探究电磁感应的产生条件
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?
第82讲 磁通量及产生电磁感应的条件(解析版)
第82讲磁通量及产生电磁感应的条件一.知识回顾1.磁通量(1)定义:匀强磁场中,磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫作穿过这个面积的磁通量,简称磁通。
我们可以用穿过这一面积的磁感线条数的多少来形象地理解。
(2)公式:Φ=BS。
(3)公式的适用条件:①匀强磁场;②S是垂直磁场方向的有效面积。
(4)单位:韦伯(Wb),1 Wb=1T·m2。
(5)标量性:磁通量是标量,但有正负之分。
磁通量的正负是这样规定的:任何一个平面都有正、反两面,若规定磁感线从正面穿出时磁通量为正,则磁感线从反面穿出时磁通量为负。
(6)物理意义:相当于穿过某一面积的磁感线的条数.如图所示,矩形abcd、abb′a′、a′b′cd的面积分别为S1、S2、S3,匀强磁场的磁感应强度B与平面a′b′cd垂直,则:(1)通过矩形abcd的磁通量为BS1cos θ或BS3.(2)通过矩形a′b′cd的磁通量为BS3.(3)通过矩形abb′a′的磁通量为0.2.磁通量的变化量在某个过程中,穿过某个平面的磁通量的变化量等于末磁通量Φ2与初磁通量Φ1的差值,即ΔΦ=Φ2-Φ1。
磁通量变化的常见情况变化情形举例磁通量变化量磁感应强度变化永磁体靠近或远离线圈、电磁铁(螺线管)内电流发生变化ΔΦ=ΔB·S有效面积变化有磁感线穿过的回路面积变化闭合线圈的部分导线做切割磁感线运动,如图ΔΦ=B·ΔS回路平面与磁场夹角变化线圈在磁场中转动,如图磁感应强度和有效面积同时变化弹性线圈在向外拉的过程中,如图ΔΦ=Φ2-Φ1磁通量的变化快慢)磁通量的变化量与发生此变化所用时间的比值,即ΔΦΔt。
4.电磁感应现象与感应电流“磁生电”的现象叫电磁感应,产生的电流叫作感应电流。
5.产生感应电流的条件当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中就产生感应电流。
判断感应电流能否产生的思维导图:6.电磁感应现象的两种典型情况(1)闭合导体回路的一部分做切割磁感线运动。
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。
探究电磁感应的产生条件同步练习
第二节:探究电磁感应的产生条件同步练习1.关于感应电流,下列说法中正确的是 ()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B.只要闭合导线做切割磁感线运动,导线中就一定有感应电流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.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2.在一长直导线中通以如图所示的恒定电流时,套在长直导线上的闭合线环(环面与导线垂直,长直导线通过环的中心),当发生以下变化时,肯定能产生感应电流的是 ()A.保持电流不变,使导线环上下移动B.保持导线环不变,使长直导线中的电流增大或减小C.保持电流不变,使导线在竖直平面内顺时针(或逆时针)转动D.保持电流不变,环在与导线垂直的水平面内左右水平移动3.如图所示,环形金属软弹簧,套在条形磁铁的中心位置。
若将弹簧沿半径向外拉,使其面积增大,则穿过弹簧所包围面积的磁通量将 ()A.增大B.减小C.不变D.无法确定如何变化4.带负电的圆环绕圆心旋转,在环的圆心处有一个闭合的小线圈,小线圈和圆环在同一平面内.则下列说法正确的是()A.只要圆环转动,小线圈内就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产生C.圆环做变速转动,小线圈内不一定产生感应电流D.圆环做匀速转动时,小线圈内没有感应电流产生5.如图所示,矩形线圈与磁场垂直,且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外.下述过程中使线圈产生感应电流的是()A.以bc为轴转动45°B.以ad为轴转动45°C.将线圈向下平移D.将线圈向上平移6.如图所示,导线框MNQP近旁有一个跟它在同一竖直平面内的矩形线圈abcd,下列说法正确的是()A.当电阻变大时,abcd中有感应电流B.当电阻变小时,abcd中有感应电流C.电阻不变,将abcd在其原来所在的平面内向PQ靠近时,其中有感应电流D.电阻不变,将abcd在其原来所在的平面内竖直向上运动时,其中有感应电流7.如图所示,竖直通电直导线与闭合导线环的平面垂直,且过圆环中心,下列说法正确的是()A.电流增强或减弱时,环中无感应电流B.环竖直向上或向下运动时,环中有感应电流C.环以导线为轴,在垂直于电流的平面内转动时,环中有感应电流D.环以自身的任意直径为轴转动时,环中无感应电流8.如图所示,环形金属软弹簧套在条形磁铁的中心位置,若将弹簧沿半径向外拉,使其面积增大,则穿过弹簧所包围面积的磁通量变化情况是_________,环内_________感应电流(选填“有”或“无”).9.如图所示,在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个边长为L的正方形线框,线框平面与磁场垂直,则穿过线框的磁通量为_________.若线框向右平移,线框中有无感应电流?_________.若将线框翻转180°,该过程磁通量的变化为_________.该过程有无感应电流?_________.若将线框绕其中一边向外转90°,磁通量的变化为_________该过程中有无感应电流?_________.第三节:楞次定律同步练习1.感应电流的方向可表述为()A.当引起感应电流的磁通量增强时,感应电流的磁场与之反向,当引起感应电流的磁通量减弱时,感应电流的磁场与之同向.B.感应电流的磁场总要阻止引起感应电流的磁通量的变化.C.感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.D.感应电流的磁场总跟引起感应电流的磁场方向相反.2、下列说法中正确的是:()A、感应电流的磁场方向总是和原磁场方向相反B、感应电流的磁场总是阻止原磁通量的变化C、感应电流的磁场方向有可能和原磁场方向相同,也可能和原磁场方向相反D、当闭合回路中原磁场的磁通量变化时,由于感应电流的阻碍作用,回路中总磁通量可能不变3、如图所示,将一条形磁铁N极向下插入一闭合的螺线管中的过程中,螺线管中产生感应电流,则下列说法正确的是()A.螺线管的下端是N极B.螺线管的上端是N极C.流过电流表的电流是由上向下D.流过电流表的电流是由下向上4、据楞次定律知感应电流的磁场一定是()A.与引起感应电流的磁场反向B.阻止引起感应电流的磁通量变化C.阻碍引起感应电流的磁通量变化D.使电路磁通量为零5、如图所示,螺线管CD的导线绕法不明.当磁铁AB插入螺线管时,电路中有图示方向的感应电流产生,下列关于螺线管极性的判断正确的是()A.C端一定是N极B.C端一定是S极C.C端的极性一定与磁铁B端的极性相同D.无法判断极性的关系,因螺线的绕法不明6、在水平面上有一固定的U形金属框架,框架上放置一金属杆ab,如图所示(纸面即水平面).在垂直纸面方向有一匀强磁场,下列判断正确的是()A.若磁场方向垂直纸面向外并增大时,杆ab将向右移动B.若磁场方向垂直纸面向外并减少时,杆ab将向右移动C.若磁场方向垂直纸面向里并增大时,杆ab将向右移动D.