高中物理 第4章 第12讲 划时代的发现 探究感应电流产生的条件课件 新人教版选修32.ppt

第四章电磁感应 第一讲划时代的发现第二讲探究感应电流产生的条件 目标定位 划时代的发现 探究感应电流产生的条件 一 奥斯特梦圆 电生磁 磁效应 预习导学 划时代的发现 探究感应电流产生的条件 想一想 1 从磁通量的角度思考以上几个产生感应电流的实例 1 实验1中引起感应电流的原因是什么 4 归纳结论 产生感应电流的条件 只要穿过闭合电路的磁通量发生变化 闭合电路中就有感应电流 答案磁通量的变化有三种情况 由 bs可知 一种是磁感应强度b不变 有效面积s变化 另一种是磁感应强度b变化 有效面积s不变 还有一种是磁感应强度b和有效面积s同时发生变化 预习导学 2 实验2中引起感应电流的原因是什么 3 实验3中 磁铁没有动 回路也没有动 引起感应电流的原因是什么 将实验3和实验2比较 实验3中的螺线管a的作用是什么 4 能否概括出产生感应电流的条件都跟哪个物理量有关 答案 1 面积变化引起磁通量的变化 2 磁场变化引起磁通量的变化 3 电流引起的磁场变化引起磁通量的变化 等效磁铁 4 磁通量的变化 想一想 2 哪些情况可以引起磁通量 的变化 划时代的发现 探究感应电流产生的条件 一 磁通量的理解及变化分析 1 磁通量的计算 1 如图 a b与s垂直时 bs b指匀强磁场的磁感应强度 s为线圈的面积 课堂讲义 2 如图 b b与s不垂直时 bs b s s 为线圈在垂直磁场方向上的投影面积 b 为b在垂直于s方向上的分量 3 如图 c 某线圈所围面积内有不同方向的磁场时分别计算不同方向的磁场的磁通量 然后规定某个方向的磁通量为正 反方向的磁通量为负 求其代数和 划时代的发现 探究感应电流产生的条件 2 磁通量的标量性 磁通量是标量 但有正负 其正负表示与规定的穿入方向相同或相反 穿过某一面的磁通量等于各部分磁通量的代数和 课堂讲义 1 如图 a 磁感应强度b不变 闭合电路的面积s发生变化 3 磁通量的变化磁通量的变化 大致可分为以下几种情况 4 穿过某回路的磁通量的大小可以用穿过该回路的磁感线的条数来表示 当回路中有不同方向磁感线穿过时 磁通量是指穿过某面磁感线的 净 条数 即指不同方向的磁感线的条数差 所以可以根据磁感线条数是否变化判断磁通量是否变化 划时代的发现 探究感应电流产生的条件 2 如图 b 闭合电路的面积s不变 磁感应强度b发生变化 3 如图 c 磁感应强度b和闭合电路的面积s都不变 它们之间的夹角发生变化 例1 如图所示 一根条形磁铁穿过一个弹性线圈 将线圈面积拉大 放手后穿过线圈的 a 磁通量减少且合磁通量向左b 磁通量增加且合磁通量向左c 磁通量减少且合磁通量向右d 磁通量增加且合磁通量向右 线圈面积缩小 课堂讲义 线圈内向右的磁通量减小 磁铁内 也在线圈内 向左磁通量不变 磁通量增加且合磁通量向左 划时代的发现 探究感应电流产生的条件 例2 如图所示 有一个100匝的线圈 其横截面是边长为l 0 20m的正方形 放在磁感应强度b 0 50t的匀强磁场中 线圈平面与磁场垂直 若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形 横截面的周长不变 则在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少 正方形时 课堂讲义 圆形时 磁通量的变化 划时代的发现 探究感应电流产生的条件 针对训练如图所示 线框与通电直导线均位于水平面内 当线框abcd由实线位置在水平面内向右平动逐渐移动到虚线位置 穿过线框的磁通量如何变化 课堂讲义 第一阶段 第二阶段 第三阶段 磁通量增大 导线处于线框中间时磁通量为零 说明此过程磁通量先变小 后变大 磁通量变小 划时代的发现 探究感应电流产生的条件 二 产生感应电流的判断 1 产生条件 2 注意事项 课堂讲义 1 电路闭合 1 注意磁感线的反穿情况 磁通量指的是穿过某面的磁感线的 净 条数 划时代的发现 探究感应电流产生的条件 2 磁通量发生变化 如果回路不闭合 不会产生感应电流 但仍会产生感应电动势 就好比直流电路一样 电路不闭合 没有电流 但电源仍然存在 2 磁通量是指穿过某面的合磁通量 例3 下图中能产生感应电流的是 课堂讲义 电路没闭合无感应电流 面积增大磁通量增大有感应电流 穿过线圈的磁感线抵消无感应电流 磁通量不发生变化无感应电流 划时代的发现 探究感应电流产生的条件 针对训练如图所示 两条形磁铁成 v 字形放置 将一根绕有多匝线圈的软铁棒置于n s极之间 线圈与灵敏电流计通过电键k相连 以下几种说法正确的是 a 保持两磁铁与软铁棒三者的相对位置不变 只要闭合电键k 电路中就会产生持续的电流b 保持两磁铁与软铁棒三者的相对位置不变 电键k闭合的瞬时电路中会产生感应电流c 电键k保持闭合的情况下 将软铁棒从两磁极间移开的瞬时 电路中不会产生感应电流d 电键k保持闭合的情况下 移开左侧或右侧磁铁的瞬时 电路中就会产生感应电流 回路闭合 课堂讲义 磁通量变化 产生感应电流的必要条件 a b选项中磁通量不变 无感应电流 c d选项两条件都满足 有感应电流 划时代的发现 探究感应电流产生的条件 1 如图所示 ab是水平面上一个圆的直径 在过ab的竖直平面内有一根通电导线ef 已知ef平行于ab 当ef竖直向上平移时 ef中的电流i产生的磁场穿过圆面积的磁通量将 a 逐渐增大b 逐渐减小c 始终为零d 不为零 但保持不变 穿过线圈的磁感线的条数与穿出线圈的磁感线条数是相等的 磁通量 对点练习 划时代的发现 探究感应电流产生的条件 2 恒定的匀强磁场中有一个圆形闭合线圈 线圈平面垂直于磁场方向 当线圈在此磁场中做下列哪种运动时 穿过线圈的磁通量发生了变化 a 线圈沿自身所在的平面做匀速运动b 线圈沿自身所在的平面做加速运动c 线圈绕任一直径做匀速转动d 线圈绕任一直径做变速转动 垂直磁感线方向的有效面积不变 故磁通量不变 磁通量的变化 对点练习 垂直磁感线方向的有效面积变化 故磁通量变化 划时代的发现 探究感应电流产生的条件 3 如图所示 l为一根无限长的通电直导线 m为一金属环 l通过m的圆心并与m所在的平面垂直 且通以向上的电流i 则 a 当l中的i发生变化时 环中有感应电流b 当m左右平移时 环中有感应电流c 当m保持水平 在竖直方向上下移动时环中有感应电流d 只要l与m保持垂直 则以上几种情况 环中均无感应电流 只要l与m保持垂直 线圈内磁通量为零 环中就不会产生感应电流 产生感应电流的条件 对点练习 划时代的发现 探究感应电流产生的条件 4 如图所示 a b两回路中各有一开关s1 s2 且回路a中接有电源 回路b中接有灵敏电流计 下列操作及相应的结果可能实现的是 a 先闭合s2 后闭合s1的瞬间 电流计指针偏转b s1 s2闭合后 再断开s2的瞬间 电流计指