高中物理选修32第一章全章课件
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教科版高中物理选修3-2全册课件
实验操作 导体棒静止 导体棒平行 磁感线运动 导体棒切割 磁感线运动
实验现象(有无电流)
分析论证
_无__
_闭__合___ 电 路 的 _一__部__分__
导体在磁场中做
_无__
_切__割__磁__感__线__ 运 动 时 ,
电路中有感应电流产 _有__
生
2.探究通过闭合回路的磁场变化时是否产生感应电流(实验图如 图所示)
C [设闭合线框在位置 1 时的磁通量为 Φ1,在位置 2 时的磁通 量为 Φ2,直线电流产生的磁场在位置 1 处比在位置 2 处要强,故 Φ1>Φ2.
将闭合线框从位置 1 平移到位置 2,磁感线是从闭合线框的同一 面穿过的,所以 ΔΦ1=|Φ2-Φ1|=Φ1-Φ2;将闭合线框从位置 1 绕 cd 边翻转到位置 2,磁感线分别从闭合线框的正反两面穿过,所以 ΔΦ2=|(-Φ2)-Φ1|=Φ1+Φ2(以原来穿过的方向为正方向,则后来从 另一面穿过的方向为负方向).故正确选项为 C.]
自主预习 探新知
一、电磁感应的发现 1.丹麦物理学家 奥斯特 发现载流导体能使小磁针转动,这种 作用称为电流的磁效应,揭示了电 现象与磁现象之间存在密切联系. 2.英国物理学家 法拉第 发现了电磁感应现象,即“磁生电” 现象,他把这种现象命名为 电磁感应 .产生的电流叫作 感应电流 .
二、感应电流产生的条件 1.探究导体棒在磁场中运动是否产生感应电流(实验图如图所 示)
合作探究 攻重难
磁通量的理解与计算
1.匀强磁场中磁通量的计算 (1)B 与 S 垂直时,Φ=BS. (2)B 与 S 不垂直时,Φ=B⊥S,B⊥为 B 垂直于线圈平面的分量.如 图甲所示,Φ=B⊥S=(Bsin θ)·S.也可以 Φ=BS⊥,S⊥为线圈在垂直于 磁场方向上的投影面积,如图乙所示,Φ=BS⊥=BScos θ.
2014版高中物理 3-2磁感应强度课件 新人教版选修3-1
存在一种由电或磁产生的物质,它无所不在,是像以太那样的连 续介质,起到传达电力、磁力的媒介作用.法拉第把它们称为电 场、磁场.电作用或磁作用正是通过电场或磁场来传递的.法拉 第类比于流体力学,提出场是由力的线或力的管子所组成的,正 是这些力线、力管把不同的电荷、磁体或电流连接在一起.他用 一张撒上了铁粉的纸,下面用磁棒轻轻颤动,这些铁粉就清楚地 呈现出磁场的力线.法拉第认为这些力线、力管具有实在的物理 意义,于是他用力线和磁力线的几何图形来形象地表示电场和磁
【答案】 0.1 T
正确理解比值定义法 F 1.定义 B=IL是比值定义法,这种定义物理量的方法其实质 就是一种测量方法,被测量点的磁感应强度与测量方法无关. Δv F 2.定义 a= 、E= q 也是比值定义法,被测量的物理量也 Δt 与测量方法无关,不是由定义式中的两个物理量决定的.
【备课资源】(教师用书独具) “场”概念的提出 万有引力、静电作用力都遵从距离的反比平方关系,从牛顿 开始就认为引力作用是瞬时作用,不需要什么媒介来传递,这就 是超距作用的观点.这种观点在电学和磁学的研究中又得到了进 一步的强化,像富兰克林、库仑、安培这样有名的科学家对此都 深信不疑.奥斯特关于电流的磁效应具有横向性质的发现,是对 力的旧概念——力在沿着两个相互作用物体的连线上的一次强有 力的冲击,更有甚者,法拉第具有不同寻常的想象力:为了对电、
(2) 电 流 元 : 很 短 的 一 段 通 电 导 线 中 的
电流I
与
导线长度L
的乘积.
(3)大小:一个电流元垂直放入磁场中的某点,电流元受到的
磁场力 与该 电流元
F 的比值,B=IL.
