探究感应电流产生条件课件
18.2科学探究:怎样产生感应电流沪科版九年级物理全一册优质教学课件
进行实验与收集证据
导体在磁场中怎样运动,才能使回路中产生电流呢?
导体在磁场中运动情况
电路 闭合
静止 沿磁场方向运动(不切割磁感线)
切割磁感线运动
电流 没有 没有
切割磁感线:导体与磁感线相交 ①标出磁感线 ②用箭头标出导体的运动方向
进行实验与收集证据
导体在磁场中怎样运动,才能使回路中产生电流呢?
导体AB在磁场中运动情况
选被研究的物体作参照物)。研究地面上物体的运动情况时,通常选地面为参照物。选择不同的参照物来观察同一个物体结论可能不
行,不切割 同。同一个物体是运动还是静止取决于所选的参照物,这就是运动和静止的相对性。
①激光准直。
都切割磁感
磁感线 线 一、声音的产生与传播
2、音调:人感觉到的声音的高低。用硬纸片在梳子齿上快划和慢划时可以发现:划的快音调高,用同样大的力拨动粗细不同的橡皮筋
感应电流的方向与磁场方向和导体的运动方向有关
反馈:
1. 探究产生感应电流条件的实验步骤如图所示
(1)本实验中,我们通过观察____________________的现 象来判断电路是否有感应电流。 (2)若图中ab棒不动,磁铁左右水平运动,电路 ________ 感应电流(选择“有”或“无”). (3)甲图中,________相当于电源。
静止
电路 闭合
沿磁场方向运动(不切割磁感线)
切割磁感线运动
电路 断开
切割磁感线运动
电流 没有 没有 有 没有
结论:①闭合电路的一部分导体②在磁场中作切割磁 感线运动时,导体中就会产生电流。
进行实验与收集证据
怎样改变电流的方向? 通过观察电流表指针偏转方向知道电流方向 结论: 电流的方向与磁场方向和导体的运动方向有关
物理选修3-2人教版探究感应电流的产生条件(24张)-PPT优秀课件
物理选修3-2人教版 4.2探究感应电流的产生条件 (共24张PPT)
实验探究:
【实验四】线圈面积变化能否产生感应电流
实验结 论
磁感应强度不变,闭合回路的面积发生变化,电 路中有感应电流产生.
物理选修3-2人教版 4.2探究感应电流的产生条件 (共24张PPT)
实验探究:
【实验三】磁场与线圈不发生相对运动时能 否产生感应电流(模仿法拉第实验)
S
A
N
G
B
+
实验探究:
【实验三】磁场与线圈不发生相对运动时能 否产生感应电流(模仿法拉第实验)
A B
物理选修3-2人教版 4.2探究感应电流的产生条件 (共24张PPT)
实验现象:
开关和滑动变阻器的状态
开关闭合瞬间 开关断开瞬间 开关闭合时,滑动变阻器不变 开关闭合时,迅速移动变阻器的滑片
物理选修3-2人教版 4.2探究感应电流的产生条件 (共24张PPT)
实验探究:
【实验五】线圈面积不变时能否产生感应电流
实验结 论
磁感应强度和面积都不变,线圈与磁场的夹角发 生变化,电路中有感应电流产生.
物理选修3-2人教版 4.2探究感应电流的产生条件 (共24张PPT)
物理选修3-2人教版 4.2探究感应电流的产生条件 (共24张PPT)
1、电路要闭合 2、穿过电路的磁通量发生变化.
