鲁科版选修3-211磁生电的探索课件(19张)
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1.1 磁生电的探索
电磁Βιβλιοθήκη Baidu
奥斯特（丹麦物理学家） 1820年发现电流的磁效应
一、电磁感应的探索历程
菲涅耳（A.J.Fresnel，1788—1827，法国物理学家）的贡 献：在奥斯特公布他的发现不久，菲涅耳就宣称他把磁铁放在 螺旋线圈里，能够成功地由磁产生出电。但是当其他科学家按 照这样做时，却没能产生出电，但是菲涅耳的这一发现却启发 了安培于1821年着手于这一方面的探索。
法拉第（M.Farad 1791—1867）英国物理 学家法拉第自1821年就开始了磁生电的研究， 他用强磁铁靠近闭合线圈，想在闭合线圈中产 生出电流，均遭到失败，但他毫不气馁，仍然 坚定地进行各种实验，经过无数次的试验，终 于于1831年发现了磁生电的现象。
法拉第（英
国物理学家）， 经 过 10 余 年 的 研 究 于 1831 年 终于发现了磁 生电的条件。
实验二、磁铁插入或拔出 实质：改变了闭合电路中磁场的强弱
实验三、开关闭合或断开，滑动变阻器滑动 实质：改变了闭合电路中磁场的强弱
产生感应电流的条件
只要穿过闭合回路的
磁感线条数发生变化（即
磁通量发生变化），闭
合回路中就会产生感应电 流。
总结：
• （1）磁生电的条件：穿过闭合电路的 磁通量发生变化，闭合电路中就会产 生电流。
• （2）本质：穿过闭合电路的磁通量发 生变化。
• （3）电磁感应现象：因磁通量变化而 产生电流的现象叫做电磁感应现象。
• （4）感应电流：电磁感应现象中所产 生的电流叫感应电流。
核心要点突破
一、正确理解磁通量的变化 1．对磁通量的认识 (1)B与S垂直时(匀强磁场中)：Φ＝B·S.B指匀强磁场的磁 感应强度，S为线圈的面积． (2)B与S不垂直时(匀强磁场中)Φ＝B·S⊥.S⊥为线圈在垂直 磁场方向上的有效面积，在应用时可将S分解到与B垂直 的方向上，如下图所示．Φ＝B·Ssinθ.
亨利（J.Henry , 1797—1878）美国科学家亨利 于1830年暑期，在研究绕有不同长度导线的电磁铁所 产生的磁力大小时，把一个线圈与电流计相连，当线 圈放在蹄形电磁铁的两极之间，当他给电磁铁通电时， 电流计指针出现了摆动，断开电源时，电流计指针向 相反方向摆动。由于新学期开学，他不得不停止了这 一研究，因而错过了发表这一成果的时机，被誉为离 发现“磁生电”现象只有一步之遥的人。
(3)B变化，S也变化，则ΔΦ＝B2S2－B1S1 如图丙所示，设回路面积从S1＝8 m2变到S2＝18 m2，磁感应强度B同时从B1＝0.1 T变到B2＝0.8 T，则回路中磁通量的变化为ΔΦ＝Φ2－Φ1＝ B2S2－B1S1＝13.6 Wb.若按ΔΦ＝ΔB·ΔS＝(0.8－ 0.1)×(18－8)Wb＝7 Wb计算就错了． (4)B不变，S不变，θ变化，则ΔΦ＝BS(sin θ2－ sin θ1) 如丁所示，闭合线圈abcd在匀强磁场中绕垂直 于磁场方向的转轴OO′转动，B不变，S不变， 但B和S的夹角θ发生变化，引起穿过线圈的磁通 量变化．
练习
1、如图所示的匀强磁场中有一个矩形的 闭合导线框。在下列几种情况下，线框 中是否产生感应电流？
没有
没有
有
练习
2、关于感应电流,下列说法中正确的是（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
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
(3)某面积内有相反方向的磁场时 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为正，反方向的磁 通量为负，求其代数和．
2．磁通量变化的几种形式 磁通量的变化一般有四种情形： (1)B不变，S变化，则ΔΦ＝B·ΔS 如图甲所示，闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动， 闭合回路面积发生变化，引起磁通量变化． (2)B变化，S不变，则ΔΦ＝ΔB·S 如图乙所示，由于磁铁插入或拔出线圈，使线圈所处的 磁场发生变化，引起磁通量变化．
