物理选修人教新课标划时代的发现探究感应电流的产生条件课件

1、第四章电磁感应第四章电磁感应第一节划时代的发现第一节划时代的发现第二节探究感应电流的产生条件第二节探究感应电流的产生条件 1了解电磁感应现象的发现过程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神 2知道磁通量的概念及磁通量的变化 3通过实验，理解感应电流的产生条件(重点) 4能够应用感应电流的产生条件判断是否有感应电流的产生(重点、难点) 一、电磁感应的探索历程 1“电生磁”的发现 1820年，丹麦物理学家 发现了电流的磁效应 2“磁生电”的发现 1831年，英国物理学家 发现了电磁感应现象奥斯特奥斯特法拉第法拉第 3法拉第的概括 他把这些现象叫电磁感应，产生的电流叫 感应电流感应电流 二、探究

2、电磁感应的产生条件 1导体棒切割磁感线运动是否会产生感应电流(如图)现象实 验 操 作 闭合电路的磁通量的变化情况实验现象(电流表有无电流通过)导体棒静止不变无导体棒平行磁感线运动导体棒切割磁感线运动不变不变变化变化无无有有 2.磁铁在螺线管中运动是否会产生感应电流(如图)现象实验操作线圈中磁通量的变化情况实验现象(电流表有无电流通过)N极插入线圈向下的磁通量_N极停在线圈中不变N极从线圈中拔出向下的磁通量_增大增大减少减少增大增大减少减少有有无无有有有有无无有有 3.模仿法拉第的实验(如图)现象实 验 操 作A中电流的变化情况实验现象(B中有无电流)闭合开关的瞬间增大闭合开关，A中电流稳定后

3、不变闭合开关，A中电流稳定后，增大滑动变阻器连入电路的电阻减小有有无无有有有有有有 探究1说明产生感应电流的条件与闭合电路包围的面积有关；探究2、3说明产生感应电流的条件与磁感应强度的变化有关，如何将这两个结论统一起来呢？ 提示：根据公式BS可知，无论闭合电路包围的面积变化还是磁感应强度变化，都会使磁通量发生变化，所以，闭合电路中是否产生感应电流，关键看磁通量是否发生变化 三、磁通量 1定义：穿过某个面的磁通量等于闭合导体回路的 与垂直穿过它的 的乘积 2公式： . 3.单位： ，磁通量是 (选填“标量”或“矢量”) 四、产生感应电流的条件 1 2 .面积面积磁感应强度磁感应强度BSWb标量标

4、量回路闭合回路闭合磁通量发生变化磁通量发生变化 一、磁通量的分析与计算 1匀强磁场中磁通量的计算 (1)B与S垂直时：BS，B指匀强磁场的磁感应强度，S为线圈的面积 (2)B与S不垂直时：BS，S为线圈在垂直磁场方向上的有效面积，在应用时可将S分解到与B垂直的方向上，如图所示BSsin . (3)某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，反方向的磁通量为负，求其代数和 2非匀强磁场中磁通量的分析 条形磁铁、通电导线周围的磁场都是非匀强磁场，通常只对穿过其中的线圈的磁通量进行定性分析，分析时应兼顾磁场强弱、线圈面积和磁场与线圈的夹角等因素，并可充分

5、利用磁感线来判断，即磁通量的大小对应穿过线圈的磁感线的条数，穿过线圈的磁感线的条数变化，则说明磁通量变化 3利用公式BS计算磁通量时的注意事项 除注意正、负之外，还应注意以下事项： (1)如图所示，若闭合线框abcd和ABCD所在平面均与匀强磁场B垂直，面积分别为S1和S2，且S1S2，但磁场区域恰好只有ABCD那么大，穿过S1和S2的磁通量是相同的，因此，BS中的S应是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积，即S2. (2)磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响同理，磁通量的变化量21也不受线圈匝数的影响所以，直接用公式求、时，不必考虑线圈匝数 (3)公式BS中的B应是匀强

