探究电磁感应产生的条件
探究电磁感应产生的条件(刘玉兵)
磁通量发生变化的因素
发生变化; ①磁感应强度 B发生变化; ②线圈的面积S发生变化; 线圈的面积S发生变化; ③磁感应强度B与面积S之间的夹角θ发生变化. 磁感应强度B与面积S之间的夹角θ发生变化.
遗憾出自哪里? 遗憾出自哪里?
1825年,科拉顿做 了这样一个实验,他将 一个磁铁插入连有灵敏 电流计的螺旋线圈,来 观察在线圈中是否有电 流产生。但是在实验时, 科拉顿为了排除磁铁移 动时对灵敏电流计 的影响,他通过很长的导线把接在螺旋线圈上的灵敏电流计放到另一间房 里他想,反正产生的电流应该是“稳定”的(当时科学界都认为利用磁场 产生的电应该是“稳定”的),插入磁铁后,如果有电流,跑到另一间房 里观察也来得及就这样,科拉顿开始了实验。然而,无论他跑得多快,他 看到的电流计指针都是指在“0”刻度的位置。科拉顿失败了。
学法指导
闭合电路中是否有感应电流产 生不是取决于穿过闭合电路的磁通 量“有不有”,而是取决于磁通量 有不有” “变不变”。 变不变”
例2、下列图中能产生感应电流的是
× × × × × × × ×× × × v ×× × × × (A)
× × × × × × × ×× × × ×× × × × (B)
精彩回放
“电生磁”!
“磁生电”?
“磁生电”是在变化、运动过程中才 磁生电”是在变化、 磁生电 能出现的效应! 能出现的效应!
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
重温初中时光
在初中学过,当闭合电路的一部分导体做切割磁感线 在初中学过, 运动时,电路中会产生感应电流。 运动时,电路中会产生感应电流。 还有哪些情况可以产生感应电流? 还有哪些情况可以产生感应电流?
产生电磁感应的条件是什么
产生电磁感应的条件是什么条件如下:1、电路是闭合且流通的。
2、穿过闭合电路的磁通量发生变化。
3、电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动。
感应电流产生的微观解释:电路的一部分在做切割磁感线运动时,相当于电路的一部分内的自由电子在磁场中作不沿磁感线方向的运动,故自由电子会受洛伦兹力的作用在导体内定向移动,若电路的一部分处在闭合回路中就会形成感应电流,若不是闭合回路,两端就会积聚电荷产生感应电动势。
电磁感应的本质电磁感应定律是物理学中的基本原理之一,它描述了当一个导线或线圈通过磁场时,会产生电动势,从而产生电流的现象。
这个定律的本质是,磁场的变化会产生电场,电场的变化也会产生磁场,这样一种相互关系。
电磁感应定律是由英国物理学家迈克尔·法拉第在19世纪初发现的。
他通过实验证明,当磁场发生变化时,会在导线或线圈中产生电动势,从而产生电流。
这个定律也可以用向量形式表示,即磁场向量叉乘电场向量不等于零时,就会产生电磁感应。
电磁感应定律的应用非常广泛,可以用来制造发电机、变压器、电动机、感应加热器等多种电器设备。
其中,变压器是电磁感应定律最典型的应用之一。
当一个交流电通过变压器时,磁场会发生变化,从而在变压器线圈中产生电动势,进而产生电流。
在使用电磁感应定律时,需要注意以下几点:1、磁场的变化会产生电场,但电场的变化不会产生磁场。
因此,在计算电磁感应时,只需要考虑磁场的变化。
2、电磁感应定律是一个线性定律,即它与导线的长度、截面积、导线相对磁场的取向以及磁场的强度等因素无关。
因此,只要导线的长度足够长,截面积足够大,就可以获得足够大的电动势和电流。
3、电磁感应定律只适用于封闭电路或线圈中,因为只有封闭电路或线圈才能够产生电动势和电流。
总之,电磁感应定律是物理学中的重要原理之一,它描述了磁场和电场之间的相互作用,具有重要的应用价值。
在使用电磁感应定律时,需要注意它的本质和适用范围,才能正确地应用它来解决实际问题。
高中物理 第4章 电磁感应 第12节 划时代的发现 探究电
第1-2节划时代的发现探究电磁感应产生的条件
预习导航
一、划时代的发现
1.实验观察
(1)导体棒在磁场中运动是否产生电流
如图所示,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:
如图所示,将螺线管与电流表组成闭合回路,把条形磁铁插入或拔出螺线管。
实验现象如下:
如图所示,线圈A 通过变阻器和开关连接到电源上,线圈B 的两端连接到电流表上,把线圈A 装在线圈B 的里面。
实验现象如下:
产生感应电流的条件: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。
温馨提示能否产生感应电流的条件是闭合电路的磁通量是否发生变化,因此判断磁通量是否变化是问题的关键。
探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件实验报告
《探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件实验报告》一、概述电磁感应现象是电磁学中重要的基本规律之一,它揭示了电与磁之间相互通联和相互转化的本质。
导体在磁场中运动时产生感应电流的条件是电磁感应现象研究的核心内容之一。
通过进行相关的实验探究,可以深入理解这一条件的实质,验证理论知识,并培养实验探究能力和科学思维方法。
