4.1-4.2划时代的发现__探究感应电流的产生条件_课件(人教版选修3-2).ppt

第一节划时代的发现第二节探究感应电流的产生条件 磁生电 电能生磁 导线应该朝哪个方向放置才能发现这样的现象 一 划时代的发现 1831年 法拉第的成功实验 法拉第寻找10年的 磁生电 终于发现 奥斯特梦圆 电 生 磁 机遇总是垂青那些有准备的人 法拉第心系 磁 能否 电 呢 成功总是属于那些坚持不懈的人 法拉第是英国物理学家 化学家 也是著名的自学成才的科学家 1820年奥斯特发现电流的磁效应之后 法拉第于1821年提出 由磁产生电 的大胆设想 并开始了十年艰苦的探索 在这十年中 他失败了 再探索 再失败 再探索 终于于 年取得了成功 法拉第 1 变化的电流 2 变化的磁场 3 运动的恒定电流 4 运动的磁铁 5 在磁场中运动的导体 法拉第把引起电流的原因概括为五类 法拉第发现的电磁感应使人们对电和磁内在联系的认识更加完善 宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生 为电磁学的发展作出了重大贡献 同时也推动了电气化时代的到来 学生思考 如何让磁生成电 初中学过电路中产生感应电流的条件是什么 科学探究一般过程包括那些 提出问题 实验探究 分析论证 得出结论 二 探究感应电流的产生条件1 实验观察探究1 导体棒在磁场中运动是否产生电流 图4 1 1 实验1 如图4 1 1所示 将导轨 可移动导体AB放置在磁场中 并和电流计组成闭合回路 把实验现象记录在下表中 无 无 有 当闭合回路中部分导体切割磁感线时 电路中会产生感应电流 结论 实验2 如图4 1 2所示 将螺线管与电流计组成闭合回路 把条形磁铁插入或拔出螺线管 实验现象 有 无 有 有 有 无 结论 当磁铁和线圈发生相对运动时 回路中有感应电流产生 当磁铁和线圈相对静止时 回路中无感应电流 探究3 模拟法拉第的实验如图4 1 3所示 线圈A通过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 实验现象如下 图4 1 3 实验3 有 无 有 有 结论 当线圈A中电流变化时 线圈B中才有电流产生 2 分析论证探究实验1中 磁场的强弱不变 但是导体棒切割磁感线运动使闭合导体回路包围的面积在 探究实验2中 将磁铁插入或抽出时 线圈中磁场发生 变化 变化 探究实验3中 将开关闭合或断开及改变滑动变阻器的滑片的位置 使A中电流变化时 电流产生的磁场也在 通过B线圈的磁场强弱也在 变化 变化 3 归纳结论只要穿过 导体回路的磁通量 闭合导体回路中就有感应电流 闭合 发生变化 如图所示 把矩形闭合线圈放在匀强磁场中 线圈平面与磁感线平行 下面能使线圈产生感应电流的是 A 线圈沿磁感线方向移动B 线圈沿垂直磁感线方向做移动C 线圈以ab边为轴匀速转动D 线圈以bc边为轴匀速转动 C 问题 1 结论 无论用什么方法 只要使闭合电路的磁通量发生变化 闭合电流中就会有感应电流产生2 产生感应电流的条件 1 电路闭合 2 磁通量发生变化 小结 3 哪些情况可以引起磁通量变化 BS B垂直S 磁通量变化包括 1 只有B变化 2 只有S变化 3 只有 变化 4 B S 都变化 或其中两者变化 1 如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框 在下列几种情况下 线框中是否产生感应电流 1 保持线框平面始终与磁感线垂直 线框在磁场中上下运动 图甲 2 保持线框平面始终与磁感线垂直 线框在磁场中左右运动 图乙 3 线框绕轴线AB转动 图丙 没有 没有 有 小试牛刀 2 如图所示 磁场中有一个闭合的弹簧线圈 先把线圈撑开 图甲 然后放手 让线圈收缩 图乙 线圈收缩时 其中是否有感应电流 为什么 小试牛刀 3 矩形线圈ABCD位于通电长直导线附近 线圈与导线在一个平面内 线圈的两个边与导线平行 下列哪种情况线圈中产生感应电流 1 在这个平面内 线圈远离或靠近长直导线时 2 在这个平面内 线圈沿着平行与导线的方向上下运动时 3 线圈以AB边为轴转动时 4 线圈以AD边为轴转动时 5 线圈以长直导线为轴转动时 6 长直导线中的电流发生变化时 7 在中心点不变的情况下 把矩形线圈ABCD拉成圆形时 答案 1 3 4 6 7 新型无线充电器可为一米外设备充电 据英国 每日邮报 报道 日本科学家研制了一种新型无线充电器并进行了成功演示 