N (4)单位:特斯拉,简称特,符号是 T,1 T=1 . A· m
2021_2022学年高中物理第一章电磁感应4楞次定律课件教科版选修3_2
2.如图所示,金属环所在区域存在着匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。当磁感 应强度逐渐增大时,内、外金属环中感应电流的方向为 ( ) A.外环顺时针、内环逆时针 B.外环逆时针,内环顺时针 C.内、外环均为逆时针 D.内、外环均为顺时针
【解析】选B。首先明确研究的回路由外环和内环共同组成,回路中包围的磁场 方向垂直纸面向里且内、外环之间的磁通量增加。由楞次定律可知两环之间的 感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,垂直于纸面向外,再由安培定则判断出 感应电流的方向是:在外环沿逆时针方向,在内环沿顺时针方向,故选项B正确。
3.一根导体棒ab在水平方向的匀强磁场中自由下落,并始终保持水平方向且与 磁场方向垂直。如图所示,则有 ( ) A.Uab=0 B.φa>φb,Uab保持不变 C.φa≥φb,Uab越来越大 D.φa<φb,Uab越来越大
【解析】选D。导体棒ab切割磁感线产生感应电动势,由右手定则可知,b点电势 高,a点电势低,即φa<φb,导体棒下落过程速度v越来越大,感应电动势E=BLv越 来越大,导体棒ab两端电势差Uab 越来越大,故D正确。
知识点二 楞次定律、右手定则、左手定则 1.楞次定适用 范围
应用
联系
楞次定律
右手定则
整个闭合回路
闭合回路的一部分,即做切割磁感线运动的 导体
各种电磁感应现象
只适用于部分导体在磁场中做切割磁感线 运动的情况
用于磁感应强度B随 时间变化而产生的电 用于导体切割磁感线产生的电磁感应现象 磁感应现象
2.适用范围:适用于_闭__合__电路部分导体_切__割__磁__感__线__产生感应电流的情况。
二、楞次定律 【情境思考】 在如图的实验中,磁铁向上、向下运动,穿过线圈的磁通量如何变化? 提示:向上运动,磁通量减少;向下运动,磁通量增多。
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
[答案] AD
(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。
(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。
教科版高中物理选修3-2:《示波器的使用》课件1-新版
3.在应用示波器观察Y输入系统的作用时,有下列操作 程序,请在横线上填写观察到的现象.
(1)把“扫描范围”旋钮置于“外X”挡,“DC、AC”开 关置于“DC”位置,调节水平、竖直位移旋钮使光点位于荧 光屏中心,将衰减旋钮置于“1 000”挡,“Y增益”旋钮顺 时针转到二分之一处;
(2)用1~2节干电池(1.5 V)作直流电源,将电源和变阻器 组成如图2-3-9所示的直流回路,并取出一部分电压加到 “Y输入”与“地”接线柱上;
(3) 观 察 机 内 正 弦 交 流 电 压 波 形 , 把 示 波 器 的
“__扫__描__范__围__”旋钮调到第一挡,“__衰__减__调__节__”旋钮调到
最右端的“
”处,再调节扫描_微__调___旋钮,直到屏幕
出现稳定的波形为止.
2.思考判断 (1)交流电的波形图可用示波器来观察.(√) (2)示波器关机时,直接断开电源开关即可.(×) (3)X增益旋钮是用来调整图像在水平方向的幅度的.(√) 3.探究交流 若用示波器观察到了稳定的图线,为了使图线更加清晰 而不会使线条变粗,应调节哪些旋钮? 【提示】 调节:聚焦和辅助聚焦调节两个旋钮.
【解析】 竖直方向的偏移实验中,水平方向没有偏 转,所以扫描范围旋钮应置于“外X”挡,选项B正确;由于 做的是竖直方向的偏移实验,不是竖直方向的波形实验,所 以“DC”“AC”开关置于“DC”位置,选项D正确.
【答案】 BD
2.在应用示波器观察正弦规律变化的电压图线时,将 “扫描范围”旋钮置于第一挡(10~100 Hz),把“衰减”旋 钮置于合适的挡,再调节“扫描微调”旋钮,屏上便出现完 整的正弦曲线,如图2-3-8所示.则下列关于同步极性选 择的说法中正确的是( )
图2-3-8
人教版高中物理选修3-2课件
第四章
电磁感应
第一节 划时代的发现
自主学习--奥斯特梦圆“电生磁”
(1)是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的?在 这之前,科学研究领域存在怎样的历史背景? (2)奥斯特的研究是一帆风顺的吗?奥斯特面对失败 是怎样做的? (3)奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的?用学过 的知识如何解释? (4)电流磁效应的发现有何意义?谈谈自己的感受。
进一步地思考和探索:
铁芯
铁芯和线圈A是产生这一效应的必要条 件吗?
1831年11月24日,法拉第向皇家学会提 交了一个报告,把这种现象定名为电磁感应, 产生的电流叫做感应电流。“磁生电”是一 种在变化、运动的过程中才能出现的效应。 五种类型可以引起感应电流: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。 有规律吗?
问题: “闭合电路的一部分导体切割磁感 线”是不是产生感应电流的必要条 件呢?
若:产生感应电流的必要条件是“闭合电 对运动。 即:磁场和导体相对静止的话,导体 就不切割磁感线,导体中就没有感 应电流产生。
是这样吗?
实验设计:
1、实验目的:使用不切割磁感线的方法产生 感应电流 2、实验器材:电源、电键、电流表、滑动变 阻器、大线圈、小线圈、导线
三品:创造性的思维 为什么以往的实验都失败了?
法拉第敢于突破,终于有了划时代的发现!
