选修3-24.1划时代的发现-探究感应电流的产生条件讲述.ppt

4.1 划时代的发现 奥斯特梦圆“电生磁” 19世纪20年代之前, 电与磁是独立发展的. 1820年4月-----奥斯特实验 揭示了电与磁之间存在相互联系 突破了人类对电与磁的认识的局限性 法拉第心系“磁生电” 艰难的探索：众多物理学家“浅尝则止” 伟大安培的尝试： 跑失良机的科拉顿（英国）： 法拉第心系“磁生电” 艰难的探索：众多物理学家“浅尝则止” 1825年的一天，日内瓦年轻的物理学家德拉里夫的助手科拉顿正在实验室里做“磁生电”的实验，他用导线绕成一个线圈，再用一只转动灵活的磁针来检查跟线圈相接的导线中是否有电流存在。他想，当用磁铁插进线圈的时候，可能会在线圈中产生电流，为了避免磁铁对磁针的直接影响，他把磁针放到另外一个房间里，并用导线跨过磁针跟隔壁房间里的线圈连接起来。实验时，科拉顿将一块磁铁插进线圈里，然后迅速奔向另一个房间，观察磁针的偏转情况，可是他并没有看到所期望的磁针的偏转。他再回到放着磁铁和线圈的房间里，把磁铁从线圈中抽了出来，又跑到检验电流的磁针面前，还是没有看到磁针的偏转。为什么科拉顿看不到磁针的偏转呢？怎样才能观察到磁针偏转呢？ 法拉第：历经10年，“痴”心不改 “试验－失败－再试验”：屡战屡败、屡败屡战…… 一段通电直导线放在另一段直导线旁边 法拉第心系“磁生电” “试验－失败－再试验”：屡战屡败、屡败屡战…… 未通电直导线放在另一段通电线圈内部 G 法拉第：历经10年，“痴”心不改 法拉第心系“磁生电” “试验－失败－再试验”：屡战屡败、屡败屡战…… 通电直导线放在不通电线圈内部 法拉第：历经10年，“痴”心不改 法拉第心系“磁生电” 法拉第第一个成功实验：十年失败，一朝顿悟 开关 电池组 电流计 法拉第线圈：与160年后出现的现代变压器出奇的相似，现已成为著名的科学文物。 法拉第：历经10年，“痴”心不改 法拉第心系“磁生电” 法拉第将其发现的全部“磁生电”现象分成五类： 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 “磁生电”现象的本质特征是：变化、运动 法拉第：磁生电 ——电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流 法拉第心系“磁生电” 法拉第第一个成功实验：十年失败，一朝顿悟 4.2 探究感应电流的产生条件 定义：磁感应强度B与垂直于B的面积S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量，简称磁通。 ? ＝ B·S⊥ 磁通量 若B与S不垂直，则穿过S的磁通量等于穿过它的投影平面的磁通量，即? ＝ B·S·sinθ θ为磁场与所研究平面的夹角。 磁通量的国际单位是韦伯，符号Wb。1Wb=1T·m2 复习： 磁通量 磁通量的意义：可用磁感线的条数来形象说明。 因此垂直穿过单位面积的磁通量——磁通密度反映了磁感应强度的大小，在数值上等于磁感应强度， B = ? /S ．1T=1Wb/m2 1．下列各种说法中，正确的是（ ） A．磁通量很大，而磁感应强度可能很小 B．磁感应强度越大，磁通量也越大 C．磁通量小，一定是磁感应强度小 D．磁感应强度很大，而磁通量可能为零 AD 2．关于磁通量，下列说法中正确的是 （ ） A．穿过某一面积的磁感线条数越多，磁通量越大 B．穿过某一面积的磁通量一定等于面积S与该处磁感应强度B的乘积 C．若穿过某一面积的磁通量为零，则该处的磁感应强度一定为零 D．穿过某一面积的磁通量等于该面积上单位面积的磁感线条数 A 哪些情况可以产生感应电流 实验1 实验操作 实验现象（有无电流） 导体棒静止 导体棒平行磁感线运动 导体棒切割磁感线运动 没有 导体左右平动， 前后运动、 上下运动 没有 有 初中研究的结论：闭合电路的部分导体 切割磁感线 时有感应电流产生。 哪些情况可以产生感应电流 实验2 假如AB棒不动，还能设法产生感应电流吗？ 磁铁的运动 有无电流 磁铁的运动 有无电流 N极插入线圈 S极插入线圈 N极停在线圈中 S极停在线圈中 N极从线圈中抽出 S极从线圈中抽出 没有 有 有 有 有 没有 结论：只有磁体相对线圈运动 时有感应电流产生。 上面两组实验有什么共同点？ 磁场和闭合回路都发生相对运动 比较分析 实验1 实验2 只有磁铁和线圈发生相对运动时，才有电流产生。 想一想：这个结论是不是普遍适用的呢？ 条形磁铁的磁场 通电螺线管的磁场 替换后实验！ 哪些情况可以产生感应电流 实验3：模拟法拉第实验 B 哪些情况可以产生感应电流 操作 现象（有无电流产生） 开关闭合瞬间 开关断开瞬间 开关闭合时，滑动变阻器不动 开关闭合时，迅速移动变阻器的滑片 实验3：模拟法拉第实验 哪些情况可以产生感应电流 你认为通电螺线管A静止在螺线管B内，会在B回路中产生感应电流吗？ 有 有 没有 有 只有当