第1節(jié) 磁生電的探索

1、磁鐵周圍的磁感線分布磁鐵周圍的磁感線分布電流周圍的磁感線分布電流周圍的磁感線分布磁場和面平行：磁場和面平行：磁場和面成任磁場和面成任意角度：意角度：復習磁通量復習磁通量磁場和面垂直：磁場和面垂直：SBSB SnBSBScosBS0nBS2 單位：單位：韋伯（韋伯（Wb） 1Wb=1Tm2 (1)(1)磁通量就是表示穿過這個面的磁感線條數(shù)磁通量就是表示穿過這個面的磁感線條數(shù)(2)(2)磁通量與線圈的匝數(shù)無關。磁通量與線圈的匝數(shù)無關。 3 說明：說明：1 1、大小計算、大小計算4.4.引起磁通量變化的因素：引起磁通量變化的因素：=BS =BS coscos(1(1）B B發(fā)生變化；發(fā)生變化；（2

2、2）S S發(fā)生變化；發(fā)生變化；（3 3）B B與與S S的夾角發(fā)生變化。的夾角發(fā)生變化。(3)(3)磁通量不但有大小，而且有方向，但磁通量磁通量不但有大小，而且有方向，但磁通量 是一個是一個標量標量，遵從代數(shù)運算法則，遵從代數(shù)運算法則dbcaB練習：比較兩個圓環(huán)平面通過的磁通量練習：比較兩個圓環(huán)平面通過的磁通量大小關系大小關系ab如此之偉大，為人類如此之偉大，為人類開創(chuàng)了這樣一個精采開創(chuàng)了這樣一個精采的時代！的時代！一、電磁感應的探索歷程一、電磁感應的探索歷程菲菲涅涅耳耳亨亨利利奧奧斯斯特特安安培培電流電流 磁場磁場1820年年科拉頓科拉頓電流電流 磁場磁場?法法拉拉第第到底在什么條件下，到底

3、在什么條件下，磁才能生電？磁才能生電？選擇實驗器材選擇實驗器材要方便的獲得磁場需要什么器材？要方便的獲得磁場需要什么器材？要觀察電路中有無電流，需要什么儀表？要觀察電路中有無電流，需要什么儀表？要把電流表連入電路還需要哪些器材？要把電流表連入電路還需要哪些器材？磁體磁體靈敏電流表靈敏電流表導線、開關導線、開關二、科學探究二、科學探究探究探究1：如圖（：如圖（1）所示，）所示，進行以下實驗進行以下實驗 讓導體讓導體AB與磁場保持與磁場保持相對靜止相對靜止 讓導體讓導體AB平行于磁感線平行于磁感線運動運動 讓導體讓導體AB做切割磁感做切割磁感線運動線運動 無電流產生無電流產生無電流產生無電流產生有

4、電流產生有電流產生問題：是不是一定要導體去問題：是不是一定要導體去切割磁感線切割磁感線,即導體運動即導體運動磁場磁場不動不動才能產生感應電流呢？才能產生感應電流呢？磁鐵的運磁鐵的運動情況動情況表針的擺表針的擺動情況動情況插入瞬間插入瞬間停在線圈停在線圈中中拔出瞬間拔出瞬間不擺動不擺動擺動擺動擺動擺動實驗實驗2：把磁鐵插入螺線管或從螺線管拔出：把磁鐵插入螺線管或從螺線管拔出實驗一、導體切割磁感線實驗一、導體切割磁感線實質：改變了閉合電路在磁場實質：改變了閉合電路在磁場中的面積中的面積實驗二、磁鐵插入或拔出實驗二、磁鐵插入或拔出實質：改變了閉合電路中磁場實質：改變了閉合電路中磁場的強弱的強弱三、結

5、論：三、結論：感應電流產生的條件是：感應電流產生的條件是：2、穿過回路的磁通量發(fā)生變化、穿過回路的磁通量發(fā)生變化磁通量的影響因素：磁通量的影響因素：1、電路要是一個閉合回路、電路要是一個閉合回路磁感應強度磁感應強度B、面積、面積S，及及B、S的夾角變化的夾角變化只要穿過閉合電路的只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生磁通量發(fā)生變化，變化，閉合電路中就有電流。閉合電路中就有電流。實驗設計：實驗設計：2、實驗目的：、實驗目的：用用盡量多的方法盡量多的方法使線圈使線圈B中產中產生感應電流生感應電流1、實驗器材：、實驗器材：電源、開關、電流表、滑動變電源、開關、電流表、滑動變阻器、大線圈阻器、大線圈(B)、小線