1831年10月28日 法拉第的创新:
圆盘发电机,首先向 人类揭开了机械能转化 为电能的序幕。
法拉第提出了“电场”、“磁场”和“力 线”的概念。暗示了电磁波存在的可能性, 并预言了光可能是一种电磁振动的传播 。
结论:产生感应电流的原因可能与磁场的 变化有关,与导体是否切割磁感线无关
小结:
电磁感应
第一节 划时代的发现
自主学习--奥斯特梦圆“电生磁”
(1)是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的?在 这之前,科学研究领域存在怎样的历史背景? (2)奥斯特的研究是一帆风顺的吗?奥斯特面对失败 是怎样做的? (3)奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的?用学过 的知识如何解释? (4)电流磁效应的发现有何意义?谈谈自己的感受。
进一步地思考和探索:
铁芯
铁芯和线圈A是产生这一效应的必要条 件吗?
1831年11月24日,法拉第向皇家学会提 交了一个报告,把这种现象定名为电磁感应, 产生的电流叫做感应电流。“磁生电”是一 种在变化、运动的过程中才能出现的效应。 五种类型可以引起感应电流: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。 有规律吗?
问题: “闭合电路的一部分导体切割磁感 线”是不是产生感应电流的必要条 件呢?
若:产生感应电流的必要条件是“闭合电 对运动。 即:磁场和导体相对静止的话,导体 就不切割磁感线,导体中就没有感 应电流产生。
是这样吗?
实验设计:
1、实验目的:使用不切割磁感线的方法产生 感应电流 2、实验器材:电源、电键、电流表、滑动变 阻器、大线圈、小线圈、导线
三品:创造性的思维 为什么以往的实验都失败了?
法拉第敢于突破,终于有了划时代的发现!
1831年10月28日 法拉第的创新:
圆盘发电机,首先向 人类揭开了机械能转化 为电能的序幕。
法拉第提出了“电场”、“磁场”和“力 线”的概念。暗示了电磁波存在的可能性, 并预言了光可能是一种电磁振动的传播 。
结论:产生感应电流的原因可能与磁场的 变化有关,与导体是否切割磁感线无关
小结:
高中物理选修32第一章全章课件201202192114431
【例3】如图,匀强磁场的磁感应强度为B,方向竖直向下。在 磁场中有一个边长为L的正方形刚性金属框。ab边质量为m,其 他三边的质量不计。金属框的总电阻为R,cd边上装有固定的水 平轴。现在将金属框从水平位置由静止释放。不计一切摩擦。金 属框经t时间恰好通过竖直位置a′b′cd。若在此t时间内,金属框中 产生的焦耳热为Q,求ab边通过最低位置时受到的安培力。
电源
G
法拉第寻找10年的”磁生电”终于发现
“磁生电”的重要思想----
“磁生电”是一种在变化或运动的过 程中才能产生的效应.
在”变化中”相联系 !
变化的磁场 变化的电流 运动的恒定电流 运动的磁铁 在磁场中运动的导体
电磁感应
感应电流
关于法拉第,过去说得多的:穷苦、顽强、 不为名利
现在:除此之外还有,甚至更重要的是―― (1)正确的指导思想(自然现象的相互联系) (2)抹去科学学家头上的光环,正确认识失败
(l)直导线AB段产生的感应电动势,并指明该段直导线中电流 的方向.
(2)此时圆环上发热损耗的电功率. 【分析】
直导线在磁场中做切割磁感线的运动,产生感应电动势。产 生感应电动势的这部分电路是电源。这部分电路端点的电压为路 端电压。根据电磁感应的规律可以确定感应电动势的大小和方向。
直导线与圆环组成闭合回路,其等效电路为图。
【分析】线框通过磁场的过程中,动能不变。根据能的转化和守 恒,重力对线框所做的功全部转化为线框中感应电流的电能,最 后又全部转化为焦耳热.所以,线框通过磁场过程中产生的焦耳 热为 Q=WG=mg*2h=2mgh.
【解答】2mgh。
【说明】本题也可以直接从焦耳热公式Q=I2Rt进行推算: 设线框以恒定速度v通过磁场,运动时间
(人教版)高中物理选修3-2全部课件
B变、S不变
的
四
种
B和S都变
情
况 B和S大小都不变,
但二者之间的夹角变
例:闭合电路的一部分导 体切割磁感线时 例:线圈与磁体之间发生 相对运动时 注意:此时可由ΔΦ=Φt -Φ0计算并判断磁通量是 否变化
例:线圈在磁场中转动时
2021/12/24
如图所示,将一个矩形线圈ABCD放入匀强磁场中,
若线圈平面平行于磁感线,则下列运动中,哪些在线圈中会产
(人教版)高中物理选修3-2全部
2021/12/24
1. 2.划时代的发现 探究感应电流的产生条件
2021/12/24
2021/12/24
学 基础导学
2021/12/24
一、划时代的发现
1.奥斯特梦圆“电生磁” 1820年,丹麦物理学家__奥__斯__特___发现了电流的磁效应. 2.法拉第心系“磁生电” 1831年,英国物理学家________发现了电磁感应现象.
