4.1-4.2 划时代的发现 探究感应电流产生的条件 课件(人教版选修3-2)

1、目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习高中物理高中物理选修选修3-1人教版人教版第四章第四章 电磁感应电磁感应第一讲第一讲划时代的发现划时代的发现第二讲第二讲探究感应电流产生的条件探究感应电流产生的条件 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习2通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件. 3能说出磁通量变化的含义，会利用电磁感应产生的条件解决实际问题能说出磁通量变化的含义，会利用电磁感应产生的条件解决实际问题 目标定位目标定位划时代的发现、探究感应电流产生的条件划时代的发现、探究感应电流产生的

2、条件 1理解楞次定律的内容，并应用楞次定律判定感应电流的方向理解楞次定律的内容，并应用楞次定律判定感应电流的方向. 1理解楞次定律的内容，并应用楞次定律判定感应电流的方向理解楞次定律的内容，并应用楞次定律判定感应电流的方向. 1知道奥斯特实验、电磁感应现象，了解电生磁和磁生电的发现过程知道奥斯特实验、电磁感应现象，了解电生磁和磁生电的发现过程. 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习一、奥斯特梦圆一、奥斯特梦圆“电生磁电生磁” 磁效应磁效应预习导学预习导学二、法拉第心系二、法拉第心系“磁生电磁生电”变化的磁场变化的磁场 在磁场中运动的导体在磁场中运动的导体 电磁感应电

3、磁感应1.导体棒在磁场中运动是否产生电流导体棒在磁场中运动是否产生电流2.磁铁在螺线管中运动是否产生电流磁铁在螺线管中运动是否产生电流 有有 无无 有有 有有无无有有 3.模拟法拉第的实验模拟法拉第的实验三、探究感应电流的产生条件三、探究感应电流的产生条件无无 无无 有有有有 有有无无有有 划时代的发现、探究感应电流产生的条件划时代的发现、探究感应电流产生的条件 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习想一想想一想：1.从磁通量的角度思考以上几个产生感应电流的实例从磁通量的角度思考以上几个产生感应电流的实例 (1)实验实验1中引起感应电流的原因是什么？中引起感应电流的原

4、因是什么？4归纳结论归纳结论产生感应电流的条件：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，产生感应电流的条件：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流闭合电路中就有感应电流答案磁通量的变化有三种情况，由答案磁通量的变化有三种情况，由BS可知：一种是磁感应强度可知：一种是磁感应强度B不变，有效面积不变，有效面积S变化；另一种是磁感应强度变化；另一种是磁感应强度B变化，有效面积变化，有效面积S不变；不变；还有一种是磁感应强度还有一种是磁感应强度B和有效面积和有效面积S同时发生变化同时发生变化预习导学预习导学(2)实验实验2中引起感应电流的原因是什么？中引起感应电流的原因是什么？(3)实验实

5、验3中，磁铁没有动，回路也没有动，引起感应电流的原因是什么？中，磁铁没有动，回路也没有动，引起感应电流的原因是什么？将实验将实验3和实验和实验2比较，实验比较，实验3中的螺线管中的螺线管A的作用是什么？的作用是什么？(4)能否概括出产生感应电流的条件都跟哪个物理量有关？能否概括出产生感应电流的条件都跟哪个物理量有关？ 答案答案(1)面积变化引起磁通量的变化；面积变化引起磁通量的变化；(2)磁场变化引起磁通量的变化；磁场变化引起磁通量的变化；(3)电电流引起的磁场变化引起磁通量的变化，等效磁铁；流引起的磁场变化引起磁通量的变化，等效磁铁；(4)磁通量的变化磁通量的变化想一想想一想：2.哪些情况可

6、以引起磁通量哪些情况可以引起磁通量的变化？的变化？ 划时代的发现、探究感应电流产生的条件划时代的发现、探究感应电流产生的条件 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习一、磁通量的理解及变化分析一、磁通量的理解及变化分析1磁通量的计算磁通量的计算(1)如图如图(a)，B与与S垂直时：垂直时：BS，B指匀强磁场的磁感应强度，指匀强磁场的磁感应强度，S为线圈的面积为线圈的面积 课堂讲义课堂讲义(2)如图如图(b)，B与与S不垂直时：不垂直时：BSBS，S为线圈在垂直为线圈在垂直磁场方向上的磁场方向上的投影面积投影面积B为为B在垂在垂直于直于S方向上的分量方向上的分量(3)如图

7、如图(c)，某线圈所围面积内有不同方向的磁场时分别计算不，某线圈所围面积内有不同方向的磁场时分别计算不同方向的磁场的磁通量，然后规定某个方向的磁通量为正，反同方向的磁场的磁通量，然后规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，求其方向的磁通量为负，求其代数和代数和划时代的发现、探究感应电流产生的条件划时代的发现、探究感应电流产生的条件 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习2磁通量的标量性磁通量的标量性磁通量是标量，但有正负，其正负表示与规定的穿入方向相同或相反，磁通量是标量，但有正负，其正负表示与规定的穿入方向相同或相反，穿过某一面的磁通量等于各部分磁通量的穿过某

