高中物理第四章电磁感应4.1划时代的发现4.2探究感应电流的产生条件.pptx

1,划时代发觉,探究感应电流产生条件,第1页,第2页,读一读,思一思,辨一辨,议一议,一、划时代发觉,阅读教材第,2,3,页第,1,节,“,划时代发觉,”,内容,知道奥斯特发觉了电流磁效应,了解法拉第研究电磁感应现象艰辛过程,知道法拉第总结引发电磁感应现象五类原因。,1,.,丹麦物理学家奥斯特发觉了什么现象标志着电流磁效应发觉,?,答案,:,发觉载流导线能使小磁针发生偏转,我们把这种作用称为电流磁效应。,2,.,电流磁效应发觉有什么意义,?,答案,:,电流磁效应发觉证实了电和磁存在着必定联络,突破了人类对电与磁认识不足,掀起了一场研究电与磁关系革命。,3,.,法拉第开始试验为何没有观察到,“,磁生电,”,现象,?,答案,:,他在这些试验中使用都是恒定电流产生磁场,这么磁场是不会在某个电路中产生感应电流。,第3页,读一读,思一思,辨一辨,议一议,4,.,法拉第把两个线圈绕在同一个铁环上,一个线圈接到电源上,另一个线圈接入,“,电流表,”,在给一个线圈通电或断电瞬间,观察电流表,会看到什么现象,?,说明了什么,?,他领悟到,“,磁生电,”,是在什么过程中才会产生,?,答案,:,电流表指针发生摆动,说明另一个线圈中产生了电流。法拉第领悟到,“,磁生电,”,是一个在改变、运动过程中才能出现效应。,5,.,法拉第总结出引发电磁感应现象哪五类原因,?,答案,:,改变电流、改变磁场、运动恒定电流运动磁铁、在磁场中运动导体。,第4页,读一读,思一思,辨一辨,议一议,二、探究感应电流产生条件,阅读教材第,5,7,页第,2,节,“,探究感应电流产生条件,”,内容,了解导体棒在磁场中运动、磁铁在线圈中运动、原线圈通电电流三种情况下能产生感应电流,初步了解产生感应电流条件。,第5页,读一读,思一思,辨一辨,议一议,1,.,如图所表示甲、乙、丙三个试验装置中,怎样操作电路中会产生感应电流,?,第6页,读一读,思一思,辨一辨,议一议,答案,:,甲,:,当导体棒做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流。,乙,:,当将磁铁从线圈中抽出或插入时,电路中会产生感应电流。,丙,:,当开关闭合且移动滑动变阻器滑片时,(,或当开关断开、闭合时,),电路中会产生感应电流。,第7页,读一读,思一思,辨一辨,议一议,2,.,产生感应电流条件是什么,?,答案,:,只要穿过闭合导体回路磁通量发生改变,闭合导体回路中就会产生感应电流。,第8页,读一读,思一思,辨一辨,议一议,1,.,思索辨析。,(1),只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生。,(,),解析,:,产生感应电流条件,:,一是闭合电路,二是磁通量改变。有磁通量而不改变,是不会产生感应电流。,答案,:,(2),穿过螺线管磁通量发生改变时,螺线管内部就一定有感应电流产生。,(,),解析,:,磁通量发生改变,而螺线管回路不闭合,不会产生感应电流。,答案,:,第9页,读一读,思一思,辨一辨,议一议,(3),闭合电路部分导体在磁场中运动就会产生感应电流。,(,),解析,:,只有闭合电路部分导体做切割磁感线运动时,闭合回路中才会产生感应电流。,答案,:,(4),线框不闭合时,即使穿过线框磁通量发生改变,线框中也没有感应电流产生。,(,),解析,:,产生感应电流两个条件都满足才会有感应电流产生。,答案,:,第10页,读一读,思一思,辨一辨,议一议,2,.,探究讨论。,(1),奥斯特发觉电流磁效应对法拉第发觉电磁感应现象有什么意义,?,答案,:,正因为奥斯特发觉了电流磁效应,提醒了电现象与磁现象之间存在某种联络,突破了人类对电与磁认识不足,使法拉第坚信有了磁场就一定会产生电流。,(2),电流磁效应与电磁感应有什么区分,?,答案,:,电流磁效应是指电流周围产生磁场,即,“,电生磁,”,。电磁感应现象是利用磁场产生感应电流,即,“,磁生电,”,。,“,电生磁,”,和,“,磁生电,”,是两种因果关系相反现象,要正确区分这两种现象。,第11页,探究一,探究二,当堂检测,问题导引,名师精讲,典例剖析,对磁通量概念了解,如图甲,竖直向下匀强磁场中,水平放置一正方形线框,;,如图乙,竖直向下匀强磁场中,平行磁感应强度方向放置正方形线框。若线框面积是,S,磁感应强度为,B,试求两种情况下,穿过线框磁通量分别是多少,?,关键点提醒,:,题图甲中,磁感线与线框所在平面垂直,穿过线框磁通量,1,=BS,;,题图乙中,磁感线与线框所在平面平行,穿过线框磁通量,2,=,0,。,第12页,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,1,.,磁通量计算,(1),B,与,S,垂直时,:,=BS,B,为匀强磁场磁感应强度,S,为线圈有效面积。如图,a,所表示。,(2),B,与,S,不垂直时,:,=B,S,=B,S,S,为线圈在垂直磁场方向上投影面积。,B,为,B,在垂直于,S,方向上分量。如图,b,、,c,所表示。