闭合时，无论如何也不会产生感应电流,.,(2),看磁场方向与回路平面之间的关系，即磁场的方向与回路平面是垂直、平行或成某一夹角,.,(3),看穿过回路的磁感线的条数是否发生变化，若变化则产生感应电流，否则不产生感应电流,.,即时应用,(,即时突破，小试牛刀,),2.(2011,年山东潍坊高二质检,),如图,1,1,7,所示，,A,、,B,两回路中各有一开关,S,1,、,S,2,，且回路,A,中接有电源，回路,B,中接有灵敏电流计，下列操作及相应的结果中可能的是,(,),图,1,1,7,A,先闭合,S,2,，后闭合,S,1,的瞬间，电流计指针不偏转,B,S,1,、,S,2,闭合后，在断开,S,2,的瞬间，电流计指针偏转,C,先闭合,S,1,，后闭合,S,2,的瞬间，电流计指针偏转,D,S,1,、,S,2,闭合后，在断开,S,1,的瞬间，电流计指针偏转,解析：,选,D.,回路,A,中有电源，当,S,1,闭合后，回路中有电流，在回路的周围产生磁场，回路,B,中有磁通量，在,S,1,闭合或断开的瞬间，回路,A,中的电流从无到有或从有到无，电流周围的磁场发生变化，从而使穿过回路,B,的磁通量发生变化，产生感应电动势，此时若,S,2,是闭合的，则回路,B,中有感应电流，电流计指针偏转，,D,正确,课堂互动讲练,磁通量的变化及计算,如图,1,1,8,所示，有一个,100,匝的线圈，其形状是边长为,L,0.20 m,的正方形，放在磁感应强度为,B,0.50 T,的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直若将这个线圈的形状由正方形改变成圆形,(,周长不变,),，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？,例,1,图,1,1,8,【,精讲精析,】,线圈形状为正方形时的面积：,S,1,L,2,(0.20),2,m,2,4.010,2,m,2,.,穿过线圈的磁通量：,1,BS,1,0.504.010,2,Wb,2.010,2,Wb.,形状为圆形时，其半径,r,4,L,/(2),2,L,/.,面积大小,S,2,(2,L,/),2,4/(25)m,2,.,穿过线圈的磁通量：,2,BS,2,0.504/(25)Wb2.5510,2,Wb.,所以，磁通量的变化量：,2,1,(2.55,2.0)10,2,Wb,5.510,3,Wb.,【,答案,】,5.510,3,Wb,【,规律总结,】,磁通量,BS,的计算有几点要注意：,(1),S,是指闭合回路线圈在垂直于磁场方向上的有效面积；,(2),磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响同理，磁通量的变化量,2,1,也不受线圈匝数的影响所以，直接用公式求,、,时，不必去考虑线圈匝数,n,.,产生感应电流条件的应用,例,2,(2011,年武汉模拟,),如图,1,1,9,所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列办法中 可行的是,(,),图,1,1,9,A,将线框向左拉出磁场,B,以,ab,边为轴转动,(,小于,90),C,以,ad,边为轴转动,(,小于,60),D,以,bc,边为轴转动,(,小于,60),【,思路点拨,】,根据磁场的分布情况，分析各项中是否有磁通量的变化,【,自主解答,】,当线框向左拉出磁场时，线框的磁通量减小，有感应电流产生，故,A,可行以,ab,边为轴转动,(,小于,90),线框的磁通量减小也有感应电流产生，故,B,可行当以,ad,边为轴转动,(,小于,60),，线框的磁通量减小，有感应电流产生，故,C,可行当以,bc,边为轴转动,(,小于,60),，线框的磁通量有效面积不变，故磁通量不变，无感应电流产生，故,D,项不可行,【,答案,】,D,变式训练,在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直，导轨上有两条可沿导轨自由移动的导电棒,ab,、,cd,，这两个导电棒,ab,、,cd,的运动速度分别为,v,1,、,v,2,，如图,1,1,10,所示，,ab,棒上有电流通过，则一定有,(,),图,1,1,10,A,v,1,v,2,B,v,1,v,2,与,v,1,v,2,两种可能，所以只有,C,正确,知能优化训练,本部分内容讲解结束,点此进入课件目录,按,ESC,键退出全屏播放,谢谢使用,