鲁科版选修31 磁生电的探索 第1课时 课件（39张）.ppt

选修3 2 1 1磁生电的探索 一 磁通量 1 定义 垂直穿过的磁感应强度b与面积s的乘积 叫做磁通量 用 表示 b与s垂直 bs 穿过某一面积的磁感线条数 2 若b与s不垂直则 复习回顾 1 磁通量就是表示穿过这个面的磁感线条数 2 磁通量与线圈的匝数无关 3 磁通量不但有大小 而且有方向 但磁通量是一个标量 遵从代数运算法则 注意 韦伯 wb 1wb 1t m2 一 磁通量 1 定义 垂直穿过的磁感应强度b与面积s的乘积 叫做磁通量 用 表示 b与s垂直 bs 穿过某一面积的磁感线条数 b 2 若b与s不垂直则 3 磁通量的变化 面积s发生变化 如线圈面积变化 b发生变化 磁场变化或产生磁场的电流发生变化引起的 发生变化 如线圈的转动 复习回顾 第1节磁生电的探索 2015年3月15日 1831年10月17日 磁终于变了电 想一想 生活中的电哪里来的 一 电磁感应的探索历程 菲涅耳 亨利 奥斯特 安培 科拉顿 法拉第 在奥斯特公布电流磁效应的发现不久 菲涅耳就宣称他把磁铁放在螺旋线圈里 能够成功地由磁产生出电 但是当其他科学家按照他那样做时 却没能产生出电 因而没有得到大家的认可 但是菲涅耳的这一发现却启发了安培于1821年着手于这一方面的探索 安培将一个多匝线圈固定在竖直平面上 在这个线圈的内部的同一竖直平面悬挂一个可以转动的闭合线圈 他设想 当固定线圈中通以强电流时 悬挂的闭合线圈中也会产生某种电流而出现磁性 这时如果用一个强磁铁接近它 就会使中间的可动线圈转动起来 由于他只是在稳态情况下进行实验 所以未能探测到这种现象 瑞士物理学家科拉顿将一块磁铁在线圈中移动 试图在螺线管中产生出电流 为避免磁铁对电流计的指针产生影响 他用一根很长的导线把螺线管和电流计连接起来 并把电流计放在隔壁的房间里 实验时 他将磁铁分别插入和拔出螺线管 然后再跑到隔壁房间观察电流计的摆动情况 但不管他跑的多快 始终没有看到电流计的偏转 美国科学家亨利于1830年暑期 在研究绕有不同长度导线的电磁铁所产生的磁力大小时 把一个线圈与电流计相连 当线圈放在蹄形电磁铁的两极之间 当他给电磁铁通电时 电流计指针出现了摆动 断开电源时 电流计指针向相反方向摆动 由于新学期开学 他不得不停止了这一研究 因而错过了发表这一成果的时机 被誉为离发现 磁生电 现象只有一步之遥的人 戴维在法拉第之前已经在实验中探究出了电磁感应现象 但是由于戴维没有及时总结 从而使这一成果与他失之交臂 法拉第是英国物理学家 1820年奥斯特发现电流的磁效应之后 法拉第于1821年提出 一定要转磁为电 的豪言壮语 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1831年8月29日发现了电磁感应现象 开辟了人类的电气化时代 勇于探索不畏艰难 法拉第 法拉第 英国 1831年发现电磁感应现象 探究1 如图 1 所示 进行以下实验 让导体ab做水平运动 切割磁感线运动 有电流产生 无电流产生 无电流产生 思考 如果导体静止 磁场运动会不会在电路中产生电流呢 三 磁生电的探究 探究2 如图 所示 将螺线管与电流计组成闭合的回路 把条形磁铁静止在螺线管 或插入 拔出螺线管 或在周边运动 注意观察是否有电流产生 有电流 无电流 三 磁生电的探究 有电流 1 导体切割磁感线运动时 电路中有电流产生 2 穿过闭合电路的磁感线条数变化时 即磁通量发生变化时电路中有电流产生 哪种方式才是产生电流的本质原因呢 思考下 为什么非要切割才有电流呢 本质原因在哪里 分析 穿过闭合电路的磁感线条数的发生变化 即回路的磁通量发生变化 如图 3 螺线管a 滑动变阻器 电源 开关组成一个回路 螺线管a放在螺线管b内 螺线管b与电流计组成一个闭合回路 通过滑动变阻器可以改变螺线管 中的电流 从而改变由螺线管 产生的磁场的强弱 进而改变螺线管 内的磁通量 探究3 双螺线管实验 变大变大有 变小变小有 变小变小有 变小变小有 变大变大有 变大变大有 不变不变无 6 闭合电键k a拔出 7 闭合电键k a插入 小结 只有当 的磁通量发生变化时候 线圈 构成的闭合回路中才有有电流产生 不一定要切割 思考 三个实验中产生i感共同之处是什么 总结 方式不同 改变s 改变b 变化 产生i感 穿过回路的磁通量发生变化 一 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电流 第1节磁生电的探索 二 电磁感应 因磁通量变化而产生电流的现象叫做电磁感应 所产生的电流叫做感应电流 三 产生感应电流的条件是 1 电路必须闭合 2 穿过电路的磁通量必须发生变化 误区 产生i感不是看有无 关键是 必须变化 四 电磁感应现象中的能量转化 e机或e磁 e电 例与练 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 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 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 线框绕轴线ab转动 图丙 没有 没有 有 判断下列几幅图中 哪些图能产生感应电流 无 有 例2 如图 有一矩形线框abcd与导线mn在同一平面 在增大导线电流强度的过程中 线框abcd中有无感应电流的产生 有 有 无 例与练 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 有 因为收缩时线圈面积变小 磁极间是匀强磁场 由 bs可知穿过线圈的磁通量变化 所以线圈中有感应电流 例与练 矩形线圈从匀强磁场的一个边界进入 从另一个边界穿出 问 什么时候会产生感应电流 注意 切割不一定有感应电流 关键是穿过线圈磁通量是否变化 线圈进入和穿出磁场过程中有感应电流 整个线圈在磁场中运动时无感应电流 注意 线圈动或磁场变 不一定有电流 穿过 也很重要 例与练 矩形线框绕转轴在匀强磁场中转动 能不能产生感应电流 若磁场突然消失呢 此瞬间能不能产生感应电流 线框无论绕轴转动还是磁场突然消失 穿过线框的磁通量都没有变化 故不能产生感应电流 例与练 如图所示是用导线做成的圆形回路与一直导线构成的几种位置组合 下列组合中 切断直导线中的电流时 闭合电路中会有感应电流产生的是 图 中直导线都与圆形线圈在同一平面内 o点为线圈的圆心 图 中直导线与圆形线圈平面垂直 并与中心轴重合 a b c d b 例与练 如图所示 大圆导线环a中通有电流 方向如图所示 另在导线环所在的平面有一个小金属圆环b 它的一半面积在a环内 另一半面积在a环外 当大圆环a中的电流突然减为零时 小金属圆环b中 填 有 或 没有 感应电流 有 例与练 如图所示 两线圈绕在圆环铁芯上 则下列说法中正确的是 a 当s闭合瞬间 小电灯由暗到亮 直至正常发光b 当s始终闭合时 小电灯就能正确发光c 当s断开瞬间 小电灯由原来的不亮到亮一下d 上述说法都是错误的 c 练习1 如图导体ab如箭头方向运动 试判断下列四种情况下导体中有感应电流产生的是 结论1 磁