物理选修3-2人教版 4.2探究感应电流的产生条件 (共24张PPT)
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四 练一练
1.关于产生感应电流的条件,下述说法正确的是
沪科版物理九年级下册 第18章第2节 科学探究:怎样产生感应电流 课件(共21张PPT)
生活中发电机 (1)发电机的构造
发电机由转子和定子两部分组成。 大型发电机一般采用磁极旋转的方式来发电。
大型发电机安装转子
新知导入
发电机与电动机的比较 1、发电机的构造原则上和电动机是完全相同的
2、电动机是消耗电能而输出机械能; 发电机是消耗机械能而输出电能
3、电动机:利用通电线圈在磁场里转动的原理 发电机:利用电磁感应原理 可分为交流发电机和直流发电机两类。
课堂小结
产生感应 电流条件
闭合回路 部分导体 在磁场中 做切割磁感线运动
磁
决定感应电
磁场方向
生 电
流方向
导体切割磁感线运动方向
应用:发电机
交流电:电流大小、方向随时间周 期性变化
能量转化: 机械能→电能和内能
生成新知
如图所示中的甲、乙两个装置都是用来研究电 与磁有关知识的实验装置,其中__甲__装置是用来研 究电磁感应现象的,装置中的_导__体__a_b__相当于电源; 其中__乙__装置是用来研究磁场对电流的作用的,装 置中的__蓄__Hale Waihona Puke __池___是电源。新知导入
发电机是根据 电磁感应
原理工作的 是机械能
知识板块二 发电机的原理
自主阅读教材P167~168的内容,独立思考并完成: 3.如图所示,是发电机的工作原理图,放在水平方向磁场中 的矩形线圈沿逆时针方向转动,当线圈转到图甲位置时,由于 线圈ab和cd边__平__行___磁感线,因而电路中_没__有__电__流__当转到乙、 丁两图位置时,由于ab切割磁感线的方向__相__反___,因而电路 中的电流方向__相__反___,可见电路中产生的是_交__流__电___(选填“直 流电”或“交流电”),我国电网以_交__流__电____(选填“直流电”或“交 流电”)供电。
感应电流产生的条件
一、 感应电流产生的条件:1.电磁感应现象:能产生感应电流的现象称电磁感应现象。
2.产生感应电流的条件: 电路闭合;回路中磁通量发生变化;S B ∆=Φ-Φ=∆Φ12BS ∆=S B ∆∆=二、 感应电流方向的判定:1.右手定则:让磁力线穿过手心,大拇指指向导体的运动方向,四指所指的方向就是感应电流的方向。
例:在一个匀强磁场中有一个金属框MNOP ,且MN 杆可沿轨道滑动。
(1) 当MN 杆以速度v 向右运动时,金属框内有没有感应电流?(2) 若MN 杆静止不动而突然增大电流强度I ,金属框内有无感应电流?方向如何?2.楞次定律:感应电流具有这样的方向,就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
(1) 阻碍的理解: 阻碍变化—— 增反减同阻碍不等于阻止,阻碍的是磁通量变化的快慢 阻碍相对运动(敌进我退,敌退我扰)O N MP(2) 应用楞次定律判断感应电流的方法:① 明确原磁场(B 原)方向;② 分析磁通量(ф)的变化;③ 确定感应电流的磁场(B 感)方向,④ 用右手螺旋法则判定感应电流(I 感)的方向。
例:磁通量的变化引起感应电流。
三、 法拉第电磁感应定律:1.在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势,不管电路闭合与否,只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就有感应电动势。
闭合 感应电动势 有电流断开 感应电动势 无电流(1)tn ∆∆Φ=ε (感应电动势与磁通量的变化律成正比)——平均电动势 (2) (3) 自感电动势:tI L ∆∆=ε L 为自感系数(①线圈面积;②匝数;③铁芯。
)电流强度增大时,感应电动势的方向与电流方向相反;电流强度减小时,感应电动势的方向与电流方向相同;阻碍的是电流的变化,电流将继续增大到应该达到的值。
注:自感现象是楞次定律“阻碍”含义的另一体现。
(4) 电磁感应现象中的能量守恒:① 向上平动、向下平动;② 向左平动、向右平动;③ 以AB 为轴向外转动;④ 以BC 为轴向外转动; ⑤ 以导线为轴转动;判断上列情况下的感应电流方向,若两导线呢?I P O M N MN 杆匀速向右运动: BLv t tL v B t S B t =∆∆=∆∆=∆∆Φ=ε (使用于B 、L 、v 相互垂直)(L 为有效长度) v BL =ε 即即=BLv εa b大家再看这个图,ab 杆以速度v 向右运动切割磁力线,ab 杆上产生的感应电流方向是b →a ,在产生感应电流的同时,就会受到磁场对它的力的作用,安培力的方向是垂直于导线向左,为保证ab 向右匀速做切割磁力线运动就必须对ab 施加一个与安培力大小相等,方向相反的外力F 的作用,这样外力F 就要克服安培力做功,维持导体ab 匀速运动。
