人教版高中物理選修3-2課件第四章劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件

第四章

電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)1劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)

2探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件1劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)

2探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象知道什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象;了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過程,了解相關(guān)物理學(xué)史。2.感應(yīng)電流知道什么是感應(yīng)電流;經(jīng)歷感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的探究過程;理解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件;能夠運(yùn)用感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件判斷感應(yīng)電流能否產(chǎn)生。3.磁通量進(jìn)一步認(rèn)識(shí)磁通量的概念,能結(jié)合實(shí)例對磁通量是否變化進(jìn)行定性和定量的判斷。1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象12341.奧斯特夢圓“電生磁”18世紀(jì)末,一些獨(dú)具慧眼的哲學(xué)家如康德等,提出了各種自然現(xiàn)象之間相互聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化的思想。1820年,丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)載流導(dǎo)體能使小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),這種作用稱為電流的磁效應(yīng)。12341.奧斯特夢圓“電生磁”12342.法拉第心系“磁生電”1831年,英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,即“磁生電”現(xiàn)象。產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。電流的磁效應(yīng)與電磁感應(yīng)有什么區(qū)別?提示:電流的磁效應(yīng)是“電生磁”,而電磁感應(yīng)是“磁生電”。12342.法拉第心系“磁生電”12343.探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件(1)探究導(dǎo)體棒在磁場中運(yùn)動(dòng)是否產(chǎn)生感應(yīng)電流(如圖所示)。12343.探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件1234(2)探究磁鐵在線圈中運(yùn)動(dòng)是否產(chǎn)生感應(yīng)電流(如圖所示)。

1234(2)探究磁鐵在線圈中運(yùn)動(dòng)是否產(chǎn)生感應(yīng)電流(如圖所示1234(3)模仿法拉第的實(shí)驗(yàn)(如圖所示)。

1234(3)模仿法拉第的實(shí)驗(yàn)(如圖所示)。1234123412344.感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件(1)歸納結(jié)論12344.感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件1234(2)產(chǎn)生條件

1234(2)產(chǎn)生條件121.對磁通量的理解(1)物理意義:表示穿過某一面積磁感線條數(shù)的多少。(2)計(jì)算公式:Φ=B·S,式中B為勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度,S為有磁感線穿過且與B垂直的有效面積。例如,圖中1和2為垂直于磁場放置的兩個(gè)圓環(huán),虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)磁場,由于環(huán)1和環(huán)2在磁場中的有效面積相同,所以穿過這兩個(gè)圓環(huán)的磁通量是相等的。121.對磁通量的理解12(3)磁通量是標(biāo)量,但有正負(fù)。若規(guī)定磁感線穿入某個(gè)面為正,則穿出為負(fù),且穿過這個(gè)面的磁通量應(yīng)為穿入和穿出該面磁通量的代數(shù)和。例如,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中有一面積為S的矩形線圈abcd,垂直于磁場放置(如圖所示)?，F(xiàn)使線圈以ab邊為軸轉(zhuǎn)180°,若規(guī)定初態(tài)的磁通量為正,即Φ1=B·S,則末態(tài)的磁通量Φ2=-B·S。(4)穿過線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)。因?yàn)榇┻^線圈的磁感線條數(shù)與匝數(shù)無關(guān),所以線圈有多匝時(shí),不影響磁通量的計(jì)算。12(3)磁通量是標(biāo)量,但有正負(fù)。若規(guī)定磁感線穿入某個(gè)面為正122.對產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件的理解(1)導(dǎo)體回路閉合、磁通量變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩個(gè)必要條件,缺一不可。導(dǎo)體回路中有磁通量不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,如果穿過導(dǎo)體回路的磁通量很大但不發(fā)生變化,也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。(2)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化,大致有以下幾種情況:①磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變,線圈面積S發(fā)生變化。②線圈面積S不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化。③磁感應(yīng)強(qiáng)度B和回路面積S同時(shí)發(fā)生變化,此時(shí)可由ΔΦ=Φ2-Φ1計(jì)算并判斷磁通量是否變化。④線圈面積S不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度B也不變,但二者之間的夾角發(fā)生變化。122.對產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件的理解12溫馨提示判斷穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量是否變化時(shí),可充分利用磁感線來進(jìn)行定性判斷,即通過觀察穿過閉合導(dǎo)體回路的磁感線的條數(shù)是否變化判斷某過程中磁通量是否變化。12溫馨提示判斷穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量是否變化時(shí),可充分利類型一類型二類型三類型一

