高中物理人教版2第四章電磁感應(yīng)2探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件

§探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．會(huì)使用線圈以及常見(jiàn)磁鐵完成簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)。2．學(xué)會(huì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察、記錄結(jié)果、分析論證得出結(jié)論的科學(xué)探究方法.3．通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和實(shí)驗(yàn)探究，理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件?！局攸c(diǎn)難點(diǎn)】1.重點(diǎn)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和實(shí)驗(yàn)探究，理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。2.難點(diǎn)：感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。【課前預(yù)習(xí)】實(shí)驗(yàn)1閉合電路一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)電路如圖所示連接。產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因分析：導(dǎo)體AB做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B沒(méi)有變化，但導(dǎo)體AB與電流表組成的回路________發(fā)生變化，即回路中_______發(fā)生了變化。實(shí)驗(yàn)2條形磁鐵在線圈中相對(duì)運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)電路按如圖所示連接。課堂中注意觀察電流表的指針的偏轉(zhuǎn)情況，把觀察的現(xiàn)象記錄在下列的表格中：磁鐵的動(dòng)作情況電流計(jì)指針的動(dòng)作磁鐵的動(dòng)作情況電流計(jì)指針的動(dòng)作N極插入線圈S極插入線圈N極停在線圈中指針無(wú)動(dòng)作S極停在線圈中指針無(wú)動(dòng)作N極從線圈中抽出S從線圈中抽出產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因分析：向線圈中插入磁鐵，或把磁鐵從線圈中抽出時(shí)，線圈與電流表組成的回路面積S沒(méi)有變化，但線圈回路中的___________發(fā)生了變化，即回路中的________發(fā)生了變化。實(shí)驗(yàn)3模仿法拉第的實(shí)驗(yàn)(線圈中的電流變化時(shí)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象)實(shí)驗(yàn)電路按如圖所示連接：線圈A通過(guò)變阻器和開(kāi)關(guān)連接到_______上，線圈B的兩端連到__________上，把線圈A裝在線圈B的里面。課堂中注意觀察線圈A中電流的變化情況以及線圈B中電流表的指針的偏轉(zhuǎn)情況，把觀察的現(xiàn)象記錄在下列的表格中：線圈A中電流的變化情況線圈B中磁場(chǎng)的變化情況電流計(jì)指針的動(dòng)作開(kāi)關(guān)閉合的瞬間開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的瞬間開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，滑動(dòng)變阻器不動(dòng)B中的磁場(chǎng)不變指針無(wú)動(dòng)作開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，迅速移動(dòng)變阻器的滑片產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因分析：由于迅速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片（或由于開(kāi)關(guān)的閉合、斷開(kāi)），線圈A中的電流迅速變化，產(chǎn)生的磁場(chǎng)的強(qiáng)弱也在迅速變化，所以通過(guò)線圈B的________也在迅速變化，即線圈B回路中的_________發(fā)生了變化。歸納結(jié)論1.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：既與磁場(chǎng)的變化有關(guān)系，也就是說(shuō)，與_________的變化有關(guān)系；也與閉合電路包圍的________有關(guān)系。即與閉合回路的磁通量有關(guān)系。2.實(shí)驗(yàn)表明：只要穿過(guò)閉合電路的________發(fā)生變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流?！菊n前預(yù)習(xí)】實(shí)驗(yàn)1.面積S，磁通量實(shí)驗(yàn)2．磁感應(yīng)強(qiáng)度B磁通量實(shí)驗(yàn)3.電源電流表。磁感應(yīng)強(qiáng)度(或磁場(chǎng)強(qiáng)弱)磁通量1.磁感應(yīng)強(qiáng)度面積2.磁通量【預(yù)習(xí)檢測(cè)】1.關(guān)于感應(yīng)電流，下列說(shuō)法中正確的是( )A．只要閉合電路內(nèi)有磁通量，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生B．穿過(guò)螺線管的磁通量發(fā)生變化時(shí)，螺線管內(nèi)部就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生C．