高中物理人教版选修3-2课件：第四章1划时代的发现2探究感应电流的产生条件.pptx

12划时代的发现探究感应电流的产生条件目标导航学习目标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.通过实验探究得出产生感应电流的条件。3.能结合实例对磁通量的变化进行定性和定量的判断。4.会判断不同情形中是否产生感应电流。重点难点重点:感应电流的产生条件及其应用。难点:实验探究感应电流的产生条件。激趣诱思一个并非偶然的实验,揭示了一个重大的发现,因为机遇总是垂青那些有准备的人。奥斯特实验使人们对电、磁有了新的认识,同时也在世界范围内掀起了一场研究“电和磁”关系的革命,你了解磁生电的探索发现过程吗?它是由哪位科学家来发现的呢?简答:磁生电的过程即电磁感应现象,是由英国科学家法拉第发现的。预习导引1.奥斯特梦圆“电生磁”1820年,丹麦物理学家奥斯特发现载流导线能使小磁针偏转,这种作用称为电流的磁效应。奥斯特实验说明电与磁有密切联系。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,产生的电流叫感应电流。法拉第把引起电流的原因概括为五类:变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。预习交流1法拉第发现了电磁感应现象,那么电磁感应过程中能量是如何转化的?答案:电磁感应的过程是其他形式的能转化为电能的过程。3.探究导体棒在磁场中运动是否产生电流(如图所示)实验操作有无电流产生分析论证导体棒静止无闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时,电路中有电流产生导体棒平行磁感线运动无导体棒切割磁感线运动有4.探究磁铁在通电螺线管中运动是否产生电流(如图所示)实验操作有无电流产生分析论证N极插入线圈有线圈中的磁场变化时,线圈中有感应电流;线圈中的磁场不变时,线圈中无感应电流N极停在线圈中无N极从线圈中抽出有S极插入线圈有S极停在线圈中无S极从线圈中抽出有5.模仿法拉第的实验(如图所示)实验操作有无电流产生分析论证闭合开关的瞬间有当相互靠近的一个线圈中的电流变化时,在另一个线圈中产生感应电流闭合开关,A中电流稳定后,滑动变阻器电阻变大有闭合开关,A中电流稳定后,滑动变阻器电阻不变无闭合开关,A中电流稳定后,滑动变阻器电阻变小有断开开关的瞬间有6.感应电流的产生条件只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,闭合导体回路中就有感应电流。预习交流2瑞士物理学家科拉顿也做过类似的实验,他将一个磁铁插入连有灵敏电流计的螺旋线圈,来观察在线圈中是否有电流产生。在实验时,科拉顿为了排除磁铁移动时对灵敏电流计的影响,特意将灵敏电流计放在隔壁的房间里。科拉顿先是用磁铁在螺旋线圈中不断地插入与拔出,然后又跑到隔壁房间里去观察灵敏电流计,然而他看到的电流计指针都是指在“0”刻度的位置,最终没有发现电磁感应现象。这是为什么?答案:电磁感应现象是在变化或运动的过程中出现的,若变化或运动停止,则电磁感应现象也马上停止。当科拉顿赶到隔壁房间去时,灵敏电流计的指针已结束摆动状态回到“0”刻度位置,所以他没能看到电磁感应现象。一、　磁通量的计算知识精要1.概念:穿过某一面积的磁感线条数叫作穿过这一面积的磁通量。磁通量简称磁通,用符号Φ表示。2.磁通量的计算:(1)公式:Φ=BS。其中B指磁感应强度,S指线圈的面积。此公式的适用条件是①匀强磁场;②磁感线与平面垂直。(2)在匀强磁场B中,若磁感线与平面不垂直,公式Φ=BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积。(3)S是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积。(4)磁通量是标量,但是有正、负之分。若某面积内有不同方向的磁场时,应分别计算不同方向的磁通量,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。(5)磁通量与线圈的匝数无关。3.磁通量的单位:在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯,简称韦,符号是Wb。1 Wb=1 T·m2=1 V·s。典题例解【例1】如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,其方向与水平面的夹角为30°,图中实线位置有一面积为S的矩形线圈处于磁场中,并绕着它的一条边从水平位置Ⅰ转到竖直位置Ⅱ(如图中虚线位置),则此过程中磁通量的改变量为(　)A.BSB.BSC.BSD.2BS解析:当线圈处于位置Ⅰ时,磁感线的竖直分量由下向上穿过线圈平面,设为正。则当线圈转至位置Ⅱ时,磁感线的水平分量相当于位置Ⅰ时的“由上向下”(因为此时的上表面已变成了右侧面)穿过线圈。故Φ1=BSsin 30°=BS,Φ2=-BScos 30°=-BS,则ΔΦ=Φ2-Φ1=-BS,|ΔΦ|=BS。答案:C迁移应用一个200匝、面积为20 cm2的线圈,放在磁场中,磁场的方向与线圈平面成30°角,若磁感应强度在0.05 s内由0.1 T增加到0.5 T,在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是　 Wb;磁通量的变化率是　 Wb/s。?答案:4×10-4　8×10