物理劃時代發(fā)現(xiàn)探究感應電流產(chǎn)生條件人教高中選修PPT學習教案

1、會計學1物理劃時代發(fā)現(xiàn)探究感應電流產(chǎn)生條件物理劃時代發(fā)現(xiàn)探究感應電流產(chǎn)生條件人教高中選修人教高中選修返回第1頁/共42頁返回1 1知道與電流磁效應和電磁感應現(xiàn)象相關知道與電流磁效應和電磁感應現(xiàn)象相關 的物理學史，體會人類探究自然規(guī)律的的物理學史，體會人類探究自然規(guī)律的 科學態(tài)度和科學精神?？茖W態(tài)度和科學精神。2 2通過實驗，探究和理解產(chǎn)生感應電流的通過實驗，探究和理解產(chǎn)生感應電流的 條件。條件。3 3能夠運用感應電流的產(chǎn)生條件判斷是否能夠運用感應電流的產(chǎn)生條件判斷是否 有感應電流產(chǎn)生。有感應電流產(chǎn)生。第2頁/共42頁返回第3頁/共42頁返回讀教材讀教材填要點填要點 1奧斯特夢圓奧斯特夢圓“電生

2、磁電生磁” 電流的磁效應顯示了載流導體對電流的磁效應顯示了載流導體對 的作用力，揭的作用力，揭示了示了 與與 之間存在的某種聯(lián)系。在奧斯特之間存在的某種聯(lián)系。在奧斯特實驗中，通電導線必須實驗中，通電導線必須 放置，導線下面的小放置，導線下面的小磁針才發(fā)生偏轉。磁針才發(fā)生偏轉。磁針磁針電現(xiàn)象電現(xiàn)象磁現(xiàn)象磁現(xiàn)象南北方向南北方向第4頁/共42頁返回2法拉第心系法拉第心系“磁生電磁生電”(1)“磁生電磁生電”的發(fā)現(xiàn)：的發(fā)現(xiàn)：1831年，英國物理學家法拉第發(fā)現(xiàn)了年，英國物理學家法拉第發(fā)現(xiàn)了 現(xiàn)象?，F(xiàn)象。(2)法拉第把引起感應電流的原因概括為五類：法拉第把引起感應電流的原因概括為五類：變化的電流；變化的電

3、流；變化的磁場；變化的磁場；運動的恒定電流；運動的恒定電流；運動的磁場；運動的磁場；在磁場中運動的導體。在磁場中運動的導體。電磁感應電磁感應第5頁/共42頁返回 (3)電磁感應的發(fā)現(xiàn)使人們對電與磁內(nèi)在聯(lián)系的認識電磁感應的發(fā)現(xiàn)使人們對電與磁內(nèi)在聯(lián)系的認識更加完善，宣告了更加完善，宣告了 作為一門統(tǒng)一學科的誕生。作為一門統(tǒng)一學科的誕生。 3探究感應電流的產(chǎn)生條件探究感應電流的產(chǎn)生條件 (1)探究導體棒在磁場中運動是否產(chǎn)生電流探究導體棒在磁場中運動是否產(chǎn)生電流(如圖如圖411所示所示)： 圖圖411電磁學電磁學第6頁/共42頁返回實驗操作實驗操作實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象(有無電流有無電流)分析論證分析論證導

4、體棒靜止導體棒靜止無無閉合電路包圍的面積閉合電路包圍的面積 時，時，電路中有電流產(chǎn)生；包圍的面電路中有電流產(chǎn)生；包圍的面積積 時，電路中無電流產(chǎn)時，電路中無電流產(chǎn)生生導體棒平行磁導體棒平行磁感線運動感線運動無無導體棒切割磁導體棒切割磁感線運動感線運動有有變化變化不變不變第7頁/共42頁返回 (2)探究磁鐵在通電螺線管中運動是否產(chǎn)生電流探究磁鐵在通電螺線管中運動是否產(chǎn)生電流(如圖如圖412所示所示)： 圖圖412第8頁/共42頁返回實驗操作實驗操作實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象(有無電流有無電流)分析論證分析論證N極插入線圈極插入線圈有有線圈中的磁場線圈中的磁場 時，時，線圈中有感應電流；線線圈中有感應電流；