對磁通量的理解與計(jì)算【例題1】如圖所示,a、b、c三個(gè)閉合線圈放在同一平面內(nèi),當(dāng)線圈a中有電流I通過時(shí),穿過它們的磁通量分別為Φa、Φb、Φc,下列說法中正確的是(

)A.Φa<Φb<Φc

B.Φa>Φb>ΦcC.Φa<Φc<Φb

D.Φa>Φc>Φb點(diǎn)撥:某一平面內(nèi)存在相反方向的兩種磁感線時(shí),穿過此平面的磁通量應(yīng)為合磁通量的大小。解析:當(dāng)a中有電流通過時(shí),穿過a、b、c三個(gè)閉合線圈向里的磁感線條數(shù)一樣多,向外的磁感線的條數(shù)c最多,其次是b,a中沒有向外的磁感線,因此,根據(jù)合磁通量的計(jì)算,應(yīng)該是Φa>Φb>Φc。類型一類型二類型三類型一對磁通量的理解與計(jì)算解析:當(dāng)類型一類型二類型三答案:B題后反思磁通量是標(biāo)量,但它有正、負(fù),若有相反方向的兩種磁感線穿過某一個(gè)面,則穿過該面的磁通量應(yīng)為抵消后的合磁通量。觸類旁通如果將例題1中的線圈a改成如圖所示的一個(gè)有界勻強(qiáng)磁場,則穿過線圈b和線圈c的磁通量大小關(guān)系又怎樣?答案:由于b、c兩線圈中磁場穿過的有效面積相等,所以Φb=Φc。類型一類型二類型三答案:B類型一類型二類型三類型二

對磁通量變化量的分析與計(jì)算【例題2】一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,方向水平向右。一面積為S的矩形線圈abcd如圖所示放置,平面abcd與豎直方向成θ角。將abcd繞ad軸轉(zhuǎn)180°角,則穿過線圈平面磁通量的變化量為(

)A.0 B.2BSC.2BScosθ

D.2BSsinθ點(diǎn)撥:磁通量的變化量即穿過這一平面初、末兩狀態(tài)的磁通量之差。解析:開始時(shí)穿過線圈平面的磁通量為Φ1=BScos

θ,后來穿過線圈平面的磁通量為Φ2=-BScos

θ,則磁通量的變化量為ΔΦ=|Φ2-Φ1|=2BScos

θ。類型一類型二類型三類型二對磁通量變化量的分析與計(jì)算類型一類型二類型三答案:C題后反思磁通量雖然是標(biāo)量,但也有正、負(fù)之分,所以我們在計(jì)算磁通量的變化量時(shí),應(yīng)搞清楚初、末兩狀態(tài)磁通量的正、負(fù)。類型一類型二類型三答案:C類型一類型二類型三類型三

對感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的理解及應(yīng)用【例題3】(多選)在勻強(qiáng)磁場中有兩條平行的金屬導(dǎo)軌,磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直,導(dǎo)軌上有兩條可沿導(dǎo)軌自由移動(dòng)的導(dǎo)體棒AB、CD,這兩個(gè)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)速度分別為v1、v2,如圖所示,則下列四種情況,AB棒中有感應(yīng)電流通過的是(

)A.v1>v2

B.v1<v2C.v1≠v2 D.v1=v2點(diǎn)撥:產(chǎn)生感應(yīng)電流,條件有兩個(gè):一是導(dǎo)體回路閉合;二是穿過回路的磁通量發(fā)生變化,即ΔΦ≠0。類型一類型二類型三類型三對感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的理解及應(yīng)類型一類型二類型三解析:本題考查對感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的理解,只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化,閉合回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。題中導(dǎo)軌位于勻強(qiáng)磁場中,只要滿足v