1.1磁生电的探索-课件

1、第第1 1章章第第1 1节节理解理解教材新知教材新知把握把握热点考向热点考向知识点一知识点一知识点二知识点二考向一考向一考向二考向二 应用应用创新演练创新演练随堂基础巩固随堂基础巩固课时跟踪训练课时跟踪训练11820年，丹麦物理学家奥斯特发现电年，丹麦物理学家奥斯特发现电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕，法拉第历经系的序幕，法拉第历经10年发现磁生电年发现磁生电的原因。的原因。2感应电流产生条件有两个，一是电路感应电流产生条件有两个，一是电路闭合，一是磁通量发生变化，二者缺一闭合，一是磁通量发生变化，二者缺一不可。不可。3磁通量变化有多种：磁通量变化

2、有多种：B不变不变S变、变、S不不变变B变、变、B与与S都不变只是二者夹角变。都不变只是二者夹角变。电磁感应的探索历程电磁感应的探索历程自学教材自学教材 1电流的磁效应电流的磁效应 1820年，丹麦物理学家年，丹麦物理学家 发现了电流的磁效应，它发现了电流的磁效应，它揭示了揭示了 和和 之间存在的某种联系。之间存在的某种联系。 2探索探索“磁生电磁生电” 奥斯特发现了奥斯特发现了“电生磁电生磁”的现象之后，激励人们去探索的现象之后，激励人们去探索“磁磁生电生电”的方法。比较著名的物理学家有的方法。比较著名的物理学家有 、 、 、 等，但都没有坚持到最后。这其中已经发现等，但都没有坚持到最后。这

3、其中已经发现感应电流的科学家是感应电流的科学家是 。 奥斯特奥斯特电现象电现象磁现象磁现象菲涅耳菲涅耳安培安培科拉顿科拉顿亨利亨利亨利亨利 3法拉第的探索法拉第的探索 英国科学家英国科学家 前后历时数十年的探索，终于前后历时数十年的探索，终于悟出了磁生电的基本原理，悟出了磁生电的基本原理，“一切都存在于变化之中一切都存在于变化之中”。法拉第法拉第 重点诠释重点诠释 1“磁生电磁生电” “磁生电磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。法拉第把引起电流的原因概括为五类，它们都与变化应。法拉第把引起电流的原因概括为五类，它们都与变化和运动相联系，这就是

4、：变化的电流、变化的磁场、运动和运动相联系，这就是：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。 2电磁感应现象发现的意义电磁感应现象发现的意义 (1)电磁感应的发现使人们对电与磁内在联系的认识更电磁感应的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。加完善，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。 (2)电磁感应的发现使人们找到了磁生电的条件，引领电磁感应的发现使人们找到了磁生电的条件，引领人类进入电气化时代。人类进入电气化时代。1自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理自然界的电、热

5、和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法正确学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法正确的是的是()奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系之间的联系奥斯特发现了电流的热效应，说明了热现象和电现象奥斯特发现了电流的热效应，说明了热现象和电现象之间存在联系之间存在联系法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系之间的联系法拉第发现了电流的热效应，定量给出了电能和热能法拉第发现了电流的热效应，定量给出了电能和热能之间的转换关系之间的转换关

6、系A BC D解析：解析：由物理学史可知，奥斯特发现了电流的磁效应，揭示由物理学史可知，奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系；法拉第发现了电磁感应现象，了电现象和磁现象之间的联系；法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系，选项正确。而热现揭示了磁现象和电现象之间的联系，选项正确。而热现象和电现象的联系是焦耳发现的，选项错误。象和电现象的联系是焦耳发现的，选项错误。答案：答案：A科学探究科学探究感应电流产生的条件感应电流产生的条件自学教材自学教材1探究导体棒在磁场中运动是否产生电流探究导体棒在磁场中运动是否产生电流图图111实验操作实验操作实验现象实验现象(有

7、无电流有无电流)分析论证分析论证导体棒静止导体棒静止无无闭合电路包围的面积闭合电路包围的面积 时，时，电路中有电流产生；闭合电路包围电路中有电流产生；闭合电路包围的面积的面积 时，电路中无电流时，电路中无电流产生产生导体棒平行磁感导体棒平行磁感线运动线运动无无导体棒切割磁感导体棒切割磁感线运动线运动有有变化变化不变不变2探究磁铁在通电螺线管中运动是否产生电流探究磁铁在通电螺线管中运动是否产生电流图图112实验操作实验操作实验现象实验现象(有无电流有无电流)分析论证分析论证N极插入线圈极插入线圈有有线圈中的磁场线圈中的磁场 时，时，线圈中有感应电流；线圈线圈中有感应电流；线圈中的磁场中的磁场 时

