高中物理磁生电的探索公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

第第1 1章章新知预习新知预习巧设计巧设计名师课堂名师课堂一点通一点通要点一要点一要点二要点二第第1 1节节创新演练创新演练大冲关大冲关随堂检测归纳小结随堂检测归纳小结课下作业综合提升课下作业综合提升第1页第1页返回返回第2页第2页返回返回第3页第3页返回返回1理解电磁感应现象这一划时代发觉理解电磁感应现象这一划时代发觉 曲折历程。曲折历程。2通过试验与探究知道什么是电磁感通过试验与探究知道什么是电磁感 应现象，掌握产生感应电流条件。应现象，掌握产生感应电流条件。3理解磁通量并学会磁通量改变分理解磁通量并学会磁通量改变分 析与计算。析与计算。第4页第4页返回返回第5页第5页返回返回读教材填要点一、电磁感应摸索历程1“电生磁”18，丹麦物理学家 发觉了电流磁效应。2“磁生电”1831年，英国物理学家 发觉了电磁感应现象。奥斯特奥斯特法拉第法拉第第6页第6页返回返回二、探究感应电流产生条件二、探究感应电流产生条件1试验探究试验探究探究探究1：(如图如图111所表示所表示)图图111第7页第7页返回返回试验操作有无电流产生试验探究结论导体导体AB与磁场相对静止与磁场相对静止无无导体AB切割磁感线，通过闭合回路磁通量 ，有感应电流产生导体导体AB平行于磁感线运平行于磁感线运动动(与导轨不分离与导轨不分离)无无导体导体AB做切割磁感线运做切割磁感线运动动(与导轨不分离与导轨不分离)有有发生改变发生改变第8页第8页返回返回探究探究2：(如图如图112所表示所表示)图图112第9页第9页返回返回试验操作有无电流产生试验探究结论将磁铁插入螺将磁铁插入螺线管时线管时有有将磁铁插入或拔出螺线管时，通过螺线管闭合回路磁通量 ，有感应电流产生磁铁静止在螺磁铁静止在螺线管中时线管中时无无将磁铁拔出螺将磁铁拔出螺线管时线管时有有发生改变发生改变第10页第10页返回返回探究探究3：(如图如图113所表示所表示)螺线管螺线管A放在螺线管放在螺线管B内。内。图图113第11页第11页返回返回试验操作有无电流产生试验探究结论闭合开关瞬间有有导体和磁场间并没有发生相对运动，当螺线管A中电流发生改变时，螺线管B所处磁场 ，从而引起了穿过螺线管B 发生改变，螺线管B所在闭合回路中有感应电流产生闭合开关，闭合开关，A中电流稳中电流稳定后，滑动定后，滑动变阻器电阻变阻器电阻变大变大有有发生改变发生改变磁通量磁通量第12页第12页返回返回试验操作有无电流产生试验探究结论闭合开关，闭合开关，A中电中电流稳定后，滑动流稳定后，滑动变阻器电阻不变变阻器电阻不变无无导体和磁场间并没有发生相对运动，当螺线管A中电流发生改变时，螺线管B所处磁场 ，从而引起了穿过螺线管B 发生改变，螺线管B所在闭合回路中有感应电流产生闭合开关，闭合开关，A中电中电流稳定后，滑动流稳定后，滑动变阻器电阻变小变阻器电阻变小有有断开开关瞬间有有发生改变发生改变磁通量磁通量第13页第13页返回返回 2.试验结论试验结论 通过对以上三个试验探究得出：只要穿过通过对以上三个试验探究得出：只要穿过 磁通量磁通量 ，闭合电路中就有感应电流产生。，闭合电路中就有感应电流产生。三、电磁感应三、电磁感应 1电磁感应电磁感应 因磁通量改变而产生因磁通量改变而产生 现象。现象。2感应电流感应电流 所产生电流。所产生电流。闭合电路闭合电路发生改变发生改变电流电流电磁感应电磁感应第14页第14页返回返回 试身手试身手夯基础夯基础 1引起磁通量改变原因是各不相同，也许是引起磁通量改变原因是各不相同，也许是_发生改变，或者是闭合电路在磁场中发生改变，或者是闭合电路在磁场中_发生改变，也也许是闭合电路与磁场夹角发发生改变，也也许是闭合电路与磁场夹角发生改变。生改变。答案：答案：磁场面积磁场面积第15页第15页返回返回2发电基本原理是电磁感应，发觉发电基本原理是电磁感应，发觉“磁生电磁生电”现象科现象科学家是学家是 ()A安培安培 B赫兹赫兹C法拉第法拉第 D奥斯特奥斯特解析：解析：法拉第发觉了电磁感应现象，而奥斯特在更早时法拉第发觉了电磁感应现象，而奥斯特在更早时候发觉了电流磁效应，法拉第受奥斯特候发觉了电流磁效应，法拉第受奥斯特“电生磁电生磁”启发，启发，在经历了多次失败后，终于悟出了在经历了多次失败后，终于悟出了“磁生电磁生电”基本原理。