若磁场方向垂直纸面向里并减少时,杆ab将向右移动7、如图所示,MN、PQ为同一水平面内的两平行导轨,导轨间有垂直于导轨平面的磁场,导体ab、cd与导轨有良好的接触并能滑动,当ab沿轨道向右滑动时,则()A.cd右滑B. cd不动C.cd左滑D.无法确定8、如图所示,通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd.则()A.若线圈向右平动,其中感应电流方向是a→b→c→dB.若线圈竖直向下平动,无感应电流产生C.当线圈以ab边为轴转动时,其中感应电流方向是a→b→c→dD.当线圈向导线靠近时,其中感应电流方向是a→b→c→d9、如图所示,一水平放置的矩形闭合线框abcd,在细长磁铁的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,如图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ,在这个过程中,线圈中感应电流()A.沿abcd流动B.沿dcba流动C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动10、如图所示,一平面线圈用细杆悬于P 点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时,顺着磁场方向看去,线圈中感应电流的方向分别为 ( )A.逆时针方向,逆时针方向B.逆时针方向,顺时针方向C.顺时针方向,顺时针方向D.顺时针方向,逆时针方向11、如图所示,两个相同的铝环套在一根光滑杆上,将一条形磁铁向左插入铝环的过程中两环的运动情况是 ( )A.同时向左运动,间距增大B.同时向左运动,间距不变C.同时向左运动,间距变小D.同时向右运动,间距增大12、如图,螺线管B 置于闭合金属圆环A 的轴线上,当B 中通过的电流I 减小时( )A .环A 有缩小的趋势B .环A 有扩张的趋势C .螺线管B 有缩短的趋势D .螺线管B 有伸长的趋势13、当穿过闭合电路的磁通量增加时,感应电流激发的磁场与引起感应电流的磁场方向_____;当穿过闭合电路的磁通量减少时,感应电流激发的磁场与引起感应电流的磁场方向_____14、如图所示,将一矩形导体框拉入一匀强磁场,在进入过程中穿过线圈的磁通量变化情况是__ __,感应电流的磁场对磁通量变化起_ 作用,导体框中感应电流方向是__15、如图所示,将一条形磁铁从螺线管拔出过程中穿过螺线管的磁通量变化情况是_ ,螺线管中产生的感应电流的磁感线方向是向_ ,条形磁铁受到螺线管的作用力方向是_ _,螺线管受到条形磁铁的作用力方向是___ _16、如图所示,线圈abcd 自由下落进入匀强磁场中,则当只有bc 边进入磁场时,线圈中感应电流方向是沿__________.当整个线圈进入磁场中时,线圈中感应电流__________(填“有”或“无”)第14题 第15题 第16题第二节:探究电磁感应的产生条件同步练习参考答案1.D2.C3.B4.D5.B B6.ABC7.AD8.减小有9. BS 无2BS 有BS 有10. ①接通开关S的瞬间,L2中的电流从无到有地变化,使L1中的磁通量发生变化,产生感应电流;②接通开关S以后,将滑片P向左滑动,使L2电路中的电阻变大,电流减少,线圈L2中的磁场变弱,引起穿过L1中的磁通量减少,产生感应电流;③接通开关S后将软铁芯插入L2中,使L2中磁场增强,引起L1中的磁通量增加,产生感应电流.第三节:楞次定律同步练习参考答案1.AC2.C3.BC4.C5.C6.BD7.A8.ABC9.A 10.B11.C 12.AD13. 相反,相同14.增加,阻碍,逆时针 15.减少,向上,向下,向上16. abcd 无第二节:探究电磁感应的产生条件同步练习参考答案1.D2.C3.B4.D5.B B6.ABC7.AD8.减小有9. BS 无2BS 有BS 有10. ①接通开关S的瞬间,L2中的电流从无到有地变化,使L1中的磁通量发生变化,产生感应电流;②接通开关S以后,将滑片P向左滑动,使L2电路中的电阻变大,电流减少,线圈L2中的磁场变弱,引起穿过L1中的磁通量减少,产生感应电流;③接通开关S后将软铁芯插入L2中,使L2中磁场增强,引起L1中的磁通量增加,产生感应电流.第三节:楞次定律同步练习参考答案1.AC2.C3.BC4.C5.C6.BD7.A8.ABC9.A 10.B11.C 12.AD13. 相反,相同14.增加,阻碍,逆时针 15.减少,向上,向下,向上16. abcd 无。
磁通量、电磁感应现象产生条件(含答案)
磁通量、电磁感应现象产生条件一、基础知识 (一)磁通量1、定义:在磁感应强度为B 的匀强磁场中,与磁场方向垂直的面积S 和B 的乘积.2、公式:Φ=BS .适用条件:(1)匀强磁场.(2)S 为垂直磁场的有效面积.3、磁通量是标量(填“标量”或“矢量”).4、磁通量的意义:(1)磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数.(2)同一平面,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;当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时,磁通量为零. (二)电磁感应现象1、电磁感应现象:当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中有感应电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应. 2、产生感应电流的条件:表述1:闭合回路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动. 表述2:穿过闭合回路的磁通量发生变化. 3、能量转化发生电磁感应现象时,机械能或其他形式的能转化为电能.深化拓展 当回路不闭合时,没有感应电流,但有感应电动势,只产生感应电动势的现象也可以称为电磁感应现象,且产生感应电动势的那部分导体或线圈相当于电源.(三)电磁感应现象能否发生的判断 1、磁通量发生变化的三种常见情况(1)磁场强弱不变,回路面积改变; (2)回路面积不变,磁场强弱改变;(3)回路面积和磁场强弱均不变,但二者的相对位置发生改变. 2、判断流程:(1)确定研究的闭合回路.(2)弄清楚回路内的磁场分布,并确定该回路的磁通量Φ.(3)⎩⎨⎧Φ不变→无感应电流Φ变化→⎩⎪⎨⎪⎧回路闭合,有感应电流不闭合,无感应电流,但有感应电动势二、练习1、如图所示,ab是水平面上一个圆的直径,在过ab的竖直面内有一根通电直导线ef,且ef平行于ab,当ef竖直向上平移时,穿过圆面积的磁通量将()A.逐渐变大B.逐渐减小C.始终为零D.不为零,但始终保持不变答案 C解析穿过圆面积的磁通量是由通电直导线ef产生的,因为通电直导线位于圆的正上方,所以向下穿过圆面积的磁感线条数与向上穿过该面积的条数相等,即磁通量为零,而且竖直方向的平移也不会影响磁通量的变化.故C正确.2、试分析下列各种情形中,金属线框或线圈里能否产生感应电流?答案除A外均能产生感应电流3、如图所示,一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中,下列做法中能使圆盘中产生感应电流的是()A.圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动B.圆盘以某一水平直径为轴匀速转动C.