广东省德庆县高中物理 第二章 电磁感应与电磁场 第一节 电磁感应与电磁场课件 粤教版选修11.ppt

电磁感应与电磁场 该章踏着先驱的足迹探询了电磁规律 首先探询了电磁感应现象的发现 学习了产生感应电流的条件 认识了感应电动势 探究了法拉第电磁感应定律的建立 接着研究了电磁感应现象的应用 学习了变压器 探究了汽车防抱死制动系统的原理 最后学习了麦克斯韦电磁场理论 学习该章知识要学习先驱们不畏艰险 勇于探索的科学精神 要遵循先驱的足迹实验 探究 尝试发现科学规律的乐趣 要走向社会 勇于实践 研究电磁感应现象及规律 电磁场理论在社会生活中的应用 第一节电磁感应现象的发现 在我国磁悬浮列车每小时运行450千米 上海磁悬浮列车于2002年12月首次试运行 中国国务院总理朱镕基和德国总理施罗德乘坐磁悬浮列车 体会了7分钟31千米的全程运行 如右图所示就是磁悬浮的原理 图中a是圆柱形磁铁 b是用高温超导体材料制成的超导圆环 将超导圆环水平放在磁铁a的上方 它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁的上方 1 试分析说明产生磁悬浮现象的原因 2 试分析这种列车能达到这样高速的原因 情景切入 解答 1 线圈b下降 磁通量发生变化 b中产生感应电流 由于b为超导线圈 电阻极小 故电流极大且几乎不会减小 它受到向上的安培力与重力平衡而处于悬浮状态 2 由于悬浮而受阻力极小 1 1820年丹麦物理学家奥斯特发现通电导线周围存在磁场 我们今天称之为 英国物理学家法拉第在1831年发现磁场可以产生感应电流 这就是 2 磁场产生电流的条件是 3 如果要使一个闭合电路中出现电流 电路中必须有一个 描述电源把其他形式的能量转换成电能的本领的物理量 称为 电动势的符号是 它的单位与电压单位相同 是 符号是 例如一节普通的1号干电池的电动势是 普通铅蓄电池的电动势是 4 探究试验 根据检流计的指针是否偏转 偏转方向可以判定感应电流的有无和方向 利用发光二极管的单向导电 自主学习 性把两只发光二极管按下图所示并联后接入实验电路 若两只二极管均不发光 则电路中 若某一只二极管发光 则感应电流是从二极管的 流向 1 电生磁磁能生电2 穿过闭合电路的磁通量发生变化3 电源电动势e伏v1 5伏2伏4 无感应电流正极负极 1 对磁通量概念的理解磁通量公式 bs中 b是匀强磁场的磁感应强度 s是与磁场方向垂直的面积 磁感应强度越强 穿过某一面积磁感线的条数越多 磁通量就越大 反之就越小 判断磁通量的变化 一般是根据穿过某一面积的磁感线的多少去判断的 2 引起磁通量变化的原因 1 闭合回路的面积s的变化引起磁通量的变化 如下图所示是通过导体做切割磁感线运动使面积发生变化而改变穿过回路的磁通量 重点突破 2 磁感应强度的变化引起磁通量的变化 如下图甲是通过磁极的运动改变穿过回路的磁通量 图乙通过改变原线圈中的电流从而改变磁场的强弱 进而改变穿过回路的磁通量 典例剖析 感应电动势与感应电流 产生感应电动势与产生感应电流的条件是否相同 解析 产生感应电动势的条件是 电路中的磁通量发生变化 不论电路是否闭合 而产生感应电流的条件是 闭合电路中的磁通量发生变化 穿过闭合电路的磁通量很大 是否一定发生电磁感应现象 解析 不一定 产生电磁感应现象的条件 归根结底是穿过闭合电路的磁通量发生变化 关键在 变化 两字上 例如穿过闭合电路的磁通量从无变有 从有变无 从小变大 从大变小等等 可以说有无感应电流的产生与闭合电路中的磁通量大小无关 套在条形磁铁上有一根由金属丝绕制成的闭合环 如右图所示 当闭合环收缩导致它周围的面积减小时 1 穿过它的磁通量是否有变化 如有变化 怎样变 2 闭合环中是否存在感应电流 为什么 解析 条形磁铁内部的磁感线方向由s极到n极 外部从n极到s极 条形磁铁外部向下穿过闭合环的磁通量抵消了一部分内部向上穿过的磁通量 当环收缩时被抵消的部分减少 所以穿过闭合环的磁通量增加 由于穿过环的磁通量有变化 所以在环中产生感应电流 如下图所示 闭合的铁芯上有两组线圈 右侧的线圈两端连接一电阻r 左侧的线圈连着水平放置的两平行导轨m n 导轨处于方向竖直向下的匀强磁场中 其上放一金属棒ab 当ab在外力f作用下由静止开始向左加速运动的过程中 电阻r上是否有感应电流通过 解析 ab棒由静止开始向左加速运动的过程中 ab与左侧线圈组成的回路中磁通量增加 左侧的回路中产生了感应电流 由于ab棒向左加速运动 所以这一感应