高中物理 第三章 第一节 电磁感应精品课件 新人教版选修11.ppt

第三章电磁感应 第三章电磁感应 第一节电磁感应现象 目标导航1 知道什么是电磁感应现象 2 了解产生感应电流的条件 重点 3 通过观察演示实验 归纳 概括出利用磁场产生电流的条件 培养观察 概括能力 重点 难点 一 划时代的发现电磁感应现象是英国物理学家 在奥斯特发现电流磁效应的启发下 经过十年 发现的 法拉第 艰苦探索 二 电磁感应现象1 电磁感应 闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线的运动时 导体中就产生电流 这种由磁产生电的现象叫 2 感应电流 由电磁感应产生的电流叫 电磁感应 感应电流 三 电磁感应的产生条件1 磁通量穿过某一个闭合回路的磁通量的大小用穿过 的多少来表示 与回路的面积和磁场的磁感应强度的大小和方向有关 2 产生感应电流的条件 只要穿过闭合电路的 发生变化 闭合电路中就有感应电流产生 磁感线条数 磁通量 想一想 1 穿过闭合回路的磁通量很大 是否能在闭合回路中产生感应电流 2 在磁感应强度b不变的条件下 能否使闭合回路中产生感应电流 提示 1 不一定 产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化 关键在 变化 两字上 穿过闭合回路的磁通量很大时 回路中的磁通量可能变化 也可能不变化 2 能 在磁感应强度b不变的条件下 改变闭合电路的面积 即使穿过闭合电路的磁通量发生变化 就会产生感应电流 学案导引1 磁通量的大小与哪些因素有关 2 常见的磁通量的变化情况有哪些 1 影响磁通量大小的因素 穿过一个闭合电路 或一个面 的磁通量与该面的面积 磁感应强度以及该面与磁场方向的夹角有关 夹角一定时 面积越大 磁场越强 则磁通量越大 磁通量还随该面与磁场方向的夹角的改变而改变 2 磁通量的变化引起穿过某电路的磁通量发生变化 一般有以下三种情况 1 磁场本身发生变化 如磁场的强弱或方向随时间或空间的变化而变化 2 电路自身发生变化 如电路的面积发生变化 或与磁场方向的夹角改变 3 磁场变化的同时 电路的面积也发生变化 特别提醒 磁通量是有方向的标量 当磁感线沿相反方向穿过同一平面时 磁通量等于穿过该平面的磁感线的净剩条数 即相互抵消后剩下的磁感线的条数 2012 衡阳学业水平模拟 如图3 1 1所示 环形金属轻弹簧 套在条形磁铁中心位置 若将弹簧沿半径方向向外拉 使其面积增大 则穿过弹簧所包围面积的磁通量将 图3 1 1 a 增大b 减小c 不变d 无法确定变化情况 关键提醒 解答本题应注意以下两点 1 磁感线是闭合曲线 磁铁内部磁感线方向由s极指向n极 而外部磁感线方向由n极指向s极 2 磁通量是穿过某个面的磁感线的净剩条数 精讲精析 由于磁铁的磁感线是闭合的曲线 在磁体内部由s极指向n极 在磁体外部是由n极指向s极 且在磁体外的磁感线分布在磁体四周很大的空间内 穿过弹簧的磁感线有磁体内部向上的 也有磁体外部向下的 实际穿过弹簧的磁通量是合磁通量 即向上的磁感线条数与向下的磁感线条数之差 当弹簧面积增大后 穿过弹簧向上的磁感线条数没有变化 而向下的磁感线条数增多 磁感线抵消增多 合磁通量反而减小 所以b选项正确 答案 b 变式训练1 如图3 1 2所示 在同一平面内有四根彼此绝缘的直导线 分别通有大小相同方向如图的电流 要使由四根直导线所围成的面积内的磁通量增加 则应切断哪一根导线中的电流 a 切断i1b 切断i2c 切断i3d 切断i4 图3 1 2 解析 选d i1产生的磁场在导线所围的面积内的磁感应强度的方向垂直纸面向里 i2产生的磁场在导线所围的面积内的磁感应强度的方向垂直纸面向里 i3产生的磁场在导线所围的面积内的磁感应强度的方向垂直纸面向里 i4产生的磁场在导线所围的面积内的磁感应强度的方向垂直纸面向外 所以四根导线产生的磁场叠加后在导线所围的面积内的磁场方向向里 故要使由四根直导线所围成的面积内的磁通量增加 只要将i4切断就可以了 学案导引1 要产生感应电流是不是磁通量一定很大 2 要产生感应电流应该是什么条件 1 产生感应电流的常见类型有以下几种 1 导线ab切割磁感线时 闭合回路产生电流 如图3 1 3甲 2 磁铁插入或拔出线圈时 回路中产生电流 如图乙 3 如图丙 当开关s闭合或断开时 回路b中产生电流 滑动变阻器向上或向下滑时 回路b中产生电流 图3 1 3 2 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 特别提醒 产生感应电流的条件是磁通量的变化而不是磁通量的有无或大小 即使闭合电路中有很强的磁场 其磁通量尽管很大 但不发生变化时 仍无电磁感应现象出现 如图3 1 4所示 正方形导线框放在匀强磁场区内 磁场垂直于线框平面 在下列情况下 能否产生感应电流 请说明理由 图3 1 4 1 将线框由正方形拉成圆形的过程中 2 将线框水平向右拉出磁场区 3 线框绕cd边旋转 思路点拨 解答本题的关键是判断线圈内的磁通量是否变化 精讲精析 1 将线框由正方形拉成圆形 面积增大 闭合回路中磁通量增大 所以有感应电流产生 2 应分两个过程分析 当线框在磁场区中运动时 磁通量不变 无感应电流产生 在线框离开磁场区的过程中 磁通量减少 有感应电流产生 3 当线框以cd边为轴旋转时 穿过线框的磁通量发生变化 有感应电流产生 答案 见精讲精析 变式训练2 2012 厦门一中高二检测 如图3 1 5所示 线圈两端接在电流表上组成闭合电路 在下列情况中 电流表指针不发生偏转的是 图3 1 5 a 线圈不动 磁铁插入线圈b 线圈不动 磁铁拔出线圈时c 磁铁在线圈内不动d 线圈和磁铁均保持不动 解析 选cd 穿过闭合电路的磁通量发生变化 在闭合电路中产生感应电流 选项a和b中穿过闭合电路的磁通量发生变化 因而线圈中有感应电流产生 因而电流表指针发生偏转 在选项c和d中穿过闭合电路的磁通量未发生变化 因而线圈中没有感应电流产生 因而电流表指针未发生偏转 线框在非匀强磁场中的运动 经典案例 如图3 1 6所示 竖直放置的长直导线通有图示方向的恒定电流i 有一闭合矩形金属框abcd与导线在同一平面内 在下列情况中 能在线框中产生感应电流的是 图3 1 6 a 线框向下平动b 线框向右平动c 线框以ab为轴转动d 线框以直导线为轴转动 审题指导 解答本题的关键是准确掌握通电直导线周围磁感线的空间分布 然后根据线圈的运动判断通过线圈的磁通量是否变化 解题样板 闭合线框abcd若平行于导线向下平动 穿过线框的磁通量不变 不能产生感应电流 故a错 线框若垂直于导线向右平动 远离导线 则线框中的磁感应强度减小 穿过线框的磁通量减小 故b对 线框在图示位置磁通量最大 若线框以ab为轴转动 则磁通量变小 故c对 若线框以导线为轴转动 在任何情况下磁感线与线框所在平面均垂