產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件

1、第二節(jié)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件第二節(jié)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件1.知道與電流磁效應(yīng)和電磁感應(yīng)相關(guān)的物理學(xué)史，體會知道與電流磁效應(yīng)和電磁感應(yīng)相關(guān)的物理學(xué)史，體會人類探究自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度人類探究自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神和科學(xué)精神2通過實驗、探究和理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件通過實驗、探究和理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件3能夠運用感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件判斷是否有感應(yīng)電流能夠運用感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件判斷是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生產(chǎn)生(重點重點)4進一步認識磁通量的概念、能結(jié)合實例對磁通量的進一步認識磁通量的概念、能結(jié)合實例對磁通量的變化進行定性判斷和定量計算變化進行定性判斷和定量計算(重點和難點重點和難點)一、一、“電生磁電生磁”與與“

2、磁生電磁生電”1.電流的磁效應(yīng)電流的磁效應(yīng)“電生磁電生磁”1820年，丹麥物理學(xué)家年，丹麥物理學(xué)家_發(fā)現(xiàn)載流發(fā)現(xiàn)載流導(dǎo)線能使小磁針偏轉(zhuǎn)，這種作用稱為電流的導(dǎo)線能使小磁針偏轉(zhuǎn)，這種作用稱為電流的磁效應(yīng)磁效應(yīng)奧斯特奧斯特2.電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象“磁生電磁生電”(1)1831年，英國物理學(xué)家年，英國物理學(xué)家_發(fā)現(xiàn)了發(fā)現(xiàn)了“磁磁生電生電”的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象，的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生的電流叫產(chǎn)生的電流叫_(2)法拉第把引起電流的原因概括為五類，它們法拉第把引起電流的原因概括為五類，它們都與都與_和和_相聯(lián)系：相聯(lián)系：變化著的變化著的_；變化著的變化著的_；運動的運動的_；

3、運動的運動的_；在磁場中在磁場中運動的運動的_法拉第法拉第感應(yīng)電流感應(yīng)電流變化變化運動運動電流電流磁場磁場恒定電流恒定電流磁鐵磁鐵導(dǎo)體導(dǎo)體二、探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件二、探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件1.實驗探究實驗探究(1)利用蹄形磁鐵的磁場利用蹄形磁鐵的磁場(如圖甲如圖甲)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(dǎo)體棒靜止導(dǎo)體棒靜止無無閉合電路包圍的面閉合電路包圍的面積積_時時，電路中有，電路中有電流產(chǎn)生；包圍的面電流產(chǎn)生；包圍的面積積_時時，電路中，電路中無電流產(chǎn)生無電流產(chǎn)生導(dǎo)體棒平行導(dǎo)體棒平行磁感線運動磁感線運動無無導(dǎo)體棒切割導(dǎo)體棒切割磁感線運動磁感線運動有有變化變化

4、不變不變甲乙甲乙(2)利用條形磁鐵的磁場利用條形磁鐵的磁場(如圖乙如圖乙)實驗操作實驗操作實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象(有有無電流無電流)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線圈中的磁場場_時時，線圈中，線圈中有感應(yīng)電流；線圈有感應(yīng)電流；線圈中的磁中的磁場場_時時，線圈中無感應(yīng)，線圈中無感應(yīng)電流電流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(3)利用通電螺線管的磁場利用通電螺線管的磁場(如圖丙如圖丙)丙丙實驗操作實驗操作實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象(線線圈圈B中有無電中有無電

5、流流)分析論證分析論證開關(guān)閉合瞬間開關(guān)閉合瞬間有有線圈線圈B中磁中磁場場_時時，線，線圈圈B中有感應(yīng)中有感應(yīng)電流；磁電流；磁場場_時時，線，線圈圈B中無感應(yīng)中無感應(yīng)電流電流開關(guān)斷開瞬間開關(guān)斷開瞬間有有開關(guān)保持閉合，開關(guān)保持閉合，滑動變阻器滑片滑動變阻器滑片不動不動無無開關(guān)保持閉合，開關(guān)保持閉合，迅速移動滑動變迅速移動滑動變阻器的滑片阻器的滑片有有變化變化不變不變想一想想一想1.探究探究(1)說明產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件與閉合電說明產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件與閉合電路包圍的面積有關(guān)；探究路包圍的面積有關(guān)；探究(2)、(3)說明產(chǎn)生感說明產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件與磁感應(yīng)強度的變化有關(guān)，如應(yīng)電流的條件與磁感應(yīng)強度的變化