8、，线圈时，线圈中无感应电流中无感应电流N极停在线圈中极停在线圈中无无N极从线圈中抽出极从线圈中抽出有有S极插入线圈极插入线圈有有S极停在线圈中极停在线圈中无无S极从线圈中抽出极从线圈中抽出有有变化变化不变不变3模拟法拉第的实验模拟法拉第的实验图图113实验操作实验操作实验现象实验现象(线圈线圈B中有无电流中有无电流)分析论证分析论证开关闭合瞬间开关闭合瞬间有有线圈线圈B中磁场中磁场 时，线时，线圈圈B中有感应电中有感应电流；磁场流；磁场 时，线时，线圈圈B中无感应电中无感应电流流开关断开瞬间开关断开瞬间有有开关保持闭合，滑动变阻开关保持闭合，滑动变阻器滑片不动器滑片不动无无开关保持闭合，迅速移

9、动开关保持闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片滑动变阻器的滑片有有变化变化不变不变 4实验结论实验结论 利用磁场产生电流的条件：只要穿过利用磁场产生电流的条件：只要穿过 的的磁通量磁通量 ，闭合电路中就会产生电流。，闭合电路中就会产生电流。闭合电路闭合电路发生变化发生变化重点诠释重点诠释 1判断感应电流有无的方法。判断感应电流有无的方法。 (1)明确电路是否为闭合电路。明确电路是否为闭合电路。 (2)判断穿过电路的磁通量是否发生变化。穿过闭合电路的判断穿过电路的磁通量是否发生变化。穿过闭合电路的磁通量发生变化，大致有以下几种情况：磁通量发生变化，大致有以下几种情况： 磁感应强度磁感应强度B不变，线圈

10、面积不变，线圈面积S发生变化。发生变化。 线圈面积线圈面积S不变，磁感应强度不变，磁感应强度B发生变化。发生变化。 磁感应强度磁感应强度B和线圈面积和线圈面积S同时发生变化，此时可由同时发生变化，此时可由10计算并判断磁通量是否变化。计算并判断磁通量是否变化。 线圈面积线圈面积S不变，磁感应强度不变，磁感应强度B也不变，但二者之间夹也不变，但二者之间夹角发生变化。角发生变化。 2与与意义不同，大小也没有必然的联系。感应电意义不同，大小也没有必然的联系。感应电流的产生与流的产生与无关，只取决于无关，只取决于的变化，即与的变化，即与有关。有关。2法拉第把可以产生感应电流的情形概括为五类：变化法拉第

11、把可以产生感应电流的情形概括为五类：变化的电流；变化的磁场；运动的恒定电流；运动的的电流；变化的磁场；运动的恒定电流；运动的磁铁；在磁场中运动的导体。图磁铁；在磁场中运动的导体。图114所示实验装置所示实验装置分别说明了哪种情形？分别说明了哪种情形？图图114解析：解析：实验实验(a)说明的是，运动的磁体产生感应电流；实说明的是，运动的磁体产生感应电流；实验验(b)说明的是，在磁场中运动的导体产生感应电流；实说明的是，在磁场中运动的导体产生感应电流；实验验(c)说明的是、，变化的电流产生变化的磁场，最终说明的是、，变化的电流产生变化的磁场，最终产生感应电流。产生感应电流。答案：答案：见解析见解

12、析磁通量及磁通量的变化磁通量及磁通量的变化 例例1如图如图115所示，所示，a、b、c三三个闭合线圈放在同一平面内，当线圈个闭合线圈放在同一平面内，当线圈a中有中有电流电流I通过时，它们的磁通量分别为通过时，它们的磁通量分别为a、b、c，下列说，下列说法中正确的是法中正确的是() Aabbc Caccb图图115思路点拨思路点拨解此题关键有三点：解此题关键有三点：(1)应用安培定则正确判定磁感线方向。应用安培定则正确判定磁感线方向。(2)注意磁感线是闭合曲线。注意磁感线是闭合曲线。(3)穿过一个面的磁通量应为合磁通量。穿过一个面的磁通量应为合磁通量。 解析解析当当a中有电流通过时，穿过中有电流

