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以下为本文档部分文字说明:
第一节电磁感应现象的发现[学习目标]1.了解电磁感应现象发现的历史过程,体会科学家探索自然规律的科学态度和科学方法.2.通过实验,知道电磁感应现象及其产生的条件.(重点、难点)3.了解法拉第及其对电磁学的贡献,认识发现磁生电现象对推动电磁学
理论和电磁技术发展的重大意义.一、法拉第与电磁感应现象1.实验观察(1)磁铁与螺线管有相对运动时能产生电流.在条形磁铁插入或拔出螺线管的瞬间,电流表的指针发生了偏转.条形磁铁在螺线管中保持不动时,电流表的指针不发生偏转.如图所示.(2)改变原线圈中的电流,改变磁场的强
弱,在副线圈中也能产生电流.当开关接通瞬间、断开瞬间、开关接通变阻器滑片移动时,电流表的指针发生了偏转;开关接通变阻器滑片不动时,电流表的指针不发生偏转.如图所示.2.法拉第的实验结论只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有电流产生.这种由于磁通量的
变化而产生电流的现象叫作电磁感应现象,所产生的电流叫作感应电流.二、感应电动势1.电动势:描述电源将其他形式的能量转换成电能的本领的物理量.2.感应电动势:由于电磁感应现象而产生的电动势.1.思考判断(正确的打“√”,错误的打
“×”)(1)奥斯特发现了“电生磁”的现象之后,激发人们去探索“磁生电”的方法.(√)(2)闭合电路中的磁通量发生变化就会产生感应电流.(√)(3)只要有感应电流产生,穿过闭合回路的磁通量一定发生了变
化.(√)(4)只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流.(×)(5)线框不闭合,即使穿过线框的磁通量变化,线框中也没有感应电流.(√)(6)如果穿过断开电路的磁通量发生变化,电路中没有感应电流,也没有感应电动势.(×)[
提示](4)若磁通量不发生变化,则没有感应电流.(6)只要磁通量发生变化,电路中就有感应电动势.2.关于产生感应电流的条件,下列说法中正确的是()A.只要闭合电路在磁场中运动,闭合电路中就一定有感应电流B.只要闭合电路中有磁通量,闭合电路中就有感应电流C.只要导体做切割磁感线
运动,就有感应电流产生D.只要穿过闭合电路的磁感线条数发生变化,闭合电路中就有感应电流D[只有穿过闭合电路的磁通量发生变化时,才会产生感应电流,D正确.]3.如图所示,三角形线圈abc放在范围足够大的匀强磁场中并做下列运动,能产生感应电流的是()A.向上平移B
.向右平移C.向左平移D.以ab为轴转动D[以ab为轴转动时,穿过线圈中的磁通量发生变化,而将线圈上、下、左、右平移时穿过矩形线圈的磁通量不变,根据产生感应电流的条件可知选项D正确.]对磁通量及其变化量的理解根据磁通量的定义式Φ=BS,引起磁通量变化的方法有:1.闭合回路的面积不变,由于磁
场变化而引起闭合回路的磁通量的变化.2.磁场不变,由于闭合回路的面积发生变化而引起闭合回路的磁通量的变化.3.磁场、闭合回路面积都发生变化时,也可引起穿过闭合电路的磁通量的变化.总之,穿过闭合电路的磁
感线条数发生变化时磁通量就发生了变化.【例1】如图所示,一环形线圈沿条形磁铁的轴线,从磁铁N极的左侧A点运动到磁铁S极的右侧B点,A、B两点关于磁铁的中心对称,则在此过程中,穿过环形线圈的磁通量将()A.先增大,后减小B.先减小,后增大C.先
增大、后减小,再增大、再减小D.先减小、后增大,再减小、再增大思路点拨:①分析条形磁铁周围磁感线的特点.②由磁通量的意义分析穿过线圈磁通量的变化.A[穿过线圈的磁通量应以磁铁内部磁场为主,而内部的磁感线是一定值,在A、B点时,外部磁感线比较密,即与内部相反的磁感线多,相抵后剩下的内部的磁感线就少
;中间位置时,外部磁感线比较疏,即与内部相反的磁感线少,相抵后剩下的内部的磁感线就多.所以两端磁通量小,中间磁通量大,A正确.](1)磁通量是标量,但有正、负,其正、负分别表示与规定的穿入方向相同、相反.(2)若穿过某线
圈有方向相反的磁场,则线圈的磁通量为它们抵消后净磁感线的条数.[跟进训练]1.如图所示,在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中,有一个矩形闭合线框abcd,线框平面与磁场垂直.在下列情况中,线框中磁通量发生变化的是()A.线框沿纸面向左匀速运动
B.线框沿纸面向左加速运动C.线框垂直纸面向外运动D.线框绕ad边转动D[线框沿纸面向左匀速、加速运动,只要不出磁场,磁通量不变,线框垂直纸面向外运动,磁通量也不变.线框绕ad边转动时,磁通量变化.故A、B、C错误,D正确.]产生感应电流的条件及方法1.感应电流产生的条件穿过闭合回路的磁通量
发生变化,无论是闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,还是穿过回路的磁场或回路的面积发生变化,都会引起穿过闭合回路的磁通量发生变化,在回路中就会有感应电流产生.其条件可以归纳为两个:一是电路本身必须闭合,二是穿过回路本身的磁通量发生变化.主要体现在“
变化”上,回路中有没有磁通量穿过不是产生感应电流的条件,如果穿过回路的磁通量很大但无变化,那么无论多么大,都不会产生感应电流.2.产生感应电流的方法(1)闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动如图甲所示,导体AB做切割磁感线运动时,线路中有电流产生,而导体AB顺着磁感线运动时,线路中无电流产生.