高中物理教科版选修32课件:第一章 第1、2节 电磁感应的发现 感应电流产生的条件
(1)在闭合电路中是否产生感应电流,取决于穿过电路的 磁通量是否发生变化,而不是取决于电路有无磁通量。
(2)闭合电路的部分导体做切割磁感线运 动是引起电路磁通量变化的具体形式之一。但 闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时,不 一定总会引起闭合电路的磁通量变化。如图所示,矩形线框 abcd 在范围足够大的匀强磁场中在垂直磁场的平面内向右平 动,虽然 ad、bc 边都切割磁感线,但穿过线框的磁通量没有 变化,因而没有产生感应电流。
(5)只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生。(×)
(6)线框不闭合时,即使穿过线框的磁通量发生变化,线框中也没
有感应电流产生。
(√)
2.合作探究——议一议 (1)很多科学家致力于磁与电的关系的探索,为什么他们在磁生电的
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, 这实际上违反了能量转化和守恒定律。 (2)怎样理解“电生磁”? 提示:电流周围存在磁场是无条件的,无论电流是恒定不变的, 还是变化的,只要有电流,它的周围就一定有磁场。
(3)S 内有不同方向的磁场时,应先分别计算不同方向磁场 的磁通量,然后规定从某个面穿入的磁通量为正,从该面穿出 的磁通量为负,最后求代数和。
(4)有多匝线圈时,因为穿过线圈的磁感线的条数不受匝数 影响,故磁通量的计算也与匝数无关。
2.求磁通量的变化的三种方法 方法一:当磁感应强度 B 不变,而磁感线穿过的有效面积 S 变化时,则穿过回路的磁通量的变化量 ΔΦ=Φt-Φ0=B·ΔS。 方法二:当磁感应强度 B 变化,而磁感线穿过的有效面积 S 不变时,则穿过回路的磁通量的变化量 ΔΦ=Φt-Φ0=ΔB·S。 方法三:若磁感应强度 B 和回路面积 S 同时变化,则穿过 回路的磁通量的变化量 ΔΦ=Φt-Φ0。 注意:此时,ΔΦ=Φt-Φ0≠ΔB·ΔS。
人教版高二物理选修3-2第四章电磁感应第2节探究感应电流的产生条件课件
(3)当闭合回路的面积S与磁感应强度B夹角为θ时,磁通量 Φ=BSsinθ
【课堂训练】 1.关于感应电流,下列说法中正确的是( B ) A.只要穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中一定有感应电流 B.当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,闭合电路中一定有 感应电流 C.若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动,闭合电路 中一定没有感应电流 D.只要闭合导线做切割磁感线运动,导线中一定有感应电流
4.如图所示,一有限范围的匀强磁场,宽为d。一个边长为L 正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区。若d>L,则在线 框中不产生感应电流的时间就等于( C ) A.d/v B.L/v C.(d-L)/v D.(d-2L)/v
5.矩形闭合线圈平面跟磁感线方向平行,如图所示。下列 情况中线圈有感应电流的是( A ) A.线圈绕ab轴转动 B.线圈垂直纸面向外平动 C.线圈沿ab方向上下移 D.线圈绕cd轴转动
6.如图所示,用导线做成的圆形回路与一直导线构成几种位 置组合,哪几种组合中,切断直导线中电流时,闭合回路中 会有感应电流产生?( BC )
7.如图所示线圈两端接在灵敏电流表上组成闭合回路。 在下列情况中,灵敏电流表指针发生偏转的是( ABC ) 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
2.如图所示,竖直放置的长直导线通以恒定电流,有一矩 形线框ABCD与导线在同一平面,在下列情况中线圈产生感应 电流的是( AD ) A.导线中电流强度变大 B.以导线为轴转动 C.线框向下平动 D.线框以AB边为轴转动
3.如图所示,一闭合金属环从上而下通过通电螺线管,a和c 分别为螺线管的上下两端外侧处,b为螺线管的中点,金属 环通过a、b、c三处时,下列说法正确的是( AC ) A.a处能产生感应电流 B.b处能产生感应电流 C.c处能产生感应电流 D.a、b、c三处都不能产生感应电流
人教版高中物理选修3-2课件-探究感应电流的产生条件
解答本题可按以下思路分析: 线圈电流变化 ―→ 铜环磁通量变化 ―→ 感应电流有无的判断
[解析] 线圈中通以恒定的电流,铜环 A 中磁通量不变,铜 环 A 中没有感应电流,A 错;变阻器的滑片 P 做匀速、加速移动 时,线圈中电流变化,铜环 A 中磁通量发生变化,铜环 A 中有 感应电流,B、C 对;将电键突然断开的瞬间,线圈中电流变为 零,铜环 A 中磁通量发生变化,铜环 A 中有感应电流,D 对.