2021/12/24
如图所示,a、b、c三个环水平套在条形磁铁外面,
其中a和b两环大小相同,c环最大,a环位于N极处,b和c两环
位于条形磁铁中部.则穿过三个环的磁通量的大小是( )
A.c环最大,a与b环相同
B.三个环相同
C.b环比c环大
D.a环与c环相同
2021/12/24
解析: 条形磁铁磁场的磁感线分布特点是: (1)外部磁感线两端密,中间疏; (2)磁铁内、外磁感线的条数相等.据以上两点知:a、b、 c三个环中磁场方向都向上.考虑到磁铁外部磁场的不同,a外 部磁场强于b外部磁场,故b环的磁通量大于a环的磁通量,外 部c的磁通量大于b的磁通量,内部磁通量相等,故合磁通量b 大于c.其中a、c两个环所在处磁感线的分布特点不同,所以穿 过两个环的磁通量不一定相同,C正确,A、B、D错. 答案: C
物理选修32第一章第1节教学课件-PPT课件
这是一个划时代的发现
奥斯特实验 【实验现象 】 ?【实验结论 】 ?
猜想:
1、既然电能生磁,那么,磁是否能生电呢?
2、如果磁能生电,那么,怎样才能实现呢?
电磁感应基本简介 • 电磁感应(Electromagnetic induction) 现象是指放在变化磁通量中的导体,会产 生电动势。此电动势称为感电磁感应应电 动势或感生电动势,若将此导体闭合成一 回路,则该电动势会驱使电子流动,形成 感应电流(感生电流)迈克尔· 法拉第是一 般被认定为于1831年发现了感应现象的人, 虽然Francesco Zantedeschi1829年的工作 可能对此有所预见。 • 电磁感应是指因为磁通量变化产生感 应电动势的现象。电磁感应现象的发现, 乃是电磁学领域中最伟大的成就之一。
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从1824年到1831年他经历了一系列的失败,在《法拉第日记》中,明确记载的失败的实 验就有三次。1824年12月28日,他把强磁铁放在接有检流计的电流线圈内期望会改变 导线中的电流,结果没有发现检流计指针偏转。1825年11月28日,他将导线回路放在另 一通电回路附近,期望在导线回路中能感应出电流,但也没有发现任何效应。1828年4月 22日,他把磁铁穿入一个悬挂起来的铜线环内,期望环内产生感应电流,但把其它磁铁靠 近导线,却没有任何效应产生。 实验没有得到他预想的结果。虽然经受了这一系列的失败,但1动摇不了他对自然力的 统一性怀有的坚定的信念。他坚信电与磁的相互转化,磁一定可以转化为电。他说: “一方面,各种电流都伴随有相应强度的磁作用,它的方向与电流的方向呈直角;而另一 方面,若将电流良导体放入有磁作用的环境中,在导体内竟然完全不会引起感应电流,也 不产生可觉察的等效于这种电流的作用,这是很不平常的。”“对这些问题及其后果 的考虑,再加上想从普通磁中获得电的希望,时时激励着我从实验上去探求电流的感应效 应。”正在此时,英国物理学家斯特金发明了电磁铁。他在一块原来没有磁性的软铁上 绕以导线,通电以后,软铁就变成具有了强磁性的磁铁。这一发明对法拉第的进一步研究 有一定的启发和帮助。 1831年8月29日,法拉第在日记中记述了他第一次成功的实验。他在软铁环的A边绕了 三个线圈,可以串联起来使用,也可以分开使用。在B边以同样的方向绕两个线圈。他把 B边的线圈接到检流计上,把A边的线圈接到电池组上(见图)。当电路接通时,法拉第看到 检流计的指针立即发生明显的偏转、振荡,然后停止在原来的位置上。这表明线圈B中 出现了感应电流。当电路A断开时,他又看到指针向相反方向偏转。把A边的三个线圈串 联成一个线圈重做以上实验,对磁针产生的效应比以前更加强烈。他看到B边的感应电 流是明显的,又是瞬时的,只在A边断开和接上电源时的瞬间产生。 在第一次发现之后,法拉第继续进行了大量的实验,探讨电磁感应产生的条件。他提出这 样的问题:是否可以用其它方法产生同样的效应?铁环是必需的吗?线圈A是必需的吗? 9月24日,法拉第在两条磁棒的N、S极之间放上一条带有线圈的圆铁棒,线圈与一检流 计连接〈见下左图〉。他发现当圆铁棒接触N、S极和脱离N、S极时,检流计的指针就 会偏转。他指出.这一效应不是永恒的而是瞬时的,“因此,在这里磁转化为电是清楚 的。” 10月1日,他把两条长203英寸的丝包铜线绕在木筒上。其中一个线圈和检流计相连接, 另一个线圈和电池相连接(见上右图)。他发现当电流接通和断开的瞬间,“对电流计的
奥斯特实验 【实验现象 】 ?【实验结论 】 ?
猜想:
1、既然电能生磁,那么,磁是否能生电呢?
2、如果磁能生电,那么,怎样才能实现呢?
