浙江省高中物理 第四章 电磁感应 第1课时 划时代的发现 实验：探究感应电流产生的条件课件 新人教版选修32.ppt

第1课时划时代的发现实验 探究感应电流产生的条件 研究选考 把握考情 知识点一电磁感应现象 基础梳理 1 奥斯特梦圆 电生磁 1820年 丹麦物理学家 发现载流导体能使小磁针 这种效应称为电流的 2 法拉第心系 磁生电 1831年 英国物理学家 发现了 现象 即 磁生电 现象 产生的电流叫做 电流 他把引起电流的原因概括为五类 变化的 变化的 运动的恒定电流 运动的磁铁 在磁场中运动的导体 奥斯特 转动 磁效应 法拉第 电磁感应 感应 电流 磁场 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 答案c 即学即练 知识点二磁通量及其变化 1 磁通量 1 定义 闭合导体回路的 与垂直穿过它的磁场的 的乘积叫磁通量 符号为 在数值上等于穿过投影面的磁感线的 2 公式 其中s为回路平面在垂直磁场方向上的 面积 若正方形线框的边长为a 磁感强度为b的正方形匀强磁场区域的边长为b 则穿过线框的磁通量 如图1所示 基础梳理 图1 面积 磁感应强度 条数 bs 有效 bb2 3 单位 韦伯 简称韦 符号wb 4 注意 磁通量是标量 但有正 负之分 一般来说 如果磁感线从线圈的正面穿入 线圈的磁通量就为 磁感线从线圈的反面穿入 线圈的磁通量就为 磁通量与线圈的匝数 填 有关 或 无关 2 磁通量的变化量 2 1 无关 要点精讲 1 b与s垂直时 匀强磁场中 bs 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 bs s 为线圈在垂直磁场方向上的有效面积 在应用时可将s投影到与b垂直的方向上 如图2所示 bssin 图2 例1 如图3所示 有一个面积为s 400cm2的正方形线圈abcd 平面与竖直方向的夹角 60 放在磁感应强度为b 0 50t的水平匀强磁场中 则穿过正方形线圈的磁通量是多少 图3 解析线圈在垂直b方向上的有效面积s scos 400 10 4 cos60 0 04 0 5m2 0 02m2穿过正方形线圈的磁通量 bs 0 50 0 02wb 0 01wb答案0 01wb 例2 如图4所示 水平放置的扁平条形磁铁 在磁铁的左端正上方有一金属线框 线框平面与磁铁垂直 当线框从左端正上方沿水平方向平移到右端正上方的过程中 穿过它的磁通量的变化情况是 a 先减小后增大b 始终减小c 始终增大d 先增大后减小解析线框在磁铁两端的正上方时穿过该线框磁通量最大 在磁铁中央时穿过该线框的磁通量最小 所以该过程中的磁通量先减小后增大 故a对 答案a 图4 知识点三实验 探究感应电流的产生条件 1 实验设计 1 实验1 如图5所示 导体ab做切割磁感线运动时 线路中 电流产生 而导体ab顺着磁感线运动时 线路中 电流产生 填 有 或 无 基础梳理 图5 有 无 2 实验2 如图6所示 条形磁铁插入或拔出线圈时 线圈中 电流产生 但条形磁铁在线圈中静止不动时 线圈中 电流产生 填 有 或 无 图6 有 无 3 实验3 如图7所示 将小螺线管a插入大螺线管b中不动 当开关s接通或断开时 电流表中 电流通过 若开关s一直闭合 当改变滑动变阻器的阻值时 电流表中 电流通过 而开关一直闭合 滑动变阻器滑动触头不动时 电流表中 电流产生 填 有 或 无 图7 有 有 无 2 分析论证 上述三个实验产生感应电流的情况不同 但其中肯定有某种共同的原因 完成下表并总结产生感应电流的条件 变化 变化 不变 变化 不变 闭合 磁通量 