全优课堂2016_2017学年高中物理第1章电磁感应第12节电磁感应现象研究产生感应电流的条件课件.ppt

第一节　电磁感应现象 回顾选修31磁场的有关知识，然后回答下面几个问题． 1．1820年，丹麦物理学家________用实验展示了电与磁的联系，说明了通电导线周围存在着磁场，这个现象叫做电流的______(填“热”或“磁”)效应． 2．(多选)(2016·成都期末)如图所示的三维空间内，匀强磁场方向沿x方向，在平面xOz内有一通电直导线，若它所受的安培力方向沿＋y方向，则(　　) A．该通电导线一定不会沿平行Ox方向放置 B．该通电导线一定平行Oz方向放置 C．无论通电导线怎样放置，它总受到＋y方向的安培力 D．沿＋x方向观察导线中的电流方向，应该为向右方向 【答案】AD 【解析】当通电导线与匀强磁场平行时，它不受安培力作用，而题意说导线受到安培力作用，说明导线一定不会沿平行Ox方向放置，因此选项A正确；根据左手定则确定的关系可知：安培力一定垂直于磁场方向和电流方向确定的平面，但电流方向不一定与磁场方向垂直，因此选项B错误；根据左手定则判定知：通电导线如果任意放置在xOz平面内，它受到的安培力，方向有沿＋y方向和－y方向两种可能，沿Ox方向观察，当电流向右时，安培力沿＋y方向；当电流向左时，安培力沿－y方向．因此选项C错误，选项D正确． 一、电磁感应的探索历程 1．磁生电：1820年，丹麦物理学家________发现了电流的磁效应． 2．电生磁 (1)“磁生电”的发现：1831年，英国物理学家________发现了电磁感应现象． (2)电磁感应与感应电流：法拉第把引起电流的原因概括为五类，它们都与电流和磁场相联系．①变化的磁场．②变化的电流．③运动的恒定电流．④运动的磁铁．⑤在磁场中运动的导体． 3．电磁感应现象和感应电流：由________的现象，叫做电磁感应现象．由电磁感应现象产生的电流，叫感应电流． 如果没有电流表，做产生感应电流的实验时，可以用什么方法检测导线中是否有感应电流产生呢？ 【答案】利用电流的磁效应，在南北方向的导线下放一个可旋转的小磁针．当导线中有电流时，小磁针就发生转动，当导线中无电流时，小磁针就指向南北方向． 二、感应电流的产生条件 1．实验探究 探究1：导体棒在磁场中运动是否产生电流 如下图所示，将可移动导体AB放置在磁场中，并和电流计组成闭合回路．实验现象如下： 探究2：磁铁在螺线管中运动是否产生电流 如下图所示，将螺线管与电流计组成闭合回路，把条形磁铁插入或拔出螺线管．实验现象如下： 探究3：模拟法拉第的实验 如下图所示，线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面．实验现象如下： 2．实验结论：只要穿过闭合电路的磁通量________，闭合电路中就有感应电流产生． 【答案】发生变化 闭合电路在磁场中运动一定产生感应电流吗？ 【答案】不一定．例如第一个实验中的导体平行于磁感线运动时就没有感应电流产生．原因是穿过闭合电路的磁通量没有变化. 1．磁通量的计算方法 2.磁通量的变化在不同情形下的求解方法 在匀强磁场中，磁通量Φ＝BS·sin α(α是B与S间的夹角)，磁通量的变化ΔΦ＝Φ2－Φ1有多种情形，主要有： 【特别提醒】(1)如果线圈平面翻转，即转过180°，穿过线圈的磁通量不是不变而是变化了2BS. (2)磁通量虽然有正负，但是没有方向，是标量． (3)线圈匝数虽然对磁通量没有影响，但是对产生的感应电流的大小有影响． 如图所示，矩形线圈沿竖直方向在条形磁铁右端附近移动，试判断穿过线圈的磁通量如何变化．如果线圈沿着磁铁上方自左向右移动，穿过该线圈的磁通量如何变化？面积略大于磁铁截面积的矩形线圈M沿条形磁铁轴线方向自左向右移动，让磁铁穿过线圈，则该过程线圈的磁通量如何变化？ 解析：当矩形线圈沿竖直方向在条形磁铁右端附近移动时，从a→b过程，穿过线圈的磁场方向向下，且Φ由大减小到零；b→c过程，线圈内的磁场方向变为向上，且Φ由零逐渐增大． 当线圈平面平行磁铁，沿条形磁铁轴线方向在磁铁上方自左向右移动时，线圈的磁通量由大逐渐减小到零，然后又由零逐渐增大；圈内的磁场方向由向右上方变为向右下方． 在线圈M沿条形磁铁轴线从磁铁左端向右移至磁铁中央过程中，圈内的磁场方向向左，Φ由小增至最大，在从条形磁铁中央向右移至右端过程中，Φ由最大逐渐减小，圈内的磁场方向不变． 答案：见解析 ?题后反思 判断磁通量如何变化：首先，确定磁场的磁感线情况，包括磁感线的方向和疏密；其次，从初末位置的磁感线情况确定磁通量的初末变化情况，包括方向变化和大小变化． 1.如下图所示，环形金属软弹簧套在条形磁铁的中心位置，若沿其半径向外拉弹簧，使其面积增大，则穿过弹簧的磁通量将如何变化？ 【答案】减小 【解析】注意弹簧套所在处存在两个方向的磁场，即磁铁的内部磁场和外部磁场，它们