高中物理 第一章 電磁感應(yīng) 1 電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn) 2 感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件課件 教科版選修32

第一章電磁感應(yīng)1.知道奧斯特實驗、電磁感應(yīng)現(xiàn)象，了解電生磁和磁生電的發(fā)現(xiàn)過程.2.通過實驗觀察和實驗探究，理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件.3.能說出磁通量變化的含義，會利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生的條件解決實際問題.目標定位二、磁通量及其變化三、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件欄目索引一、電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)對點檢測 自查自糾一、電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)n知識梳理1.奧斯特實驗的啟迪1820年，丹麥物理學家 發(fā)現(xiàn)了電流的 效應(yīng).不少物理學家根據(jù) 的思考提出，既然電能產(chǎn)生磁，是否磁能產(chǎn)生電呢？2.電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)1831年，英國物理學家發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，即“由磁生電”的條件，產(chǎn)生的電流叫 .法拉第將“磁生電”的現(xiàn)象分為五類：(1)變化中的電流；(2)；(3)運動中的恒定電流；(4)運動中的磁鐵；(5).答案法拉第奧斯特對稱性感應(yīng)電流變化中的磁場運動中的導線磁【深度思考】電流的磁效應(yīng)與電磁感應(yīng)有什么區(qū)別？答案答案電流的磁效應(yīng)是指電流周圍產(chǎn)生磁場，即“電生磁”.電磁感應(yīng)現(xiàn)象是利用磁場產(chǎn)生感應(yīng)電流，即“磁生電”.“電生磁”和“磁生電”是兩種因果關(guān)系相反的現(xiàn)象，要正確區(qū)分這兩種現(xiàn)象，弄清現(xiàn)象的因果關(guān)系是關(guān)鍵.答案n典例精析例例1下列屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是()A.通電導體周圍產(chǎn)生磁場B.磁場對感應(yīng)電流發(fā)生作用，阻礙導體運動C.由于導體自身電流發(fā)生變化，在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流D.電荷在磁場中定向移動形成電流解析解析根據(jù)引起電流原因的五類情況可知，導體自身電流發(fā)生變化，在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流為電磁感應(yīng)現(xiàn)象.故選項C正確.C返回解析答案二、磁通量及其變化答案n知識梳理1.磁通量的計算(1)B與S垂直時： ，S為線圈的有效面積.如圖1(a)所示.(2)B與S不垂直時：BSBS，S為線圈在 方向上的投影面積.B為B在 方向上的分量.如圖(b)、(c)所示.(3)某線圈所圍面積內(nèi)有不同方向的磁場時，規(guī)定某個方向的磁通量為正，反方向的磁通量為 ，求其代數(shù)和，如圖(d)所示.垂直于S垂直磁場圖1BS負4.用磁感線的條數(shù)表示磁通量.當回路中有不同方向的磁感線穿過時，磁通量是指穿過某一面磁感線的“凈”條數(shù)，即不同方向的磁感線的條數(shù)差.2.磁通量是 量，但有正、負，其正、負分別表示與規(guī)定的穿入方向相同、相反.3.磁通量的變化大致可分為以下幾種情況：(1)磁感應(yīng)強度B不變， 發(fā)生變化.如圖2(a)所示.(2)有效面積S不變， 發(fā)生變化.如圖(b)所示. (3)磁感應(yīng)強度B和有效面積S都不變，它們之間的夾角發(fā)生變化.如圖(c)所示.答案圖2標有效面積S磁感應(yīng)強度B答案【深度思考】將兩個同圓心但大小不同的線圈套在條形磁鐵上，通過哪個線圈的磁通量大？答案答案通過小線圈的磁通量大.若穿過某一平面的磁感線既有穿出，又有穿入，則穿過該面的合磁通量為磁感線的凈條數(shù).n典例精析例例2磁通量是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的重要物理量，如圖3所示，通有恒定電流的導線MN與閉合線框共面，第一次將線框由位置1平移到位置2，第二次將線框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置2，設(shè)先后兩次通過線框的磁通量變化分別為1和2，則()A.12 B.12C.12.將閉合線框從位置1平移到位置2，磁感線是從閉合線框的同一面穿過的，所以1|21|12；將閉合線框從位置1繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置2，磁感線分別從閉合線框的正反兩面穿過，所以2|(2)1|12(以原來穿過的方向為正方向，則后來從另一面穿過的方向為負方向).故正確選項為C.答案答案C總結(jié)提升總結(jié)提升磁通量雖然是標量，但有正、負.該題中線框由位置1平移到位置2和繞cd邊翻轉(zhuǎn)到位置2時，在位置2的磁通量大小都相等，但磁感線穿入的方向相反.解析答案圖4例例3邊長L10 cm的正方形線框有10匝，固定在勻強磁場中，磁場方向與線框平面間的夾角30，如圖4所示，磁感應(yīng)強度隨時間的變化規(guī)律為B23t (T)，求：(1)2 s末穿過線框的磁通量.解析解析2 s末穿過線框的磁感應(yīng)強度B2(232) T8 T，答案答案4102 Wb由BSsin ，知2 s末穿過線框的磁通量B2Ssin 8(0.1)2sin 30 Wb4102 Wb.