6、有關(guān)，如何將這兩個結(jié)論統(tǒng)一起來呢？何將這兩個結(jié)論統(tǒng)一起來呢？提示：提示：閉合電路的面積與垂直穿過它的磁感閉合電路的面積與垂直穿過它的磁感應(yīng)強度的乘積是磁通量，無論閉合電路包圍應(yīng)強度的乘積是磁通量，無論閉合電路包圍的面積變化還是磁感應(yīng)強度變化，都會使磁的面積變化還是磁感應(yīng)強度變化，都會使磁通量發(fā)生變化，所以磁通量是否變化是產(chǎn)生通量發(fā)生變化，所以磁通量是否變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件感應(yīng)電流的條件2.結(jié)論：感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件結(jié)論：感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件實驗表明：不論何種原因，只要使穿過實驗表明：不論何種原因，只要使穿過_電路的電路的_發(fā)生變化，發(fā)生變化，_電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生閉合閉

7、合磁通量磁通量閉合閉合想一想想一想2讓一個閉合導(dǎo)體回路在磁場中運動，該讓一個閉合導(dǎo)體回路在磁場中運動，該閉合導(dǎo)體回路中一定產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎？閉合導(dǎo)體回路中一定產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎？提示：提示：不一定閉合導(dǎo)體回路在磁場中運不一定閉合導(dǎo)體回路在磁場中運動時，如果穿過回路的磁通量不變，就不動時，如果穿過回路的磁通量不變，就不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，如果穿過回路的磁通量會產(chǎn)生感應(yīng)電流，如果穿過回路的磁通量變化時，就產(chǎn)生感應(yīng)電流變化時，就產(chǎn)生感應(yīng)電流3.磁通量的變化磁通量的變化(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，則也變，則B2S2B1S1；(4)B

8、不變，不變，S不變，不變，變化，則變化，則BS(sin2sin1)要點一磁通量的分析與計算要點一磁通量的分析與計算學(xué)案導(dǎo)引學(xué)案導(dǎo)引1.穿過某個線圈的磁通量的大小與哪些因素有穿過某個線圈的磁通量的大小與哪些因素有關(guān)？關(guān)？2.磁通量為零，磁感應(yīng)強度一定也為零嗎？磁通量為零，磁感應(yīng)強度一定也為零嗎？3.如何計算磁通量及磁通量的變化量？如何計算磁通量及磁通量的變化量？1.勻強磁場中磁通量的計算勻強磁場中磁通量的計算(1)B與與S垂直時：垂直時：BS，B指勻強磁場的磁指勻強磁場的磁感應(yīng)強度，感應(yīng)強度，S為線圈的面積為線圈的面積(2)B與與S不垂直時：不垂直時：BS，S為線圈在為線圈在垂直磁場方向上的投影

9、面積，在應(yīng)用時可將垂直磁場方向上的投影面積，在應(yīng)用時可將S投影到與投影到與B垂直的方向上或者垂直的方向上或者S不動，將不動，將B分解為垂直于分解為垂直于S和平行于和平行于S兩個分量，則兩個分量，則BS，如圖所示，如圖所示BSsin.(3)某面積內(nèi)有不同方向的磁場時分別計算不某面積內(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，反方向的磁通量為負，求其的磁通量為正，反方向的磁通量為負，求其代數(shù)和代數(shù)和2.非勻強磁場中磁通量的分析非勻強磁場中磁通量的分析條形磁鐵、通電導(dǎo)線周圍的磁場都是非勻強條形磁鐵、通電導(dǎo)線周圍的磁場都是非勻