本实验报告将详细记录我们在探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件过程中的实验设计、实验操作、实验现象观察以及数据分析与结论总结。
二、实验目的1. 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
2. 理解感应电流产生的原理和条件。
3. 培养实验操作能力、数据处理能力和科学探究精神。
三、实验原理当闭合回路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流。
感应电流产生的条件包括:1. 闭合回路:电路必须是闭合的。
2. 切割磁感线运动:导体在磁场中运动时,其运动方向必须与磁感线方向存在一定的夹角。
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
当导体在磁场中运动时,磁通量发生变化,从而产生感应电动势,进而引发感应电流。
四、实验器材1. 直流电源2. 电流表3. 开关4. 蹄形磁铁5. 矩形线圈6. 滑动变阻器7. 导线若干五、实验步骤1. 按照电路图连接好实验电路,将矩形线圈通过滑动变阻器与电流表串联后接入电路中,开关处于断开状态。
2. 将蹄形磁铁固定在实验桌上,使其两极正对。
3. 把矩形线圈放在蹄形磁铁的磁场中,使线圈平面与磁感线垂直,且保持线圈静止不动。
4. 闭合开关,观察电流表的指针是否偏转,记录实验现象。
5. 保持开关闭合,将矩形线圈沿着磁感线方向水平向右匀速运动,观察电流表的指针偏转情况,记录实验现象。
6. 保持开关闭合,将矩形线圈沿着与磁感线方向成一定角度(例如30°)斜向右上方匀速运动,观察电流表的指针偏转情况,记录实验现象。
7. 保持开关闭合,将矩形线圈迅速来回运动(类似于振动),观察电流表的指针偏转情况,记录实验现象。
电磁感应产生条件
电磁感应产生条件“电磁感应”是一种指当电场和磁场的变化时,其中一个会被影响,而另一个也会发生变化的现象。
这种现象被用来制造电气器件,比如发电机和电动机。
一般来说,电磁感应的产生需要三方面的条件:1.荷:首先,电荷是必需的,因为它是电磁感应发生的条件。
它可以是负电荷,也可以是正电荷,或者是其他形式的电荷。
2.流:其次,电流也是必需的,它是提供电荷的动力,促使电磁感应发生。
3.场:最后,磁场也是必不可少的,因为它是电磁感应所发生的背景,它是电荷和电流交互作用的框架。
这三个条件可以大致分为两类:第一类是电条件,另一类是磁条件。
其中,电条件指的是电荷和电流,而磁条件指的是磁场。
电磁感应的发生首先要求存在电荷和磁场,而且这电荷和磁场必须相互作用。
这种交互作用可以通过电流的流动来实现,也可以通过电荷自身的移动来实现。
电磁感应的内容可以概括如下:当一个电荷和一个磁场处于某种相互作用时,就会产生一个电磁感应电场,使得另一个电荷(或者磁场)也发生改变。
由此可见,电荷、电流、磁场都是电磁感应所必需的条件,而这三者之间的交互作用也是电磁感应所必要的条件之一。
电磁感应的发生可以帮助我们了解电磁学的基本原理,有助于实现电动机和其他电气器件的设计与制造。
电磁感应可以用来制造电动机和发电机。
电动机是利用电磁感应原理把电力转化为机械能的设备,而发电机则是利用机械能转化为电力的装置。
它们都可以利用电荷、电流、磁场交互作用的结果来实现机械能和电力的转换。
此外,电磁感应还可以用于通信设备和多项科学研究的基础中。
电磁感应发生的结果可以用来发出信号,实现无线电通信;也可以用来研究电磁学中的基本原理,揭示自然界的奥秘。
综上所述,电磁感应的发生需要电荷、电流、磁场三种条件,而它们之间的相互作用也是必需的。
在技术应用上,电磁感应可以帮助我们实现电动机和发电机的设计与制造,以及实现通信和科学研究。
高二物理课件《探究电磁感应的产生条件》课件
课堂练习
书 P9 No.2
课题研究:“摇绳能发电吗?
2、线圈中插入、抽出磁铁
通过前面两个实验,我们可以 得到什么结论? 只有磁铁相对线圈运动时,才 有电流产生。磁铁相对线圈静 止时,没有电流产生。 想一想:这个结论是不是普遍 适用的呢?
探究实验-------书 P 7实验
操作
开关闭合瞬间 开关断开瞬间
现象
有电流产生
有电流产生
无电流产生 有电流产生
归纳总结
结论:
只要穿过闭合电路的磁通量变 化,闭合电路中就有感应电流 产生。
例题1
如图所示,在磁感应强度为 B的匀强磁场中有一 面积为S的矩形线圈abcd,垂直于磁场方向放置, 则此时通过线圈的磁通量为多大?现使线圈以ab 边为轴转180°,求此过程磁通量的变化量? 如果线圈转过的角度是1200, 磁通量变化了多少?
学科网
法拉第的创新:
组卷网
圆盘发电机揭开了机械能转化为电能 的序幕。
从此人类进入了电气化时代:壮美的都市夜景
二、探究电磁感应的产生条件
【实验现象 】 ? 感应电流、电磁感应现象 【实验条件 】 ?
1、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。
二、探究电磁感应的产生条件
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
实验结论: 只有当线圈A中电流发生变化时,线圈B中过以上几个产生感应电流 的实验,我们能否寻找它们之 间的共同之处,并从本质上概 括出产生感应电流的条件?