圆盘在磁场中向右匀速平移D.匀强磁场均匀增加解析只有当圆盘中的磁通量发生变化时,圆盘中才产生感应电流,当圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动或圆盘在磁场中向右匀速平移时,圆盘中的磁通量不发生变化,不能产生感应电流,A、C错误;当圆盘以某一水平直径为轴匀速转动或匀强磁场均匀增加时,圆盘中的磁通量发生变化,圆盘中将产生感应电流,B、D正确.答案BD4、如图所示,能产生感应电流的是()答案 B解析A图中线圈没闭合,无感应电流;B图中磁通量增大,有感应电流;C图中导线在圆环的正上方,不论电流如何变化,穿过线圈的磁感线相互抵消,磁通量恒为零,也无感应电流;D图中的磁通量恒定,无感应电流.故选B.5、(2012·山东理综·14)下列叙述正确的是()A.法拉第发现了电磁感应现象B.惯性是物体的固有属性,速度大的物体惯性一定大C.牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因D.感应电流遵从楞次定律所描述的方向,这是能量守恒定律的必然结果答案AD解析电磁感应现象的发现者是法拉第,故选项A正确;惯性是物体本身固有的属性,质量是物体惯性大小的唯一量度,故选项B错误;伽利略通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因,故选项C错误;楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的表现,故选项D正确.6、(2012·北京理综·19)物理课上,老师做了一个奇妙的“跳环实验”.如图,她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后,将一金属套环置于线圈L上,且使铁芯穿过套环.闭合开关S的瞬间,套环立刻跳起.某同学另找来器材再探究此实验.他连接好电路,经重复实验,线圈上的套环均未动.对比老师演示的实验,下列四个选项中,导致套环未动的原因可能是()A.线圈接在了直流电源上B.电源电压过高C.所选线圈的匝数过多D.所用套环的材料与老师的不同答案 D解析金属套环跳起的原因是开关S闭合时,套环上产生的感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的.线圈接在直流电源上,S闭合时,金属套环也会跳起.电源电压越高,线圈匝数越多,S 闭合时,金属套环跳起越剧烈.若套环是非导体材料,则套环不会跳起.故选项A、B、C错误,选项D正确.7、现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键按如图所示连接.下列说法中正确的是()A.电键闭合后,线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转B.线圈A插入线圈B中后,电键闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转C.电键闭合后,滑动变阻器的滑片P匀速滑动,会使电流计指针静止在中央零刻度D.电键闭合后,只有滑动变阻器的滑片P加速滑动,电流计指针才能偏转答案 A解析电键闭合后,线圈A插入或拔出都会引起穿过线圈B的磁通量发生变化,从而使电流计指针偏转,选项A正确;线圈A插入线圈B中后,电键闭合和断开的瞬间,线圈B的磁通量会发生变化,电流计指针会偏转,选项B错误;电键闭合后,滑动变阻器的滑片P无论匀速滑动还是加速滑动,都会导致线圈A的电流发生变化,使线圈B的磁通量变化,电流计指针都会发生偏转,选项C、D错误.8、如图所示,一个U形金属导轨水平放置,其上放有一个金属导体棒ab,有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面,且与竖直方向的夹角为θ.在下列各过程中,一定能在轨道回路里产生感应电流的是()A.ab向右运动,同时使θ减小B.使磁感应强度B减小,θ角同时也减小C.ab向左运动,同时增大磁感应强度BD.ab向右运动,同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)答案 A解析设此时回路面积为S,据题意,磁通量Φ=BS cos θ,对A,S增大,θ减小,cos θ增大,则Φ增大,A正确.对B,B减小,θ减小,cos θ增大,Φ可能不变,B错误.对C,S减小,B增大,Φ可能不变,C错误.对D,S增大,B增大,θ增大,cos θ减小,Φ可能不变,D错误.故只有A正确.9、如图所示,在条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质圆环.以下判断中正确的是()A.释放圆环,环下落时产生感应电流B.释放圆环,环下落时无感应电流C.释放圆环,环下落时环的机械能守恒D.释放圆环,环下落时环的机械能不守恒答案BC解析由条形磁铁磁场分布特点可知,穿过其中央位置正上方的圆环的合磁通量为零,所以在环下落的过程中,磁通量不变,没有感应电流,圆环只受重力,则环下落时机械能守恒,故A、D错误,B、C正确.10、如图所示,闭合圆导线线圈放置在匀强磁场中,线圈平面与磁场平行,其中ac、bd分别是平行、垂直于磁场方向的两条直径.试分析线圈做如下运动时,能产生感应电流的是() A.使线圈在纸面内平动B.使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动C.使线圈以ac为轴转动D.使线圈以bd为轴转动答案 D解析使线圈在纸面内平动、沿垂直纸面方向向纸外平动或以ac为轴转动,线圈中的磁通量始终为零,不变化,无感应电流产生;以bd为轴转动时,线圈中的磁通量不断变化,能产生感应电流,所以D选项正确.。
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实验目的:通过实验观察导体在磁场中运动时产生感应电流的条件,探究感应电流的形成原因。
实验器材:导体绕制成的圆形线圈、恒强磁场、电流表、直流电源。
实验步骤:1. 将导体绕制成圆形线圈,线圈大致平面与恒强磁场方向垂直。
导体选用铜线,导线的另一端与直流电源相连,顺时针或逆时针方向通过线圈。
2. 用电流表测量磁场中导体线圈周围的电流,记录下来。
3. 改变线圈的运动方向,观察电流变化情况。
4. 改变磁场方向,观察电流变化情况。
实验结果:在磁场中,当导体线圈运动方向与磁场方向垂直时,线圈内将会产生感应电流。
随着线圈运动方向的改变,电流方向也会发生相应的改变。
当线圈平面与磁场平行或反平行时,不会产生感应电流。
实验分析:从物理学角度来理解,电磁感应现象的出现是因为磁场会随时间变化而改变。
当导体在磁场中运动时,可以产生磁通量的改变,从而产生感应电动势和电流。
此时,电流的方向应当与运动方式和磁场的方向有关,从而实现磁场与导体之间的相互作用。
实验中,观测到线圈通过磁场时电流方向的改变,可以进一步理解电磁感应现象的本质。
另外,由于导体材料的不同,线圈本身所产生的感应电流大小也会发生变化。
实验结论:导体在磁场中运动时,产生感应电流的条件是导体线圈的运动方向与磁场方向相互垂直,线圈内部的电流方向和线圈运动方向有关。
总之,本次实验通过观测导体在磁场中运动产生感应电流的现象,探究了感应电流的形成原因。
此外,了解了电磁感应原理的应用,对于理解电磁学相关知识具有重要的指导作用。
海头中学高二物理教案 4.2 探究电磁感应的产生条件
海头中学高二物理教案教学过程:(一)引入新课“科学技术是第一生产力。