13、通过时，穿过a、b、c三个闭合线三个闭合线圈的向里的磁感线条数一样多，向外的磁感线的条数圈的向里的磁感线条数一样多，向外的磁感线的条数c最多，最多，其次是其次是b，a中没有向外的磁感线，因此，根据合磁通量的计中没有向外的磁感线，因此，根据合磁通量的计算，应该是算，应该是abc。 答案答案B借题发挥借题发挥 求磁通量时，要注意磁感应强度求磁通量时，要注意磁感应强度B和线圈面积和线圈面积S的几的几何关系，还要注意磁通量的符号；求磁通量的变化时，要何关系，还要注意磁通量的符号；求磁通量的变化时，要弄清引起磁通量变化的原因，然后确定相应求解方法。弄清引起磁通量变化的原因，然后确定相应求解方法。(1)在

14、上例题中，如果在上例题中，如果a中电流增大。穿过中电流增大。穿过线圈线圈b的磁通量怎样变化？的磁通量怎样变化？(2)如果将线圈如果将线圈a改成图改成图116所示的一所示的一个有界匀强磁场，则通过线圈个有界匀强磁场，则通过线圈b和线圈和线圈c的磁通量大小关系又怎样？的磁通量大小关系又怎样？图图116解析：解析：(1)a中电流增大时，穿过线圈中电流增大时，穿过线圈b的向里的磁感线条的向里的磁感线条数增多，向外的磁感线的条数也增多，其合磁通量为向里、数增多，向外的磁感线的条数也增多，其合磁通量为向里、向外的磁通量的代数和，应增大。向外的磁通量的代数和，应增大。(2)此时，线圈此时，线圈b、c中存在磁

15、场的有效面积相同，所以穿中存在磁场的有效面积相同，所以穿过它们的磁通量相等。过它们的磁通量相等。答案：答案：(1)增大增大(2)相等相等感应电流产生条件的应用感应电流产生条件的应用 例例2如图如图117所示，所示，A、B两回路中各有两回路中各有一开关一开关S1、S2，且回路，且回路A中接有电源，回路中接有电源，回路B中接有中接有灵敏电流计，下列操作及相应的结果可能的是灵敏电流计，下列操作及相应的结果可能的是() A先闭合先闭合S2，后闭合，后闭合S1的瞬间，电流计指针的瞬间，电流计指针不发生偏转不发生偏转 BS1、S2闭合后，再断开闭合后，再断开S2的瞬间，电流计指针发生偏转的瞬间，电流计指针

16、发生偏转 C先闭合先闭合S1，后闭合，后闭合S2的瞬间，电流计指针发生偏转的瞬间，电流计指针发生偏转 DS1、S2闭合后，再断开闭合后，再断开S1的瞬间，电流计指针发生偏转的瞬间，电流计指针发生偏转图图117思路点拨思路点拨解此题应把握住两点：解此题应把握住两点：(1)电流周围存在磁场。电流周围存在磁场。(2)电流计指针偏转因闭合电路中有磁通量变化。电流计指针偏转因闭合电路中有磁通量变化。 解析解析回路回路A中有电源，当中有电源，当S1闭合后，回路中有电流，闭合后，回路中有电流，在回路的周围产生磁场，回路在回路的周围产生磁场，回路B中有磁通量；在中有磁通量；在S1闭合或闭合或断开的瞬间，回路断

17、开的瞬间，回路A中的电流从无到有或从有到无，电流中的电流从无到有或从有到无，电流周围的磁场发生变化，从而使穿过回路周围的磁场发生变化，从而使穿过回路B的磁通量发生变的磁通量发生变化，此时若化，此时若S2是闭合的，则回路是闭合的，则回路B中有感应电流，电流计中有感应电流，电流计指针发生偏转。所以选项指针发生偏转。所以选项D正确。正确。 答案答案D 借题发挥借题发挥 判断回路中是否产生感应电流的解题思路一般为判断判断回路中是否产生感应电流的解题思路一般为判断电流的磁场方向电流的磁场方向确定是否有磁感线穿过线圈平面确定是否有磁感线穿过线圈平面根据根据电流的变化情况判断磁通量是否变化。注意若产生磁场的

18、电流的变化情况判断磁通量是否变化。注意若产生磁场的电流虽然发生了变化，但穿过线圈平面的磁通量始终为零，电流虽然发生了变化，但穿过线圈平面的磁通量始终为零，那么闭合回路中也不会产生感应电流。那么闭合回路中也不会产生感应电流。如图如图118所示的匀强磁场中有一个矩形所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是产生感应电流的是 ()A线框平面始终与磁感线平行，线框在磁线框平面始终与磁感线平行，线框在磁 场中左右运动场中左右运动B线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动C线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动转动D线