甲乙(2)磁铁在线圈中运动如图乙所示,条形磁铁插入或拔出线圈时,线圈中有电流产生,但磁铁在线圈中静止不动时,线圈中无电流产生.(3)改变螺线管AB中的电流如图丙所示,将小螺线管AB插入大螺线管CD中不动,当开关S接通或断
开时,电流表中有电流通过;若开关S一直接通,当改变滑动变阻器的阻值时,电流表中也有电流通过.丙【例2】如图所示,矩形线框在磁场中做各种运动,能够产生感应电流的是()ABCDB[感应电流产生条件为:①磁通量发生变化;②
闭合回路.A、C、D中穿过矩形线框的磁通量都不变,故不产生感应电流.]闭合回路磁通量发生变化,回路中就会产生感应电流.[跟进训练]2.如图所示,线圈两端接在电流表上组成闭合电路.在下列情况中,电流表指针不发生偏转的是()A.线圈不动,磁铁
插入线圈B.线圈不动,磁铁从线圈中拔出C.磁铁不动,线圈上、下移动D.磁铁插在线圈内不动D[产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化,线圈和电流表已经组成闭合回路,只要穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中就产生
感应电流,电流表指针就偏转.在选项A、B、C三种情况下,线圈和磁铁发生相对运动,穿过线圈的磁通量发生变化,产生感应电流;而当磁铁插在线圈中不动时,线圈中虽然有磁通量,但磁通量不变化,不产生感应电流.]1.磁通量可以形象地理解为“穿过一个闭合电路的磁
感线的条数”.在下图所示磁场中,S1、S2、S3为三个面积相同的相互平行的线圈,穿过S1、S2、S3的磁通量分别为Φ1、Φ2、Φ3且都不为0.下列判断正确的是()A.Φ1最大B.Φ2最大C.Φ3最大D.Φ1、Φ2、Φ3相等A[磁通量表示穿过一个闭合电路的磁感线条数的多少,从题图中可看出
穿过S1的磁感线条数最多,穿过S3的磁感线条数最少.]2.在一根水平方向的通电长直导线下方,有一个小线框abcd,放置在跟长导线同一竖直平面内,今使小线框分别做如图所示的四种不同的运动,其中线框磁通量没有变化的是()A.左右平移B.上下平移C.在纸面前后平移D.绕ab、cd边
的中心轴转动A[长直导线下方的磁场是不均匀的,离导线越远磁感应强度越小,因此线框上下平移、在纸面前后平移、绕ab、cd边的中心轴转动时,磁通量均发生变化,但线框左右平移时,磁通量不发生变化.]3.如图所示,将一个矩形
线圈放入匀强磁场中,若线圈平面平行于磁感线,则下列运动中,在线圈中会产生感应电流的是()A.矩形线圈做平行于磁感线的平移运动B.矩形线圈做垂直于磁感线的平移运动C.矩形线圈绕AB边转动D.矩形线圈绕BC边转动C[A、B、
D三个选项中在发生运动状态的变化时,没有引起磁通量的变化,故都没有发生电磁感应现象,所以没有感应电流产生.C选项中,线圈的磁通量发生了改变,故线圈中产生了感应电流.]