基本原理。答案：答案：C第16页第16页返回返回3.用导线将灵敏电流表与金属棒连接用导线将灵敏电流表与金属棒连接成一个磁生电试验电路，如图成一个磁生电试验电路，如图114所表示，则下列哪种操作能所表示，则下列哪种操作能使指针偏转使指针偏转 ()A使导体使导体ab向左向左(或向右或向右)移动移动B使导体使导体ab向上向上(或向下或向下)移动移动C使导体使导体ab沿沿ab方向移动方向移动D使导体使导体ab沿沿ba方向移动方向移动图图114第17页第17页返回返回解析：解析：要使闭合回路中产生感应电流，导体棒需切割磁要使闭合回路中产生感应电流，导体棒需切割磁场，选项场，选项B、C、D中导体棒在磁场中运动，但没有切中导体棒在磁场中运动，但没有切割磁场，均错误。割磁场，均错误。答案：答案：A第18页第18页返回返回4关于产生感应电流条件，下列说法正确是关于产生感应电流条件，下列说法正确是 ()A位于磁场中闭合线圈，一定能产生感应电流位于磁场中闭合线圈，一定能产生感应电流B闭合线圈和磁场发生相对运动，一定能产生感应电流闭合线圈和磁场发生相对运动，一定能产生感应电流C闭合线圈做切割磁感线运动，一定能产生感应电流闭合线圈做切割磁感线运动，一定能产生感应电流D穿过闭合线圈磁感线条数发生改变，一定能产生感穿过闭合线圈磁感线条数发生改变，一定能产生感 应电流应电流解析：解析：产生感应电流条件是：产生感应电流条件是：闭合回路，闭合回路，磁通量发磁通量发生改变。生改变。答案：答案：D第19页第19页返回返回5法拉第把能够产生感应电流情形概括为五类：法拉第把能够产生感应电流情形概括为五类：变变化电流；化电流；改变磁场；改变磁场；运动稳恒电流；运动稳恒电流；运动磁体；运动磁体；在磁场中运动导体。在磁场中运动导体。图图115所表示试验装置分所表示试验装置分别阐明了哪种情形？别阐明了哪种情形？第20页第20页返回返回图图115第21页第21页返回返回解析：解析：试验试验(a)阐明是阐明是，运动磁体产生感应电流；试验，运动磁体产生感应电流；试验(b)阐明是阐明是，在磁场中运动导体产生感应电流；试验，在磁场中运动导体产生感应电流；试验(c)阐明是阐明是、，改变电流产生改变磁场，最后产生感应，改变电流产生改变磁场，最后产生感应电流。电流。答案：答案：见解析见解析第22页第22页返回返回第23页第23页返回返回磁通量磁通量磁通量改变量物理物理意义意义某时刻穿过磁场中某个面磁感线条数穿过某个面磁通量差值大小大小计算计算BS，S为与B垂直面积，不垂直时，取S在与B垂直方向上投影21B2S2B1S1BS(B不不变变)或或SB(S不不变变)第24页第24页返回返回磁通量磁通量磁通量改变量阐明穿过某个面有方向相反磁场，则不能直接用BS，应考虑相反方向磁通量抵消以后所剩余磁通量与磁场垂直平面，开始时和转过180时穿过平面磁通量是不同样，一正一负，2BS而不是零第25页第25页返回返回 名师点睛名师点睛 (1)、均与线圈匝数无关，彼此之间也无直接均与线圈匝数无关，彼此之间也无直接联系。联系。(2)磁通量正、负号并不表示磁通量方向，它符号仅磁通量正、负号并不表示磁通量方向，它符号仅表示磁感线贯穿方向。表示磁感线贯穿方向。(3)对于穿过某一平面双向磁场，对于穿过某一平面双向磁场，应表示是合磁通应表示是合磁通量大小。量大小。第26页第26页返回返回 1.如图如图116所表示，一个垂直纸面所表示，一个垂直纸面向里匀强磁场，向里匀强磁场，B 0.8 T，磁场有明，磁场有明显圆形边界，圆心为显圆形边界，圆心为O，半径为，半径为2 cm。现于纸面内先后放上圆线圈，圆心均在现于纸面内先后放上圆线圈，圆心均在O处，处，A线圈半径为线圈半径为1 cm,10匝；匝；B线圈半线圈半径为径为2 cm,1匝；匝；C线圈半径为线圈半径为0.5 cm,1匝。问：匝。问：图图116第27页第27页返回返回 (1)在磁感应强度减为在磁感应强度减为0.4 T过程中，过程中，A、B线圈中磁通线圈中磁通量改变多少？