电磁感应基本简介 • 电磁感应(Electromagnetic induction) 现象是指放在变化磁通量中的导体,会产 生电动势。此电动势称为感电磁感应应电 动势或感生电动势,若将此导体闭合成一 回路,则该电动势会驱使电子流动,形成 感应电流(感生电流)迈克尔· 法拉第是一 般被认定为于1831年发现了感应现象的人, 虽然Francesco Zantedeschi1829年的工作 可能对此有所预见。 • 电磁感应是指因为磁通量变化产生感 应电动势的现象。电磁感应现象的发现, 乃是电磁学领域中最伟大的成就之一。
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从1824年到1831年他经历了一系列的失败,在《法拉第日记》中,明确记载的失败的实 验就有三次。1824年12月28日,他把强磁铁放在接有检流计的电流线圈内期望会改变 导线中的电流,结果没有发现检流计指针偏转。1825年11月28日,他将导线回路放在另 一通电回路附近,期望在导线回路中能感应出电流,但也没有发现任何效应。1828年4月 22日,他把磁铁穿入一个悬挂起来的铜线环内,期望环内产生感应电流,但把其它磁铁靠 近导线,却没有任何效应产生。 实验没有得到他预想的结果。虽然经受了这一系列的失败,但1动摇不了他对自然力的 统一性怀有的坚定的信念。他坚信电与磁的相互转化,磁一定可以转化为电。他说: “一方面,各种电流都伴随有相应强度的磁作用,它的方向与电流的方向呈直角;而另一 方面,若将电流良导体放入有磁作用的环境中,在导体内竟然完全不会引起感应电流,也 不产生可觉察的等效于这种电流的作用,这是很不平常的。”“对这些问题及其后果 的考虑,再加上想从普通磁中获得电的希望,时时激励着我从实验上去探求电流的感应效 应。”正在此时,英国物理学家斯特金发明了电磁铁。他在一块原来没有磁性的软铁上 绕以导线,通电以后,软铁就变成具有了强磁性的磁铁。这一发明对法拉第的进一步研究 有一定的启发和帮助。 1831年8月29日,法拉第在日记中记述了他第一次成功的实验。他在软铁环的A边绕了 三个线圈,可以串联起来使用,也可以分开使用。在B边以同样的方向绕两个线圈。他把 B边的线圈接到检流计上,把A边的线圈接到电池组上(见图)。当电路接通时,法拉第看到 检流计的指针立即发生明显的偏转、振荡,然后停止在原来的位置上。这表明线圈B中 出现了感应电流。当电路A断开时,他又看到指针向相反方向偏转。把A边的三个线圈串 联成一个线圈重做以上实验,对磁针产生的效应比以前更加强烈。他看到B边的感应电 流是明显的,又是瞬时的,只在A边断开和接上电源时的瞬间产生。 在第一次发现之后,法拉第继续进行了大量的实验,探讨电磁感应产生的条件。他提出这 样的问题:是否可以用其它方法产生同样的效应?铁环是必需的吗?线圈A是必需的吗? 9月24日,法拉第在两条磁棒的N、S极之间放上一条带有线圈的圆铁棒,线圈与一检流 计连接〈见下左图〉。他发现当圆铁棒接触N、S极和脱离N、S极时,检流计的指针就 会偏转。他指出.这一效应不是永恒的而是瞬时的,“因此,在这里磁转化为电是清楚 的。” 10月1日,他把两条长203英寸的丝包铜线绕在木筒上。其中一个线圈和检流计相连接, 另一个线圈和电池相连接(见上右图)。他发现当电流接通和断开的瞬间,“对电流计的
粤教版高中物理选修3-2第一章1.1电磁感应现象1.2产生感应电流产生的条件
做 切割 磁感线的
运动时,有感应电流产生
实验2:探究磁铁在线圈中运动是否产生感应电流
G
+
-
+
NS
N极插入
NS N极抽出
S极插入
S极抽出
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
S极插入线圈 S极停在线圈中
S极从线圈中抽出
实验现象(有无电流)
有 无 有 有 无 有
分析论证
线圈中的磁场 变化 线圈中有感应电流; 线圈中的磁场 不变 线圈中无感应电流
形磁铁穿过圆心且与环面垂直,则穿过两环的磁通量Φa
和Φb大小关系为( A)
A.Φa>Φb
B.Φa<Φb
C.Φa=Φb
D.无法比较
穿过同一平面但方向相反的两条磁感线计算磁通 量时可以互相抵消。
1、电与磁有联系吗?19世纪20年代之前的“偏执”
二者显然肯 定是独立的,
无关的。
法物理学家库仑
法物理学家安培
26
2.判断磁通量如何变化并确定是否产生感应电流
φ减__小_
φ增__大__
φ增_大__
φ减__小_
φ_增_大___
φ减__小_
(1)(2)(3)(4)(5)(6)有感应电流产生
磁场 不变时,线圈
B中无感应电流
模型归类
①切割类
②变化类
条件分析
B不变,S变 Φ=BS
S不变,B变 Φ=BS
相对运动 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。
感应电流产生的条件: 1.电路要闭合 2.穿过电路的磁通量发生变化
1.关于感应电流产生的条件,下列说法中正确的是 ( CD) 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
运动时,有感应电流产生
实验2:探究磁铁在线圈中运动是否产生感应电流
G
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NS
N极插入
NS N极抽出
S极插入
S极抽出
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