”在漫漫的人类历史长河中,随着科学技术的进步,一些重大发现和发明的问世,极大地解放了生产力,推动了人类社会的发展,特别是我们刚刚跨过的二十世纪,更是科学技术飞速发展的时期。
经济建设离不开能源,人类发明也离不开能源,而最好的能源是电能,可以说人类离不开电。
饮水思源,我们忘不了为发现和使用电能做出卓越贡献的科学家——法拉第。
1820年奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第由此受到启发,开始了“由磁生电”的探索,经过十年坚持不懈的努力,于1831年8月29日发现了电磁感应现象,开辟了人类的电气化时代。
本节课我们就来探究电磁感应的产生条件。
(二)进行新课 1、实验观察(1)闭合电路的部分导体切割磁感线在初中学过,当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流,如图4.2-1所示。
【教师活动】演示:导体左右平动,前后运动、上下运动。
观察电流表的指针,把观察到的现象记录在表1中。
如图所示。
【学生活动】观察实验,记录现象。
表导体相对磁场运动还有哪些情况可以产生感应电流呢?(2)向线圈中插入磁铁,把磁铁从线圈中拔出【教师活动】演示:如图4.2-2所示。
把磁铁的某一个磁极向线圈中插入,从线圈中拔出,或静止地放在线圈中。
观察电流表的指针,把观察到的现象记录在表2中。
【学生活动】观察实验,记录现象。
表(3)模拟法拉第的实验【教师活动】演示:如图4.2-3所示。
线圈A 通过变阻器和开关连接到电源上,线圈B 的两端与电流表连接,把线圈A 装在线圈B 的里面。
观察以下几种操作中线圈B 中是否有电流产生。
把观察到的现象记录在表3中。
【学生活动】观察实验,记录现象。
磁体相对导体运动磁体相对导体不发生运动2、分析论证【学生活动】分组讨论,学生代表发言。
演示实验1中,部分导体切割磁感线,闭合电路所围面积发生变化(磁场不变化),有电流产生;当导体棒前后、上下平动时,闭合电路所围面积没有发生变化,无电流产生。
高中物理新教材同步 必修第三册 第13章 3 电磁感应现象及应用
3电磁感应现象及应用[学习目标] 1.知道什么是电磁感应现象.2.通过实验探究感应电流产生的条件.3.了解电磁感应现象的应用.一、划时代的发现1.“电生磁”的发现:1820年,奥斯特发现了电流的磁效应.2.“磁生电”的发现1831年,法拉第发现了电磁感应现象.3.电磁感应:法拉第把他发现的磁生电的现象叫作电磁感应,产生的电流叫作感应电流.二、产生感应电流的条件1.实验:探究感应电流产生的条件探究一:如图甲实验中,让导体棒在磁场中保持相对静止时或者平行于磁场运动时,无论磁场多强,闭合回路中都没有电流,当导体ab做切割磁感线运动时,闭合回路中有电流产生.探究二:如图乙,当线圈A的电流不变时,线圈B所在的回路中没有电流产生;当线圈A 的电流变化时,线圈B所在回路中就有了电流.2.产生感应电流的条件:当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中就产生感应电流.三、电磁感应现象的应用生产、生活中广泛使用的变压器、电磁炉等都是根据电磁感应制造的.1.判断下列说法的正误.(1)只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生.(×)(2)穿过闭合线圈的磁通量发生变化时,线圈内部就一定有感应电流产生.(√)(3)闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流.(√)(4)不论电路是否闭合,只要电路中磁通量发生变化,电路中就有感应电流.(×)2.如图所示,条形磁体A沿竖直方向插入线圈B的过程中,电流表G的指针(选填“不偏转”或“偏转”);若条形磁体A在线圈B中保持不动,电流表G的指针(选填“不偏转”或“偏转”).答案偏转不偏转一、磁通量的变化磁通量的变化大致可分为以下几种情况:(1)磁感应强度B不变,有效面积S发生变化.如图(a)所示.(2)面积S不变,磁感应强度B发生变化.如图(b)所示.(3)磁感应强度B和面积S都不变,它们之间的夹角发生变化.如图(c)所示.例1(2022·普洱市景东一中高二月考)如图所示,在条形磁体外面套着一圆环,当圆环由磁体N极向下平移到磁体S极的过程中,圆环所在处的磁感应强度和穿过圆环的磁通量变化的情况是()A.磁感应强度和磁通量都逐渐增大B.磁感应强度和磁通量都逐渐减小C.磁感应强度先减弱后增强,磁通量先增大后减小D.磁感应强度先增强后减弱,磁通量先减小后增大答案 C解析当圆环由磁体N极向下平移到磁体S极的过程中,磁感应强度先减弱后增强;磁铁内部磁感线与外部磁感线的总数相等,所以穿过圆环的磁感线条数一定是内部大于外部,则外部磁感线条数越多,总磁通量越小,所以穿过圆环的磁通量先增大后减小.故选C.针对训练1如图所示,通电直导线右边有一个矩形线框,线框平面与直导线共面,若使线框逐渐远离(平动)通电导线,则穿过线框的磁通量将()A.逐渐增大B.逐渐减小C.保持不变D.不能确定答案 B解析线框远离导线时,穿过线框的磁感应强度减小,线框的面积不变,所以穿过线框的磁通量减小.故选B.二、产生感应电流的条件1.实验:探究感应电流产生的条件(1)实验一:如图所示,导体棒AB做切割磁感线运动时,线路中电流产生,而导体棒AB顺着磁感线运动时,线路中电流产生.(均选填“有”或“无”)(2)实验二:如图所示,当条形磁体插入或拔出线圈时,线圈中电流产生,但条形磁体在线圈中静止不动时,线圈中电流产生.(均选填“有”或“无”)(3)实验三:如图所示,将小线圈A插入大线圈B中不动,当开关S闭合或断开时,电流表中电流通过;若开关S一直闭合,当改变滑动变阻器的阻值时,电流表中电流通过;而开关S一直闭合,滑动变阻器的滑动触头不动时,电流表中电流通过.(均选填“有”或“无”)(4)归纳总结:实验一:导体棒做切割磁感线运动,回路的有效面积发生变化,从而引起了磁通量的变化,产生了感应电流.实验二:磁体插入或拔出线圈时,线圈中的磁场发生变化,从而引起了磁通量的变化,产生了感应电流.实验三:开关闭合、断开或滑动变阻器的滑动触头移动时,小线圈A中电流变化,从而引起穿过大线圈B的磁通量变化,产生了感应电流.三个实验共同特点是:产生感应电流时闭合回路的磁通量都发生了变化.答案(1)有无(2)有无(3)有有无2.感应电流产生条件的理解不论什么情况,只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件,就必然会产生感应电流;反之,只要产生了感应电流,那么电路一定是闭合的,且穿过该电路的磁通量也一定发生了变化.例2(多选)(2021·北京四中期中)如图所示,下列情况能产生感应电流的是()A.如图甲所示,导体棒AB顺着磁感线运动B.如图乙所示,条形磁体插入或抽出线圈C.如图丙所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直闭合D.如图丙所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直闭合,改变滑动变阻器接入电路的阻值答案BD解析导体棒顺着磁感线运动,没有切割磁感线,穿过闭合电路的磁通量没有发生变化,无感应电流,故选项A错误;条形磁体插入线圈时线圈中的磁通量增加,抽出线圈时线圈中的磁通量减少,都产生感应电流,故选项B正确;开关S一直闭合,回路中为恒定电流,螺线管A产生的磁场稳定,螺线管B中的磁通量无变化,线圈中不产生感应电流,故选项C错误;开关S一直闭合,滑动变阻器接入电路的阻值变化,回路中的电流变化,螺线管A产生的磁场发生变化,螺线管B中磁通量发生变化,产生感应电流,故选项D正确.