A.无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是电流的磁效 应
B.只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电 C.接收线圈中电流的频率与发射线圈中电流的频率相同 D.只要有无线充电底座,所有手机都可以进行无线充电
解析:无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是电磁感应 现象,不是电流的磁效应,故 A 错误;将充电底座接到直流电源 上,无线充电设备不会产生交变磁场,不能够正常使用,故 B 错 误;接收线圈中电流的频率与发射线圈中电流的频率相同,故 C 正确;被充电手机内部,应该有一类似金属线圈的部件,与手机 电池相连,当有交变磁场时产生充电电源,故普通手机不能够利 用无线充电设备进行充电,故 D 错误.
合电路稳定后,电流表的指针不偏转;保持开关闭合,当滑动 变阻器的滑片移动时,电流表的指针发生 偏转 ;保持开关闭 合,当螺线管 A 离开 B 或进入 B 时,电流表的指针发生 偏转 .
5.产生感应电流的条件
只要穿过
闭合 导体回路的磁通量发生变化,
闭合导体 回路中就会产生感应电流.
1.闭合导体回路在磁场中运动一定产生感应电流吗? 提示:不一定.若闭合导体回路在磁场中运动时,穿过闭 合导体回路的磁通量发生变化,导体回路中就会产生感应电流; 若闭合导体回路在磁场中运动时,穿过闭合导体回路的磁通量 不变,导体回路中就没有感应电流.
探究感应电流的产生条件 课件
如下:
实验操作
N极插入线 圈
N极停在线 圈中
N极从线圈 中抽出
实验现象 (有无电流)
_有__
实验操作 (有无电流)
S极插入线圈
_无__
S极停在线圈中
_有__ S极从线圈中抽出
实验 现象 _有__
_无__
_有__
探究3:模拟法拉第的实验 如图4-1-3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:
【规律总结】 话筒是利用电磁感应现象制成的, 除此之外在我们的生产与生活中还有很多常见的利 用电磁感应现象制成的仪器,比如:磁带录音机、 汽车车速表、发电机等等,有兴趣的同学可以自行 去研究.
【答案】 ABD 【规律总结】 判定感应电流有无的关键是: 正确分析磁铁或者电流所产生的磁感线在周围 空间的分布.
电磁感应现象的应用
例3 麦克风是常用的一种电子设备,它的内部是 一个小型传感器,把声音信号转变成电信号.它的 种类比较多,如图4-1-11所示为动圈式话筒简图, 它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金 属线圈,该线圈处在柱形永磁体的辐射状磁场中, 当声音使膜片振动时,就能将声音信号转变成电信 号,下列说法正确的是( )
且S1>S2,但磁场区域恰好只有ABCD那么大, 穿过S1和S2的磁通量是相同的,因此,Φ=BS中 的S应是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面 积. 2.磁感应强度与平面不垂直时,求磁通量的方 法 (1)将磁感应强度B向与平面垂直的方向和与平面 平行的方向分解. (2)将平面向垂直磁感应强度B的平面投影.
【答案】 C 【规律总结】 磁通量不仅有大小而且有方向,但 它是个标量,这一点如同电流.所以我们在计算磁 通量的变化量时,关键搞清楚初、末两状态的磁通 量的方向关系.
