高中物理第四章电磁感应1划时代的发现2探究感应电流的产生条件课件新人教版选修3_2

1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件,第四章 电磁感应,1.知道奥斯特实验、电磁感应现象，了解电生磁和磁生电的发现过程. 2.通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件. 3.能说出磁通量变化的含义，会利用电磁感应产生的条件解决实际问题.,目标定位,二、深化理解磁通量及其变化,三、探究感应电流的产生条件,栏目索引,一、电磁感应现象,对点检测 自查自纠,一、电磁感应现象,知识梳理,1.奥斯特梦圆“电生磁” 1820年，丹麦物理学家 发现通电导线能使放在导线附近的小磁针偏转，这种作用称为 . 电流的磁效应说明电流能在其周围产生 . 2.法拉第心系“磁生电” 1831年，英国物理学家 发现了电磁感应现象，即“由磁生电”的现象，产生的电流叫 . 法拉第把引起电流的原因概括为五类：变化的电流、 、运动的恒定电流、运动的磁铁、 .,答案,在磁场中运动的导体,奥斯特,电流的磁效应,磁场,法拉第,感应电流,变化的磁场,【深度思考】,电流的磁效应与电磁感应有什么区别？,答案 电流的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的现象，要正确区分这两种现象，弄清现象的因果关系是关键.,答案,典例精析,例1 下列属于电磁感应现象的是( ) A.通电导体周围产生磁场 B.磁场对感应电流发生作用，阻碍导体运动 C.由于导体自身电流发生变化，在回路中产生感应电流 D.电荷在磁场中定向移动形成电流,解析 根据引起电流原因的五类情况可知，导体自身电流发生变化，在回路中产生感应电流为电磁感应现象.故选项C正确.,C,返回,解析答案,二、深化理解磁通量及其变化,答案,知识梳理,1.磁通量的计算 (1)B与S垂直时： ，S为线圈的有效面积.如图1(a)所示. (2)B与S不垂直时：BSBS，S为线圈在 方向上的投影面积.B为B在 方向上的分量.如图(b)、(c)所示. (3)某线圈所围面积内有不同方向的磁场时，规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为 ，求其代数和，如图(d)所示.,图1,负,BS,垂直磁场,垂直于S,答案,2.磁通量是 量，但有正、负，其正、负分别表示与规定的穿入方向相同、相反. 3.磁通量的变化 大致可分为以下几种情况： (1)磁感应强度B不变， 发生变化.如图2(a)所示. (2)有效面积S不变， 发生变化. 如图(b)所示. (3)磁感应强度B和有效面积S都不变，它们之间的夹角发生变化.如图(c)所示.,图2,磁感应强度B,标,有效面积S,【深度思考】,将两个同圆心但大小不同的线圈套在条形磁铁上，通过哪个线圈的磁通量大？,答案 通过小线圈的磁通量大.若穿过某一平面的磁感线既有穿出，又有穿入，则穿过该面的合磁通量为磁感线的净条数.,答案,4.用磁感线的条数表示磁通量.当回路中有不同方向的磁感线穿过时，磁通量是指穿过某一面磁感线的“净”条数，即不同方向的磁感线的条数差.,解析答案,总结提升,典例精析,例2 磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图3所示，通有恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框绕cd边翻转到位置2，设先后两次通过线框的磁通量变化分别为1和2，则( ) A.12 B.12 C.12 D.无法确定,图3,解析 设闭合线框在位置1时的磁通量为1，在位置2时的磁通量为2，直线电流产生的磁场在位置1处比在位置2处要强，故12. 将闭合线框从位置1平移到位置2，磁感线是从闭合线框的同一面穿过的，所以1|21|12；将闭合线框从位置1绕cd边翻转到位置2，磁感线分别从闭合线框的正反两面穿过，所以2|(2)1|12(以原来穿过的方向为正方向，则后来从另一面穿过的方向为负方向).故正确选项为C. 答案 C,总结提升,总结提升,磁通量虽然是标量，但有正、负.