例3(多选)下图中能产生感应电流的是()答案BD解析A选项中,电路没有闭合,无感应电流;B选项中,面积增大,通过闭合电路的磁通量增大,有感应电流;C选项中,穿过圆环的磁感线相互抵消,磁通量恒为零,无感应电流;D选项中,穿过闭合电路的磁通量减小,有感应电流.判断是否产生感应电流的技巧1.电路闭合和磁通量发生变化是产生感应电流的两个条件,二者缺一不可.2.磁通量发生变化,其主要内涵体现在“变化”上,磁通量很大,若没有变化,也不会产生感应电流.若开始时磁通量虽然是零,但是磁通量是变化的,仍然可以产生感应电流.针对训练2(2021·衡水中学期中)如图所示,条形磁体正上方放置一矩形线框,线框平面水平且与条形磁体平行,则线框由N极匀速平移到S极的过程中,线框中的感应电流的情况是()A.线框中始终无感应电流B.线框中始终有感应电流C.线框中开始有感应电流,当线框运动到磁体中部时无感应电流,过中部后又有感应电流D.线框中开始无感应电流,当线框运动到磁体中部时有感应电流,过中部后又无感应电流答案 B解析条形磁体周围的磁感线如图所示,由线框位置可知,线框从N极的正上方向右移动至S极正上方过程中,在N极正上方时,有磁感线穿过线框,在磁体正中间时,穿过线框的磁通量为零,在S极正上方时,又有磁感线穿过线框,所以,在线框向右运动的过程中,磁通量始终在变化,所以线框中始终有感应电流.故选B.考点一电磁感应现象的发现及认识1.(多选)自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的,很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献.下列说法正确的是()A.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系B.楞次发现了电流的磁效应,拉开了研究电与磁相互关系的序幕C.法拉第发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系D.焦耳发现了电流的热效应,定量得出了电能和热能之间的转换关系答案ACD解析奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系,故A正确,B错误;法拉第发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系,故C正确;焦耳发现了电流的热效应,定量得出了电能和热能之间的转换关系,故D正确.2.(多选)下面属于电磁感应现象的是()A.闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时,在电路中产生电流的现象B.通电导体周围产生磁场C.变化的磁场使闭合电路中产生电流D.电荷在电场中定向移动形成电流答案AC解析闭合电路的一部分导体做切割磁感线时,在电路中产生电流的现象是电磁感应现象,故A正确;通电导体周围产生磁场属于电流的磁效应,故B错误;变化的磁场使闭合电路中产生电流是因磁通量的变化形成感应电流,属于电磁感应现象,故C正确;电荷在电场中定向移动形成电流不是电磁感应产生的电流,不属于电磁感应现象,故D错误.考点二磁通量变化情况的判断3.(多选)闭合线圈按如图所示的方式在磁场中运动,则穿过闭合线圈的磁通量发生变化的是()答案AB解析A图中,图示状态Φ=0,转动过程中Φ不断变化,因此磁通量发生变化;B图中线圈离直导线越远磁场越弱,磁感线越疏,所以当线圈远离导线时,线圈中磁通量不断变小;C图中线圈中的磁通量为零,在向下移动过程中,线圈的磁通量一直为零,磁通量不变;D 图中,随着线圈的转动,B与S都不变,B又垂直于S,所以Φ=BS始终不变,故A、B正确.4.如图所示,在同一平面内有四根彼此绝缘的直导线,分别通有大小相同、方向如图所示的电流,要使由四根直导线所围成的面积内的磁通量增加,则应切断哪一根导线中的电流()A.切断i1B.切断i2C.切断i3D.切断i4答案 D解析根据安培定则判断出四根通电直导线中电流在所围面积内产生的磁场方向,可知只有i4中电流产生的磁场垂直于纸面向外,则要使磁通量增加,应切断i4,故选D.5.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,再增大答案 A解析穿过线圈的磁通量应以磁铁内部磁场为主的,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.考点三有无感应电流的判断6.(2021·哈尔滨市宾县月考)法拉第在1831年发现了“磁生电”现象.如图所示,他把两个线圈绕在同一个软铁环上,线圈A和电池连接,线圈B用长直导线连通,在长直导线正下方平行于导线放置一个小磁针,下列有关实验现象的说法中正确的是()A.只要线圈A中电流足够大,小磁针就会发生偏转B.线圈A闭合开关电流稳定后,线圈B匝数较少时小磁针不偏转,匝数足够多时小磁针偏转C.线圈A和电池接通瞬间,小磁针会偏转D.线圈A和电池断开瞬间,小磁针不会偏转答案 C解析小磁针会不会偏转取决于线圈B中有没有电流,而线圈B中有没有电流取决于线圈B 中的磁通量是否发生变化,当线圈A中电流足够大,但不变化时,线圈B中无感应电流,小磁针不会发生偏转,A错误;当线圈A闭合开关电流稳定后,穿过线圈B的磁通量不发生变化,所以小磁针也不会发生偏转,故B错误;线圈A和电池接通或断开的瞬间,穿过线圈B 的磁通量发生变化,所以线圈B中有感应电流,则小磁针会偏转,故C正确,D错误.7.(多选)下列情况中都是线框在磁场中做切割磁感线运动,其中线框中有感应电流的是()答案BC解析A中导体虽然“切割”了磁感线,但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化,没有感应电流.B中线框的一部分导体“切割”了磁感线,穿过线框的磁感线条数越来越少,线框中有感应电流.C中虽然与A近似,但由于是非匀强磁场,运动过程中,穿过线框的磁感线条数增加,线框中有感应电流.D中线框尽管是部分切割,但磁感线条数不变,无感应电流.故选B、C.8.(2021·哈尔滨市南岗区期中)某实验装置如图所示,在铁芯P上绕着两个线圈A和B.如果线圈A中电流i随时间t的关系有如图所示的A、B、C、D四种情况,那么在t1到t2这段时间内,哪种情况线圈B中没有感应电流()答案 A解析通过线圈A的电流发生变化,电流产生的磁感应强度发生变化,穿过线圈B的磁通量发生变化,才能产生感应电流,在t1到t2这段时间内,B、C、D图中线圈A中的电流发生变化,线圈B中会产生感应电流,而A图中电流不变,在线圈B上不产生感应电流,故选A.9.(多选)(2022·贺州市平桂高级中学高二月考)如图所示,导线ab和cd互相平行,则下列四种情况中,导线cd中有电流产生的是()A.开关S闭合或断开的瞬间B.开关S是闭合的,但滑动触头向左滑C.开关S是闭合的,但滑动触头向右滑D.开关S始终闭合,滑动触头不动答案ABC解析导线cd中有电流产生的原因是回路中的磁通量发生变化,上半部分中的磁场是由导线ab中的电流激发的,如果想让磁感应强度变化,导线ab中的电流应发生变化,开关闭合或断开瞬间,电流从无到有或从有到无,发生了变化;开关闭合,滑动触头向左滑,电流减小;开关闭合,滑动触头右滑,电流变大;开关闭合,滑动触头不变,电流不变.故A、B、C 正确,D错误.10.