8、一面的磁通量等于各部分磁通量的代数和代数和课堂讲义课堂讲义(1)如图如图(a)，磁感应强度磁感应强度B不变，闭合电路的不变，闭合电路的面积面积S发生变化发生变化3磁通量的变化磁通量的变化，大致可分为以下几种情况：磁通量的变化磁通量的变化，大致可分为以下几种情况：4穿过某回路的磁通量的大小可以用穿过该回路的穿过某回路的磁通量的大小可以用穿过该回路的磁感线的条数磁感线的条数来表示来表示当回路中有不同方向磁感线穿过时，磁通量是指穿过某面磁感当回路中有不同方向磁感线穿过时，磁通量是指穿过某面磁感线的线的“净净”条数条数，即指不同方向的磁感线的条数差，所以可以根据磁感线，即指不同方向的磁感线的条数差，所

9、以可以根据磁感线条数是否变化判断磁通量是否变化条数是否变化判断磁通量是否变化划时代的发现、探究感应电流产生的条件划时代的发现、探究感应电流产生的条件 (2)如图如图(b)，闭合电路的面积闭合电路的面积S不变，不变，磁感应强度磁感应强度B发生变化发生变化(3)如图如图(c)，磁感应强度磁感应强度B和闭合电路的面积和闭合电路的面积S都不变，它们之间的都不变，它们之间的夹角发生变化夹角发生变化（c）目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习【例例1】如图所示，一根条形磁如图所示，一根条形磁铁穿过一个弹性线圈，将线圈铁穿过一个弹性线圈，将线圈面积拉大，放手后穿过线圈的面积拉大，放

10、手后穿过线圈的()A磁通量减少且合磁通量向左磁通量减少且合磁通量向左B磁通量增加且合磁通量向左磁通量增加且合磁通量向左C磁通量减少且合磁通量向右磁通量减少且合磁通量向右D磁通量增加且合磁通量向右磁通量增加且合磁通量向右线圈面线圈面积缩小积缩小课堂讲义课堂讲义线圈内向右的线圈内向右的磁通量减小磁通量减小磁铁内（也在磁铁内（也在线圈内）向左线圈内）向左磁通量不变磁通量不变磁通量磁通量增加且增加且合磁通合磁通量向左量向左划时代的发现、探究感应电流产生的条件划时代的发现、探究感应电流产生的条件 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习【例例2】如图所示，有一个如图所示，有一个1

11、00匝的匝的线圈，其横截面是边长为线圈，其横截面是边长为L0.20 m的的正方形，放在磁感应强度正方形，放在磁感应强度B0.50 T的的匀强磁场中，匀强磁场中，线圈平面与磁场垂线圈平面与磁场垂直直若将这个线圈横截面的形状由正若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形方形改变成圆形(横截面的周长不变横截面的周长不变)，则在这一过程中穿过线圈的磁通量改则在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？变了多少？ 正方形时正方形时 课堂讲义课堂讲义圆形时圆形时 22112.0 10WbBSBL422LLr22224m25LS2222.55 10WbBS磁通量的变化磁通量的变化 3215.5 10Wb划时代的

12、发现、探究感应电流产生的条件划时代的发现、探究感应电流产生的条件 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习针对训练针对训练如图所示，线框与通电直导线均位于水平面内，当线框如图所示，线框与通电直导线均位于水平面内，当线框abcd由由实线位置在水平面内向右平动逐渐移动到虚线位置，穿过线框的磁通量如实线位置在水平面内向右平动逐渐移动到虚线位置，穿过线框的磁通量如何变化？何变化？ 课堂讲义课堂讲义badc第一阶段第一阶段 第二阶段第二阶段 第三阶段第三阶段 I磁通量增大磁通量增大 导线处于线框中间时磁导线处于线框中间时磁通量为零，说明此过程通量为零，说明此过程磁通量先变小，后变

13、大磁通量先变小，后变大 磁通量变小磁通量变小 划时代的发现、探究感应电流产生的条件划时代的发现、探究感应电流产生的条件 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习二、产生感应电流的判断二、产生感应电流的判断1产生条件产生条件2注意事项：注意事项：课堂讲义课堂讲义(1)电路闭合；电路闭合；(1)注意磁感线的反穿情况，磁通量指的是穿过某面注意磁感线的反穿情况，磁通量指的是穿过某面的磁感线的的磁感线的“净净”条数条数划时代的发现、探究感应电流产生的条件划时代的发现、探究感应电流产生的条件 (2)磁通量发生变化磁通量发生变化如果回路不闭合，不会产生感应电流，但仍会产生如果回路不闭

