理化生4142划时代发现探究感应电流产生条件人教版选修32.pptx

第一节划时代的发现第一节划时代的发现第二节探究感应电流的产第二节探究感应电流的产 生条件生条件“磁生电”？“电能生磁”！导线应该朝哪导线应该朝哪个方向放置才个方向放置才能发现这样的能发现这样的现象？现象？一、划时代的发现一、划时代的发现G电源电源1831年年,法拉第的成功实验法拉第的成功实验法拉第寻找法拉第寻找10年的年的”磁生电磁生电”终于发现终于发现奥斯特梦圆奥斯特梦圆:“电电”生生“磁磁”(机遇总是垂青那些有准备的人）机遇总是垂青那些有准备的人）法拉第心系：法拉第心系：“磁磁”能否能否“电电”呢？呢？（成功总是属于那些坚持不懈的人）（成功总是属于那些坚持不懈的人）法拉第是英国物理学家、化学家，法拉第是英国物理学家、化学家，也是著名的也是著名的自学成才自学成才的科学家。的科学家。18201820年年奥斯特发现电流的磁效应之后，法拉第奥斯特发现电流的磁效应之后，法拉第于于18211821年提出年提出“由磁产生电由磁产生电”的大胆设的大胆设想，并开始了十年艰苦的探索。想，并开始了十年艰苦的探索。在这在这十年中，他失败了，再探索，再失败，十年中，他失败了，再探索，再失败，再探索终于于年取得再探索终于于年取得了成功！了成功！（1）变化变化的电流的电流（2）变化变化的磁场的磁场（3）运动运动的恒定电流的恒定电流（4）运动运动的磁铁的磁铁（5）在磁场中）在磁场中运动运动的导体的导体法拉第把引起电流的原因概括为五类法拉第把引起电流的原因概括为五类：法拉第发现的电磁感应使人们对电和磁内在联法拉第发现的电磁感应使人们对电和磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生，为电磁学的发展作出了重大贡一学科的诞生，为电磁学的发展作出了重大贡献。同时也推动了献。同时也推动了电气化时代的到来电气化时代的到来.学生思考：学生思考：如何让磁生成电？如何让磁生成电？初中学过电路中产生感应电流的条初中学过电路中产生感应电流的条件是什么？件是什么？科学探究一般过程包括那些？科学探究一般过程包括那些？提出问题、提出问题、实验探究、实验探究、分析论证、分析论证、得出结论得出结论二、探究感应电流的产生条件二、探究感应电流的产生条件1实验观察实验观察探究探究1：导体棒在磁场中运动是否产生电流：导体棒在磁场中运动是否产生电流图图411实验实验1 1：如图如图411所示，将导轨、可移动导体所示，将导轨、可移动导体AB放置在放置在磁场中，并和电流计组成闭合回路，把实验现象记磁场中，并和电流计组成闭合回路，把实验现象记录在下表中录在下表中.实验操作实验操作实验现象实验现象(有无电流有无电流)导体棒静止导体棒静止_导体棒平行磁感线运动导体棒平行磁感线运动_导体棒切割磁感线运动导体棒切割磁感线运动_无无无无有有当闭合回路中部分导体当闭合回路中部分导体切割磁感线切割磁感线时，时，电路中会产生感应电流。电路中会产生感应电流。结论：结论：探究探究2：磁铁在螺线管中运动是否产：磁铁在螺线管中运动是否产生电流生电流图图412实验实验2 2 如如图图412所所示示，将将螺螺线线管管与与电电流流计计组组成成闭闭合合回路，把条形磁铁插入或拔出螺线管，实验现象回路，把条形磁铁插入或拔出螺线管，实验现象实验操作实验操作实验现象实验现象(有无电流有无电流)实验操作实验操作(有无电流有无电流)实验实验现象现象N极插入线极插入线圈圈_S极插入线圈极插入线圈_N极停在线极停在线圈中圈中_S极停在线圈中极停在线圈中_N极从线圈极从线圈中抽出中抽出_S极从线圈中抽出极从线圈中抽出_有有无无有有有有有有无无结论：结论：当磁铁和线圈发生当磁铁和线圈发生相对运动相对运动时，回路时，回路中中有感应电流有感应电流产生；产生；当磁铁和线圈当磁铁和线圈相对静止相对静止时，回路中时，回路中无无感应电流感应电流探究探究3：模拟法拉第的实验：模拟法拉第的实验如图如图413所示，线圈所示，线圈A通过变阻器和开关连接通过变阻器和开关连接到电源上，线圈到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈装在线圈B的里面，实验现象如下：的里面，实验现象如下：图图413实验实验3 3实验操作实验操作实验现象实验现象(线圈线圈B中有无电流中有无电流)开关闭合开关闭合_开关断开开关断开_开关闭合时，滑动变阻器开关闭合时，滑动变阻器不动不动_开关闭合时，迅速移动滑开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片动变阻器的滑片_有有无无有有有有结论：结论：当线圈当线圈A A中中电流变化电流变化时，线圈时，线圈B B中才中才有有电电流产生。