線框不閉合時(shí)，即使穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中也沒(méi)有感應(yīng)電流D．只要電路的一部分作切割磁感線運(yùn)動(dòng)，電路中就一定有感應(yīng)電流2.如圖所示，線圈兩端接在電流表上組成閉合回路。在下列情況中，電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是(）A.線圈不動(dòng)，磁鐵插入線圈B.線圈不動(dòng)，磁鐵從線圈中拔出C.磁鐵不動(dòng)，線圈上、下移動(dòng)D.磁鐵插在線圈內(nèi)不動(dòng)3.如圖所示，導(dǎo)線ab和cd互相平行，則在下列情況中導(dǎo)線cd中無(wú)電流的是（）GdacbSGdacbSB、電鍵S是閉合的，但滑動(dòng)觸頭向左滑C、電鍵S是閉合的，但滑動(dòng)觸頭向右滑D、電鍵S始終閉合，滑動(dòng)觸頭不動(dòng)4.試用筆線代替導(dǎo)線，將下列器材按照本節(jié)課中模仿法拉第實(shí)驗(yàn)的電路圖連接成電路：GG_+-答案：4.如圖所示【典題探究】例1如圖所示，在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一矩形線圈abcd垂直磁場(chǎng)放置(磁場(chǎng)界面與矩形線圈恰好重合)，現(xiàn)使線圈做如下幾種運(yùn)動(dòng)：（a）向上加速平移，（未出磁場(chǎng)），（b）勻速向右平移，（c）繞ab邊轉(zhuǎn)90°，其中線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是_______。【解析】要判斷線圈中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生，則需判斷穿過(guò)線圈的磁通量是否發(fā)生變化。在（a）中穿過(guò)線圈平面的磁感線始終與線圈平面垂直且線圈在磁場(chǎng)中的面積未發(fā)生變化，所以穿過(guò)線圈的磁通量沒(méi)有變化，線圈中沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生。在（b）中線圈平移出磁場(chǎng)的過(guò)程中，在磁場(chǎng)中的面積逐漸減少，穿過(guò)線圈的磁通量在減少，所以線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生。在(c)中，線圈從圖示位置繞ab邊轉(zhuǎn)動(dòng)90°的過(guò)程中，線圈面積不變，但磁感線與線圈平面的夾角越來(lái)越小，穿過(guò)線圈的磁感線條數(shù)在減少，故磁通量越來(lái)越小，線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生。故線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（b）和(c)。拓展：在判斷是否有感應(yīng)電流時(shí)，一看回路是否閉合，二看穿過(guò)回路的磁通量是否發(fā)生變化，其中分析磁通量的變化情況是判斷回路中能否產(chǎn)生感應(yīng)電流的關(guān)鍵。如閉合電路是在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，則著重判斷閉合電路在磁場(chǎng)中的面積是否變化，與磁感線的夾角是否發(fā)生變化，從而確定磁通量是否變化，最后確定感應(yīng)電流是否發(fā)生。例2如圖所示，A、B兩回路中各有一開(kāi)關(guān)S1、S2，且回路A中接有電源，回路B中接有靈敏電流計(jì)，下列操作及相應(yīng)的結(jié)果可能的是()A、先閉合S2，后閉合S1的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)B、先閉合S1，后閉合S2的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)C、S1、S2閉合后，在斷開(kāi)S2的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)D、S1、S2閉合后，在斷開(kāi)S1的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)【解析】回路A中有電源，當(dāng)S1閉合后，回路中有電流，在回路的周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，回路B中有磁通量，在S1閉合或斷開(kāi)的瞬間，回路A中的電流從無(wú)到有或從有到無(wú)，電流周圍的磁場(chǎng)發(fā)生變化，從而使穿過(guò)回路B的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，此時(shí)若S2是閉合的，則回路B中有感應(yīng)電流，電流表指針偏轉(zhuǎn)。所以A、D選項(xiàng)正確。拓展：若產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流雖然發(fā)生了變化，但穿過(guò)線圈平面的磁通量始終為零，那么閉合回路中也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。如將圖中的回路A換成一根通過(guò)回路B中心的一條直徑的充分長(zhǎng)通電直導(dǎo)線，則不論直導(dǎo)線中的電流如何變化，回路B也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。例3如圖所示，用導(dǎo)線做成的圓形回路與一直導(dǎo)線構(gòu)成幾種位置組合，其中A、B、C圖中直導(dǎo)線與圓形線圈在同一平面內(nèi)，D圖中直導(dǎo)線與圓形線圈垂直，并與中心軸重合。在這幾種組合中，切斷直導(dǎo)線中電流時(shí)，閉合回路中會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生是（）。。．．ABCD【解析】A圖中，環(huán)面關(guān)于直導(dǎo)線對(duì)稱分布，上下兩個(gè)半環(huán)面上的磁場(chǎng)總是大小相等方向相反，穿過(guò)整個(gè)環(huán)面的磁通量恒為零；B圖和C圖，