10、強磁場，通常只對穿過線圈的磁通量進行定性磁場，通常只對穿過線圈的磁通量進行定性分析，分析時應(yīng)兼顧磁場強弱、線圈面積和分析，分析時應(yīng)兼顧磁場強弱、線圈面積和磁場與線圈的夾角等因素，并可充分利用磁磁場與線圈的夾角等因素，并可充分利用磁感線來判斷，即磁通量的大小對應(yīng)穿過線圈感線來判斷，即磁通量的大小對應(yīng)穿過線圈的磁感線的條數(shù)，穿過線圈的磁感線的條數(shù)的磁感線的條數(shù)，穿過線圈的磁感線的條數(shù)變化，則說明磁通量變化變化，則說明磁通量變化特別提醒：特別提醒：(1)線圈為多匝時，不影響磁通量線圈為多匝時，不影響磁通量的計算，即的計算，即NBS，因為穿過線圈的磁感線，因為穿過線圈的磁感線的條數(shù)不受匝數(shù)影響的條數(shù)不

11、受匝數(shù)影響(2)若線圈面積若線圈面積S1大于磁場區(qū)域面積大于磁場區(qū)域面積S2，如圖，如圖，那么那么BS中的中的S應(yīng)指閉合回路中處于磁場中應(yīng)指閉合回路中處于磁場中的那部分的有效面積即的那部分的有效面積即S2.如圖所示的線框，面積為如圖所示的線框，面積為S，處于磁感應(yīng)強度為，處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，的勻強磁場中，B的方向與線框平面成的方向與線框平面成角，當角，當線框轉(zhuǎn)過線框轉(zhuǎn)過90到如圖所示的虛線位置時，試求：到如圖所示的虛線位置時，試求：(1)初、末位置穿過線框的磁通量的大小初、末位置穿過線框的磁通量的大小1和和 2；(2)磁通量的變化量磁通量的變化量.【審題指導(dǎo)審題指導(dǎo)】解答該類題目時

12、，要注意磁感解答該類題目時，要注意磁感線是從平面的哪一面穿入的，當規(guī)定從某一面線是從平面的哪一面穿入的，當規(guī)定從某一面穿入的磁通量為正值時，則從另一面穿入的就穿入的磁通量為正值時，則從另一面穿入的就為負值，然后按照求代數(shù)和的方法求出磁通量為負值，然后按照求代數(shù)和的方法求出磁通量的變化的變化(磁通量是有正、負的標量磁通量是有正、負的標量)(2)開始時開始時B與線框平面成與線框平面成角，穿過線框的角，穿過線框的磁通量磁通量1BSsin；當線框平面按順時針方；當線框平面按順時針方向轉(zhuǎn)動時，穿過線框的磁通量減少，當轉(zhuǎn)動向轉(zhuǎn)動時，穿過線框的磁通量減少，當轉(zhuǎn)動時，穿過線框的磁通量減少為零，繼續(xù)轉(zhuǎn)時，穿過線

13、框的磁通量減少為零，繼續(xù)轉(zhuǎn)動至動至90時，磁通量從另一面穿過，變?yōu)闀r，磁通量從另一面穿過，變?yōu)椤柏撠摗敝担担?BScos.所以，此過程中磁所以，此過程中磁通量的變化量為通量的變化量為21BScosBSsinBS(cossin)【答案答案】(1)BSsinBScos(2)BS(cossin)變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1.(單選單選)兩個圓環(huán)兩個圓環(huán)A、B如圖所示放置，且半徑如圖所示放置，且半徑RARB，一條形磁鐵的軸線過兩個圓環(huán)的圓心，一條形磁鐵的軸線過兩個圓環(huán)的圓心處，且與圓環(huán)平面垂直，則穿過處，且與圓環(huán)平面垂直，則穿過A、B環(huán)的磁通環(huán)的磁通量量A和和B的關(guān)系是的關(guān)系是()AABBABCAB D無法確