流产生。2.分析论证分析论证探究实验探究实验1中，磁场的强弱不变，但是导体棒切割中，磁场的强弱不变，但是导体棒切割磁感线运动使闭合导体回路包围的面积在磁感线运动使闭合导体回路包围的面积在_.探究实验探究实验2中，将磁铁插入或抽出时，线圈中磁场中，将磁铁插入或抽出时，线圈中磁场发生发生_.变化变化变化变化探究实验探究实验3中，将开关闭合或断开及改变滑动变阻中，将开关闭合或断开及改变滑动变阻器的滑片的位置，使器的滑片的位置，使A中电流变化时，电流产生的中电流变化时，电流产生的磁场也在磁场也在_，通过，通过B线圈的磁场强弱也在线圈的磁场强弱也在_.变化变化变化变化3归纳结论归纳结论只要穿过只要穿过_导体回路的导体回路的磁通量磁通量_，闭合导体回路中就有感应，闭合导体回路中就有感应电流电流闭合闭合发生变化发生变化如图所示，把矩形闭合线圈放在匀强磁场中，线圈平面与磁感线平行，下面能使线圈产生感应电流的是（）A线圈沿磁感线方向移动B线圈沿垂直磁感线方向做移动C线圈以ab边为轴匀速转动D线圈以bc边为轴匀速转动C问题1结论：无论用什么方法，只要使闭合电路的结论：无论用什么方法，只要使闭合电路的磁通量发生变化，闭合电流中就会有感应电流磁通量发生变化，闭合电流中就会有感应电流产生产生2产生感应电流的条件：产生感应电流的条件：（1）电路闭合）电路闭合（2）磁通量发生变化）磁通量发生变化小结：小结：abdc3、哪些情况可以引起、哪些情况可以引起磁通量变化磁通量变化?=B S(B垂直垂直S）磁通量变化磁通量变化包括包括：(1)只有只有B变化变化(2)只有只有S变化变化(3)只有只有变化变化(4)B、S、都都变化，或变化，或其中两者变化其中两者变化1 1如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框。在下列几种情况下，如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框。在下列几种情况下，线框中是否产生感应电流？线框中是否产生感应电流？（1 1）保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中上下运动（图甲）保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中上下运动（图甲）（2 2）保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中左右运动（图乙）保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中左右运动（图乙）（3 3）线框绕轴线）线框绕轴线ABAB转动（图丙）转动（图丙）。没有没有没有没有有有小试牛刀小试牛刀2 2如图所示，磁场中有一个闭合的弹簧线圈。先把线圈如图所示，磁场中有一个闭合的弹簧线圈。先把线圈撑开（图甲），然后放手，让线圈收缩（图乙）。线圈收撑开（图甲），然后放手，让线圈收缩（图乙）。线圈收缩时，其中是否有感应电流？为什么？缩时，其中是否有感应电流？为什么？小试牛刀小试牛刀3.矩形线圈矩形线圈ABCD位于通电长直导线附近，线圈与导线在位于通电长直导线附近，线圈与导线在一个平面内，线圈的两个边与导线平行。下列哪种情况线一个平面内，线圈的两个边与导线平行。下列哪种情况线圈中产生感应电流？圈中产生感应电流？