,(3),某线圈所围面积内有不一样方向磁场时,要求某个方向磁通量为正,反方向磁通量为负,求其代数和,如图,d,所表示。,第13页,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,2,.,磁通量是标量,但有正、负,其正、负分别表示与要求穿入方向相同、相反。,3,.,磁通量改变大致可分为以下几个情况,:,(1),磁感应强度,B,不变,有效面积,S,发生改变。如图,a,所表示。,(2),有效面积,S,不变,磁感应强度,B,发生改变。如图,b,所表示。,(3),磁感应强度,B,和有效面积,S,都不变,它们之间夹角发生改变。如图,c,所表示。,第14页,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,4,.,用磁感线条数表示磁通量。当回路中有不一样方向磁感线穿过时,磁通量是指穿过某一面磁感线,“,净,”,条数,即不一样方向磁感线条数差。,从磁感线穿过面角度来分,一个面积两个面分为,“,正面,”,和,“,反面,”,“,正面,”,穿入磁感线,磁通量为正值,“,反面,”,穿入磁感线,磁通量为负值。,第15页,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,【例题,1,】,有一个,100,匝线圈,其横截面是边长为,L=,0,.,20 m,正方形,放在磁感应强度,B=,0,.,50 T,匀强磁场中,线圈平面与磁场垂直。若将这个线圈横截面形状由正方形变成圆形,(,横截面周长不变,),则在这一过程中穿过线圈磁通量改变了多少,?,第16页,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,归纳总结磁通量,=BS,计算几点注意,(1),S,是指闭合回路中包含磁场那部分有效面积。,(2),磁通量与线圈匝数无关,也就是磁通量大小不受线圈匝数影响。同理,磁通量改变量,=,2,-,1,也不受线圈匝数影响。所以,直接用公式求,、,时,无须去考虑线圈匝数,n,。,第17页,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,变式训练,1,磁通量是研究电磁感应现象主要物理量,如图所表示,经过恒定电流导线,MN,与闭合线框共面,第一次将线框由,1,平移到,2,第二次将线框绕,cd,边翻转到,2,设先后两次经过线框磁通量改变分别为,1,和,2,则,(,),A.,1,2,B.,1,=,2,C.,1,2,D.无法确定,解析,:,设线框在位置,1,时磁通量为,1,在位置,2,时磁通量为,2,直线电流产生磁场在,1,处比在,2,处要强,若平移线框,则,1,=,1,-,2,若转动线框,磁感线是从线框正反两面穿过,一正一负,所以,2,=,1,+,2,。总而言之,1,2,。,答案,:,C,第18页,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,探究产生感应电流条件,1,.,如图所表示,导体,AB,放在磁场中,并与电流表相连,按照表中试验操作进行试验,观察有没有感应电流产生,完成下表。,第19页,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,无,无,有,改变,不变,第20页,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,2,.,如图所表示,条形磁铁放在线圈中,线圈接有电流表,按照表中试验操作进行试验,观察有没有感应电流产生,完成下表。,有,无,有,有,无,有,改变,不变,第21页,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,3,.,如图所表示,原线圈,(,小螺线管,),接电源、开关和滑动变阻器,副线圈,(,大螺线管,),接电流表,按照表中试验操作进行试验,观察有没有感应电流产生,完成下表。,第22页,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,有,有,无,有,改变,不变,第23页,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,4,.上述三个试验产生感应电流情况不一样,但其中必定有某种共同原因,完成下表并总结产生感应电流条件。,改变,改变,不变,改变,不变,闭合,磁通量,第24页,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,1,.,产生感应电流条件,只要穿过闭合电路磁通量发生改变,闭合电路中就会产生感应电流。,2,.,感应电流有没有判断,引发感应电流表面原因很多,但本质原因是磁通量改变。只要穿过闭合电路磁通量改变,闭合电路中就有感应电流产生。,穿过闭合电路磁通量发生改变,大致有以下几个情况,:,第25页,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,(1),电路为闭合电路。