14、定無法確定解析：選解析：選C.因為有兩個方向的磁感線穿過線因為有兩個方向的磁感線穿過線圈，磁通量應(yīng)是抵消之后所剩余的磁感線的圈，磁通量應(yīng)是抵消之后所剩余的磁感線的凈條數(shù)從上向下看，穿過圓環(huán)凈條數(shù)從上向下看，穿過圓環(huán)A、B的磁感的磁感線如圖所示，磁感線有進有出，線如圖所示，磁感線有進有出，A、B環(huán)向外環(huán)向外的磁感線條數(shù)一樣多，但的磁感線條數(shù)一樣多，但A環(huán)向里的磁感線環(huán)向里的磁感線條數(shù)較多，抵消得多，凈剩條數(shù)少，所以條數(shù)較多，抵消得多，凈剩條數(shù)少，所以Av2 Bv1v2Cv1v2 D無法確定無法確定解析：選解析：選AB. 只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合回路中就有

15、感應(yīng)電流產(chǎn)生題中導(dǎo)軌變化，閉合回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生題中導(dǎo)軌位于勻強磁場中，只要滿足位于勻強磁場中，只要滿足v1v2，回路的面積，回路的面積就發(fā)生變化，從而磁通量發(fā)生變化，回路中就有就發(fā)生變化，從而磁通量發(fā)生變化，回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生感應(yīng)電流產(chǎn)生感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的靈活應(yīng)用感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的靈活應(yīng)用經(jīng)典案例經(jīng)典案例(單選單選) 如圖所示，矩形線框如圖所示，矩形線框abcd與勻強磁場方向平行，且一半在磁場內(nèi)，另與勻強磁場方向平行，且一半在磁場內(nèi)，另一半在磁場外下列操作中線圈中能產(chǎn)生感一半在磁場外下列操作中線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是應(yīng)電流的是()A以以bc邊為軸轉(zhuǎn)動邊為軸轉(zhuǎn)動B以中心線以中心線MN為

16、軸轉(zhuǎn)動為軸轉(zhuǎn)動C以以ab邊為軸轉(zhuǎn)動邊為軸轉(zhuǎn)動(cd邊未離開磁場時邊未離開磁場時)D以以cd邊為軸轉(zhuǎn)動邊為軸轉(zhuǎn)動(ab邊未進入磁場時邊未進入磁場時)【審題指導(dǎo)審題指導(dǎo)】在審題時，應(yīng)格外關(guān)注以下在審題時，應(yīng)格外關(guān)注以下詞語：詞語：(1)“與磁場方向平行與磁場方向平行”說明此時穿過線框的說明此時穿過線框的磁通量為零磁通量為零(2)“一半在磁場內(nèi)一半在磁場內(nèi)”說明此題中線框面積與說明此題中線框面積與“有效面積有效面積”不同不同【解題樣板解題樣板】以以bc邊為軸轉(zhuǎn)動時，由于線框邊為軸轉(zhuǎn)動時，由于線框與磁場夾角變化，引起磁通量變化，產(chǎn)生感與磁場夾角變化，引起磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，應(yīng)電流，A對；以對；以

17、MN為軸轉(zhuǎn)動時，磁通量仍為軸轉(zhuǎn)動時，磁通量仍然等于零不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，然等于零不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，B錯；以錯；以ab邊或邊或cd邊為軸轉(zhuǎn)動時，磁通量也是保持為零不邊為軸轉(zhuǎn)動時，磁通量也是保持為零不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，C、D錯錯【答案答案】A【規(guī)律方法規(guī)律方法】B的大小或者方向的變化，的大小或者方向的變化，S的大小和位置的變化，還有磁場和平面間的的大小和位置的變化，還有磁場和平面間的夾角變化等都可能引起回路的磁通量的變夾角變化等都可能引起回路的磁通量的變化，從而使回路產(chǎn)生感應(yīng)電流在具體問題化，從而使回路產(chǎn)生感應(yīng)電流在具體問題中要做到靈活分析、熟練應(yīng)用中要做到靈活分析、熟練應(yīng)用電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用動圈式動圈式話筒的原理話筒的原理在劇場里，為了使觀眾能聽清演員的聲音，在劇場里，為了使觀眾能聽清演員的聲音，常常需要把聲音放大放大聲音的裝置主要常常需要把聲音放大放大聲音的裝置主要包括話筒、擴音器和揚聲器三部分如圖所包括話筒、擴音器和揚聲器三部分如圖所示示話筒是把聲音轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕难b置如圖是話筒是把聲音轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕难b置如圖是動圈