第一节电磁感应现象第二节研究产生感应电流的条件
第一节电磁感应现象第二节研究产生感应电流的条件1.了解电磁感应的觉察进程.2.明白得电磁感应现象及其产生的条件.3.运用电磁感应现象产生的条件判定回路是不是有感应电流.1.电磁感应现象:由磁生电的现象叫做电磁感应现象.2.感应电流:在电磁感应现象中产生的电流叫感应电流.3.感应电流产生的条件:无论是何种缘故,只要闭合回路的磁通量发生转变,闭合回路就有感应电流产生.科技与生活中的电磁感应现象如图是生产中常常利用的一种延时继电器的示用意,铁芯上有两个线圈A和B,线圈A跟电源连接,线圈B的两头接在一路,组成一个闭合回路.在拉开开关S的时候,弹簧E并非能当即将衔铁D拉起,从而不能使触头C(连接工作电路)当即离开,过一段短时刻后触头C才能离开,延时继电器确实是如此得名的.试说明这种继电器的原理.原理:线圈A与电源连接,线圈A中流过恒定电流,产生恒定磁场,有磁感线穿过线圈B,但线圈B的磁通量不转变,线圈B中无感应电流.拉开开关S时,线圈A中电流迅速减小到零,穿过线圈B的磁通量迅速减少,由于电磁感应,线圈B 中产生感应电流,感应电流的磁场对衔铁D的吸引作用使触头C不能离开,通过一段短时刻后感应电流减弱,感应电流的磁场对衔铁D的吸引力减小,弹簧E的作使劲比磁场力大才将衔铁D拉起,触头C离开.一、单项选择题1.以下现象中属于电磁感应现象的是(B)A.磁场对电流产生力的作用B.转变的磁场使闭合电路中产生电流C.插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D.电流周围产生磁场解析:电磁感应现象指的是在磁场产生电流的现象,选项B是正确的.2.如右图所示,两个同心圆形线圈a、b在同一水平面内,圆半径R a>R b,一条形磁铁穿过圆心垂直于圆面,穿过两个线圈的磁通量别离为Φa和Φb,则(C)A.Φa>Φb B.Φa=ΦbC.Φa<Φb D.无法判定解析:磁体的内部,磁场是由S 到N ,而外部是由N 到S.a 、b 线圈包括的内部的磁通量都相等,在磁铁外部,磁场方向与内部相反,线圈和磁铁之间的面积越大,抵消的磁通量越多,因此Φa <Φb .3.如以下图所示装置,在以下各类情形中,不能使悬挂在螺线管周围的铜质闭合线圈A 中产生感应电流的是(B )A .开关S 接通的刹时B .开关S 接通后,电路中电流稳固时C .开关S 接通后,滑动变阻器触头滑动的刹时D .开关S 断开的刹时解析:通电螺线管中的电流发生改变时,其产生的磁感应强度B 也发生改变,致使通过闭合线圈A 的磁通量发生了转变,在线圈中产生感应电流.4.如下图,一有限范围的匀强磁场,宽为d .一个边长为l 正方形导线框以速度v 匀速地通过磁场区.假设d >l ,那么在线框中不产生感应电流的时刻就等于(D )A.d vB.l vC.d -l vD.d -2l v解析:线框穿越磁场分进入、浸没和离开三个时期,没有感应电流产生的是浸没时期,此题该时期对应的位移是d-2l,故在线框中不产生感应电流的时刻就等于d-2lv.二、多项选择题5.关于磁通量的概念,以下说法正确的选项是(BD)A.磁感应强度越大的地址,穿过线圈的磁通量也越大B.穿过线圈的磁通量为零时,该处的磁感应强度没必要然为零C.磁感应强度越大,线圈面积越大,穿过的磁通量越大D.穿过线圈的磁通量大小可用穿过线圈的磁感线条数来衡量解析:依照磁通量的概念Φ=BS cos θ可知A、C错,B对;磁通量的大小能够用穿过线圈的磁感线条数来衡量.6.一均匀扁平条形磁铁与一线圈共面,磁铁中心与圆心O重合(如图).以下运动中能使线圈中产生感应电流的是(AB)A.N极向外、S极向里绕O点转动B.N极向里、S极向外绕O点转动C.在线圈平面内磁铁绕O点顺时针方向转动D.垂直线圈平面磁铁向纸外运动解析:A项,图示时刻穿过线圈的磁通量为零,N极向纸外,S极向纸内转动时,磁通量增大,那么线圈中产生感应电流,故A正确;B项,图示时刻穿过线圈的磁通量为零,N极向纸内,S极向纸外转动时,磁通量增大,那么线圈中产生感应电流,故B正确;C项,磁铁在线圈平面内绕O点沿顺时针方向转动时,线圈磁通量维持为零,不变,不产生感应电流,故C错误;D项,使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸外或纸内平动时,穿过线圈的磁通量仍为零,不变,不产生感应电流,故D错误.应选AB.7.关于感应电流,以下说法中正确的选项是(BC)A.只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生B.穿过闭合螺线管的磁通量发生转变时,螺线管内部就必然有感应电流产生C.线框不闭合时,即便穿过线圈的磁通量发生转变,线圈中也没有感应电流D.只要电路的一部分做切割磁感线运动,电路中就必然有感应电流解析:只要穿过闭合电路的磁通量发生转变,就有感应电流.8.