（1）在这个平面内，线圈远离或靠近长直导线时；）在这个平面内，线圈远离或靠近长直导线时；（2）在这个平面内，线圈沿着平行与导线的方向）在这个平面内，线圈沿着平行与导线的方向上下运动时；上下运动时；（3）线圈以）线圈以AB边为轴转动时；边为轴转动时；（4）线圈以）线圈以AD边为轴转动时；边为轴转动时；（5）线圈以长直导线为轴转动时；）线圈以长直导线为轴转动时；（6）长直导线中的电流发生变化时；）长直导线中的电流发生变化时；（7）在中心点不变的情况下，把）在中心点不变的情况下，把矩形线圈矩形线圈ABCD拉成圆形时。拉成圆形时。答案：（答案：（1）（）（3）（）（4）（）（6）（）（7）新型无线充电器可为一米外设备充电据英国每日邮报报道，日本科学家研制了一种新型无线充电器并进行了成功演示。这种新型充电器能够为1米外的设备充电，随着它的出现和普及，我们将在某一天与电源插头说“再见”。最新科技应用Gear4 日前在香港举办记者会，宣布在香港推出一系列 iPhone 产品，其中以上图的无线充电器最受曯目。该无线充电器使用无线充电技术，把套上特别保护套的 iPhone 放在该无线充电版上即可充电。预计 12月推出，售价未有公布。课后习题1课后习题2课后习题3提提出出问问题题电电磁磁实实验验探探究究分分析析论论证证得得出出结结论论理理解解应应用用？电磁感应产生的条件：电磁感应产生的条件：穿过闭合电路的穿过闭合电路的磁通量发生变化磁通量发生变化本课小结本课小结第四部分 小结从几个“磁生电”现象到统一的规律：磁通量发生变化，产生感应电流。磁通量的是否变化要看磁感应强度B和正对面积S的乘积是否变化。1S是指闭合回路中磁场所处的那部分有是指闭合回路中磁场所处的那部分有效面积效面积如图如图414所示，若闭合电路所示，若闭合电路abcd和和ABCD所在所在平面均与匀强磁场平面均与匀强磁场B垂直，面积分别为垂直，面积分别为S1和和S2，图图414三、正确理解磁通量的概念三、正确理解磁通量的概念且且S1S2，但磁场区域恰好只有，但磁场区域恰好只有ABCD那么大，穿过那么大，穿过S1和和S2的磁通的磁通量是相同的量是相同的2磁感应强度与平面不垂直时，求磁通磁感应强度与平面不垂直时，求磁通量的方法量的方法 将平面向垂直磁感应强度将平面向垂直磁感应强度B的平面的平面投影投影1如图所示，一个矩形线圈与通有相同大小的电如图所示，一个矩形线圈与通有相同大小的电流的平行直导线处于同一平面，而且处在两导线流的平行直导线处于同一平面，而且处在两导线的中央，则的中央，则()A两电流同向时，穿过线圈的磁两电流同向时，穿过线圈的磁通量为零通量为零B两电流反向时，穿过线圈的磁两电流反向时，穿过线圈的磁通量为零通量为零C两电流同向或反向，穿过线圈的磁通量都相两电流同向或反向，穿过线圈的磁通量都相等等D两电流产生的磁场是不均匀的，不能判定穿两电流产生的磁场是不均匀的，不能判定穿过过图图415A感应电流有无的判断感应电流有无的判断感应电流产生的必要条件是穿过闭合导体回路的磁感应电流产生的必要条件是穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，所以判断感应电流有无时：通量发生变化，所以判断感应电流有无时：1明确电路是否为闭合电路明确电路是否为闭合电路2判断穿过回路的磁通量是否发生变化判断穿过回路的磁通量是否发生变化2如图如图416所示，能产生感应电流的是所示，能产生感应电流的是()A磁铁向下运动磁铁向下运动B磁铁停在线圈中不动磁铁停在线圈中不动C磁铁向上运动磁铁向上运动D只要有磁铁就一定有电流只要有磁铁就一定有电流图图416AC 3、一磁感应强度为一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平的匀强磁场方向水平向右向右,一面积为一面积为S的矩形线圈的矩形线圈abcd如图所示放置如图所示放置,平平面面abcd与竖直方向成与竖直方向成角，将角，将abcd绕绕ad轴转轴转180角，角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量为则穿过线圈平面的磁通量的变化量为()A0B2BSC2BScos D2BSsin图图417C【思路点拨】【思路点拨】磁通量的变化量即穿过这一平面的磁通量的变化量即穿过这一平面的初、末两状态的磁通量之差初、末两状态的磁通量之差【精讲精析】【精讲精析】开始时穿过线圈平面的磁通量为：开始时穿过线圈平面的磁通量为：1BScos.