S极插入线圈 S极停在线圈中
S极从线圈中抽出
实验现象(有无电流)
有 无 有 有 无 有
分析论证
线圈中的磁场 变化 线圈中有感应电流; 线圈中的磁场 不变 线圈中无感应电流
形磁铁穿过圆心且与环面垂直,则穿过两环的磁通量Φa
和Φb大小关系为( A)
A.Φa>Φb
B.Φa<Φb
C.Φa=Φb
D.无法比较
穿过同一平面但方向相反的两条磁感线计算磁通 量时可以互相抵消。
1、电与磁有联系吗?19世纪20年代之前的“偏执”
二者显然肯 定是独立的,
无关的。
法物理学家库仑
法物理学家安培
26
2.判断磁通量如何变化并确定是否产生感应电流
φ减__小_
φ增__大__
φ增_大__
φ减__小_
φ_增_大___
φ减__小_
(1)(2)(3)(4)(5)(6)有感应电流产生
磁场 不变时,线圈
B中无感应电流
模型归类
①切割类
②变化类
条件分析
B不变,S变 Φ=BS
S不变,B变 Φ=BS
相对运动 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。
感应电流产生的条件: 1.电路要闭合 2.穿过电路的磁通量发生变化
1.关于感应电流产生的条件,下列说法中正确的是 ( CD) 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
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(1)正确的指导思想(自然现象的相互联系) (2)抹去科学学家头上的光环,正确认识失败
科学是人做的,科学是为人的 ――科学中的人文精神。
a
8
奥斯特发现的电流磁效应,使整个科学界 受到了极大的震动,它证实电现象与磁现象是 有联系的。法拉第赞扬道:“它突然打开了科 学中一个黑暗领域的大门,使其充满光明。”
14
(3)磁通量不但有大小,而且有方向,但磁 通量是一个标量,遵从代数运算法则
5.引起磁通量变化的因素: 由Φ=B·S ·sinθ
(1)B发生变化; (2)S发生变化;
(3)B与S的夹角发生变化。
a
15
课堂练习
一个面积是S的面,垂直匀强磁场B放置, 则穿过该面的磁通量Φ= BS 。如果该面 转动过
1、C ; 2、 奥斯特,安培,法拉第,库仑 ;
a
17
3、关于感应电流,下列说法中正确的有: 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、线框不闭合时,即使穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中也就 没有感应电流; D、只要电路的一部分作切割磁感线运动,电路中就一定有感应电 流。
a
1
划时代的发现
a
2
1、奥斯特梦圆“电生磁” 2、法拉第心系“磁生电”
a
3
奥斯特梦圆“电生磁”
19世纪20年代之前, 电与磁是独立发展的. 18世纪末,人们开始思考自然现象之间的联系. 奥斯特寻找电与磁之间的相互联系. 1820年4月-----奥斯特实验 揭示了电与磁之间存在相互联系 突破了人类对电与磁的认识的局限性
法拉第发现的电磁感应使人们对电和磁内 在联系的认识更加完善,宣告了电磁学作为一 门统一学科的诞生,为电磁学的发展作出了重 大贡献。
a
9
科学史上许多重要发现和发明,常 被人们有意无意地罩上神秘的光环,似 乎科学家都是呼风唤雨的魔术师。但是 我们在这里看到,具有闪光思维的奥斯 特和法拉第,在做出伟大发现的过程中 也受着历史局限性的束缚,也有过“可 笑”的疏忽与失误。他们是伟大的,但 也是可以学习的真实的人。
a
10
麦克斯韦曾就法拉第的著作说道: “他既告诉我们成功的经验,也告诉我们 不成功的经验;既告诉我们那些成熟的想 法,也告诉我们他的粗糙想法。读者的能 力可能远不及他,但是感到的共鸣却常常 多于钦佩,并且会引起这样一种信念:如 果自己有这样的机会,也会成为一个发现 者。”
a
11
a
12
4.2 探究电磁感应的 产生条件
3、C ;
4、根据楞次定律可知感应电流的磁场一定是: A、阻碍引起感应电流的磁通量; B、与引起感应电流的磁场反向; C、阻碍引起感应电流的磁通量的变化; D、与引起感应电流的磁场方向相同。
a
18
4、 C
电磁感应的产生条件
1、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、实验观察 3、结论:无论用什么方法,只要使闭合电路的磁
通量发生变化,闭合电流中就会有感应电流产生 4、产生感应电流的条件:
(1)电路闭合 (2)磁通量发生变化
a
19
5.引起磁通量变化的因素: 由Φ=B·S ·sinθ
(1)B发生变化; (2)S发生变化;
(3)B与S的夹角发生变化。
a
20
a
21
新课教学
一、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。
a
13
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。
2、公式: Φ=B·S 注:要求B与面积要垂直。
不垂直时:Φ=B·S 3、单位: 韦·伯s(inWθb) 1Wb=1T·m2
4、说明:
(1)磁通量就是表示穿过这个面的磁感线条数。
(2)磁通量与线圈的匝a 数无关。
a
4
法拉第心系“磁生电”
对称性思考-----电生磁! 磁生电?
