高二物理人教选修32课件第4章12划时代的发现探究感应电流的产生条件

1、成才之路 物理,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 选修3-2,电磁感应,第四章,第一节 划时代的发现 第二节探究感应电流的产生条件,第四章,1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流能够产生磁场电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在着联系。受到这一发现的启发，人们开始考虑这样一个问题：既然电流能够产生磁场，反过来，利用磁场是不是能够产生电流呢？,1“电生磁”的发现 1820年 ，丹麦物理学家_发现了电流的磁效应。 2“磁生电”的发现 1831年，英国物理学家_发现了电磁感应现象。 3法拉第的概括 法拉第把引起感应电流的原因概括为五类： (1)变化的_； (2)变化的_； (3) _的恒定电流；

2、 (4) _的磁铁； (5)在磁场中运动的_。,划时代的发现,奥斯特,法拉第,电流,磁场,运动,运动,导体,4电磁感应 法拉第把他发现的磁生电的现象叫电磁感应，产生的电流叫_。 5发现电磁感应现象的意义 (1)使人们对电与磁内在联系的认识更加完善，宣告了_作为一门统一学科的诞生。 (2)使人们找到了磁生电的条件，开辟了人类的电气化时代。,感应电流,电磁学,探究感应电流的产生条件,1导体棒在磁场中运动是否产生电流 如图所示，将可移动导体AB放置在磁场中，并和电流表组成闭合回路。实验过程及现象如下：,无,有,变化,不变,2磁铁在螺线管中运动是否产生电流 如图所示，将螺线管与电流表组成闭合回路，把条

3、形磁铁插入或拔出螺线管。实验现象如下：,无,有,无,变化,不变,3模拟法拉第的实验 如图所示，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：,4.归纳结论 只要穿过闭合电路的_，闭合电路中就有感应电流。,有,有,变化,不变,磁通量发生变化,一、磁通量 物理意义：表示穿过某一面积的磁感线条数的多少。 1对磁通量的理解 (1)磁通量是标量，但是有正负。磁通量的正负不代表大小，只表示磁感线是怎样穿过平面的。即若以向里穿过某面的磁通量为正，则向外穿过这个面的磁通量为负。 (2)若穿过某一面的磁感线既有穿出，又有穿进，则穿过该面的合磁通量为净磁感线

4、的条数。,2匀强磁场中磁通量的计算 (1)B与S垂直时：BS，B指匀强磁场的磁感应强度，S为线圈的面积。,(2)B与S不垂直时：BS，S为线圈在垂直磁场方向上的投影面积，在应用时可将S投影到与B垂直的方向上或者S不动，将B分解为垂直于S和平行于S的两个分量，则BS，如图所示BSsin。,(3)线圈为多匝时，磁通量计算不受影响，因为穿过线圈的磁感线的条数不受线圈匝数影响。,3磁通量的变化 计算磁通量的变化量时，首先要明确引起磁通量变化的原因，然后再进行计算，通常有以下几种情况：,A磁通量减少且合磁通量向左 B磁通量增加且合磁通量向左 C磁通量减少且合磁通量向右 D磁通量增加且合磁通量向右,答案：

5、B 解析：放手后线圈的面积将减小，由条形磁铁磁感线分布特点可知，当弹簧线圈面积减小时，磁场外部的磁通量减少，磁场内部的磁通量未发生变化，合磁通量增加，且合磁通量向左。,二、感应电流有无的判断 1产生感应电流的条件 穿过闭合电路的磁能量发生变化。 不论什么情况， 只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件，就必然产生感应电流；反之，只要产生了感应电流，那么电路一定是闭合的，穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。 2判断感应电流有无的方法 (1)明确电路是否是闭合电路。 (2)判断穿过回路的磁通量是否发生变化。,答案：科拉顿把磁铁投入螺线管的瞬间，回路中产生感应电流，磁铁静止后感应电流消失，所以当他

6、跑到另一房间时，电流表指针早已停止了摆动。故科拉顿观察不到电流计指针的转动。,三、对导体切割磁感线的理解及注意的问题 1导体切割磁感线，不是在导体中产生感应电流的充要条件，归根结底还得要看穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。 2在利用“切割”来讨论和判断有无感应电流时，应该注意： (1)导体是否将磁感线“割断”，如果没“割断”，就不能说切割。如下图所示，(a)、(b)两图中，导体是真“切割”，而(c)图中，导体没有切割磁感线。,(2)即使导体真“切割”了磁感线，也不能保证就能产生感应电流。如图所示，对于图甲，尽管导体“切割”了磁感线(匀强磁场)，但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化，没有感应电流