(多选)(2021·黄冈中学期中)如图所示,是一水平放置的矩形线圈abcd,在细长的磁体的N 极附近竖直下落,整个下落过程中线圈保持水平,由图中的位置A经过位置B到位置C,这三个位置都靠得很近且位置B刚好在条形磁体的中心轴线上.在这个过程中,下列说法正确的是()A.由位置A到位置B,线圈内不产生感应电流B.由位置A到位置B,线圈内产生感应电流C.由位置B到位置C,线圈内产生感应电流D.由位置B到位置C,线圈内不产生感应电流答案BC解析如图所示,作出线圈下落过程示意图,由图可知,从位置A到位置B的过程中,从线圈下面向上穿过线圈的磁通量减少(B位置时,Φ=0);而从位置B到位置C时,从线圈上面向下穿过线圈的磁通量增加,故由位置A到位置B和位置B到位置C的两个过程中,穿过线圈的磁通量都发生变化,线圈中都会产生感应电流,故B、C正确,A、D错误.11.如图所示,一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内,螺线管的中心线恰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()A.使螺线管在线圈a所在平面内转动B.使螺线管中的电流发生变化C.使线圈a以MN为轴转动D.使线圈a以与MN垂直的直径为轴转动答案 D解析题图所示位置,线圈a所在平面与磁感线平行,穿过线圈的磁通量为零,当按A、B、C所述方式变化时,磁通量不变,不产生感应电流;按D所述方式变化时,由于线圈a与磁场夹角变化引起磁通量变化,能够产生感应电流,故选D.12.(多选)在匀强磁场中有两根平行的金属导轨,磁场方向与导轨平面垂直,导轨上有两根可沿导轨平动的导体棒ab、cd,两根导体棒匀速移动的速度大小分别为v1和v2,如图所示,则下列情况可以使回路中产生感应电流的是()A.ab、cd均向右运动,且v1=v2B.ab、cd均向右运动,且v1>v2C.ab、cd均向左运动,且v1>v2D.ab向右运动,cd向左运动,且v1=v2答案BCD解析ab、cd均向右运动,当v1=v2时,闭合回路的磁通量不变,故无感应电流产生,A项错误;B、D两项所述情况,闭合回路的磁通量增加,C项所述情况,闭合回路的磁通量减少,均有感应电流产生,故B、C、D正确.13.(多选)如图所示,水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线,以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系.四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称地放置,两直导线中的电流大小与变化情况相同,电流方向如图所示,当两直导线中的电流都增大且变化量相同时,四个线圈a 、b 、c 、d 中感应电流的情况是( )A .线圈a 中有感应电流B .线圈b 中有感应电流C .线圈c 中无感应电流D .线圈d 中无感应电流答案 AD解析 由安培定则可判断出两通电直导线产生的磁场在第Ⅰ、Ⅲ象限中方向均相同,当两直导线中的电流都增大时,线圈a 、c 中磁通量增大,产生感应电流,选项A 正确,C 错误;利用对称性和安培定则可判断出两通电直导线产生的磁场在第Ⅱ、Ⅳ象限中方向均相反,且线圈b 、d 中的磁通量为零,当两直导线中的电流都增大且变化量相同时,线圈b 、d 中的磁通量仍为零,线圈b 、d 中无感应电流,选项B 错误,D 正确.14.如图所示,一有界匀强磁场,宽度为d ,使一边长为l 的正方形导线框以速度v 向右匀速通过磁场区域,若d >l ,则导线框通过磁场过程中,导线框中不产生感应电流的时间应等于( )A.d vB.l vC.d -l vD.d -2l v答案 C解析 当导线框刚好完全进入磁场时至导线框刚好要出磁场时,穿过导线框的磁通量不发生变化,导线框中不会产生感应电流,对应的位移为d -l ,所以时间为t =d -l v ,选项C 正确.。
DIS研究电磁感应现象实验
五.注意事项: 注意事项:
1.必须用G表。 .必须用 表 2.有两个电流回路,副线圈回路只有 表。 .有两个电流回路,副线圈回路只有G表
练习:连接实物图。 练习:连接实物图。
- +究感应电流产生的条件
[实验方案设计(包括原理、电路、步骤和观察记录)] 实验方案设计(包括原理、电路、步骤和观察记录) 实验方案设计
探究感应电流产生 的条件
一.实验目的: 实验目的: 探究感应电流产生的条件。 探究感应电流产生的条件。 二.实验器材: 实验器材: 条形磁铁、灵敏电流计、原副线圈、 条形磁铁、灵敏电流计、原副线圈、滑动变 阻器、电源、开关、导线。 阻器、电源、开关、导线。 三.实验电路图: 实验电路图: 副线圈回路只有G表 副线圈回路只有 表。
练习:某学生在做“ 的实验时, 练习:某学生在做“研究电磁感应现象 ”的实验时,电路 图如图所示,当他在原线圈放入副线圈后, 图如图所示,当他在原线圈放入副线圈后,接通或断开电健时 电流表指针不偏转,各仪器都完好,各导线内部都不断开, 电流表指针不偏转,各仪器都完好,各导线内部都不断开,各 接线柱上接触良好,其可能的原因是: 接线柱上接触良好,其可能的原因是:
G 副 原
四.实验步骤: 实验步骤:
1.接好电路后,将磁铁从线圈中插入、拔出观察灵敏电流 .接好电路后,将磁铁从线圈中插入、 计指针偏转情况。 计指针偏转情况。 2.把原线圈放入副线圈中,接通、断开电键观察灵敏电流 .把原线圈放入副线圈中,接通、 计指针偏转情况。 计指针偏转情况。 3.把原线圈放入副线圈中,移动滑动变阻器滑臂观察灵敏 .把原线圈放入副线圈中, 电流计指针偏转情况。 电流计指针偏转情况。
方案一( ) 同方案一电路,电键打开闭合, 方案一(2) 同方案一电路,电键打开闭合,移动滑动变阻 器滑片。 器滑片。
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。
电磁感应实验
法拉第电磁感应实验案例分析
法拉第电磁感应实验的目的
• 验证法拉第电磁感应定律
• 研究电磁感应现象的规律和特性
法拉第电磁感应实验的方法
• 使用线圈作为导体,通过改变线圈中的电流来产生磁场变化
• 观察线圈产生的感应电流和感应电动势
法拉第电磁感应实验的结论
• 验证了法拉第电磁感应定律的正确性
• 发现了电磁感应现象的逆效应:感应电流的方向与磁场变化产生的副作
• 使用数字化和自动化技术,提高实验的准确性和效率
• 使用超导材料和磁性材料,研究电磁感应现象的新特性
• 采用光纤传感和无线通信技术,实现远程控制和数据处
• 采用激光技术和等离子体技术,研究电磁感应现象的高
理
能过程
电磁感应实验的改进措施与效果
电磁感应实验的改进措施
• 优化实验装置和实验方法,提高实验的准确性和可靠性
D O C S S M A RT C R E AT E
电磁感应实验
CREATE TOGETHER
DOCS
01
电磁感应实验的基本原理及现象
电磁感应现象的产生条件与原理
电磁感应现象产生的条件
• 变化的磁场
• 导体切割磁场线
• 导体两端产生电动势
电磁感应现象的原理
• 法拉第电磁感应定律:导体切割磁场线时,导体两端产生的电动势与磁通量变化
用相抵消
⌛️
楞次电磁感应实验案例分析
01
楞次电磁感应实验的目的
• 验证楞次定律
• 研究电磁感应现象的方向和大小
02
楞次电磁感应实验的方法
• 使用磁铁产生磁场,通过改变磁铁的电流或磁场方向来
产生磁场变化
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.