分析论证
△Φ=B · △S
分析论证
分析论证
4.1 划时代的发现
zxxk
4.2探究电磁感应的产生条件
一、划时代的发现
划时代的发现 探究电磁感应的产生条件2
25 《划时代的发现、探究电磁感应的产生条件、法拉第电磁感应定律》1、 感应电流的探究过程如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)、将图中所缺导线补接完整。
(2)、如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上电键后,将原线圈迅速插入副线圈时,电流计指针_______;原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器滑片迅速向左移动时,电流计指针______。
(3)、产生的条件:(4)、关于感应电流,下列说法中正确的是:( )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C 、线圈不闭合时,即使穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中也没有感应电流D 、只要电路的一部分作切割磁感线的运动,电路中就一定有感应电流(5)、带负电的圆环绕圆心旋转,在环的圆心处有一闭合小线圈,小线圈和圆环在同一平面内,则(AC )A .只要圆环转动,小线圈内部一定有感应电流产生B .圆环不管怎样转动,小线圈内都没有感应电流C .圆环作加速转动时,小线圈内一定有感应电流D .圆环作减速转动时,小线圈内一定没有感应电流(6)、第一个发现电磁感应现象的科学家是( )A. 奥斯特B.库仑C.法拉第国家D.安培(7)一水平放置的矩形线圈abcd ,在条形磁铁S 极附近下落,在下落过程中,线圈平面保持水平,如图所示,位置l 和3都靠近位置2,则线圈从位置1到位置2的过程中,线 圈内 感应电流,线圈从位置2到位置3的过程中,线圈内 感应电流.(填“有”或“无")2、法拉第电磁感应定律(1)、法拉第电磁感应定律:表达式 (注意区分Φ、△Φ、t∆∆φ) (2)、导体棒在磁场中切割磁感线产生的感应电动势表达式: 注意点:(3)、两种求感应电动势区别:(4)、穿过一个电阻为2Ω的闭合线圈的磁通量每秒均匀减小0.4Wb ,则线圈中:( )A 、感应电动势为0.4VB 、感应电动势每秒减小0.4V2 3C 、感应电流恒为0.2AD 、感应电流每秒减小0.2A(5)把面积一定的线圈放在磁场中,关于穿过线圈平面的磁通量和磁感应强度关系的描述,下列说法正确的是: ( )A .若穿过线圈平面的磁通量最大,则该处磁感应强度一定最大B. 若穿过线圈平面的磁通量为零,则该处的磁感应强度也为零C .在磁场中某处,穿过线圈平面的磁通量只与该处的磁感应强度和线圈的面积有关D.在磁场中某处,若穿过线圈平面的磁通量最大,线圈平面应与磁场方向垂直放置(6)如图所示,当导线MN 向右沿导轨匀速和加速滑动过程中,正对有铁心的线圈A 的圆形金属环B 中能否产生感应电流?(7)、知某一区域的地下埋有一根与地表平行的直线电缆,电缆中通有变化的强电流,因此可以通过在地面上测量试探线圈中的感应电流来探测电缆的走向.当线圈平面平行地面测量时,在地面上a 、c 两处(圆心分别在a 、c),测得线圈中的感应电流都为零,在地面上b 、d 两处,测得线圈中的感应电流都不为零.据此可以判断地下电缆在以下哪条直线正下方( )A .acB .bdC .abD.ad(8)、,一根电阻为R =12Ω的电阻丝做成一个半径为r =1m 的圆形导线框,竖直放置在水平匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,磁感强度为B =0.2T ,现有一根质量为m =0.1kg 、电阻不计的导体棒,自圆形线框最高点静止起沿线框下落,在下落过程中始终与线框良好接触,已知下落距离为 r /2时,棒的速度大小为v 1=38m/s ,下落到经过圆心时棒的速度大小为v 2 =310m/s ,(取g=10m/s 2) 试求: ⑴下落距离为r /2时棒的加速度, ⑵从开始下落到经过圆心的过程中线框中产生的热量.B ⨯ ⨯ ⨯ ⨯⨯ ⨯ ⨯ ⨯⨯ ⨯ ⨯ ⨯⨯ ⨯ ⨯ ⨯ B o。
4.2探究电磁感应的产生条件(上课2)
4、如图所示,导线ab和cd互相平行,则在 下列情况中导线cd中无电流的是( D ) A、电键S闭合或断开的瞬间 B、电键S是闭合的,但滑动触头向左滑 C、电键S是闭合的,但滑动触头向右滑 D、电键S始终闭合,滑动触头不动
a
5、如图所示,范围很大的匀强磁场平行于 OXY平面,线圈处在OXY平面中,要使线 圈中产生感应电流,其运动方式可以是 (C ) Y A、沿OX轴匀速平动 B、沿OY轴加速平动 0 C、绕OX轴匀速转动 D、绕OY轴加速转动
新型无线充电器可为一米外设备充电
课后习题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
应用 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”。
新型无线充电器可为一米外设备充电 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。
D
A、只要穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中就一 定有感应电流产生 B、只要闭合导线做切割磁感线的运动,导线中就 一定有感应电流 C、闭合电路的一部分导体,若不做切割磁感线运 动,则闭合电路中就一定没有感应电流 D、当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,闭合 电路中就一定有感应电流
产生电磁感应现象的条件
产生电磁感应现象的条件
哎,你知道吗?生活中有个特别神奇的现象,咱们天天打交道的电和磁,它们俩就像是躲猫猫的高手,平时各玩各的,但一不留神,嘿,它们就手拉手跳起舞来了,这就是电磁感应现象。
这事儿说起来简单,但背后的道理可深着呢,咱们得用大白话聊聊这背后的“小秘密”。
想象一下,你手里拿着一根铜线,它就像是个安静的舞者,静静地躺在那里。
但如果你拿块磁铁,嗖嗖地在它旁边转几圈,嘿,奇迹出现了!铜线里突然就像有电流在跑动,就像是给这安静的舞者注入了灵魂,它开始欢快地“唱歌”了。
这就是电磁感应的第一幕:变化的磁场能生出电来。
你或许会问,这变化的磁场到底是个啥玩意儿?别急,咱们换个说法。
想象一下你手里拿的是个旋转的陀螺,它转得越快,旁边的空气就好像被搅动了一样,变得不那么安分了。
磁场也是这样,当它开始动起来,比如磁铁在铜线旁快速移动,它就像是在空气中划出了道道波纹,这些波纹就是变化的磁场。
而铜线呢,就像是那敏感的耳朵,能捕捉到这些波纹,然后转化成电能。
但这还不是全部哦。
你知道吗?有时候,咱们不需要磁铁来转,只要让铜线自己动起来,也能玩出电磁感应的把戏。
比如,你把铜线绕成个圈圈,然后放在变化的磁场里,就像是把它扔进了磁场的“漩涡”中,这铜线圈圈就会自己生出电来,是不是超级神奇?