(2)第3 s內(nèi)穿過線框的磁通量的變化量.返回解析解析第3 s內(nèi)磁感應(yīng)強度的變化B3 T，所以BSsin 3(0.1)2sin 30 Wb1.5102 Wb.圖4答案答案1.5102 Wb解題技巧解析答案返回解題技巧(1)求解磁通量的變化量時要取有效面積；(2)磁通量的變化與線圈的匝數(shù)無關(guān)；(3)磁感線從不同側(cè)面穿過線圈時磁通量的正、負不同.三、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件n知識梳理1.導體在磁場中做切割磁感線運動如圖5所示，將可移動導體棒AB放置在磁場中，并和電流表組成閉合回路.實驗操作及現(xiàn)象如下：答案圖5實驗操作實驗現(xiàn)象(有無電流)導體棒靜止_導體棒平行磁感線上、下運動_導體棒垂直磁感線左、右運動_無無有觀察操作電流計指針的擺動情況螺線管B匝數(shù)少螺線管B匝數(shù)多螺線管A、B相互垂直開關(guān)接通瞬間輕微擺動較大擺動不擺動電流穩(wěn)定 擺動 擺動 擺動開關(guān)斷開瞬間 擺動 擺動 擺動滑片快速推動 擺動 擺動 擺動滑片緩慢推動 擺動 擺動 擺動答案2.通過閉合回路的磁場發(fā)生變化如圖6所示，實驗操作及電流計指針的擺動情況如右：圖6不輕微較大輕微不較大最大較大不不不不3.歸納結(jié)論：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件(1)電路；(2) .如果電路不閉合，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，但仍會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，就像直流電路一樣，電路不閉合，沒有電流，但電源仍然存在.閉合磁通量發(fā)生變化答案【深度思考】在螺線管A(如圖7甲所示)中電流隨時間變化的圖像如圖乙所示，則tt0時刻線圈B中有感應(yīng)電流嗎？答案圖7答案答案有.雖然此時穿過B的磁通量為0，但磁通量在變化，感應(yīng)電流的產(chǎn)生取決于的變化，與的大小無關(guān).n典例精析例例4圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()解析解析根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：A選項中，電路沒有閉合，無感應(yīng)電流；B選項中，面積增大，閉合電路的磁通量增大，有感應(yīng)電流；C選項中，穿過線圈的磁感線相互抵消，恒為零，無感應(yīng)電流；D選項中，磁通量不發(fā)生變化，無感應(yīng)電流.B解析答案總結(jié)提升返回總結(jié)提升(1)電路閉合和磁通量發(fā)生變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩個條件，二者缺一不可.(2)磁通量發(fā)生變化，其主要內(nèi)涵體現(xiàn)在“變化”上，磁通量很大若沒有變化也不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，某時刻磁通量雖然是零但是如果在變化仍然可以產(chǎn)生感應(yīng)電流.返回 對點檢測 自查自糾解析答案1(磁通量的理解)六根絕緣的導線，在同一平面內(nèi)組成四個相等的正方形，導線中通以大小相等的電流，方向如圖8所示，在這個四個正方形區(qū)域中，指向紙面內(nèi)且磁通量最大的區(qū)域是()A BC D圖8解析解析由于是直線電流的磁場，6支電流在每個區(qū)域的磁感線的分布都有區(qū)別，只有逐一求出6支電流在每個區(qū)域的分磁通量之和，才能進行比較設(shè)每支電流的磁感線穿過相鄰區(qū)域的有兩條，穿過較遠區(qū)域的有1條，就可以作出穿過各區(qū)域的磁感線分布圖，如圖所示故本題正確答案為A.A2.(電磁感應(yīng)現(xiàn)象)在法拉第時代，下列驗證“由磁產(chǎn)生電”設(shè)想的實驗中，能觀察到感應(yīng)電流的是()A.將繞在磁鐵上的線圈與電流表組成一閉合回路，然后觀察電流表的變化B.在一通電線圈旁放置一連有電流表的閉合線圈，然后觀察電流表的變化C.將一房間內(nèi)的線圈兩端與相鄰房間的電流表連接，往線圈中插入條形磁鐵 后，再到相鄰房間去觀察電流表的變化D.繞在同一鐵環(huán)上的兩個線圈，分別接電源和電流表，在給線圈通電或斷電 的瞬間，觀察電流表的變化解析答案解析解析產(chǎn)生感應(yīng)電流必須滿足的條件：電路閉合；穿過閉合電路的磁通量要發(fā)生變化.選項A、B電路閉合，但磁通量不變，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項A、B不能觀察到電流表的變化；選項C滿足產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，也能產(chǎn)生感應(yīng)電流，但是等我們從一個房間到另一個房間后，電流表中已沒有電流，故選項C也不能觀察到電流表的變化；選項D滿足產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，能產(chǎn)生感應(yīng)電流，可以觀察到電流表的變化，所以選D.答案答案D3.(產(chǎn)生感應(yīng)電流的判斷)(多選)如圖9所示，豎直放置的長直導線通有恒定電流，有一矩形線框與導線在同一平面內(nèi)，在下列情況中線框產(chǎn)生感應(yīng)電流的是() A.導線中的電流變大B.線框向右平動C.線框向下平動D.線框以AB邊為軸轉(zhuǎn)動圖9ABD答案4.(磁通量的變化)一電阻為R、面積為S的矩形導線框abcd處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向與線框平面成45角(如圖10所示).當導線框以ab邊為軸順時針轉(zhuǎn)過90的過程中，穿過導線框abcd的磁通量的變化量_.解析答案圖10返回返回