法拉第---1822年, “磁产生电”的思想
安培-----将 磁铁 放在导体线圈附近 将恒定电流放在导体线圈附近
科拉顿----遗憾的与成功擦肩而过
法拉第失败的三次实验-----原因?
“有磁场-----有电流”
a
5
1831年, 法拉第的成功实验
电源
G
法拉第寻找10年的”磁生电”终于发现
a
6
“磁生电”的重要思想----
“磁生电”是一种在变化或运动的过 程中才能产生的效应.
在”变化中”相联系 !
变化的磁场 变化的电流 运动的恒定电流 运动的磁铁 在磁场中运动的导体
电磁感应
感应电流
a
7
关于法拉第,过去说得多的:穷苦、顽强、 不为名利
现在:除此之外还有,甚至更重要的是――
a
23
例:一个面积是S的面,垂直匀强磁场B放
置,
则穿过该面的磁通量Φ= BS 。如果该面
转动过
60°则穿过该面的磁通量为 0.5BS .如果
该面转
动过180°则穿过该面的磁通量改变了
。
2BS
a
24
当有相反方向的的磁场(磁感应强度分
别为B和B’)穿过同一个平面(与磁场方向 垂直的面积为S)时,按照磁感应强度的定 义B和B’合矢量的大小为|B-B’|,穿过平面 S的磁通量为|B-B’|S=|BS-B’S|=|ΦΦ’|。磁通量的意义可用磁感线的条数形象 地说明,所以穿过平面S的磁通量|Φ-Φ’| 可以理解为相反方向穿过平面S的磁感线相 抵消之后剩余的磁感线的条数。
60°则穿过该面的磁通量为 该面转
0.5BS.如果
动过180°则穿过该面的磁通量改变了
。
2BS
a
16
1、下列关于磁通量的说法中正确的有 A、磁通量不仅有大小还有方向,所以磁通量是矢量; B、在匀强磁场中,a线圈的面积比线圈b的面积大,则穿过a线圈 的磁通量一定比穿过b线圈的大; C、磁通量大磁感应强度不一定大; D、把某线圈放在磁场中的M、N两点,若放在M处的磁通量较在 N处的大,则M处的磁感强度一定比N大。 2、发现电流磁效应现象的科学家是________,发现通电导线在 磁场中受力方向规律的科学家是__________,发现电磁感应现象 的科学家是_____________ ,发现点电荷间的相互作用力规律的 科学家是__________。
2、公式: Φ=B·S 注:要求B与面积要垂直。
不垂直时:Φ=B·S 3、单位: 韦·伯s(inWθb) 1Wb=1T·m2
4、说明:
(1)磁通量就是表示穿过这个面的磁感线条数。
(2)磁通量与线圈的匝数无关。
a
22
*特例: 当 S||B时 , 0
结论: 穿过某个面的磁感线条数越多,Ф 就越大
磁通量不但有大小,而且有方向,但是确 是一个标量,遵从代数运算法则
科学是人做的,科学是为人的 ――科学中的人文精神。
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8
奥斯特发现的电流磁效应,使整个科学界 受到了极大的震动,它证实电现象与磁现象是 有联系的。法拉第赞扬道:“它突然打开了科 学中一个黑暗领域的大门,使其充满光明。”
14
(3)磁通量不但有大小,而且有方向,但磁 通量是一个标量,遵从代数运算法则
5.引起磁通量变化的因素: 由Φ=B·S ·sinθ
(1)B发生变化; (2)S发生变化;
(3)B与S的夹角发生变化。
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15
课堂练习
一个面积是S的面,垂直匀强磁场B放置, 则穿过该面的磁通量Φ= BS 。如果该面 转动过
1、C ; 2、 奥斯特,安培,法拉第,库仑 ;
a
17
3、关于感应电流,下列说法中正确的有: 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、线框不闭合时,即使穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中也就 没有感应电流; D、只要电路的一部分作切割磁感线运动,电路中就一定有感应电 流。
a
1
划时代的发现
a
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1、奥斯特梦圆“电生磁” 2、法拉第心系“磁生电”
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奥斯特梦圆“电生磁”
19世纪20年代之前, 电与磁是独立发展的. 18世纪末,人们开始思考自然现象之间的联系. 奥斯特寻找电与磁之间的相互联系. 1820年4月-----奥斯特实验 揭示了电与磁之间存在相互联系 突破了人类对电与磁的认识的局限性
法拉第发现的电磁感应使人们对电和磁内 在联系的认识更加完善,宣告了电磁学作为一 门统一学科的诞生,为电磁学的发展作出了重 大贡献。
a
9
科学史上许多重要发现和发明,常 被人们有意无意地罩上神秘的光环,似 乎科学家都是呼风唤雨的魔术师。但是 我们在这里看到,具有闪光思维的奥斯 特和法拉第,在做出伟大发现的过程中 也受着历史局限性的束缚,也有过“可 笑”的疏忽与失误。他们是伟大的,但 也是可以学习的真实的人。