如以下图所示,直导线MN竖直放置并通以向上的电流I,矩形金属线框abcd 与MN处在同一平面内,边ab与MN平行,则(AD)A.线框向左平移时,线框中有感应电流B.线框竖直向上平移时,线框中有感应电流C.线框以MN为轴转动时,线框中有感应电流D.MN中电流突然转变时,线框中有感应电流解析:分析是不是产生感应电流,关键是分析闭合线圈的磁通量是不是转变,而分析磁通量是不是有转变,关键确实是分清磁感线的散布,即磁感线的疏密转变和磁感线方向的转变.因为离直导线越远,磁感线越疏,穿过线圈的磁通量变小,A 正确.因为I增大引发导线周围的磁场增强,使通过线圈的磁通量增大,D正确.B、C两种情形下,穿过线圈的磁通量不变.9.如右图所示,一个矩形线圈与通有相同大小电流的平行直导线在同一平面内,且处于两直导线的中央,那么线框中有感应电流的是(CD)A.两电流同向且不断增大B.两电流同向且不断减小C.两电流反向且不断增大D.两电流反向且不断减小解析:依照通电直导线周围的磁感线散布,明白两电流同向且同时增加或减少矩形线圈中的磁通量不变.A和B不符合题意.三、非选择题(按题目要求作答.解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤,答案中必需明确写出数值和单位.)10.如下图,一闭合金属环从上而下通过通电的长直螺线管,b为螺线管的中点,金属环通过a、b、c处时,能产生感应电流的是a、c.解析:螺线管外部的磁场类似于条形磁铁的磁场,内部的磁场是匀强磁场.在闭合金属环别离通过a、b、c时,穿过环面的磁通量的转变情形依次是变大、不变和变小,故能产生感应电流的是a、c.11.如下图为“研究电磁感应现象”的实验装置(1)将图中所缺的导线补接完整.(2)若是在闭合开关时觉察灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后可能显现的情形有:①将原线圈迅速插入副线圈时,灵敏电流计的指针将________;②原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器的滑动触头迅速向左拉时,灵敏电流计指针将________.答案:(1)(2)①向右偏转一下②向左偏转一下。
最新-2021秋物理选修32课件:第四章2探究感应电流的产生条件 精品
(4)转过 180°时,Φ=-BS,ΔΦ=2BS.
1.磁通量的计算. (1)公式:Φ=BS. (2)适用条件:①匀强磁场.②磁场方向与平面垂直. (3)B 与 S 不垂直时:Φ=BS⊥,S⊥为平面在垂直磁场 方向上的投影面积. (4)磁通量与线圈的匝数无关.
2.磁通量的变化. 穿过闭合电路的磁通量发生变化的四种情况:
Байду номын сангаас法二 如图所示,把磁感应强度 B 沿垂直于面积 S 和平行于面积 S 的方向进行分解,得 B 上=Bsin θ,B 左 =Bcos θ.
所以 Φ1=B 上 S=BSsin θ; Φ2=-B 左 S=-BScos θ.
(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,当转动 θ 时,穿过线框的磁通量减少为 零,继续转动至 90°时,磁感线从另一面穿过,磁通量变 为“负”值,Φ2=-BScos θ.所以,ΔΦ=Φ2-Φ1=- BScos θ-BSsin θ=-BS(cos θ+sin θ).
答案:B
知识点二 探究感应电流的产生条件 提炼知识 1.探究导体棒在磁场中运动是否产生感应电流 如图所示.
实验现象 实验操作
(有无电流)
分析论证
闭合电路包围的磁场面
导体棒静止
无
积变化时,电路中有感
应电流产生;
导体棒平行磁 感线运动 导体棒切割磁 感线运动
无
包围的磁场面积
不变时,电路中
有
无感应电流产生
答案:D
拓展二 感应电流产生的条件及其应用
1.实验 1:如图所示,导体 AB 做切割磁感大线运 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.(填“有”或“无”)
探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件(课件)
进行实验
PART
04 进行实验
(1)设计实验
①实验器材的连接 把导体AB、开关、电流表串联在一起,放入蹄形磁体 的磁场中,通过电流表的指针是否偏转来判断电路中是否
有电流产生。
04 进行实验 ②电流的检测
如果电路中产生的电流太小,有什么办法改进实验, 应该用什么器材来检测电流呢?
为使现象明显应选择灵敏电流计。
04 进行实验
实验结论:
只有当闭合电路的一部分导体,在磁场中做 __切__割__磁__感__线_____运动时,导体中才会产生感应电流; 感应电流的方向与导体做切割磁感线的_运__动___方向和 __磁__场__方向有关。
交流讨论
PART
05 交流讨论
(1)小明在实验中发现电流太弱,想让电流 大一些,你能否想出一些方法?