这种新型充电器能够为1米外的设备充电 随着它的出现和普及 我们将在某一天与电源插头说 再见 最新科技应用 Gear4日前在香港举办记者会 宣布在香港推出一系列iPhone产品 其中以上图的无线充电器最受曯目 该无线充电器使用无线充电技术 把套上特别保护套的iPhone放在该无线充电版上即可充电 预计12月推出 售价未有公布 课后习题1 课后习题2 课后习题3 提出问题 电 磁 实验探究 分析论证 得出结论 理解应用 电磁感应产生的条件 穿过闭合电路的磁通量发生变化 本课小结 第四部分小结 从几个 磁生电 现象到统一的规律 磁通量发生变化 产生感应电流 磁通量的是否变化要看磁感应强度B和正对面积S的乘积是否变化 1 S是指闭合回路中磁场所处的那部分有效面积如图4 1 4所示 若闭合电路abcd和ABCD所在平面均与匀强磁场B垂直 面积分别为S1和S2 图4 1 4 三 正确理解磁通量的概念 且S1 S2 但磁场区域恰好只有ABCD那么大 穿过S1和S2的磁通量是相同的 2 磁感应强度与平面不垂直时 求磁通量的方法将平面向垂直磁感应强度B的平面投影 1 如图所示 一个矩形线圈与通有相同大小的电流的平行直导线处于同一平面 而且处在两导线的中央 则 A 两电流同向时 穿过线圈的磁通量为零B 两电流反向时 穿过线圈的磁通量为零C 两电流同向或反向 穿过线圈的磁通量都相等D 两电流产生的磁场是不均匀的 不能判定穿过 图4 1 5 A 感应电流有无的判断感应电流产生的必要条件是穿过闭合导体回路的磁通量发生变化 所以判断感应电流有无时 1 明确电路是否为闭合电路 2 判断穿过回路的磁通量是否发生变化 2 如图4 1 6所示 能产生感应电流的是 A 磁铁向下运动B 磁铁停在线圈中不动C 磁铁向上运动D 只要有磁铁就一定有电流 图4 1 6 AC 3 一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右 一面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置 平面abcd与竖直方向成 角 将abcd绕ad轴转180 角 则穿过线圈平面的磁通量的变化量为 A 0B 2BSC 2BScos D 2BSsin 图4 1 7 C 思路点拨 磁通量的变化量即穿过这一平面的初 末两状态的磁通量之差 精讲精析 开始时穿过线圈平面的磁通量为 1 BScos 则后来穿过线圈平面的磁通量为 2 BScos 则磁通量的变化量为 2 1 2BScos 变式训练1如图4 1 8所示 通有恒定电流的导线MN与闭合金属线框共面 第一次将金属线框由 平移到 第二次将金属线框绕cd边翻转到 设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为 1和 2 则 A 1 2B 1 2C 1 2D 不能判断 图4 1 8 C 解析 选C 设线框在位置 时的磁通量为 1 在位置 时的磁通量为 直线电流产生的磁场在 处比在 处要强 将线框从 平移到 磁感线是从线框的同一面穿过的 所以 1 将线框从 绕cd边转到 磁感线分别是从线框的正反两面穿过的 所以 2 以原来穿过的为正 则后来从另一面穿过的为负 故正确选项为C 4 如图4 1 9所示 直导线中通以电流I 矩形线圈与通电直导线共面 下列情况中能产生感应电流的是 A 电流I增大时B 线圈向右平动C 线圈向下平动D 线圈绕ab边转动 图4 1 9 ABD 5 如图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中的电流发生变化时 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 图4 1 10 D 6 麦克风是常用的一种电子设备 它的内部是一个小型传感器 把声音信号转变成电信号 它的种类比较多 如图所示为动圈式话筒简图 它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈 该线圈处在柱形永磁体的辐射状磁场中 当声音使膜片振动时 就能将声音信号转变成电信号 下列说法正确的是 图4 1 11 A 该传感器是根据电流的磁效应工作的B 该传感器是根据电磁感应现象工作的C 膜片振动时 线圈内不会产生感应电流D 膜片振动时 线圈内会产生感应电流 图4 1 11 BD 精讲精析 当声音使膜片振动时 膜片后的