a
10
麦克斯韦曾就法拉第的著作说道: “他既告诉我们成功的经验,也告诉我们 不成功的经验;既告诉我们那些成熟的想 法,也告诉我们他的粗糙想法。读者的能 力可能远不及他,但是感到的共鸣却常常 多于钦佩,并且会引起这样一种信念:如 果自己有这样的机会,也会成为一个发现 者。”
a
11
a
12
4.2 探究电磁感应的 产生条件
3、C ;
4、根据楞次定律可知感应电流的磁场一定是: A、阻碍引起感应电流的磁通量; B、与引起感应电流的磁场反向; C、阻碍引起感应电流的磁通量的变化; D、与引起感应电流的磁场方向相同。
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18
4、 C
电磁感应的产生条件
1、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、实验观察 3、结论:无论用什么方法,只要使闭合电路的磁
通量发生变化,闭合电流中就会有感应电流产生 4、产生感应电流的条件:
(1)电路闭合 (2)磁通量发生变化
a
19
5.引起磁通量变化的因素: 由Φ=B·S ·sinθ
(1)B发生变化; (2)S发生变化;
(3)B与S的夹角发生变化。
a
20
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新课教学
一、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。
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13
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。
2、公式: Φ=B·S 注:要求B与面积要垂直。
不垂直时:Φ=B·S 3、单位: 韦·伯s(inWθb) 1Wb=1T·m2
4、说明:
(1)磁通量就是表示穿过这个面的磁感线条数。
(2)磁通量与线圈的匝a 数无关。
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法拉第心系“磁生电”
对称性思考-----电生磁! 磁生电?
法拉第---1822年, “磁产生电”的思想
安培-----将 磁铁 放在导体线圈附近 将恒定电流放在导体线圈附近
科拉顿----遗憾的与成功擦肩而过
法拉第失败的三次实验-----原因?
“有磁场-----有电流”
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5
1831年, 法拉第的成功实验
电源
G
法拉第寻找10年的”磁生电”终于发现
a
6
“磁生电”的重要思想----
“磁生电”是一种在变化或运动的过 程中才能产生的效应.
在”变化中”相联系 !
变化的磁场 变化的电流 运动的恒定电流 运动的磁铁 在磁场中运动的导体
电磁感应
感应电流
a
7
关于法拉第,过去说得多的:穷苦、顽强、 不为名利
现在:除此之外还有,甚至更重要的是――
a
23
例:一个面积是S的面,垂直匀强磁场B放
置,
则穿过该面的磁通量Φ= BS 。如果该面
转动过
60°则穿过该面的磁通量为 0.5BS .如果
该面转
动过180°则穿过该面的磁通量改变了
。
2BS
a
24
当有相反方向的的磁场(磁感应强度分
别为B和B’)穿过同一个平面(与磁场方向 垂直的面积为S)时,按照磁感应强度的定 义B和B’合矢量的大小为|B-B’|,穿过平面 S的磁通量为|B-B’|S=|BS-B’S|=|ΦΦ’|。磁通量的意义可用磁感线的条数形象 地说明,所以穿过平面S的磁通量|Φ-Φ’| 可以理解为相反方向穿过平面S的磁感线相 抵消之后剩余的磁感线的条数。
60°则穿过该面的磁通量为 该面转
0.5BS.如果
动过180°则穿过该面的磁通量改变了
。
2BS
a
16
1、下列关于磁通量的说法中正确的有 A、磁通量不仅有大小还有方向,所以磁通量是矢量; B、在匀强磁场中,a线圈的面积比线圈b的面积大,则穿过a线圈 的磁通量一定比穿过b线圈的大; C、磁通量大磁感应强度不一定大; D、把某线圈放在磁场中的M、N两点,若放在M处的磁通量较在 N处的大,则M处的磁感强度一定比N大。 2、发现电流磁效应现象的科学家是________,发现通电导线在 磁场中受力方向规律的科学家是__________,发现电磁感应现象 的科学家是_____________ ,发现点电荷间的相互作用力规律的 科学家是__________。
2、公式: Φ=B·S 注:要求B与面积要垂直。
不垂直时:Φ=B·S 3、单位: 韦·伯s(inWθb) 1Wb=1T·m2
4、说明:
(1)磁通量就是表示穿过这个面的磁感线条数。
(2)磁通量与线圈的匝数无关。
a
22
*特例: 当 S||B时 , 0
结论: 穿过某个面的磁感线条数越多,Ф 就越大
磁通量不但有大小,而且有方向,但是确 是一个标量,遵从代数运算法则