3 归纳总结产生感应电流的条件 穿过 电路的 发生变化 特别提醒实验1是通过导体相对磁场运动改变磁通量 实验2是磁体即磁场运动改变磁通量 实验3通过改变电流从而改变磁场强弱 进而改变磁通量 所以可以将产生感应电流的条件描述为 只要穿过闭合电路的磁通量发生变化 闭合电路中就会产生感应电流 闭合 磁通量 要点精讲 对产生感应电流的条件的理解 1 导体回路闭合 磁通量变化是产生感应电流的两个必要条件 缺一不可 而导体回路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件 即使穿过导体回路的磁通量很大但不发生变化 也不会产生感应电流 2 判断穿过闭合导体回路的磁通量是否变化时 可充分利用磁感线来进行定性判断 即通过观察穿过闭合导体回路的磁感线的条数是否变化判断某过程中磁通量是否变化 例3 下列情况能产生感应电流的是 图8 a 如图甲所示 导体ab顺着磁感线运动b 如图乙所示 条形磁铁插入或拔出线圈时c 如图丙所示 小螺线管a插入大螺线管b中不动 开关s一直接通时d 如图丙所示 小螺线管a插入大螺线管b中不动 开关s一直接通 当改变滑动变阻器的阻值时 解析导体棒顺着磁感线运动 穿过闭合电路的磁通量没有发生变化无感应电流 故a错误 条形磁铁插入线圈时 线圈中的磁通量增加 拔出时线圈中的磁通量减少 都有感应电流 故b正确 开关s一直接通 回路中为恒定电流 螺线管a产生的磁场稳定 螺线管b中的磁通量无变化 线圈中不产生感应电流 故c错误 开关s接通 滑动变阻器的阻值变化使闭合回路中的电流变化 螺线管a的磁场变化 螺线管b中磁通量变化 线圈中产生感应电流 故d正确 答案bd 名师点睛判断是否产生感应电流 关键是明确导体回路是否闭合以及回路中的磁通量是否发生变化 只有两个条件同时满足了才能产生感应电流 1 发电机的基本原理是电磁感应 发现电磁感应现象的科学家是 a 奥斯特b 安培c 麦克斯韦d 法拉第答案d 2 如图9所示 虚线框内有匀强磁场 大环和小环是垂直于磁场放置的两个圆环 分别用 1和 2表示穿过大 小两环的磁通量 则 a 1 2b 1 2c 1 2d 无法确定解析根据磁通量的计算公式 bs 大环 小环围成的面积虽不同 但磁场穿过的那部分有效面积相同 则磁通量相同 答案c 图9 3 如图10所示 在匀强磁场中的u形导轨上 有两根等长的平行导线ab和cd 以相同的速度v匀速向右滑动 为使ab中有感应电流产生 对开关s来说 a 断开和闭合都可以b 应断开c 断开和闭合都不行d 应闭合解析ab cd杆以相同的速度同向运动 相对静止 即abcd闭合回路的面积不变 磁通量不变 只有当开关闭合后 构成abnm闭合回路的磁通量发生变化 ab中才能产生感应电流 故a b c错误 d正确 答案d 图10 4 2017 浙江省嘉兴市高二月考 如图11所示是 探究感应电流的产生条件 的实验装置 下列情况中不会引起电流表指针偏转的是 图11a 闭合开关时b 断开开关时c 闭合开关后拔出线圈a时d 断开开关后移动变阻器的滑片时 解析闭合开关时 穿过b线圈的磁通量从无到有 磁通量发生变化 产生感应电流 电流表指针发生偏转 a项错误 断开开关时 穿过b线圈的磁通量从有到无 磁通量发生变化 产生感应电流 电流表指针发生偏转 b项错误 闭合开关后 拔出线圈a时 穿过b线圈的磁通量发生变化 产生感应电流 电流表指针发生偏转 c项错误 断开开关后 移动滑动变阻器 穿过线圈b的磁通量始终为零 磁通量不变 不产生感应电流 d项正确 答案d 5 如图12所示 矩形线圈平面与磁场垂直 且一半在匀强磁场内 一半在匀强磁场外 已知磁感应