所以啊,电磁感应就像是自然界中的一个魔术师,它能让电和磁这两个看似不相关的家伙,在特定的条件下,上演一出精彩的“牵手”大戏。
而咱们呢,就像是坐在台下的观众,被这奇妙的表演深深吸引,忍不住想要探索更多关于这个世界的秘密。
电磁感应现象产生感应电流的条件
第九章 电磁感应
电磁感应现象
Ⅰ
磁通量
Ⅰ
法拉第电磁感应定律
Ⅱ
楞次定律
Ⅱ
自感,涡流
Ⅰ
第一讲 电磁感应产生的条件 楞次定律
一、磁通量 1.概念: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. 2.磁通量的计算 (1)公式:Φ=BS . (2)适用条件:①匀强 磁场;②S是 垂直 磁场的有效面积. (3)单位:韦伯 ,1 Wb=1 T·m2
3.磁通量的物理意义 (1)可以形象地理解为磁通量就是穿过某一面积的 磁感线的条数 . (2)同一个平面,当它跟磁场方向垂直时,磁通量 最大 , 当 它 跟 磁场方向 平行 时,磁通量为零. 二、电磁感应现象 1.产生感应电流的条件:穿过闭合电路的 磁通量 发生变化.
2.引起磁通量变化的常见情况 (1)闭合电路的部分导体做切割磁感线 运动,即线圈面积S发生变 化导致Φ变化. (2)线圈在磁场中转动引起线圈在磁场中的有效面积改变而导致Φ变 化. (3)磁感应强度变化(随时间、位置变化)导致Φ变化. 3.产生感应电动势的条件:无论回路是否闭合,只要穿过线圈平 面的 磁通量 发生变化,线路中就有感应电动势. 4.电磁感应现象的实质是产生感应电动势 , 如 果 回 路 闭 合 则 产 生 感应电流 ;如果回路不闭合,则只有 感应电动势,而无感应电流.
2.面积S的含义:S不一定是某个线圈的真正面积,而是线圈在磁 场范围内的面积.如图(2)所示,S应为线圈面积的一半.
3.多匝线圈的磁通量:多匝线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关, 因为不论线圈匝数多少,穿过线圈的磁感线条数相同,而磁感线条数可 表示磁通量的大小.
电磁感应现象产生的条件
电磁感应:从产生条件到应用探究电磁感应现象是指在电磁场的作用下,导体中的电子发生运动形
成感应电流的现象。
那么,导体中的电子为何会发生运动呢?它的产
生条件主要有以下两点:
1. 必须有变化的磁通量
当导体内部被不断地改变磁通量时,就会出现感应电流。
这是因
为导体内的电子会随着磁通量的变化而受到力的影响,从而形成电流。
2. 导体必须是闭合回路
为了确保感应电流的存在,需要将导体设置成一个闭合回路,这
样才能形成环路电流。
除了了解电磁感应现象的产生条件,我们还可以探究一下它的应用。
广泛应用于发电、电动机、变压器等电力行业,电磁感应也在现
代生活中得到广泛应用,如磁卡、感应式炉具、感应加热器等。
这些
应用都是基于电磁感应现象的原理进行的,在生活中起到了极为重要
的作用。
综上所述,深入了解电磁感应现象的产生条件和应用,可以更好
地掌握电磁学的基础知识,从而更好地应对现代社会的各种挑战。
4.2探究电磁感应的产生条件
实验观察 3、当线圈中电流发生变化时,产生感应电流
实验观察 3、当线圈中电流发生变化时,产生感应电流
操作 表针的摆动情况 摆动 不摆动
开关闭合瞬间
开关闭合,滑动变阻器 不动 开关闭合,滑动变阻器 触片滑动
摆动
摆动
开关断开瞬间
实验结论:当小线圈中电流变化时,大线圈所 在处的磁场变化,大线圈中就有电流产生。
没有
没有
有
例与练
2.如图所示,磁场中有一个闭合的弹簧线圈。先把线圈撑开(图甲), 然后放手,让线圈收缩(图乙)。线圈收缩时,其中是否有感应电流? 为什么?