5、線圈中的磁場圈中的磁場 時，線時，線圈中無感應電流圈中無感應電流N極停在線圈中極停在線圈中無無N極從線圈中抽出極從線圈中抽出有有S極插入線圈極插入線圈 有有S極停在線圈中極停在線圈中 無無S極從線圈中抽出極從線圈中抽出 有有變化變化不變不變第9頁/共42頁返回(3)模仿法拉第的實驗模仿法拉第的實驗(如圖如圖413所示所示)： 圖圖413第10頁/共42頁返回實驗操作實驗操作實驗現(xiàn)實驗現(xiàn)象象(線圈線圈B中中有無電流有無電流)分析論證分析論證開關閉合瞬間開關閉合瞬間有有線圈線圈B中磁場中磁場 時，時，線圈線圈B中有感應電流；中有感應電流；磁場磁場 時，線圈時，線圈B中中無感應電流無感應電流開關斷開

6、瞬間開關斷開瞬間有有開關保持閉合，滑動開關保持閉合，滑動變阻器滑片不動變阻器滑片不動無無開關保持閉合，迅開關保持閉合，迅速移動滑動變阻器的滑速移動滑動變阻器的滑片片 有有變化變化不變不變第11頁/共42頁返回 (4)歸納結論：歸納結論： 只要穿過只要穿過 導體回路的導體回路的 發(fā)生變化，閉發(fā)生變化，閉合導體回路中就有感應電流。合導體回路中就有感應電流。閉合閉合磁通量磁通量第12頁/共42頁返回試身手試身手夯基礎夯基礎1.發(fā)電的基本原理之一是電磁感應。發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)發(fā)電的基本原理之一是電磁感應。發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的科學家是象的科學家是 ()A.安培安培B奧斯特奧斯特C法拉第法拉第 D麥克斯韋麥克斯

7、韋答案：答案：C第13頁/共42頁返回2.某學生做觀察電磁感應現(xiàn)象的實驗，某學生做觀察電磁感應現(xiàn)象的實驗， 將電流表、線圈將電流表、線圈A和和B、蓄電池、開、蓄電池、開 關用導線連接成如圖關用導線連接成如圖414所示的所示的 實驗電路，當它接通、斷開開關時，實驗電路，當它接通、斷開開關時， 圖圖414 電流表的指針都沒有偏轉，其原因是電流表的指針都沒有偏轉，其原因是 ()第14頁/共42頁返回如右圖所示的如右圖所示的各種情況，哪各種情況，哪些能產(chǎn)生電磁些能產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象？感應現(xiàn)象？I第15頁/共42頁返回A線圈線圈A和和B之間是絕緣的，之間是絕緣的，B線圈所在回路中沒有電源，線圈所在回路中沒

8、有電源， 所以所以B中不可能產(chǎn)生電流中不可能產(chǎn)生電流B線圈線圈B中沒有磁場中沒有磁場C通過線圈通過線圈A的電流是恒定的，穿過線圈的電流是恒定的，穿過線圈B的磁通量不發(fā)的磁通量不發(fā) 生變化生變化D電流可以產(chǎn)生磁場，但磁場卻不能產(chǎn)生電流電流可以產(chǎn)生磁場，但磁場卻不能產(chǎn)生電流第16頁/共42頁返回解析：解析：由條件可知線圈由條件可知線圈A中電流不變，產(chǎn)生的磁場也恒定，中電流不變，產(chǎn)生的磁場也恒定，所以穿過線圈所以穿過線圈B的磁通量始終不發(fā)生變化，因此不論開關是的磁通量始終不發(fā)生變化，因此不論開關是斷開還是閉合，線圈斷開還是閉合，線圈B中均不會產(chǎn)生感應電流，電流表的指中均不會產(chǎn)生感應電流，電流表的指針

9、也不會發(fā)生偏轉。因此正確選項是針也不會發(fā)生偏轉。因此正確選項是C。答案：答案：C第17頁/共42頁返回3有一正方形閉合線圈，在足夠大的勻強磁場中運動。有一正方形閉合線圈，在足夠大的勻強磁場中運動。 圖圖415中能產(chǎn)生感應電流的是中能產(chǎn)生感應電流的是 ()圖圖415第18頁/共42頁返回解析：解析：B、C、D中線圈均在切割磁感線，中線圈均在切割磁感線，A中線圈不切割中線圈不切割磁感線，所以磁感線，所以A中線圈沒有感應電流產(chǎn)生。即使切割了磁中線圈沒有感應電流產(chǎn)生。即使切割了磁感線，也不能保證就能產(chǎn)生感應電流，比如感線，也不能保證就能產(chǎn)生感應電流，比如B和和C中的線中的線圈豎直邊切割了磁感線，但閉合