,(2),穿过电路磁通量发生改变。两条必须同时满足,才能产生感应电流。,第26页,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,【例题,2,】,如图所表示,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。下述操作中能使线圈中产生感应电流是,(,),A.,以,bc,为轴转动,45,B.,以,ad,为轴转动,45,C.,将线圈向下平移,D.,将线圈向上平移,第27页,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,解析,:,当线圈以,bc,为轴转动,45,时,ad,边刚好还没有进入磁场,这么,穿过线圈磁感线条数没有发生改变,磁通量不发生改变,所以在回路中不会产生感应电流,A,错误。当以,ad,为轴转动,45,时,bc,边刚好要离开磁场,这么,穿过线圈磁感线条数将不停降低,所以在回路中会产生感应电流,选项,B,正确。当将线圈向下平移或者向上平移时,穿过线圈磁感线条数均没有发生改变,磁通量不发生改变,所以在回路中不会产生感应电流,选项,C,、,D,错误。,答案,:,B,第28页,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,归纳总结判断是否产生感应电流技巧,(1),电路闭合和磁通量发生改变是产生感应电流两个条件,二者缺一不可。,(2),磁通量发生改变,其主要内涵表达在,“,改变,”,上,磁通量很大,若没有改变,也不会产生感应电流,磁通量即使是零,不过改变,依然能够产生感应电流。,(3),产生感应电流实质是其它形式能转化为电能。,第29页,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,变式训练,2,(,多项选择,),如图所表示,在正方形线圈内部有一条形磁铁,线圈与磁铁在同一平面内,二者有共同中心轴线,OO,关于线圈中产生感应电流以下说法正确是,(,),A.,当磁铁向纸面外平移时,线圈中不产生感应电流,B.,当磁铁向上平移时,线圈中不产生感应电流,C.,当磁铁向下平移时,线圈中产生感应电流,D.,当磁铁,N,极向纸外、,S,极向纸里绕,OO,轴转动时,线圈中产生感应电流,第30页,探究一,探究二,问题导引,名师精讲,典例剖析,当堂检测,解析,:,因为线圈与磁铁在同一平面内,二者有共同中心轴线,OO,由条形磁铁磁感线分布轴对称性能够判断出此时线圈中磁通量为零。当磁铁向纸面外平移时,N,极发出磁感线从磁铁外部再回到,S,极,所以在平移过程中,线圈中没有磁通量改变,不产生感应电流,A,正确,;,当磁铁向上平移时或者当磁铁向下平移时,线圈一直在条形磁铁轴线上,所以磁通量一直为零,所以线圈中不产生感应电流,所以,B,正确,C,错误,;,当磁铁,N,极向纸外、,S,极向纸里绕,OO,轴转动时,线圈中磁通量将由零开始先逐步增加,所以磁通量发生了改变,将会产生感应电流,所以,D,正确。,答案,:,ABD,第31页,当堂检测,探究一,探究二,1,2,3,1,产生感应电流判断,),下列图中能产生感应电流是,(,),解析,:,依据产生感应电流条件,:A,选项中,电路没有闭合,无感应电流,;B,选项中,面积增大,闭合电路磁通量增大,有感应电流,;C,选项中,穿过线圈磁感线相互抵消,恒为零,无感应电流,;D,选项中,磁通量不发生改变,无感应电流。,答案,:,B,第32页,探究一,探究二,1,2,3,当堂检测,2,.,(,多项选择,)(,产生感应电流判断,),如图所表示,竖直放置长直导线通有恒定电流,有一矩形线框与导线在同一平面内,在以下情况中线框产生感应电流是,(,),A.,导线中电流变大,B.,线框向右平动,C.,线框向下平动,D.,线框以,AB,边为轴转动,答案,:,ABD,第33页,探究一,探究二,1,2,3,当堂检测,3,.,(,磁通量改变,),如图所表示线框,面积为,S,处于磁感应强度为,B,匀强磁场中,B,方向与线框平面成,角,当线框转过,90,到如图所表示虚线位置时,试求,:,(1),初、末位置穿过线框磁通量大小,1,和,2,。,(2),磁通量改变量,。,第34页,探究一,探究二,1,2,3,当堂检测,解析,:,(1),解法一,:,在初始位置,把面积向垂直于磁场方向进行投影,可得垂直于磁场方向面积为,S,=S,sin,所以,1,=BS,sin,。在末位置,把面积向垂直于磁场方向进行投影,可得垂直于磁场方向面积为,S,=S,cos,。因为磁感线从反面穿入,所以,2,=-BS,cos,。,解法二,:,如图所表示,把磁感应强度,B,沿垂直于面积,S,和平行于面积,S,进行分解,得,B,上,=B,sin,B,左,=B,cos,所以,1,=B,上,S=BS,sin,2,=-B,左,S=-BS,cos,。,(2),此过程中磁通量改变量为,=,2,-,1,=-BS,cos,-BS,sin,=-BS,(cos,+,sin,),。,答案,:,(1),BS,sin,-BS,cos,(2),-BS,(cos,+,sin,),第35页,