例与练
4.矩形线圈ABCD位于通电长直导线附近,线圈与导线在同一个平 面内,线圈的两个边与导线平行。在这个平面内,线圈远离导线移 动时,线圈中有没有感应电流?线圈和导线都不动,当导线中的电 流I逐渐增大或减小时,线圈中有没有感应电流?为什么? (注意:长直导线中电流越大,它产生的磁场越强;离长直导线越 远,它的磁场越弱。)
• 穿过回路的磁通量发生变化
磁通量变化包括: • B不变,S变化 • S不变,B变化 • B、S不变,B、S的夹角变化 • B、S都变化
做一做:“摇绳能发电吗”
例与练
1.如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框。在下列几种情况下, 线框中是否产生感应电流? (1)保持线框平面始终与磁感线垂直,线框在磁场中上下运动(图甲) (2)保持线框平面始终与磁感线垂直,线框在磁场中左右运动(图乙) (3)线框绕轴线AB转动(图丙)。
b a
B、S不变, θ变化
B、S、 θ都变化
实验观察 1、导体切割磁感线产生感应电流
实验观察 1、导体切割磁感线产生感应电流
导体棒的运动情况
电磁感应现象产生的条件
电磁感应现象产生的条件电磁感应现象是指在导体中或导体周围发生磁场变化时,会在导体中产生感应电流或感应电动势的现象。
要产生电磁感应现象,需要满足以下几个条件。
一、磁场的变化:电磁感应现象的产生必须伴随着磁场的变化。
这种磁场的变化可以是磁场的强度、方向、面积等发生改变,也可以是磁场的源头与导体之间相对运动。
二、导体的运动:电磁感应现象需要导体相对于磁场的源头发生运动。
当导体相对于磁场的源头以一定的速度运动时,就会在导体中产生感应电流或感应电动势。
三、导体与磁场的相互作用:导体与磁场之间必须存在相互作用,即导体必须与磁场的源头有一定的关联。
这种关联可以是导体与磁场的源头直接接触,也可以是通过其他物体传导磁场。
四、导体的性质:导体必须具有一定的导电性质,才能产生感应电流或感应电动势。
导体可以是金属、电解质溶液等,只要能够传导电荷就可以产生电磁感应现象。
五、导体的形状和结构:导体的形状和结构对电磁感应现象也有一定的影响。
导体的形状和结构不同,其感应电流或感应电动势的大小和分布也会有所不同。
通过以上几个条件的满足,就可以产生电磁感应现象。
电磁感应现象在日常生活中有着广泛的应用。
例如,发电机利用电磁感应现象将机械能转化为电能;变压器利用电磁感应现象实现电能的传输和改变电压;感应炉利用电磁感应现象进行加热等等。
在科学研究中,电磁感应现象也被广泛应用。
通过电磁感应现象,可以探测到地球磁场的变化,从而研究地球磁场的性质和变化规律;通过电磁感应现象,可以实现无线电通信和电磁波的产生和接收等等。
电磁感应现象的产生条件是多方面的,需要磁场的变化、导体的运动、导体与磁场的相互作用以及导体的性质等多个方面的因素共同作用。
只有满足这些条件,才能产生电磁感应现象,并且利用电磁感应现象进行各种应用和研究。
电磁感应现象的研究和应用对于推动科学技术的发展和提高人类生活水平起着重要的作用。
探究电磁感应的产生条件
N极停在线圈中
N极从线圈抽出
S极停在线圈中
S极从线圈抽出
归纳:在这个实验中,什么情况下能够产生感应电流?
实验3:
红对钩P2表格 实验现象记录:
开关和变阻器的状态 线圈B中是否有电流
开关闭合瞬间 开关断开瞬间 开关总是闭合,滑动变 阻器不动 开关总是闭合,迅速移 动变阻器的滑片
思考与讨论:如图所示,让闭合线圈由位置1通过一 个匀强磁场运动到位置2。线圈在运动过程中,什么 时候没有感应电流?什么时候有感应电流?为什么?
d 不产生感应电流
L
闭合电路的导体(部分)做切割磁感线运 动不一定会产生感应电流
▲ 课堂练习:判断以下情况能否产生感应电流?
把上面图1、2中的线圈稍向上、下、左、右移 动是否会产生电流?
学生活动:
摇 绳 能 发 电 吗 ?
“跑失良机”的科拉顿
Hale Waihona Puke 法拉第的创新:圆盘发电机揭开了机械能转化为电能 的序幕。
从此人类进入了电气化时代:壮美的都市夜景
(磁通量变化ΔΦ=Φ2-Φ1)
两个闭合电路的面积相同, 穿过它们的磁通量 不同 。
发电机示意图
“Φ变”的原因?
可能是B变、S变、B与S间的夹角变
实验1 :
实验2 :
机械能转化为电能
面积变化——磁通量变化——产生电流
机械能转化为电能
磁场变化——磁通量变化——产生电流
实验3 :
电能转移为电能
电磁感应过程实际上也是能量转化和转移的过程! 你能说出上面实验能量如何转化的?
物理学中把这种“磁生电”的现象叫做电磁感 应.由电磁感应产生的电流叫做感应电流.
高中物理《电磁感应》核心知识点归纳
高中物理《电磁感应》核心知识点归纳高中物理《电磁感应》核心知识点归纳一、电磁感应现象1、产生感应电流的条件感应电流产生的条件是:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
以上表述是充分必要条件。
不论什么情况,只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件,就必然产生感应电流;反之,只要产生了感应电流,那么电路一定是闭合的,穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。
2、感应电动势产生的条件。
感应电动势产生的条件是:穿过电路的磁通量发生变化。
这里不要求闭合。
无论电路闭合与否,只要磁通量变化了,就一定有感应电动势产生。
这好比一个电源:不论外电路是否闭合,电动势总是存在的。
但只有当外电路闭合时,电路中才会有电流。
3、关于磁通量变化在匀强磁场中,磁通量,磁通量的变化有多种形式,主要有:①S、α不变,B改变,这时②B、α不变,S改变,这时③B、S不变,α改变,这时二、楞次定律1、内容: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。
