高中物理 4.14.2 划时代的发现 探究感应电流的产生条件课件 新人教版选修32 (2).ppt

第四章电磁感应 1划时代的发现2探究感应电流的产生条件 1 电磁感应现象知道什么是电磁感应现象 了解电磁感应现象的发现过程 了解相关物理学史 2 感应电流知道什么是感应电流 经历感应电流产生条件的探究过程 理解产生感应电流的条件 能够运用感应电流的产生条件判断感应电流能否产生 3 磁通量进一步认识磁通量的概念 能结合实例对磁通量是否变化进行定性和定量的判断 1 2 3 4 1 奥斯特梦圆 电生磁 18世纪末 一些独具慧眼的哲学家如康德等 提出了各种自然现象之间相互联系和相互转化的思想 1820年 丹麦物理学家奥斯特发现载流导体能使小磁针发生偏转 这种作用称为电流的磁效应 1 2 3 4 2 法拉第心系 磁生电 1831年 英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象 即 磁生电 现象 产生的电流叫感应电流 电流的磁效应与电磁感应有什么区别 提示 电流的磁效应是 电生磁 而电磁感应是 磁生电 1 2 3 4 3 探究电磁感应的产生条件 1 探究导体棒在磁场中运动是否产生感应电流 如图所示 1 2 3 4 2 探究磁铁在线圈中运动是否产生感应电流 如图所示 1 2 3 4 3 模仿法拉第的实验 如图所示 1 2 3 4 1 2 3 4 4 感应电流的产生条件 1 归纳结论 1 2 3 4 2 产生条件 1 2 1 对磁通量的理解 1 物理意义 表示穿过某一面积磁感线条数的多少 2 计算公式 b s 式中b为匀强磁场的磁感应强度 s为有磁感线穿过且与b垂直的有效面积 例如 图中1和2为垂直磁场放置的两个圆环 虚线框内有匀强磁场 由于环1和环2在磁场中的有效面积相同 所以穿过这两个圆环的磁通量是相等的 1 2 3 磁通量是标量 但有正负 若规定磁感线穿入某个面为正 则穿出为负 且穿过这个面的磁通量应为穿入和穿出该面磁通量的代数和 例如 在磁感应强度为b的匀强磁场中有一面积为s的矩形线圈abcd 垂直于磁场放置 如图所示 现使线圈以ab边为轴转180 若规定初态的磁通量为正 即 1 b s 则末态的磁通量 2 b s 4 穿过线圈的磁通量与线圈的匝数无关 因为穿过线圈的磁感线条数与匝数无关 所以线圈多匝时 不影响磁通量的计算 1 2 2 对产生感应电流的条件的理解 1 导体回路闭合 磁通量变化是产生感应电流的两个必要条件 缺一不可 导体回路中有磁通量不是产生感应电流的条件 如果穿过导体回路的磁通量很大但不发生变化 也不会产生感应电流 2 穿过闭合导体回路的磁通量发生变化 大致有以下几种情况 磁感应强度b不变 线圈面积s发生变化 线圈面积s不变 磁感应强度b发生变化 磁感应强度b和回路面积s同时发生变化 此时可由 2 1计算并判断磁通量是否变化 线圈面积s不变 磁感应强度b也不变 但二者之间夹角发生变化 1 2 温馨提示判断穿过闭合导体回路的磁通量是否变化时 可充分利用磁感线来进行定性判断 即通过观察穿过闭合导体回路的磁感线的条数是否变化判断某过程中磁通量是否变化 类型一 类型二 类型三 类型一对磁通量的理解与计算 例题1 如图所示 a b c三个闭合线圈放在同一平面内 当线圈a中有电流i通过时 穿过它们的磁通量分别为 a b c 下列说法中正确的是 a a b cc a c b点拨 某一平面内存在相反方向的两种磁感线时 穿过此平面的磁通量应为合磁通量的大小 解析 当a中有电流通过时 穿过a b c三个闭合线圈向里的磁感线条数一样多 向外的磁感线的条数c最多 其次是b a中没有向外的磁感线 因此 根据合磁通量的计算 应该是 a b c 类型一 类型二 类型三 答案 b题后反思磁通量尽管是标量 但它有正 负 若有相反方向的两种磁感线穿过某一个面 则穿过该面的磁通量应为抵消后的合磁通量 触类旁通如果将例题1中的线圈a改成如图所示的一个有界匀强磁场 则穿过线圈b和线圈c的磁通量大小关系又怎样 答案 由于b c两线圈中磁场穿过的有效面积相等 所以 b c 类型一 类型二 类型三 类型二对磁通量变化量的分析与计算 例题2 一磁感应强度为b的匀强磁场 方向水平向右 一面积为s的矩形线圈abcd如图所示放置 平面abcd与竖直方向成 角 将abcd绕ad轴转180 角 则穿过线圈平面磁通量的变化量为 a 0b 2bsc 2bscos d 2bssin 点拨 磁通量的变化量即穿过这一平面初 末两状态的磁通量之差 解析 开始时穿过线圈平面的磁通量为 1 bscos 后来穿过线圈平面的磁通量为 2 bscos 则磁通量的变化量为 2 1 2bscos 类型一 类型二 类型三 答案 c题后反思磁通量虽然是标量 但也有正 负之分 所以我们在计算磁通量的变化量时 关键搞清楚初 末两状态磁通量的正 负 类型一 类型二 类型三 类型三对感应电流产生条件的理解及应用 例题3 多选 在匀强磁场中有两条平行的金属导轨 磁场方向与导轨平面垂直 导轨上有两条可沿导轨自由移动的导体棒ab cd 这两个导体棒的运动速度分别为v1 v2 如图所示 则下列四种情况 ab棒中有感应电流通过的是 a v1 v2b v1 v2c v1 v2d v1 v2点拨 产生感应电流 条件有两个 一是导体回路闭合 二是穿过回路的磁通量发生变化 即 0 类型一 类型二 类型三 解析 本题考查对感应电流产生条件的理解 只要穿过闭合回路的磁通量发生变化 闭合回路中就有感应电流产生 题中导轨位于匀强磁场