探究感应电流的产生条件 说课稿 教案 教学设计
探究感应电流的产生条件【教材分析】电磁感应问题,在初中物理的教学中,只进行了初步的介绍,但仅限于现象的认知和描述。
而高中物理对电磁感应的教学要求非常高,因为,《电磁感应》的内容整合了电场、恒定电流和磁场的相关知识,并且与力学的力和运动、冲量动量关系、功能关系等都发生密切的联系,因而具有很强的综合性,对培养学生的创新精神和实践能力有着十分重要的作用。
本节教学内容高中物理(选修3-2)第四章第二节《探究电磁感应的产生条件》,属于电磁感应的基础课,主要是让学生在实验探究的基础上,从理论的高度分析和掌握电磁感应的概念和产生条件,为后继教学中对电磁感应规律的研究打下良好的实验基础和理论基础。
【学情分析】学生在初中虽然对电磁感应有了初步的认识,但还比较肤浅,仅存留在现象上,例如,知道“闭合电路中的一部分导体在磁场中运动时产生电流的现象称为电磁感应现象”;“发电机、话筒等都是利用电磁感应原理工作的”等,但对产生电磁感应的根本原因还缺乏全面的和理性的认识。
同样的,绝大多数学生虽然在初中经历了不少“科学探究”,但对科学探究的理论分析能力和拓展性推理能力还较弱。
这是本节课教学的主要困难。
【教学策略】从初、高中教学的衔接看,本节很好地体现了从感性认识上升到理性认识的认知规律。
鉴于学生对电磁感应的感性认识基础,以及理性分析能力不强的现状。
本节课的教学从复习回顾开始,通过“回忆—探究—分析—探究—归纳—巩固—设疑”等环节,完成教学任务,实现教学目标。
【教学目标】一、知识与技能1.掌握电磁感应的概念。
2.理解产生电磁感应现象的条件。
二、过程与方法1.通过实验探究过程,培养和强化学生科学探究的基本思想和理性分析方法。
2.通过探究性实验之间逻辑关系的分析,使学生感悟“由现象到本质”的实验设计思想。
三、情感、态度与价值观1.经历科学探究的过程,培养学生的科学态度和科学精神。
2.通过科学进步和科技成果对生产生活方式的改变,激发学生热爱科学、热爱祖国的优秀品质!【教学重点和难点】教学重点:电磁感应的概念和产生条件。
电磁感应产生条件
电磁感应产生条件
电磁感应的产生条件:1.闭合回路中有一个或几个线圈。
2.交流电通过回路,在每个线圈都会产生感应电动势,这种现象叫做电磁感应。
3.电场力作用于线圈时,就使得其中部分电荷发生转移,形成新的闭合回路,并且产生感应电动势,这种现象叫做电磁感应的反向,也叫逆行。
4.线圈不接入大地,但闭合开关依旧可以切断电源,那么这些闭合开关将阻碍感应电动势的传递,从而起到抑制感应电动势的目的,这种效果称为灭弧。
5.当闭合电路中的电流超过某一数值时,导体内就会产生热量,如果继续增加电流,则会引起导体升温,使导体烧毁。
电磁感应与感应电流实验探究
电磁感应与感应电流实验探究电磁感应是电磁学中的一个重要概念,也是许多电器设备的基础原理之一。
本文将探究电磁感应的基本原理以及感应电流的实验。
一、电磁感应的基本原理电磁感应是指导体中的磁场发生变化时,导体内部会产生感应电流的现象。
这一现象是由法拉第电磁感应定律描述的,即当导体中的磁通量发生变化时,感应电动势就会在导体中产生。
二、法拉第电磁感应定律的实验验证为了验证法拉第电磁感应定律,我们可以进行简单的实验。
实验材料:1.电池2.长导线3.螺旋状铁芯4.磁铁实验步骤:1.将长导线连接到电池的正负极上,形成一个闭合电路。
2.将螺旋状铁芯置于导线的附近。
3.将磁铁的一端靠近螺旋状铁芯并迅速移开。
实验结果及分析:在进行实验的过程中,我们会发现当磁铁靠近和移开时,导线两端会出现短暂的电流。
这说明在磁铁靠近和移开的过程中,导线中的磁通量发生了变化,从而产生了感应电流。
根据实验结果,我们得出了法拉第电磁感应定律的验证:当磁通量发生变化时,导体中会产生感应电流。
三、感应电流的影响因素在电磁感应过程中,感应电流的大小受到多个因素的影响。
1.磁场的强度:磁场越强,产生的感应电流就越大。
2.磁场的变化速率:磁场变化的速率越快,产生的感应电流也越大。
3.导体的长度:导体越长,感应电流就越大。
4.导体的材质:不同材质的导体对电磁感应的响应不同。
四、感应电流的应用感应电流在日常生活中有着广泛的应用。
以下是其中的一些例子:1.发电机:发电机利用电磁感应的原理,将机械能转化为电能。
2.感应炉:感应炉利用感应电流产生的热能,用于烹饪和加热物体。
3.变压器:变压器利用电磁感应的原理,实现电能的增压、降压。
4.电磁炉:电磁炉利用感应电流产生的磁场加热锅底,实现快速加热。
五、电磁感应的发展与应用前景随着科技的不断进步,电磁感应的应用也在不断扩展。
例如,无线充电技术利用电磁感应实现了对移动设备的充电,智能家居系统通过感应电流实现了对家具、灯光等的智能化控制。
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。
探究感应电流的产生条件 说课稿 教案 教学设计
探究电磁感应的产生条件一、教材内容分析学生通过上一章的学习,认识了磁体磁场、各种电流磁场磁感线的分布规律,理解了磁通量和磁通量变化的概念;在本章第一节《划时代的发现》的资料中,又了解了法拉第通过十年的艰苦努力,发现了电磁感应现象,自然会激发起同学们继续探究电磁感应产生的条件兴趣和热情,而且同学们目前已经有一定的电学实验操作基础。
对本节课中设计“研究电磁感应产生条件”的相关实验经教师指导和小组合作,大部分学生应该能够顺利完成,教学的关键是要以“切割”为基石,以“磁通量”为跳板,找到“闭合电路内磁通量变化”这一电磁感应产生的根本条件。
本节教学中要激励学生主动参与意识,引导学生通过实验探究寻找物理规律。
在提出问题---动手设计---观察描述---归纳总结---实践应用等小组实验探究活动过程中,体验亲自动手设计获得实验成功的乐趣,感受小组合作的力量,激发学习物理的兴趣。
培养细致观察、严密推理、科学描述的科研能力,提升科学研究的综合素养。
二、教学目标1.知识与技能:①理解电磁感应产生的条件②会用电磁感应产生的条件解答有关问题③通过实验的探索,培养学生的实验操作、收集、处理信息能力2.过程与方法:①经历科学探究过程,尝试应用科学探究的方法研究物理问题。
②通过科学探究之后,使学生学会依照物理事实,运用逻辑判断来确立物理量之间的因果关系,树立把物理事实作为依据的观念,形成根据证据、逻辑和现有知识进行科学解释的思维方法,培养学生自主学习和合作探究的能力。
3.情感态度与价值观:激发学生对科学实验的探究热情,使学生具有勇于创新和实事求是的科学态度。
在粗略了解从电磁感应到发电机再到今天的电气化时代的发展过程中,认识科学对社会进步的价值。
三、教学重点:电磁感应产生的条件的得出突出重点的方法让学生经历自主探究“电磁感应产生的条件”的完全过程。
提出问题---大胆猜想---设计实验---采集数据---分析归纳---交流反馈---形成理论---实践应用。
探究电磁感应产生的条件
教学重点
实验探究的过程以及对产生感应电流条件的归纳总结。。
教学难点
对学生探究式学习的操控以及引导
教学方法
实验观察法、分析法、实验归纳法、讲授法
教学手段
本课以探究式教学模式为主,结合问题引导、演示启发、归纳验证、多媒体辅助等教学手段。
教学活动
(一)引入新课
1820年奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第由此受到启发,开始了“由磁生电”的探索,并于1831年8月29日发现了电磁感应现象。
4、实验操作,收集数据
(1)向线圈中插入磁铁,把磁铁从线圈中拔出
PPT展示:实验方案一的原理图
分组实验,记录现象:
表1
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
S极停在线圈中
N极从线圈中抽出
S极从线圈中抽出
实物投影:学生的实验记录
引导分析得出结论:当闭合回路所处的磁场发生变化时,回路中产生了感应电流
学生活动
观察实验
思考
学生实验
(2)模拟法拉第的实验
PPT展示:实验方案二的原理图
分组实验,记录现象:
表2
实验操作
小螺线管中电流的变化情况
大螺线管中磁场的变化情况
大螺线管中是否有电流
闭合开关的瞬间
闭合开关,小螺线管中电流稳定后
闭合开关,小螺线管中电流稳定后再让变阻器的阻值增大
闭合开关,小螺线管中电流稳定后再让变阻器的阻值减小
断开开关的瞬间
5、分析论证
从上面的几个实验中你能总结出产生感应电流的条件吗?