14、合，不会产生感应电流，但仍会产生感应电动势，就好比直流电路一样，电路不闭合，感应电动势，就好比直流电路一样，电路不闭合，没有电流，但电源仍然存在没有电流，但电源仍然存在(2)磁通量是指穿过某面的合磁通量磁通量是指穿过某面的合磁通量目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习【例例3】下图中能产生感应电流的是下图中能产生感应电流的是() 课堂讲义课堂讲义电路没闭合电路没闭合无感应电流无感应电流 面积增大面积增大磁通量增大磁通量增大有感应电流有感应电流 穿过线圈的穿过线圈的磁感线抵消磁感线抵消无感应电流无感应电流 磁通量不发磁通量不发生变化生变化无感应电流无感应电流 划时代的发

15、现、探究感应电流产生的条件划时代的发现、探究感应电流产生的条件 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习针对训练针对训练 如图所示，两条形磁铁成如图所示，两条形磁铁成“V”字形字形放置，将一根绕有多匝线圈的软铁棒置于放置，将一根绕有多匝线圈的软铁棒置于N、S极之间线圈与灵敏电流计通过电键极之间线圈与灵敏电流计通过电键K相相连以下几种说法正确的是连以下几种说法正确的是()A保持两磁铁与软铁棒三者的相对位置不变，保持两磁铁与软铁棒三者的相对位置不变，只要闭合电键只要闭合电键K，电路中就会产生持续的电流，电路中就会产生持续的电流B保持两磁铁与软铁棒三者的相对位置不变，保持两磁

16、铁与软铁棒三者的相对位置不变，电键电键K闭合的瞬时电路中会产生感应电流闭合的瞬时电路中会产生感应电流C电键电键K保持闭合的情况下，将软铁棒从两保持闭合的情况下，将软铁棒从两磁极间移开的瞬时，电路中不会产生感应电流磁极间移开的瞬时，电路中不会产生感应电流D电键电键K保持闭合的情况下，移开左侧或右保持闭合的情况下，移开左侧或右侧磁铁的瞬时，电路中就会产生感应电流侧磁铁的瞬时，电路中就会产生感应电流回路闭合回路闭合课堂讲义课堂讲义磁通量变化磁通量变化产生感应产生感应电流的必电流的必要条件要条件A、B选项中选项中磁通量不变磁通量不变无感应电流无感应电流C、D选项两选项两条件都满足条件都满足有感应电流有

17、感应电流划时代的发现、探究感应电流产生的条件划时代的发现、探究感应电流产生的条件 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习1如图所示，如图所示，ab是是水平面上一水平面上一个圆的个圆的直径直径，在过，在过ab的竖直平面的竖直平面内有一根通电导线内有一根通电导线ef.已知已知ef平行平行于于ab，当，当ef竖直向上平移时，竖直向上平移时，ef中的电流中的电流I产生的磁场穿过圆面产生的磁场穿过圆面积的磁通量将积的磁通量将() A逐渐增大逐渐增大 B逐渐减小逐渐减小C始终为零始终为零 D不为零，但保持不变不为零，但保持不变穿过线圈的磁感线穿过线圈的磁感线的条数与穿出线圈的条数

18、与穿出线圈的磁感线条数是相的磁感线条数是相等的等的磁通量磁通量对点练习对点练习 划时代的发现、探究感应电流产生的条件划时代的发现、探究感应电流产生的条件 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习2恒定的匀强磁场中有一个圆恒定的匀强磁场中有一个圆形闭合线圈，形闭合线圈，线圈平面垂直于磁线圈平面垂直于磁场方向场方向，当线圈在此磁场中做下，当线圈在此磁场中做下列哪种运动时，穿过线圈的磁通列哪种运动时，穿过线圈的磁通量发生了变化量发生了变化()A线圈沿自身所在的平面做匀线圈沿自身所在的平面做匀速运动速运动B线圈沿自身所在的平面做加线圈沿自身所在的平面做加速运动速运动C线圈绕任一

19、直径做匀速转动线圈绕任一直径做匀速转动D线圈绕任一直径做变速转动线圈绕任一直径做变速转动垂直磁感线方向的垂直磁感线方向的有效面积不变，故有效面积不变，故磁通量不变磁通量不变磁通量的变化磁通量的变化对点练习对点练习垂直磁感线方向的垂直磁感线方向的有效面积变化，故有效面积变化，故磁通量变化磁通量变化划时代的发现、探究感应电流产生的条件划时代的发现、探究感应电流产生的条件 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习3如图所示，如图所示，L为一根无限长的为一根无限长的通电直导线，通电直导线，M为一金属环，为一金属环，L通过通过M的圆心并与的圆心并与M所在的平面所在的平面垂直，且通以向上的电流垂直，且通以向上的电流I，则，则()A当当L中的中的I发生变化时，环中发生变化时，环中有感应电流有感应电流B当当M左右平移时，环中有感左右平移时，环中有感应电流应电流C当当M保持水平，在竖直方向保持水平，在竖直方向上下移动时环中有感应电流上下移动时环中有感应电流D只要只要L与与M保持垂直，则以上保持垂直，则以上几种情况，环中均无感应电