量改变多少？(2)当磁场转过当磁场转过30角过程中，角过程中，C线圈中磁通量改变多线圈中磁通量改变多少？少？审题指导审题指导处理此题关键是理解磁通量处理此题关键是理解磁通量BS中中S意义，同时掌握意义，同时掌握21计算办法。计算办法。第28页第28页返回返回解析解析(1)对对A线圈，线圈，1AB1r12，2AB2r12。磁通量改变量磁通量改变量|2A1A|(0.80.4)3.14104 Wb1.256104 Wb；对对B线圈，线圈，|2B1B|(0.80.4)3.14(2102)2 Wb5.024104 Wb。第29页第29页返回返回 (2)对对C线圈：线圈：1CBr2，磁场转过，磁场转过30，线圈面积在垂直，线圈面积在垂直磁场方向投影为磁场方向投影为r2cos30，则，则2CBr2cos30。磁通量改变量磁通量改变量|2C1C|Br2(1cos 30)0.83.14(5103)2(10.866)Wb 8.415 2106 Wb。答案答案(1)1.256104 Wb5.024104 Wb (2)8.415 2106 Wb第30页第30页返回返回 用磁通量计算公式用磁通量计算公式BS计算时要注意三点：计算时要注意三点：(1)S是指闭合回路中包括磁场部分有效面积，且是指闭合回路中包括磁场部分有效面积，且S必必须与磁场方向垂直。须与磁场方向垂直。(2)磁通量虽是标量但有正、负之分，计算时要按代数磁通量虽是标量但有正、负之分，计算时要按代数和办法求总磁通量。和办法求总磁通量。(3)磁通量及磁通量改变量不受线圈匝数影响。磁通量及磁通量改变量不受线圈匝数影响。第31页第31页返回返回 (1)电流磁效应是指电流周围产生磁场即电流磁效应是指电流周围产生磁场即“电生磁电生磁”，而，而电磁感应现象是利用磁场产生感应电流即电磁感应现象是利用磁场产生感应电流即“磁生电磁生电”，是两，是两种因果关系相反现象。种因果关系相反现象。(2)感应电流产生条件：感应电流产生条件：电路闭合。电路闭合。穿过电路磁通量发生改变。穿过电路磁通量发生改变。第32页第32页返回返回 (3)分析是否产生感应电流，关键是分析穿过闭合线圈分析是否产生感应电流，关键是分析穿过闭合线圈磁通量是否改变，而分析磁通量是否有改变，关键是分清磁磁通量是否改变，而分析磁通量是否有改变，关键是分清磁感线分布，即分清磁感线疏密改变和磁感线方向改变及有效感线分布，即分清磁感线疏密改变和磁感线方向改变及有效磁场面积改变。磁场面积改变。(4)导体切割磁感线，不是产生感应电流充要条件，归导体切割磁感线，不是产生感应电流充要条件，归根结底还得看穿过闭合回路磁通量是否发生改变。根结底还得看穿过闭合回路磁通量是否发生改变。第33页第33页返回返回即使是闭合回路部分导体做切割磁感即使是闭合回路部分导体做切割磁感线运动，也不能确保一定存在感应电线运动，也不能确保一定存在感应电流，如图流，如图117所表示，所表示，abcd线框一线框一部分在匀强磁场中上下平动，尽管是部部分在匀强磁场中上下平动，尽管是部分切割，但同样没有感应电流。分切割，但同样没有感应电流。名师点睛名师点睛 导体切割磁感线是导体中产生感应电流一个表面现象，导体切割磁感线是导体中产生感应电流一个表面现象，其主线原因是穿过闭合回路磁通量发生改变。其主线原因是穿过闭合回路磁通量发生改变。图图117第34页第34页返回返回 2.如图如图118所表示匀强磁场中有所表示匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况一个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会产生感应电流是下，线框中会产生感应电流是()A线框平面始终与磁感线平线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动行，线框在磁场中左右运动 B线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动运动图图118第35页第35页返回返回 