6、磁场的磁感应强度，S是与磁场方向垂直的面积如果平面与磁场方向不垂直，应把面积S投影到与磁场垂直的方向上，求出投影面积S，代入到BS中计算，应避免硬套公式BSsin 或BScos . 二、感应电流有无的判断 感应电流产生的必要条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，所以判断感应电流有无时必须明确以下两点： 1明确电路是否为闭合电路 2判断穿过回路的磁通量是否发生变化穿过闭合电路的磁通量变化情况列表如下：变化的四种情况B不变、S变例：闭合电路的一部分导体切割磁感线时B变、S不变例：线圈与磁体之间发生相对运动时B和S都变注意：此时可由 t0计算并判断磁通量是否变化B和S大小都不变，但二者之间的夹角变 有

7、一个垂直纸面向里的匀强磁 场，如图所示，磁感应强度B0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1 cm.现在纸面内先后放上圆线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1 cm,10匝；B线圈半径为2 cm,1匝；C线圈半径为0.5 cm,1匝问： 磁通量变化情况分析及定量运算 (1)在磁感应强度B减为0.4 T的过程中，线圈A和B中磁通量改变多少？ (2)当磁场转过30角的过程中，线圈C中磁通量改变多少？ 思路点拨：分别写出初末状态的磁通量1、2的表达式，然后用|21|可求出磁通量的改变量 【题后总结】磁通量是指穿过某一面积的磁感线的条数，与线圈匝数无关若线圈所围面积大于磁场面积，则以磁场区域面

8、积为准本题中B线圈与A线圈中的磁通量始终一样，故它们的改变量也一样 【针对训练】 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，它们的磁通量分别为a、b、c，下列说法中正确的是() Aabc Babc Cacb Dacb 解析：当a中有电流通过时，a、b、c三个闭合线圈向里磁感线条数一样多，但b、c有向外的磁感线穿出，且c向外的条数多，抵消的多，合磁通量最小所以abc. 答案：B如图所示，矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场内，一半在匀强磁场外下述过程中使线圈产生感应电流的是 A以bc为轴转动45 B以ad为轴转动45 C线圈向下平移 D线圈向上平移 感应电流产

9、生条件的理解和应用 思路点拨： 【题后总结】本题易错选A，在bc为轴转动60的过程中回路中的磁通量不变，超过60后磁通量变小，才有感应电流 【针对训练】 2.如图甲所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，在下列情况中线圈产生感应电流的是() A导线中电流变大 B线框向右平动 C线框向下平动 D线框以ab边为轴转动 E线框以直导线为轴转动 解析：讨论是否产生感应电流，需分析通电导线周围的磁场分布情况通电导线周围的磁感线是一系列同心圆，且由内向外由密变疏，即越远离导线磁感线越疏 对A选项，因I增大而引起导线周围磁场的磁感应强度增大，故A正确 对B选项，因离开直导线方向

10、越远，磁感线分布越疏(如图乙所示)，因此线框向右平动时，穿过线框的磁通量变小，故B正确 对C选项，由乙图可知线框向下平动时穿过线框的磁通量不变，故C错 对D选项，可用一些特殊位置来分析，当线框在如图乙所示位置时穿过线框的磁通量最大，当线框转过90时，穿过线框的磁通量最小：0，因此可以判定线框以ab为轴转动时磁通量一定变化，故D正确 对E选项，先画出俯视图(丙)，由图可看出线框绕直导线转动时，在任何一个位置穿过线框的磁感线条数不变，因此无感应电流，故E错 答案：ABD 误区：不能正确判断闭合回路的磁通量是否发生变化 【典型例题】 如图所示，在一通电直导线附近有一闭合线框abcd，线框与通电导线共面，现将闭合线框abcd垂直纸面向里平移，试分析线框的感应电流情况 解析：从上向下观察，如图所示很容易看出穿