3.1电磁感应现象

小资料 科学技术是第一生产力 在漫漫的人类历史长河中 随着科学技术的进步 一些重大发现和发明的问世 极大地解放了生产力 推动了人类社会的发展 特别是我们刚刚跨过的二十世纪 更是科学技术飞速发展的时期 经济建设离不开能源 人类发明也离不开能源 而最好的能源是电能 可以说人类离不开电 饮水思源 我们忘不了为发现和使用电能做出卓越贡献的科学家 法拉第 1831年圣诞节的前夕 一次科学报告会上 法拉第当众表演了一个实验 一个铜盘的轴和铜盘的边缘分别连在 电流计 的两端 法拉第摇动手柄使铜盘在磁极之间旋转 电流计 的指针随之摆动 这是最早的发电机 当时在场的一位贵妇人取笑地问 先生 您发明的这个玩意儿有什么用呢 法拉第平静地反问 夫人 新生的婴儿有什么用呢 后来 发电机这个新生的 婴儿 果然成长为一个改变世界面貌的 巨人 它开辟了人类社会的电气化时代 电磁感应现象 一 划时代的发现 奥斯特在1820年发现的电流磁效应 使整个科学界受到了极大的震动 它证实电现象与磁现象是有联系的 探究电与磁关系的崭新领域 突然洞开在人们面前 激发了科学家们的探索热情 一个接一个的新发现 象热浪一样冲击欧洲大陆 也激励着英国的科学界 猜想 电能生磁 磁能生电吗 电能生磁 磁能生电吗 安培 科拉顿的遗憾 一 划时代的发现 英国科学家法拉第敏锐地觉察到 磁与电流之间应该有联系 他在1822年的日记中写下了 由磁产生电 的设想 他做了多次尝试 经历了一次次失败 但他坚信电与磁有联系 经十年努力 终于发现磁能生电 法拉第 英国物理学家 化学家 1831年 法拉第终于发现了电磁感应现象 把两个线圈绕在一个铁环上 一个线圈接电源 另一个线圈接 电流表 当给一个线圈通电或断电的瞬间 在另一个线圈上出现了电流 他在1831年8月29日的日记中写下了首次成功的记录 法拉第用过的线圈 二 电磁感应现象 1 电磁感应 回想初中所学的结论 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时 导体中就产生电流 物理学中把这类现象叫做电磁感应 2 感应电流 由电磁感应产生的电流叫做感应电流 概念 电磁感应现象的发现为完整的电磁学理论奠定了基础 奏响了电气化时代的序曲 我们今天正在享受着电磁感应给人类带来的各种恩惠 在什么条件下能够产生电磁感应 如图导体左右平动 前后运动 上下运动 观察电流表的指针 演示 动画 电磁感应现象演示实验 向里运动 向外运动 结论 三 电磁感应的产生条件 向线圈中插入磁铁 把磁铁从线圈中拔出 如图所示 把磁铁的某一个磁极向线圈中插入 从线圈中拔出 或静止地放在线圈中 观察电流表的指针 演示 实验过程 1 将螺线管和电流表连接 2 N极插入线圈的过程中 观察指针有没有偏转 如何偏转 3 N极停在线圈中 观察指针有没有偏转 如何偏转 4 N极从线圈中抽出的过程中 观察指针有没有偏转 如何偏转 5 S极插入线圈的过程中 观察指针有没有偏转 如何偏转 6 S极停在线圈中 观察指针有没有偏转 如何偏转 7 S极从线圈中抽出的过程中 观察指针有没有偏转 如何偏转 结论 通过前面两个实验 我们可以得到什么结论 只有磁铁相对线圈运动时 才有电流产生 磁铁相对线圈静止时 没有电流产生 想一想 这个结论是不是普遍适用的呢 进一步探究感应电流与磁通量变化的关系 1 实验仪器 学生电源 电键 滑动变阻器 小螺线管A 大螺线管B 电流表 2 实验过程 1 将小螺线管A套在大螺线管B中 将大螺线管B和电流表连接 将学生电源 电键 滑动变阻器 小螺线管A连接 2 开关闭合的瞬间 观察指针有没有偏转 如何偏转 3 开关断开的瞬间 观察指针有没有偏转 如何偏转 4 开关总是闭合的 滑动变限器也不动 观察指针有没有偏转 如何偏转 5 开关总是闭含的 但迅速移动滑动变阻器的滑片 观察指针有没有偏转 如何偏转 演示 插入视频 结论 为了说清楚产生电磁感应的条件 要用到一个物理量 磁通量 定义 穿过闭合回路的磁感线的条数 BS不要求掌握 1 闭合导体回路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积 2 公式 B S 3 单位 韦伯 Wb 1Wb 1T 1m2 1V s 4 物理意义 磁通量表示穿过一个闭合电路的磁感线条数 对于同一个平面 当它跟磁场方向垂直时 磁场越强 穿过它的磁感线条数越多 磁通量就越大 当它跟磁场方向平行时 没有磁感线穿过它 则磁通量为零 5 磁场变化 面积变化都会引起磁通量的变化 了解 分析1 演示实验1中 部分导体切割磁感线 闭合电路所围面积发生变化 磁场不变化 有电流产生 当导体棒前后 上下平动时 闭合电路所围面积没有发生变化 无电流产生 分析2 演示实验2中 磁体相对线圈运动 线圈内磁场发生变化 变强或者变弱 线圈面积不变 有电流产生 当磁体在线圈中静止时 线圈内磁场不变化 无电流产生 甲磁场变强乙磁场变弱 分析3 演示实验3中 通 断电瞬间 变阻器滑动片快速移动过程中 线圈A中电流变化 导致线圈B内磁场发生变化 变强或者变弱 线圈面积不变 有电流产生 当线圈A中电流恒定时 线圈内磁场不变化 无电流产生 甲磁通量变大乙磁通量变小 分析归纳总结 结论 只要穿过闭合电路的磁通量变化 闭合电路中就有感应电流产生 一 电磁感应1 磁通量 穿过闭合回路的磁感线的条数 BS 不要求掌握 2 电磁感应产生的电流叫做感应电流 3 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线 或穿过闭合电路的磁通量发生变化 产生感应电流的现象 二 产生感应电流条件 1 穿过闭合电路的磁通量发生变化 变 2 变 的原因 可能是B变 S变 B与S间的夹角变 1 答 在甲 乙图中穿过矩形线框的磁通量不变 线框中不会产生感应电流 丙图中穿过线框的磁通量发生变化 会产生感应电流 2 答 线圈收缩时 有感应电流产生 因为穿过弹簧线圈的磁通量发生变化 在线圈中产生感应电动势 该线圈又是闭合的 所以在线圈中有感应电流 3 答 当导体 向左或向右移动时 穿过闭合电路 的磁通量或是减少 或是增加 穿过闭合电路的刺痛可量均发生变化 闭合电路中就有感应电流产生 可见本题中的两种说法是一致的 但两者的物理实质是有区别的 4 答 a 虽然直导线中通过的是变化电流 变化