灵敏电流计
04 进行实验
③导体的运动
使导体AB在磁场中进行以下运动,观察电流表指针偏转的 情况 。
Ⅰ. 使导体静止. Ⅱ.使导体沿着磁感线运动(向上或向下). Ⅲ.使导体与磁感线垂直(水平向左或向右)或斜向运动.
04 进行实验
(2)实验步骤
①在蹄形磁体的磁场中放一根导体棒ab,用导线将 它连接成如图所示的电路。
②比较第3、4次实验现象发现,磁场方向相同,导体运动的方向不同, 电流计指针的偏转方向不同,说明产生电流的方向不同,即产生的电流的方 向跟导体运动方向有关。
(4)由控制变量法可知,保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对 调,重复上述实验,电流的方向发生变化,这是为了探究感应电流方向与磁 场方向的关系。
⑥断开开关,重复上述操作,看看灵敏电流表的指针是否还会 偏转。
⑦调换磁体的南北极,观察电流表指针偏转方向。
《电磁感应现象及应用》PPT优质课件
01 电磁感应的探索历程 02 探究感应电流的产生条件
1、磁感应强度的定义及理解. 公式:
2.磁感应强度的大小及方向的判定. 3.对磁通量的理解与计算. 公式:Φ=BS
电磁感应的探索历程
1.“电生磁”的发现
1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁 效应. 2.“磁生电”的发现
到 B2,则线圈内的磁通量的变化量 ΔΦ 为( )
A.n(B2-B1)S
B.n(B2+B1)S
C.(B2-B1)S
D.(B2+B1)S
D [末状态的磁通量 Φ2=B2S,初状态的磁通量 Φ1=-B1S,则 线圈内的磁通量的变化量 ΔΦ=(B2+B1)S,故 D 正确,A、B、C 错 误。]
感应电流的产生
【例 2】 线圈在长直导线电流的磁场中做如图所示的运动: A.向右平动,B.向下平动,C.绕轴转动(ad 边向里),D.从纸面向纸外 做平动,E.向上平动(E 线圈有个缺口),判断线圈中有没有感应电流?
A
B
C
D
E
思路点拨:根据导线周围的磁感线分布以及产生感应电流的条 件即可判断各图中感应电流的有无。
【例 1】 如图所示,一水平放置的矩形闭合线圈 abcd 在细长 磁铁 N 极附近下落,保持 bc 边在纸外,ad 边在纸内,由图中的位置 Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ,在这个过 程中,线圈中的磁通量( )
A.是增加的 C.先增加,后减少
B.是减少的 D.先减少,后增加
思路点拨:解此题的关键是正确把握条形磁铁的磁场分布情况, 并结合磁通量的概念分析。
D [要知道线圈在下落过程中磁通量的变化情况,就必须知道 条形磁铁在磁极附近磁感线的分布情况,条形磁铁在 N 极附近的分 布情况如图所示,由图可知线圈中磁通量是先减少,后增加。D 选 项正确。]
课件11:4.2 探究感应电流的产生条件
Φ 变的四种情况
举例
B 不变、S 变化 闭合电路的一部分导体切割磁感线时
B 变化、S 不变
线圈与磁体之间发生相对运动时
B 和 S 都变化 注意:此时可由 ΔΦ=Φt-Φ0 计算并判断 磁通量是否变化
B 和 S 大小都 不变,但二者 之间的夹角变
线圈在磁场中转动时
1.向下运动: 磁通量变大 2.向上运动: 磁通量变小
结合本节课的电磁感应的条件我们总结出可以产生感 应电流有哪几类情况? 1 .变化的电流:电流的变化引起周围磁场的变化, 从而引起磁通量的变化 2.变化的磁场:直接引起磁通量的变化 3.运动的恒定电流:电流的运动引起空间某点的 磁场变化,引起磁通量的变化 4 .运动的磁铁:磁铁的运动引起空间某点的磁场变化, 引起磁通量的变化 5.运动的导体:导体棒切割磁感线,产生感应电流
有
感线运动
(2)导体棒在磁场中运动
实验装置
实验操作 线圈中有无电流
条形磁铁在线圈
中插入或拔出时
有
条形磁铁在线圈
中静止不动
无
(3)模拟法拉第的实验
实验装置
实验操作
线圈中有 无电流
开关 S 接通或断开
有
开关 S 闭合,改变滑动
变阻器阻值
有
开关 S 一直闭合,且滑
动变阻器触头位置不动 无
三、产生感应电流的判断 1.产生条件 (1)电路闭合; (2)磁通量发生变化.