在应用楞次定律时一定要注意:“阻碍”不等于“反向”;“阻碍”不是“阻止”。
(1)从“阻碍磁通量变化”的角度来看,无论什么原因,只要使穿过电路的磁通量发生了变化,就一定有感应电动势产生。
(2)从“阻碍相对运动”的角度来看,楞次定律的这个结论可以用能量守恒来解释:既然有感应电流产生,就有其它能转化为电能。
又由于感应电流是由相对运动引起的,所以只能是机械能转化为电能,因此机械能减少。
磁场力对物体做负功,是阻力,表现出的现象就是“阻碍”相对运动。
(3)从“阻碍自身电流变化”的角度来看,就是自感现象。
自感现象中产生的自感电动势总是阻碍自身电流的变化。
2、实质:能量的转化与守恒3、应用:对阻碍的理解:(1)顺口溜“你增我反,你减我同”(2)顺口溜“你退我进,你进我退”即阻碍相对运动的意思。
“你增我反”的意思是如果磁通量增加,则感应电流的磁场方向与原来的磁场方向相反。
“你减我同”的意思是如果磁通量减小,则感应电流的磁场方向与原来的磁场方向相同。
电磁感应现象
电磁感应现象、楞次定律一.感应电流的产生条件1.电磁感应:利用磁场产生电流的现象叫电磁感应;产生的电流叫感应电流。
2.产生条件:不管是闭合回路的一部分导体做切割磁感线的运动,还是闭合回路中的磁场发生变化,穿过闭合回路的磁感线条数都发生变化,回路中就有感应电流产生—闭合回路中的磁通量发生变化磁通量Φ增加,感应电流的磁场方向与原磁场相反磁通量Φ减少,感应电流的磁场方向与原磁场相同二.判断感应电流方向的原则1.右手定则:当导体在磁场中切割磁感线的运动时,其产生的感应电流的方向可用右手定则判定。
伸出右手,磁感线垂直穿过掌心,大拇指指向为导体的运动方向,四指指向为感应电流的方向2.楞次定律:感应电流的方向总阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化例:如图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中向左运动,问有无感应电流?分析:(1)∵磁通量不变,所以无感应电流(2)ab、cd同时切割磁感线,由右手定则,电流方向由a→b、由d→c,切割效果抵消,无感应电流。
注意:用两种正确的观点分析同一事物,结论应该是一致的,除非分析过程有错。
严格地讲,对于任一个电磁感应现象,这两个原则都适用,且能判断出一致的结果。
但却不一定很方便,例如:右手定则对直导线在磁场中运动这一过程就比较方便。
大家在应用时对这两种方法都要达到熟练,且从中摸索简单适用的方法。
3.步骤(1)先判断原磁场的方向(2)判断闭合回路的磁通量的变化情况(3)判断感应磁场的方向(4)由感应磁场方向判断感应电流的方向三.楞次定律的理解和应用楞次定律的主要内容是研究引起感应电流的磁场即原磁场和感应电流的磁场二者之间的关系1.当闭合电路所围面积的磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当闭合电路的磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同例1.两平行长直导线都通以相同电流,线圈abcd与导线共面,当它从左到右在两导线之间移动时,其感应电流的方向是?分析:线圈所在空间内的磁场分布如图,当线圈从左往右运动时,穿过它的磁通量先减小,原磁场方向为垂直纸面向里,所以感应磁场方向为垂直纸面向里,由右手定则可知,感应电流方向为顺时针方向;后来磁通量又逐渐增大,原磁场方向为垂直纸面向外,所以感应磁场方向为垂直纸面向里,由右手定则可知,感应电流方向为顺时针方向。
高中物理教学论文 电磁感应现象及产生条件
一电磁感应现象及产生条件(一)电磁感应现象穿过闭合回路的磁通量发生变化时,在闭合回路中产生感应电流的现象叫电磁感应现象。
(二)产生感应电流的条件穿过闭合回路的磁通量发生变化,应注意的是若电路不闭合,只产生感应电动势不产生感应电流。
(三)产生感应电流几种情况1、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
2、磁场的磁感强度发生变化导致磁通量发生了变化。
3、闭合回路的面积发生了变化导致磁通量发生了变化。
例1、如图1所示,两个同心放置的同平面的金属圆环,条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直,则通过两圆环的磁通量Φa,Φb比较()。
A、Φa>ΦbB、Φa<ΦbC、Φa=ΦbD、无法确定例2、如图2所示,矩形线圈在通电长直导线的磁场中运动:A向右平动,B向下平动,C 绕轴转动(ad边向外),D从纸面向纸外作平动,E向上平动(E线圈有个缺口),判断线圈中有没有感应电流。
例3、如图3所示,是同一矩形线圈在U形磁铁上(或附近)的四个位置。
在U形磁铁两个磁极间区域可认为是匀强磁场;当矩形线圈发生下列运动时,能产生感应电流的是()A、将线圈由位置1移至2的过程中。
B、将线圈按图示放置在位置3,并以较小的振幅左右平动。
C、将线圈按图示放置在位置3,并以恒定的角速度绕轴OO'转动。
D、将线圈放在纸面内并按图示由位置3移到4的过程中。