10、線圈的磁通量沒有發(fā)生圈豎直邊切割了磁感線，但閉合線圈的磁通量沒有發(fā)生變化，故變化，故B、C中的線圈也沒有感應電流產(chǎn)生。中的線圈也沒有感應電流產(chǎn)生。答案：答案：D第19頁/共42頁返回4如圖如圖416所示，一有限范圍的勻強所示，一有限范圍的勻強 磁場寬度為磁場寬度為d，若使一個邊長為，若使一個邊長為L的正方的正方 形導線框以速度形導線框以速度v勻速地通過磁場區(qū)域，勻速地通過磁場區(qū)域， 已知已知dL，則導線框通過磁場的過程中，圖，則導線框通過磁場的過程中，圖416 導線框中無感應電流的時間等于導線框中無感應電流的時間等于 ()第20頁/共42頁返回解析：解析：根據(jù)產(chǎn)生感應電流的條件可知：只要穿過閉

11、合導根據(jù)產(chǎn)生感應電流的條件可知：只要穿過閉合導體回路的磁通量發(fā)生變化，回路中就有感應電流，因此體回路的磁通量發(fā)生變化，回路中就有感應電流，因此導線框在進入和穿出磁場的過程中有感應電流。當導線導線框在進入和穿出磁場的過程中有感應電流。當導線框全部處于磁場中時，穿過導線框的磁通量不發(fā)生變化，框全部處于磁場中時，穿過導線框的磁通量不發(fā)生變化，沒有感應電流產(chǎn)生。根據(jù)幾何關系易知沒有感應電流產(chǎn)生。根據(jù)幾何關系易知C選項正確。選項正確。答案：答案：C第21頁/共42頁返回第22頁/共42頁返回 (1)B與與S垂直時垂直時(勻強磁場中勻強磁場中)：BS。B指勻強磁場的磁感應強度，指勻強磁場的磁感應強度，S為

12、線圈的面積。為線圈的面積。 圖圖417 (2)B與與S不垂直時不垂直時(勻強磁場中勻強磁場中)：BS。S為線圈為線圈在垂直磁場方向上的有效面積，在應用時可將在垂直磁場方向上的有效面積，在應用時可將S分解到與分解到與B垂直的方向上，如圖垂直的方向上，如圖417所示，所示，BSsin 。第23頁/共42頁返回 (3)某面積內(nèi)有不同方向的磁場時：分別計算不同方某面積內(nèi)有不同方向的磁場時：分別計算不同方向的磁場的磁通量，然后規(guī)定某個方向的磁通量為正，反向的磁場的磁通量，然后規(guī)定某個方向的磁通量為正，反方向的磁通量為負，求其代數(shù)和。方向的磁通量為負，求其代數(shù)和。 (4)線圈為多匝時，磁通量計算不受影響，

13、因為穿過線圈為多匝時，磁通量計算不受影響，因為穿過線圈的磁感線的條數(shù)不受線圈匝數(shù)影響。線圈的磁感線的條數(shù)不受線圈匝數(shù)影響。第24頁/共42頁返回 1.如圖如圖418所示，一矩形線圈所示，一矩形線圈abcd的面積的面積S為為1102 m2，它與勻強，它與勻強磁場方向之間的夾角磁場方向之間的夾角為為30，穿過，穿過線圈的磁通量線圈的磁通量為為1103 Wb。則：。則： 圖圖418 (1)磁場的磁感應強度磁場的磁感應強度B為多大？為多大？ (2)若線圈以若線圈以ab邊為軸翻轉邊為軸翻轉180，求此過程穿過線圈，求此過程穿過線圈的磁通量的變化大小的磁通量的變化大小為多少。為多少。第25頁/共42頁返回