6、圈、小線圈(A)、導線、導線AB實驗實驗3：雙螺線管實驗：雙螺線管實驗 實驗三、開關閉合或斷開，滑動變阻器滑動實驗三、開關閉合或斷開，滑動變阻器滑動實質：改變了閉合電路中磁場的強弱實質：改變了閉合電路中磁場的強弱A A中電流的中電流的變化情況變化情況B B中磁通量的中磁通量的變化情況變化情況B B中是否產中是否產生電流生電流閉合開關的瞬間閉合開關的瞬間變大變大變大變大有有閉合開關，閉合開關，A A中電中電流穩(wěn)定后流穩(wěn)定后不變不變不變不變無無閉合開關，閉合開關，A A中電中電流穩(wěn)定后，再讓流穩(wěn)定后，再讓變阻器電阻增大變阻器電阻增大變小變小變小變小有有閉合開關，閉合開關，A A中電中電流穩(wěn)定后，再

7、讓流穩(wěn)定后，再讓變阻器電阻減小變阻器電阻減小變大變大變大變大有有斷開開關瞬間斷開開關瞬間變小變小變小變小有有教材資料分析迷你實驗室制作一塊直徑為20 cm的圓形鋁片，在中心鉆一個小孔，穿上一個帶有搖柄的金屬軸，把鋁片固定在軸的中間位置，然后再把軸用兩個鐵環(huán)固定在木架上，取一塊蹄形磁鐵立在鋁片下部，讓它的兩極在鋁片的兩側(如圖111所示)從電流計的接線柱引出兩根導線，一根連在金屬軸承上，另一根用絕緣膠布粘在一個極上，并使導線的裸線頭輕輕接觸鋁片的邊緣當快速搖轉鋁片的時候，觀察電流計的偏轉情況；或者換上小燈泡，觀察小燈泡的發(fā)光情況解釋你所觀察到的現(xiàn)象點撥對于圓形鋁片，可以看成由無數(shù)根從圓心到邊沿的

8、導線并聯(lián)而成當鋁片快速轉動時，這些導線在蹄形磁鐵產生的磁場中切割磁感線產生感應電流當在電路中連接電流表或者小燈泡時，電流表指針會發(fā)生偏轉，小燈泡會發(fā)光 如圖所示，讓閉合線圈由位置如圖所示，讓閉合線圈由位置1通過一個有明通過一個有明顯邊界的勻強磁場運動到位置顯邊界的勻強磁場運動到位置2。線圈在運動過程。線圈在運動過程中，什么時候有感應電流，什么時候沒有感應電中，什么時候有感應電流，什么時候沒有感應電流？為什么？流？為什么？12abcdvabcdv下列情形線框中有無感應電流？下列情形線框中有無感應電流？2如圖所示，導線如圖所示，導線ab和和cd互相平行，則下互相平行，則下列四種情況下，列四種情況下

9、，cd中無電流的是中無電流的是( )A開關開關S閉合或斷開的瞬間閉合或斷開的瞬間B開關開關S是閉合的，但滑片向左移動是閉合的，但滑片向左移動C開關開關S是閉合的，但滑片向右移動是閉合的，但滑片向右移動D開關開關S始終閉合，滑片不動始終閉合，滑片不動DBOOxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxOOB判斷下列幾幅圖中，哪些圖能產生判斷下列幾幅圖中，哪些圖能產生感應電流？感應電流？18311831年年8 8月月2929日日 法拉第線圈：與法拉第線圈：與160160年后出現(xiàn)的現(xiàn)代變壓器出奇的相似，現(xiàn)年后出現(xiàn)的現(xiàn)代變壓器出奇的相似，現(xiàn)已成為著名的科學文物。已成為著名的科學文物。開關開關電池

10、組電池組電流計電流計18311831年年1010月月2828日日 法拉第的創(chuàng)新：法拉第的創(chuàng)新： 圓盤發(fā)電機，首先圓盤發(fā)電機，首先向人類揭開了機械能轉向人類揭開了機械能轉化為電能的序幕?；癁殡娔艿男蚰?。【典例1】 如圖119所示，線框與通電直導線均位于水平面內，當線框abcd由實線位置在水平面內向右平動逐漸移動到虛線位置，穿過線框的磁通量如何變化？【變式1】 如圖1110所示，ab是水平面上一個圓的直徑，在過ab的豎直平面內有一根通電導線ef.已知ef平行于ab，當ef豎直向上平移時，ef中的電流I產生的磁場穿過圓面積的磁通量將()A逐漸增大 B逐漸減小C始終為零 D不為零，但保持不變C【典例2】 如圖1111所示，有一個100匝的線圈，其橫截面是邊長為L0.20 m的正方形，放在磁感應強度B0.50 T的勻強磁場中，線圈平面與磁場垂直若將這個線圈橫截面的形狀由正方形改變成