例4:两圆环A、B置于同一水平面上,其中A为均匀带电绝缘环,B为导体环.当A以如图13-36所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时,B中产生如图所示方向的感应电流.则()图13-36A.A可能带正电且转速减小B.A可能带正电且转速增大C.A可能带负电且转速减小D.A可能带负电且转速增大典型习题:1.闭合电路的一部分导线ab处于匀强磁场中,图1中各情况下导线都在纸面内运动,那么下列判断中正确的是 [ ]A.都会产生感应电流B.都不会产生感应电流C.甲、乙不会产生感应电流,丙、丁会产生感应电流D.甲、丙会产生感应电流,乙、丁不会产生感应电流2.如图2所示,矩形线框abcd的一边ad恰与长直导线重合(互相绝缘).现使线框绕不同的轴转动,能使框中产生感应电流的是 [ ]A.绕ad边为轴转动B.绕oo′为轴转动C.绕bc边为轴转动D.绕ab边为轴转动3垂直恒定的匀强磁场方向放置一个闭合圆线圈,能使线圈中产生感应电流的运动是 [ ]A.线圈沿自身所在的平面匀速运动B.线圈沿自身所在的平面加速运动C.线圈绕任意一条直径匀速转动D.线圈绕任意一条直径变速转动4一均匀扁平条形磁铁与一线圈共面,磁铁中心与圆心O重合(图3).下列运动中能使线圈中产生感应电流的是 [ ]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点顺时针向转动D.垂直线圈平面磁铁向纸外运动5如图5所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路,在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A,下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是 [ ]A.线圈中通以恒定的电流B.通电时,使变阻器的滑片P作匀速移动C.通电时,使变阻器的滑片P作加速移动D.将电键突然断开的瞬间6如图6所示,一有限范围的匀强磁场宽度为d,若将一个边长为l的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域,已知d>l,则导线框中无感应电流的时间等于 [ ]7闭合铜环与闭合金属框相接触放在匀强磁场中,如图9所示,当铜环向右移动时(金属框不动),下列说法中正确的是 [ ]A.铜环内没有感应电流产生,因为磁通量没有发生变化B.金属框内没有感应电流产生,因为磁通量没有发生变化C.金属框ab边中有感应电流,因为回路abfgea中磁通量增加了D.铜环的半圆egf中有感应电流,因为回路egfcde中的磁通量减少二 法拉第电磁感应定律(一)法拉第电磁感应定律(1)内容:电磁感应中线圈里的感应电动势眼穿过线圈的磁通量变化率成正比. (2)表达式:t E ∆∆Φ=或tn E ∆∆Φ=. (3)说明:○1式中的n 为线圈的匝数,∆Φ是线圈磁通量的变化量,△t 是磁通量变化所用的时间.t∆∆Φ又叫磁通量的变化率. ○2∆Φ是单位是韦伯,△t 的单位是秒,E 的单位是伏特. ○3t n E ∆∆Φ=中学阶段一般只用来计算平均感应电动势,如果t∆∆Φ是恒定的,那么E 是稳恒的.(二)导线切割磁感线的感应电动势 1.公式:E=BLv2.导线切割磁感线的感应电动势公式的几点说明:(1)公式仅适用于导体上各点以相同的速度切割匀强的磁场的磁感线的情况. (2)公式中的B 、v 、L 要求互相两两垂直.当L ⊥B ,L ⊥v ,而v 与B 成θ夹角时,导线切割磁感线的感应电动势大小为θsin BLv E =.(3)适用于计算当导体切割磁感线产生的感应电动势,当v 为瞬时速度时,可计算瞬时感应电动势,当v 为平均速度时,可计算平均电动势.(4)若导体棒不是直的,θsin BLv E =中的L 为切割磁感线的导体棒的有效长度.如图13-42中,棒的有效长度有ab 的弦长.例1 如下图所示,长为L 的铜杆OA 以O 为轴在垂直于匀强磁场的平面内以角速度 匀速转动,磁场的磁感应强度为B ,求杆OA 两端的电势差.例2 如下图所示,半径为r的金属环绕通过某直径的轴以角速度作匀速转动,匀强磁场的磁感应强度为B,从金属环面与磁场方向重合时开始计时,则在金属环转过30°角的过程中,环中产生的电动势的平均值是多大?例3如图1所示把线框abcd从磁感应强度为的匀强磁场中匀速拉出,速度方向与ab边垂直向右,速度的大小为,线圈的边长为,每边的电阻为,问,线圈在运动过程中,ab两点的电势差为多少?例4图13各情况中,电阻R=0.lΩ,运动导线的长度都为l=0.05m,作匀速运动的速度都为v=10m/s.除电阻R外,其余各部分电阻均不计.匀强磁场的磁感强度B=0.3T.试计算各情况中通过每个电阻R的电流大小和方向.例5 如图所示,在一均匀磁场中有一矩形导线框abcd,线框处于水平平面内,磁场与线框平面垂直,R为一电阻,ef为垂直于ab的一根导体杆,它可在ab、cd上无摩擦地滑动.杆ef及线框中导线的电阻都可不计.开始时,给ef一个向右的初速度,则A.ef将减速向右运动,但不是匀减速B.ef将匀减速向右运动,最后停止C.ef将匀速向右运动D.ef将往返运动典型习题:1.某单匝线圈电阻是1 Ω,当穿过它的磁通量始终以2 Wb/s速率减小时,则A.线圈中感应电动势一定每秒降低2 VB.线圈中感应电动势一定是2 VC.线圈中感应电流一定每秒减少2 AD.线圈中感应电流一定是2 A2关于感应电动势大小的下列说法中,正确的是 [ ]A.线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大B.线圈中磁通量越大,产生的感应电动势一定越大C.线圈放在磁感强度越强的地方,产生的感应电动势一定越大D.线圈中磁通量变化越快,产生的感应电动势越大3.如图2,垂直矩形金属框的匀强磁场磁感强度为B。
产生电磁感应现象的条件和规律实验
产生电磁感应现象的条件和规律实验电磁感应现象的产生条件电磁感应现象是指导体在变化的磁场中会产生电动势和感应电流的现象。
产生电磁感应现象的条件是:导体:感应电流只能在导体中产生。
变化的磁场:导体必须处于变化的磁场中。
磁场可以由磁铁、通电线圈或其他导电体的电流变化产生。
导体与磁场的相对运动:导体可以相对静止,而磁场移动,也可以导体移动,而磁场静止。
但是,导体和磁场之间必须存在相对运动才能产生电磁感应。
电磁感应定律法拉第电磁感应定律描述了电磁感应中产生的电动势和感应电流。
定律指出:回路中感应电动势的大小等于磁通量随时间的变化率。
磁通量是穿过回路面积的磁场强度与面积的乘积。
根据数学公式表示为:```ε = -dΦ/dt```其中:ε 是感应电动势Φ 是磁通量t 是时间负号表示感应电动势会阻碍磁通量的变化。
楞次定律楞次定律描述了感应电流的方向:感应电流的方向总是与引起它的磁通量变化的方向相对抗。