(3)如图(c),某线圈所围面积内有不同方向的磁场时 分别计算不同方向的磁场的磁通量,然后规定某个 方向的磁通量,求其代数和.
2.磁通量的标量性 磁通量是标量,但有正负,其正负表示与规定的穿入 方向相同或相反,穿过某一面的磁通量等于各部分磁 通量的代数和. 3.磁通量的变化 磁通量的变化,大致可分为以下几种情况: (1)如图(a),磁感应强度B不变,闭合电路的面积S发 生变化.
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课后习题3
小结
从几个“磁生电”现象到统一的规律: 磁通量发生变化,产生感应电流。
课后作业: 《高效全能》 强化演练场 1、2、3
课后探究
如图所示,一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内,螺 线管的中心线正好和线圈的一条直径MN重合.要使线 圈a中产生感应电流,可采用的方法有( D ) A.将螺线管在线圈a所在平面内转动 B.使螺线管上的电流发生变化 C.使线圈以MN为轴转动 D.使线圈以与MN垂直的一条直径为轴转动
实验2:向线圈中插入磁铁和把磁铁从线圈中拔出
实验2:向线圈中插入磁铁和把磁铁从线圈中拔出
磁铁的运动
N极插入线圈 N极停在线圈中
有无感应电流
磁铁的运动
S极插入线圈 S极停在线圈中
有无感应电流
有
无 有
有 无
N极从线圈中抽出
S极从线线圈运动时,有感应电流产生。
比较分析
V
V
思维拓展
问题:我们在做实验时最重要的是要观察实验现象,通过现象 总结出结论,在以上的实验中我们可以观察到得电流表的指针 有摆动之外,还有哪些不同的现象?
第三部分 判断应用
课后习题1
课后习题2
问题
如图所示,把矩形闭合线圈放在匀强磁场中,线圈 平面与磁感线平行,下面能使线圈产生感应电流 的是( C ) A.线圈沿磁感线方向移动 B.线圈沿垂直磁感线方向做移动 C.线圈以ab边为轴匀速转动 D.线圈以bc边为轴匀速转动
选修3-2
探究感应电流产生的条件
第一部分
实验认知
实验1:闭合电路的部分导体切割磁感线
导体棒的运 有无感应电流 动 向左平动 向上平动 有
导体棒的 运动 向右平动 向下平动
有无感应电流
有
无
无
实验1:闭合电路的部分导体切割磁感线
问题1: 假如a b棒不动,还能产生感 应电流吗?
结论:闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁 感线运动时产生感应电流
新型无线充电器可为一米外设备充电 据英国《每日邮报》报道, 日本科学家研制了一种新 型无线充电器并进行了成 功演示。这种新型充电器 能够为1米外的设备充电, 随着它的出现和普及,我 们将在某一天与电源插头 说“再见”。
Gear4 日前在香港举办记者会,宣布在香港推出一系 列 iPhone 产品,其中以上图的无线充电器最受曯目。 该无线充电器使用无线充电技术,把套上特别保护套 的 iPhone 放在该无线充电版上即可充电。预计 12月 推出,售价未有公布。
问题: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
实验3:模拟法拉第实验
1831年, 法拉第的成功实验
电源
G
实验3:模拟法拉第实验
B
电路相互独立!
实验3:模拟法拉第实验
实验3:模拟法拉第实验
操作 开关闭合瞬间 开关闭合后,滑动变阻器不动 开关断开瞬间 开关闭合时,迅速移动变阻器的滑片 现象
有 无 有 有
结论: 闭合线圈的电流变化引起另一线圈内部磁场强弱发生变
化就会产生感应电流。
第二部分
分析论证
问题:导体所处的磁场可以认为是一个匀强磁场,导体左 右运动时,对于导体所在的闭合电路来说有什么变化?
实验1结论
B不变,S变化
磁感线条数变化
探究:从两幅图你能得到什么结论?
实验2结论
B变化,S不变
磁感线条数变化
探究:对比两幅图你能得到什么结论?
实验3结论 B变化,S不变
磁感线条数变化
三个实验分析 实验1 实验2 实验3 B不变,S变化 B变化,S不变 B变化,S不变 磁感线条数变化 磁感线条数变化 磁感线条数变化
思考:磁通量的表达式是什么?
你现在能从上面表格 总结到什么结论?
结论: 只要穿过闭合电路的磁通量发生变 化,闭合电路中就有感应电流。