14、思路點撥思路點撥解答本題時應注意以下兩點：解答本題時應注意以下兩點：(1)磁通量磁通量BS中的中的S應為線圈垂直于應為線圈垂直于B的面積。的面積。(2)穿過線圈的磁通量有正、負之分。穿過線圈的磁通量有正、負之分。第26頁/共42頁返回答案答案(1)0.2 T(2)2103 Wb第27頁/共42頁返回 計算磁通量的變化量時，首先要明確引起磁通量變化的原因，計算磁通量的變化量時，首先要明確引起磁通量變化的原因，然后再進行計算，通常有以下幾種情況：然后再進行計算，通常有以下幾種情況： (1)B不變，不變，S變，則變，則BS； (2)B變化，變化，S不變，則不變，則BS； (3)B變，變，S也變，則也

15、變，則B2S2B1S1； (4)B不變，不變，S不變，不變，變化，則變化，則BS(sin 2sin1)。第28頁/共42頁返回第29頁/共42頁返回 穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，大致有以下幾種情況：穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，大致有以下幾種情況： a磁感應強度磁感應強度B不變，線圈面積不變，線圈面積S發(fā)生變化，例如閉合發(fā)生變化，例如閉合電路的一部分導體切割磁感線時。電路的一部分導體切割磁感線時。 b線圈面積線圈面積S不變，磁感應強度不變，磁感應強度B發(fā)生變化，例如線圈發(fā)生變化，例如線圈與磁體之間發(fā)生相對運動時或者磁場是由通電螺線管產(chǎn)生，與磁體之間發(fā)生相對運動時或者磁場是由通電螺線管產(chǎn)生，而

16、螺線管中的電流變化時。而螺線管中的電流變化時。 c磁感應強度磁感應強度B和回路面積和回路面積S同時發(fā)生變化，此時可由同時發(fā)生變化，此時可由10計算并判斷磁通量是否變化。計算并判斷磁通量是否變化。第30頁/共42頁返回 d線圈面積線圈面積S不變，磁感應強度不變，磁感應強度B也不變，但二者之也不變，但二者之間夾角發(fā)生變化，例如線圈在磁場中轉動時。間夾角發(fā)生變化，例如線圈在磁場中轉動時。 (3)磁通量的變化量磁通量的變化量與磁通量與磁通量意義不同，大小也意義不同，大小也沒有必然的聯(lián)系。感應電流的產(chǎn)生與沒有必然的聯(lián)系。感應電流的產(chǎn)生與無關，只取決于無關，只取決于的變化，即與的變化，即與有關。有關。第3

17、1頁/共42頁返回 名師點睛名師點睛磁感線的條數(shù)可用來形象地表示一個回磁感線的條數(shù)可用來形象地表示一個回路的磁通量大小，所以判斷穿過閉合電路的磁通量是否變路的磁通量大小，所以判斷穿過閉合電路的磁通量是否變化時，可充分利用穿過閉合電路的磁感線的條數(shù)是否變化化時，可充分利用穿過閉合電路的磁感線的條數(shù)是否變化來判斷某過程中磁通量是否變化。來判斷某過程中磁通量是否變化。第32頁/共42頁返回 2.如圖如圖419所示，導線所示，導線ab和和cd互互相平行，則下列四種情況中，導線相平行，則下列四種情況中，導線cd中中無電流的是無電流的是 ()A開關開關S閉合或斷開的瞬間閉合或斷開的瞬間 圖圖419B開關開

18、關S是閉合的，但滑動觸頭向左滑是閉合的，但滑動觸頭向左滑C開關開關S是閉合的，但滑動觸頭向右滑是閉合的，但滑動觸頭向右滑D開關開關S始終閉合，滑動觸頭不動始終閉合，滑動觸頭不動第33頁/共42頁返回思路點撥思路點撥解答本題時可按以下思路進行：解答本題時可按以下思路進行：第34頁/共42頁返回 解析解析如果導線如果導線cd中無電流產(chǎn)生，則說明通過上面中無電流產(chǎn)生，則說明通過上面的閉合線圈的磁通量沒有發(fā)生變化，也就說明通過導線的閉合線圈的磁通量沒有發(fā)生變化，也就說明通過導線ab段的電流沒有發(fā)生變化。段的電流沒有發(fā)生變化。 顯然，開關顯然，開關S閉合或斷開的瞬閉合或斷開的瞬間、開關間、開關S閉合但滑動觸頭向左滑的過程、開關閉合但滑動觸頭向左滑的過程、開關S閉合但閉合但滑動觸頭向右滑的過程都會使通過導線滑動觸頭向右滑的過程都會使通過導線ab段的電流發(fā)生段的電流發(fā)生變化，使變化，