则后来穿过线圈平面的磁通量为：则后来穿过线圈平面的磁通量为：2BScos则磁通量的变化量为：则磁通量的变化量为：|21|2BScos.变式训练变式训练1如图如图418所示，通有恒定电流的所示，通有恒定电流的导线导线MN与闭合金属线框共面，第一次将金属线框与闭合金属线框共面，第一次将金属线框由由平移到平移到，第二次将金属线框绕，第二次将金属线框绕cd边翻转到边翻转到，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为1和和2，则，则()A12B12C12 D不能判断不能判断图图418C解析：解析：选选C.设线框在位置设线框在位置时的磁通量为时的磁通量为1，在位，在位置置时的磁通量为时的磁通量为，直线电流产生的磁场在，直线电流产生的磁场在处比在处比在处要强，处要强，.将线框从将线框从平移到平移到，磁感线是从线框的同一面穿过，磁感线是从线框的同一面穿过的，所以的，所以1|；将线框从；将线框从绕绕cd边转到边转到，磁感线分别是从线框的正反两面穿过，磁感线分别是从线框的正反两面穿过的，所以的，所以2|()|(以原来穿过以原来穿过的为正，则后来从另一面穿过的为负的为正，则后来从另一面穿过的为负)故正确选故正确选项为项为C.4、如图如图419所示，直导线中通以电所示，直导线中通以电流流I，矩形线圈与通电直导线共面，下列情况中，矩形线圈与通电直导线共面，下列情况中能产生感应电流的是能产生感应电流的是()A电流电流I增大时增大时B线圈向右平动线圈向右平动C线圈向下平动线圈向下平动D线圈绕线圈绕ab边转动边转动图图419ABD5、如图、如图L为一根无限长的通电直导线，为一根无限长的通电直导线，M为一金为一金属环，属环，L通过通过M的圆心并与的圆心并与M所在的平面垂直，且所在的平面垂直，且通以向上的电流通以向上的电流I，则，则()A当当L中的电流发生变化时，中的电流发生变化时，环中有感应电流环中有感应电流B当当M左右平移时，环中有左右平移时，环中有感应电流感应电流C当当M保持水平，在竖直方向上下移动时环中有保持水平，在竖直方向上下移动时环中有感应电流感应电流D只要只要L与与M保持垂直，则以上几种情况，环中保持垂直，则以上几种情况，环中均无感应电流均无感应电流图图4110D6、麦克风是常用的一种电子设备，它的内部是一、麦克风是常用的一种电子设备，它的内部是一个小型传感器，把声音信号转变成电信号它的种个小型传感器，把声音信号转变成电信号它的种类比较多，如图所示为动圈式话筒简图类比较多，如图所示为动圈式话筒简图,它的工作它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，该线圈处在柱形永磁体的辐射状磁场中，当声音使该线圈处在柱形永磁体的辐射状磁场中，当声音使膜片振动时，就能将声音信号转变成电信号，下列膜片振动时，就能将声音信号转变成电信号，下列说法正确的是说法正确的是()图图4111A该传感器是根据电流的磁效应工作的该传感器是根据电流的磁效应工作的B该传感器是根据电磁感应现象工作的该传感器是根据电磁感应现象工作的C膜片振动时，线圈内不会产生感应电流膜片振动时，线圈内不会产生感应电流D膜片振动时，线圈内会产生感应电流膜片振动时，线圈内会产生感应电流图图4111BD【精讲精析】【精讲精析】当声音使膜片振动时，膜片后的金当声音使膜片振动时，膜片后的金属线圈随之振动，线圈就会切割永磁体磁场的磁感属线圈随之振动，线圈就会切割永磁体磁场的磁感线，产生感应电流，声音的强弱不同，产生的感应线，产生感应电流，声音的强弱不同，产生的感应电流的强弱也就不同，从而将声音信号转变成电信电流的强弱也就不同，从而将声音信号转变成电信号，这就是电磁感应现象，所以，选项号，这就是电磁感应现象，所以，选项B、D正确正确.【答案】【答案】BD【规律总结】【规律总结】话筒是利用电磁感应现象制成的，话筒是利用电磁感应现象制成的，除此之外在我们的生产与生活中还有很多常见的利除此之外在我们的生产与生活中还有很多常见的利用电磁感应现象制成的仪器，比如：磁带录音机、用电磁感应现象制成的仪器，比如：磁带录音机、汽车车速表、发电机等等，有兴趣的同学可以自行汽车车速表、发电机等等，有兴趣的同学可以自行去研究去研究