例如,如果磁场强度增加,感应电流会产生一个磁场来抵消磁场强度的增加。
电磁感应实验一个简单的电磁感应实验可以证明电磁感应现象。
实验步骤如下:1. 将一根线圈连接到灵敏电流计上。
2. 将一个条形磁铁穿过线圈。
3. 当磁铁穿过线圈时,电流计会偏转,指示有感应电流产生。
4. 当磁铁停止运动时,电流计会恢复到零。
5. 当磁铁以相反方向穿过线圈时,电流计会偏转到相反方向。
实验结果实验结果验证了电磁感应定律和楞次定律。
当磁场穿过线圈时,会有感应电动势产生,当磁通量变化时,感应电动势的大小会发生变化。
感应电流的方向与磁通量变化的方向相反,以抵消磁通量变化。
应用电磁感应现象在许多技术应用中发挥着至关重要的作用,包括:发电机和电动机变压器电感线圈天线传感器。
电磁感应产生电流的条件
电磁感应产生电流的条件电磁感应是指通过磁场的变化导致电流的产生。
要产生电流,必须满足以下三个条件:磁场的变化、导体的运动和导体与磁场的相互作用。
磁场的变化是产生电流的前提条件之一。
当磁场的强度、方向或者面积发生变化时,会在导体中产生感应电流。
这个过程是建立在法拉第电磁感应定律的基础上的,即磁通量的变化率与感应电动势成正比。
所以,只有当磁场发生变化时,才能产生电流。
导体的运动也是产生电流的必要条件。
当导体在磁场中运动时,导体中的自由电子会受到磁场的力作用,从而产生电流。
这个过程是建立在洛伦兹力的基础上的,即电子受到的洛伦兹力与电子的速度、磁场的强度和电子的电荷成正比。
所以,只有当导体运动时,才能产生电流。
导体与磁场的相互作用也是产生电流的条件之一。
当导体与磁场相对运动时,导体中的自由电子会受到磁场的力作用,从而产生电流。
这个过程是建立在洛伦兹力的基础上的,即电子受到的洛伦兹力与电子的速度、磁场的强度和电子的电荷成正比。
所以,只有当导体与磁场相互作用时,才能产生电流。
要产生电流,必须满足磁场的变化、导体的运动和导体与磁场的相互作用这三个条件。
只有当这三个条件同时满足时,才能产生电流。
电磁感应是一种非常重要的物理现象,应用广泛。
例如,发电机、变压器和感应炉等设备都是基于电磁感应原理工作的。
电磁感应产生电流的条件不仅仅是物理学中的一个知识点,它还具有很多实际应用。
例如,我们常见的发电机就是利用电磁感应原理产生电流的。
发电机中有一个旋转的磁场,当导体在磁场中旋转时,就会产生感应电流。
这个感应电流可以通过外部电路输出,供应给我们生活中需要使用的电器设备。
另外,变压器也是利用电磁感应原理工作的。
变压器中通过改变磁场的大小和方向,使得输入电流和输出电流的电压发生变化。
这样,我们就可以实现电压的升降,为不同的电器设备提供适合的电压。
此外,感应炉也是利用电磁感应原理工作的。
感应炉通过变化的磁场在导体中产生感应电流,从而产生热量,用于加热物体。
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不摆动
N极从线圈中抽出
S极从线圈中抽出
结论:只有磁铁相对线圀运动时,有电流产生。磁 相对 铁相对线圀静止时,没有电流产生。 相对
问题: 假如磁铁丌动,还能设 法产生感应电流吗?
相对运动!
条形磁铁的磁场
通电螺线管的磁场
替换后实验!
电路相互独立!
实验3
问题1: 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? 问题2: 你认为该如何操作才能在 B回路中产生感应电流?
重温初中时光
第一部分 实验认知
实验1 放大器 多匝导线
眼见为实
问题1: 如何才能在回路 中产生感应电流?
问题2: 假如ab棒丌动,还能设法产生感应电流吗?
实验2
多匝线圈,还是 一种放大思想
磁铁的运动
表针的摆动方向
磁铁的运动
表针的摆动方向
N极插入线圈
S极插入线圈
N极停在线圈中
不摆动
S极停在线圈中
Φ=BS
Φ=BS 变!
磁场变化
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。
第三部分 判断应用
问题
如图所示,把矩形闭合线圀放在匀强磁场中,线圀 平面不磁感线平行,下面能使线圀产生感应电流 的是( C ) A.线圀沿磁感线斱向移动 B.线圀沿垂直磁感线斱向做移动 C.线圀以ab边为轴匀速转动 D.线圀以bc边为轴匀速转动
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。
课后习题1
课后习题2
课后习题3
第四部分 小结
①从几个“磁生电”现象到统一的规律:
人教版选修3-2
第四章 电磁感应
第二节 探究电磁感应的产生条件
上节回顾
奥斯特梦囿电生磁, 法拉第心系磁生电。
上节回顾
上节回顾
“பைடு நூலகம்能生磁”!
“磁生电”?
上节回顾
“磁生电”是在变化、运动过程 中才能出现的效应!
变 化 的 磁 场
运 动 的 恒 定 电 流
变 化 的 电 流
运 动 的 磁 铁
的在 导磁 体场 中 运 动
a.线圀的插不拔
开关闭合瞬间 有
开关断开瞬间 有 开关闭合状态 无
运动 b.开关的开不合
左
右
无
变化
电流变化
磁场变化
滑动变阻器滑动时 向左滑动 向右滑动
c.滑动变阻器的作用 总电阻变化
右 左
电流变化
磁场变化
第二部分 分析论证
模型归类
①切割类
②变化类
条件分析
B丌变,S变
Φ=BS 相对运动
S丌变,B变
磁通量发生变化,产生感应电流。 ②磁通量的是否变化要看磁感应强度B 和正对面积S的乘积是否变化。
现象探究
请问:
甲乙什么方向 站立最有可能发 出电来?
最新科 技应用
1831年, 法拉第的成功实验
电源
G
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 型无线充电器并迚行了成 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 们将在某一天不电源插头 说“再见”。