7、；对于图乙，导体框的一部分导体“切割”了磁感线，穿过线框的磁感线条数越来越少，线框中有感应电流；对于图丙，闭合导体在非匀强磁场中运动，切割了磁感线，穿过线框的磁感线条数减少，线框中有感应电流。,(3)即使是闭合回路的部分导体做切割磁感线的运动，也不能保证一定存在感应电流。 如图所示，线框abcd的一部分在匀强磁场中上下平动，尽管是部分切割，但穿过闭合回路的磁通量没有变化，所以在线框中没有感应电流。,你认为两个同学沿哪个方向站立时，发电的可能性比较大？试一试。 解析：我们知道，闭合电路的部分导体切割磁感线时，闭合电路中有感应电流产生，摇绳发电的实质是，闭合电路的部分导体切割地磁场的磁感线，故绳运

8、动方向与地磁场平行时无感应电流，而运动方向与地磁场垂直时，产生的感应电流最大，地磁场是南北方向的，故摇绳的两位同学沿东西方向站立时，发电的可能性最大。,磁通量及磁通量的变化,解析：根据通电直导线产生的磁场靠近导线磁场强，远离导线磁场弱的特点，画出从MN下方到MN上方几个特殊的位置，如图乙，可知到磁通量增加，到磁通量减小，到磁通量增加，到磁通量减少。 答案：整个过程中穿过线圈的磁通量先增加再减少再增加最后减少。 点评：线圈在运动过程中有一个特殊位置，那就是线圈的直径与导线重合的位置，以这个位置为分界线，讨论导线达到此位置之前和之后磁通量的变化情况，可以得到相应的结论。对于单根导线周围的磁场，对称

9、性也是其重要特点。,A0B2BS C2BScosD2BSsin,答案：C 解析：开始时穿过线圈平面的磁通量为： 1BScos 后来穿过线圈平面的磁通量为： 2BScos 则磁通量的变化量为： |21|2BScos,感应电流的产生条件及应用,解析：图A中线圈没闭合，无感应电流；图B中闭合电路中的磁通量增大，有感应电流；图C中的导线在圆环直径的正上方，不论电流如何变化，穿过线圈的磁感线都相互抵消，磁通量恒为零，也无电流；图D中回路磁通量恒定，无感应电流。故本题只有选项B正确。 答案：B 点评：判断电路中是否产生感应电流，关键要分析穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。对于C图中就必须要弄清楚通电直导线

10、的磁感线分布情况，而对于立体图，往往还需要将立体图转换为平面图，如转化为俯视图、侧视图等，这是化抽象为具体的好方法，希望大家熟练掌握。,答案：AB 解析：A图中，图示状态0，转到90过程中增大，因此磁通量发生变化，能产生感应电流；B图中离直导线越远磁场越弱，磁感线越稀，所以当线圈远离导线时，线圈中磁通量不断变小，能产生感应电流；C图中一定要把条形磁铁周围的磁感线空间分布图弄清楚，在图示位置，线圈中的磁通量为零，在向下移动过程中，线圈的磁通量一直为零，磁通量不变，故不能产生感应电流；D图中，随着线圈的转动，B与S都不变，B又垂直于S，所以BS始终不变，故不能产生感应电流。故正确答案为A、B。,电

11、流计直流电源带铁芯的线圈A线圈B电键滑动变阻器,开放探究,(1)试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线)。 (2)怎样才能使线圈B中有感应电流产生？试举出三种方法。 _； _； _。 解析：(1)使线圈A与电键、直流电源、滑动变阻器串联，线圈B与电流计连成闭合回路；(2)只要能使穿过线圈B的磁通量发生变化，就可以使线圈B中产生感应电流。,答案：(1)如图所示 (2)闭合开关断开开关开关闭合时移动滑动变阻器滑片,答案：对圆盘来说，从圆心到边缘可以理解成有无数根辐向分布的导体，每根导体都处在磁场中，当圆盘转动时，每根导体都与负载电阻R构成闭合电路，以其中一根导体为例，所构成的闭合电路里的磁通量都发生变化，因此产生感应电流。,易错点：不分析具体过程而盲目套用规律、公式导致出错,AG1、G2中都有电流