2.1电磁感应——划时代发现

4 2 探究感应电流的产生条件 临沧市民族中学刘明庆 学习目标 1 知道产生感应电流的条件 2 学会通过实验观察 记录结果 分析论证得出结论的科学探究方法 4 通过实验观察和实验探究 理解感应电流的产生条件 1831年终于发现了电磁感应现象 感应电流的产生应该具备什么条件呢 1820年奥斯特发现电流的磁效应 法拉第经过十年的艰苦探索 复习巩固 BS BScos 磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积 1 磁通量 2 意义 磁通量可用穿过某一个面的磁感线条数表示 复习巩固 思考 哪些情况可以引起磁通量变化 BScos 磁通量变化包括 S 不变 B变化B 不变 S变化B S不变 变化B S 都变化等 一 实验探究 探究1 导体在匀强磁场中的运动是否产生感应电流 结论 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 不偏转 不偏转 偏转 一 实验探究 猜想 导体不动 而磁铁运动能不能产生感应电流 一 实验探究 探究2 磁铁在线圈中运动是否产生感应电流 偏转 不偏转 偏转 偏转 不偏转 偏转 结论 磁铁插入和拔出的瞬间 螺线管中的每一线圈都切割磁感线 有电流产生 磁铁停在螺线管中时 没切割磁感线 无电流产生 导体切割磁感线这一动作背后是否还隐藏着更本质的东西呢 思考与探究 猜想 导体和磁场间不发生相对运动 不切割磁感线 能不能产生感应电流 提供的器材 一 实验探究 一 实验探究 一 实验探究 有 有 有 无 即使导体不切割磁感线 当大线圈所在处的磁场变化时 大线圈中也有电流产生 结论 通过以上几个产生感应电流的实验 我们能否寻找它们之间的共同之处 并从本质上概括出产生感应电流的条件 思考与讨论 二 分析论证 探究1分析 磁场不变 闭合电路包围的面积在变化 产生感应电流 二 分析论证 探究2分析 线圈中的磁场变化 闭合电路中产生感应电流 二 分析论证 探究3分析 由于线圈A中电流变化 线圈B中的磁场也在变化 闭合电路中产生感应电流 条件分析 B不变 S变 S不变 B变 BS BS BS变 相对运动 磁场变化 三 归纳总结 三 归纳总结 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 电磁感应的产生条件 四 高效达标 1 如图4 1 16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 电流磁场穿入圆面积的磁通量将 A 逐渐增大B 逐渐减小C 始终为零D 不为零 但保持不变 图4 1 16 C 四 高效达标 2 如图4 1 17所示 闭合圆导线圈平行地放置在匀强磁场中 其中ac bd分别是平行 垂直于磁场方向的两直径 试分析线圈做以下哪种运动时能产生感应电流 A 使线圈在其平面内平动或转动B 使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动C 使线圈以ac为轴转动D 使线圈以bd为轴稍做转动 图4 1 17 D 四 高效达标 3 如图4 1 18所示 在第一象限内存在磁场 已知沿x轴方向磁感应强度均匀增加 满足Bx kx 沿y轴方向磁感应强度不变 线框abcd做下列哪种运动时可以产生感应电流 A 沿x轴方向匀速运动B 沿y轴方向匀速运动C 沿x轴方向匀加速运动D 沿y轴方向匀加速运动 图4 1 18 AC 四 高效达标 4 如图4 1 19所示 在匀强磁场中有两条平行的金属导轨 磁场方向与导轨平面垂直 导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒ab cd 与导轨接触良好 这两条金属棒ab cd的运动速度分别是v1 v2 若井字形回路中有感应电流通过 则可能 A v1 v2B v1 v2C v1 v2D 无法确定 图4 1 19 AB 四 高效达标 5 如图4 1 20所示 固定在水平桌面上的金属框架cdef 处在竖直向下的匀强磁场中 金属棒ab搁在框架上 可无摩擦滑动 此时adeb构成一个边长为L的正方形 开始时磁感应强度为B0 若从t 0时刻起 磁感应强度逐渐减小 棒以恒定速度v向右做匀速运动时 可使棒中不产生感应电流 则磁感应强度应怎样随时间变化 写出B与t的关系式 图4 1 20 解析 要使电路中感应电流为零 只需穿过闭合电路中的总磁通量不变 故BL L vt B0L2 B B0L L vt 小结 1 利用磁场产生电流的现象叫电磁感应 产生的电流叫感应