分组讨论,学生代表发言。
(可能得出:磁通量的变化产生感应电流)
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探究电磁感应的产生条件
【教学目标】
1.知识与技能
(1).理解什么是电磁感应现象;
(2).知道产生感应电流的条件;
(3).会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。
(4).理解磁通量的变化的含义。
2.过程与方法
学会通过实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法
3.情感、态度与价值观
(1).渗透物理学方法的教育,通过实验观察和实验探究,理解感应电流的产生条件。
(2).通过观察演示实验,归纳出利用磁场产生电流的条件,培养学生的观察概况能力。
【教学重点】通过实验观察和实验探究,理解感应电流的产生条件。
【教学难点】闭合电路磁通量的变化。
【教学方法】实验观察法、分析法、实验归纳法、讲授法
【教学媒体】条形磁铁(两个),导体棒,示教电流表,线圈(粗、细各一个),学生电源,
开关,滑动变阻器,导线若干。
【教学过程】
(一)复习旧课
磁通量(φ)的概念:
什么叫磁通量?它是如何定义的?公式是怎样的?通常情况下如何表示?
(1)定义:面积为s,垂直匀强磁场b放置,则b与s乘积,叫做穿过这个面的磁通量,用φ表示。
(2)公式:φ=B·S
(3)单位:韦伯(wb)1wb=1T·m2
磁通量就是表示穿过这个面的磁感线条数。
(二)引入新课
“科学技术是第一生产力。
”在漫漫的人类历史长河中,随着科学技术的进步,一些重大发现和发明的问世,极大地解放了生产力,推动了人类社会的发展,特别是我们刚刚跨过的二十世纪,更是科学技术飞速发展的时期。
经济建设离不开能源,人类发明也离不开能源,而最好的能源是电能,可以说人类离不开电。
饮水思源,我们忘不了为发现和使用电能做出卓越贡献的科学家——法拉第。
1820年奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第由此受到启发,开始了“由磁生电”的探索,经过十年坚持不懈的努力,于1831年8月29日发现了电磁感应现象,开辟了人类的电
气化时代。
本节课我们就来探究电磁感应的产生条件。
(三)进行新课
1、实验观察
(1)闭合电路的部分导体切割磁感线
在初中学过,当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动
时,电路中会产生感应电流,如图4.2-1所示。
演示:导体左右平动,前后运动、上下运动。
观察电流表
的指针,把观察到的现象记录在表1中。
如图所示。
观察实验,记录现象。
表
还有哪些情况可以产生感应电流呢?
(2)向线圈中插入磁铁,把磁铁从线圈中拔出
演示:如图4.2-2所示。
把磁铁的某一个磁极向线圈中插入,从线圈中拔出,或静止地放在线圈中。
观察电流表的指针,把观察到的现象记录在表2中。
观察实验,记录现象。
表
(3)模拟法拉第的实验
演示:如图4.2-3所示。
线圈A通过变阻器和开关连接到电源上,线圈B的两端与电流表连接,把线圈A装在线圈B的里面。
观察以下几种操作中线圈B中是否有电流产生。
把
观察到的现象记录在表3中。
观察实验,记录现象。
2、分析论证
分组讨论,学生代表发言。
演示实验1中,部分导体切割磁感线,闭合电路所围面积发生变化(磁场不变化),有电流产生;当导体棒前后、上下平动时,闭合电路所围面积没有发生变化,无电流产生。
演示实验2中,磁体相对线圈运动,线圈内磁场发生变化,变强或者变弱(线圈面积不变),有电流产生;当磁体在线圈中静止时,线圈内磁场不变化,无电流产生。
(如图4.2-4)
演示实验3中,通、断电瞬间,变阻器滑动片快速移动过程中,线圈A中电流变化,导致线圈B内磁场发生变化,变强或者变弱(线圈面积不变),有电流产生;当线圈A中电流恒定时,线圈内磁场不变化,无电流产生。
(如图4.2-5)
3、归纳总结
请大家思考以上几个产生感应电流的实例,能否从本质上概括出产生感应电流的条件?实例1中,部分导体切割磁感线,磁场不变,但电路面积变化,从而穿过电路的磁通量变化,从而产生感应电流;实例2中,导体插入、拔出线圈,线圈面积不变,但磁场变化,同样导致磁通量变化,从而产生感应电流;实例3中,通断电的瞬间,滑动变阻器的滑动片
迅速滑动的瞬间,都引起线圈A中电流的变化,最终导致线圈B中磁通量变化,从而产生感应电流。
从这三个实例看见,感应电流产生的条件,应是穿过闭合电路的磁通量变化。
引起感应电流的表面因素很多,但本质的原因是磁通量的变化。
因此,电磁感应现象产生的条件可以概括为:
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。
4、电磁感应中的能量转化
电有电场能,磁有磁场能,电磁感应与能量守恒与转化有无关系呢?
下面从能量角度分析电磁感应现象。
[分析] 实验一、消耗机械能---电能→发电机实验三、电能由a螺线管转移到b螺线管→变压器
结论:电磁感应现象同样遵循能量转化与守恒定律。
【课堂小结】:本节课我们通过实验探究,总结出了磁生电的条件:即穿过闭合回路的磁通量发生变化,在闭合回路中就产生感应电流。
其中我们对磁通量的变化应该加深理解,磁通量的变化包括B的大小方向变化,S的大小和方向的变化,还有磁场和平面间的夹角变化都可能引起回路的磁通量的变化,从而使回路产生感应电流。
【板书设计】:
探究电磁感应的产生条件
一、复习磁通量
1、定义:面积为S,垂直匀强磁场b放置,则b与s乘积,叫做穿过这个面的磁通量,
用φ表示。
磁通量就是表示穿过这个面的磁感线条数。
2、公式:φ=B·S
3、单位:韦伯(wb)1wb=1T·m2
二、产生感应电流的条件
1、闭合回路
2、回路中的磁通量发生变化,B、S、θ变化。
三、电磁感应中的能量转化
电磁感应现象同样遵循能量转化与守恒定律。
【教学反思】:让学生自己设计试验,然后自己验证,学生兴趣很浓,思维非常活跃,以后要放手让学生自己设计问题,解决问题。
在教学中更应注重学生自身潜力的挖掘,让学生自己动手,自己探究,解决问题,得出结论,加深印象。