该题中线框由位置1平移到位置2和绕cd边翻转到位置2时，在位置2的磁通量大小都相等，但磁感线穿入的方向相反.,例3 边长L10 cm的正方形线框有10匝，固定在匀强磁场中，磁场方向与线框平面间的夹角30，如图4所示，磁感应强度随时间的变化规律为B23t(T)，求： (1)2 s末穿过线框的磁通量.,解析答案,图4,解析 2 s末穿过线框的磁感应强度 B2(232) T8 T， 由BSsin ，知2 s末穿过线框的磁通量 B2Ssin 8(0.1)2sin 30 Wb4102 Wb. 答案 4102 Wb,返回,解析答案,(2)第3 s内穿过线框的磁通量的变化量.,解析 第3 s内磁感应强度的变化B3 T， 所以BSsin 3(0.1)2sin 30 Wb1.5102 Wb. 答案 1.5102 Wb,解题技巧,图4,返回,解题技巧,(1)求解磁通量的变化量时要取有效面积； (2)磁通量的变化与线圈的匝数无关； (3)磁感线从不同侧面穿过线圈时磁通量的正、负不同.,三、探究感应电流的产生条件,知识梳理,1.导体棒在磁场中运动是否产生电流 如图5所示，将可移动导体AB放置在磁场中，并和电流表组成闭合回路.实验(1)操作及现象如下：,图5,答案,无,无,有,图6,2.磁铁在螺线管中运动是否产生电流 如图6所示，将螺线管与电流表组成闭合回路，把条形磁铁插入或抽出螺线管.实验(2)操作及现象如下：,答案,有 无 有 有 无 有,图7,3.模拟法拉第的实验 如图7所示，线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面.实验(3)操作及现象如下：,答案,4.归纳结论：产生感应电流的条件 (1)电路 ； (2) . 如果电路不闭合，不会产生感应电流，但仍会产生感应电动势，就像直流电路一样，电路不闭合，没有电流，但电源仍然存在.,磁通量发生变化,有 有 无 有,闭合,【深度思考】,在螺线管A(如图8甲所示)中电流随时间变化的图象如图乙所示，则tt0时刻线圈B中有感应电流吗？,答案 有.虽然此时穿过B的磁通量为0，但磁通量在变化，感应电流的产生与无关，取决于的变化.,答案,图8,返回,解析答案,总结提升,典例精析,例4 下图中能产生感应电流的是( ),总结提升,解析 根据产生感应电流的条件：A选项中，电路没有闭合，无感应电流； B选项中，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流； C选项中，穿过线圈的磁感线相互抵消，恒为零，无感应电流； D选项中，磁通量不发生变化，无感应电流. 答案 B,总结提升,返回,(1)电路闭合和磁通量发生变化是产生感应电流的两个条件，二者缺一不可. (2)磁通量发生变化，其主要内涵体现在“变化”上，磁通量很大若没有变化也不会产生感应电流，磁通量虽然是零但是如果在变化仍然可以产生感应电流.,对点检测 自查自纠,1,2,3,4,解析答案,图9,B,1,2,3,4,解析答案,2.(电磁感应现象的产生)在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是( ) A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化 B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化 C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形 磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化 D.绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或 断电的瞬间，观察电流表的变化,1,2,3,4,解析 产生感应电流必须满足的条件：电路闭合；穿过闭合电路的磁通量要发生变化.选项A、B电路闭合，但磁通量不变，不能产生感应电流，故选项A、B不能观察到电流表的变化； 选项C满足产生感应电流的条件，也能产生感应电流，但是等我们从一个房间到另一个房间后，电流表中已没有电流，故选项C也不能观察到电流表的变化； 选项D满足产生感应电流的条件，能产生感应电流，可以观察到电流表的变化，所以选D. 答案 D,1,2,3,4,3.(产生感应电流的判断)(多选)如图10所示，竖直放置的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，在下列情况中线框产生感应电流的是( ) A.导线中的电流变大 B.线框向右平动 C