C线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直轴线线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直轴线AB转动转动 D线框绕位于线框平面内且与磁感线平行轴线线框绕位于线框平面内且与磁感线平行轴线CD转动转动 思绪点拨思绪点拨第36页第36页返回返回 解析解析四种情况中初始位置线框均与磁感线平行，四种情况中初始位置线框均与磁感线平行，磁通量为零，线圈按磁通量为零，线圈按A、B、D三种情况移动后，线框仍三种情况移动后，线框仍与磁感线平行，磁通量保持为零不变，线框中不产生感与磁感线平行，磁通量保持为零不变，线框中不产生感应电流。应电流。C中线圈转动后，穿过线框磁通量不断发生改中线圈转动后，穿过线框磁通量不断发生改变，因此产生感应电流，变，因此产生感应电流，C项正确。项正确。答案答案C第37页第37页返回返回 电路闭合，磁通量改变，是产生感应电流两个必要电路闭合，磁通量改变，是产生感应电流两个必要条件，缺一不可。其中磁感线条数可用来形象地表示一条件，缺一不可。其中磁感线条数可用来形象地表示一个回路磁通量大小，因此判断穿过闭合电路磁通量是否个回路磁通量大小，因此判断穿过闭合电路磁通量是否改变时，可充足利用穿过闭合电路磁感线条数是否改变改变时，可充足利用穿过闭合电路磁感线条数是否改变来判断某过程中磁通量是否改变。来判断某过程中磁通量是否改变。第38页第38页返回返回第39页第39页返回返回第40页第40页返回返回1(相应要点一相应要点一)如图如图119所表示，所表示，a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内，三个闭合线圈放在同一平面内，当线圈当线圈a中有电流中有电流I通过时，它们磁通过时，它们磁通量分别为通量分别为a、b、c，下列说法，下列说法中正确是中正确是 ()AabbcCaccb图图119第41页第41页返回返回解析：解析：当当a中有电流通过时，穿过中有电流通过时，穿过a、b、c三个闭合线圈三个闭合线圈向里磁感线条数同样多，向外磁感线条数向里磁感线条数同样多，向外磁感线条数c最多，另一方最多，另一方面是面是b，a中没有向外磁感线，因此，依据合磁通量计算，中没有向外磁感线，因此，依据合磁通量计算，应当是：应当是：abc。答案：答案：B第42页第42页返回返回2(相应要点二相应要点二)如图如图1110所表示，矩形线圈与磁场垂所表示，矩形线圈与磁场垂直，且二分之一在匀强磁场内二分之一在匀强磁场外。直，且二分之一在匀强磁场内二分之一在匀强磁场外。下述过程中能使线圈产生感应电流是下述过程中能使线圈产生感应电流是 ()图图1110A以以bc为轴转动为轴转动45B以以ad为轴转动为轴转动45C将线圈向下平移将线圈向下平移 D将线圈向上平移将线圈向上平移第43页第43页返回返回解析：解析：线圈有无产生感应电流关键看磁通量是否改变线圈有无产生感应电流关键看磁通量是否改变或磁感线条数是否改变，以或磁感线条数是否改变，以bc为轴转动为轴转动45，磁通量不，磁通量不发生改变，无感应电流，因此发生改变，无感应电流，因此A错。将线圈向上、向错。将线圈向上、向下平移时线圈磁通量也不发生改变，也无感应电流，下平移时线圈磁通量也不发生改变，也无感应电流，故故C、D也错。也错。答案：答案：B第44页第44页返回返回 (1)穿过闭合电路磁通量发生改变是电路中产生感穿过闭合电路磁通量发生改变是电路中产生感应电流唯一条件，也是普适条件，其中闭合电路是产应电流唯一条件，也是普适条件，其中闭合电路是产生感应电流前提，而磁通量发生改变是产生感应电流生感应电流前提，而磁通量发生改变是产生感应电流主线。主线。第45页第45页返回返回 (2)导体做切割磁感线运动不一定产生感应电流，因为电路不一定闭合；闭合电路在磁场中运动也不一定产生感应电流，因为磁通量可能不变。(3)、均与线圈匝数无关，21BSBS，与磁场垂直平面开始时和转过180时，是不同，其2BS而不是零。第46页第46页返回返回点击下图进入点击下图进入“课下作业综合提升课下作业综合提升”第47页第47页