第四章1-2.ppt

1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件 [学习目标]　1.了解电磁感应现象的发现过程，体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神．　2.通过实验、探究理解感应电流的产生条件．　3.掌握磁通量的概念及其计算．(重点)　4.能够运用感应电流的产生条件判断感应电流能否产生．(难点) 1．“电生磁”的发现 1820年，丹麦物理学家________发现载流导线能使小磁针偏转，这种作用称为_______________． 2．“磁生电”的发现 1831年，英国物理学家________发现了“磁生电”的现象，这种现象叫作__________，产生的电流叫作__________． 3．法拉第的概括 为什么很多科学家在磁生电的研究中没有成功？ 【提示】　很多科学家在实验中没有注意到磁场的变化、导体与磁场之间的相对运动等环节，只想把导体放入磁场中来获得电流，这实际上违背了能量转化与守恒定律． 1．奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互联系的序幕．( ) 2．电流的磁效应否定了一切磁现象都是来自于电荷的运动这一结论．( ) 3．“磁生电”是一种在变化、运动过程中才出现的效应．( ) 1．磁通量 (1)概念：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：Φ＝BS. 2．产生感应电流的条件 只要穿过______________的_______发生变化，闭合导体回路中就有感应电流． 引起闭合电路中的磁通量变化的因素有哪些？ 【提示】　引起磁通量变化的原因有： ①磁感应强度B发生变化；②闭合电路的面积发生变化；③磁感应强度B和线圈平面的夹角θ发生变化． 1．导体回路的面积越大，则穿过导体回路的磁通量越大．( ) 2．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生．( ) 3．即便闭合导体回路中有导体做切割磁感线运动，回路中也不一定有感应电流．( ) 预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中 学生分组探究一　磁通量及其变化的分析与计算 第1步探究——分层设问，破解疑难 1．磁通量怎样表示？它的物理意义是什么？ 【提示】　磁通量用字母Φ表示，它的物理意义是：在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面(面积为S)，我们把B与S的乘积叫做穿过这个面的磁通量．它还可以理解为穿过磁感线的条数． 2．在匀强磁场中如何计算磁通量？ 【提示】　利用公式：Φ＝BS(其中B为匀强磁场的磁感应强度，S为线圈的有效面积)． 第2步结论——自我总结，素能培养 1．磁通量的正、负：其正、负是这样规定的：任何一个面都有正、反两面，若规定磁感线从正面穿入为正磁通量，则磁感线从反面穿入即为负磁通量．反之亦可． 2．线圈为多匝时磁通量的计算：即Φ≠NBS(N为线圈匝数)，因为穿过线圈的磁感线的条数不受匝数影响． 3．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． 4．磁通量的变化：ΔΦ＝|Φ2－Φ1|. 第3步例证——典例印证，思维深化 　如图4-1-1所示的线框，面积为S，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，B的方向与线框平面成θ角，当线框转过90°到如图所示的虚线位置时，试求： (1)初、末位置穿过线框的磁通量的大小Φ1和Φ2； (2)磁通量的变化量ΔΦ. 【思路点拨】　(1)磁通量的公式Φ＝BS的适应条件是：磁场是匀强磁场，B与S垂直． (2)求磁通量的变化要注意磁通量穿过的方向． 【解析】　(1)解法一：如题图所示，在初始位置，把面积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为S⊥＝Ssin θ，所以Φ1＝BSsin θ.在末位置，把面积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为S⊥＝Scos θ.由于磁感线从反面穿入，所以Φ2＝－BScos θ. 解法二：如果把磁感应强度B沿垂直于面积S和平行于面积S进行分解，能否得到同样的结论？(请同学们自行推导，答案是肯定的) (2)开始时B与线框平面成θ角，穿过线框的磁通量Φ1＝BSsin θ；当线框平面按顺时针方向转动时，穿过线框的磁通量减少，当转到θ时，穿过线框的磁通量减少为零，继续转动至90°时，磁通量从另一面穿过，变为“负”值，Φ2＝－BScos θ.所以，此过程中磁通量的变化量为 ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|－BScos θ－BSsin θ|＝BS(c