科拉顿（D.Colladen，1802—1892）：瑞士物理学家 科拉顿将一块磁铁在线圈中移动，试图在螺线管中产生出电 流。为避免磁铁对电流计的指针产生影响，他用一根很长的 导线把螺线管和电流计连接起来，并把电流计放在隔壁的房 间里。实验时，他将磁铁分别插入和拔出螺线管，然后再跑 到隔壁房间观察电流计的摆动情况。但不管他跑的多快，始 终没有看到电流计的偏转。
A中电流的变 B中磁通量的 B中是否产生
化情况
变化情况
电流
闭合开关的瞬间
变大
变大
有
闭合开关，A中
不变
不变
无
电流稳定后
闭合开关，A中
变小
变小
有
电流稳定后，再
让变阻器电阻增
大
闭合开关，A中
变大
变大
有
电流稳定后，再
让变阻器电阻减
小
断开开关瞬间
变小
变小
有
实验一、导体切割磁感线 实质：改变了闭合电路在磁场中的面积
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
二、科学探究：感应电流产生的条件 实验1
结论一： 当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割
磁感线的运动时，电路中有感应电流产生。
实验2
结论二： 只有磁铁相对线圈运动时，闭合回路中有电
流产生。磁铁相对线圈静止时，没有电流产生。
实验3
结论三： 当线圈内的磁感应强度发生变化时，闭合回
路中有感应电流产生。
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奥斯特（丹麦物理学家） 1820年发现电流的磁效应
一、电磁感应的探索历程
菲涅耳（A.J.Fresnel，1788—1827，法国物理学家）的贡 献：在奥斯特公布他的发现不久，菲涅耳就宣称他把磁铁放在 螺旋线圈里，能够成功地由磁产生出电。但是当其他科学家按 照这样做时，却没能产生出电，但是菲涅耳的这一发现却启发 了安培于1821年着手于这一方面的探索。
法拉第（M.Farad 1791—1867）英国物理 学家法拉第自1821年就开始了磁生电的研究， 他用强磁铁靠近闭合线圈，想在闭合线圈中产 生出电流，均遭到失败，但他毫不气馁，仍然 坚定地进行各种实验，经过无数次的试验，终 于于1831年发现了磁生电的现象。
法拉第（英
国物理学家）， 经 过 10 余 年 的 研 究 于 1831 年 终于发现了磁 生电的条件。
实验二、磁铁插入或拔出 实质：改变了闭合电路中磁场的强弱
实验三、开关闭合或断开，滑动变阻器滑动 实质：改变了闭合电路中磁场的强弱
产生感应电流的条件
只要穿过闭合回路的
磁感线条数发生变化（即
磁通量发生变化），闭
合回路中就会产生感应电 流。
总结：
• （1）磁生电的条件：穿过闭合电路的 磁通量发生变化，闭合电路中就会产 生电流。
• （2）本质：穿过闭合电路的磁通量发 生变化。
• （3）电磁感应现象：因磁通量变化而 产生电流的现象叫做电磁感应现象。
• （4）感应电流：电磁感应现象中所产 生的电流叫感应电流。
核心要点突破
一、正确理解磁通量的变化 1．对磁通量的认识 (1)B与S垂直时(匀强磁场中)：Φ＝B·S.B指匀强磁场的磁 感应强度，S为线圈的面积． (2)B与S不垂直时(匀强磁场中)Φ＝B·S⊥.S⊥为线圈在垂直 磁场方向上的有效面积，在应用时可将S分解到与B垂直 的方向上，如下图所示．Φ＝B·Ssinθ.
亨利（J.Henry , 1797—1878）美国科学家亨利 于1830年暑期，在研究绕有不同长度导线的电磁铁所 产生的磁力大小时，把一个线圈与电流计相连，当线 圈放在蹄形电磁铁的两极之间，当他给电磁铁通电时， 电流计指针出现了摆动，断开电源时，电流计指针向 相反方向摆动。由于新学期开学，他不得不停止了这 一研究，因而错过了发表这一成果的时机，被誉为离 发现“磁生电”现象只有一步之遥的人。
(3)B变化，S也变化，则ΔΦ＝B2S2－B1S1 如图丙所示，设回路面积从S1＝8 m2变到S2＝18 m2，磁感应强度B同时从B1＝0.1 T变到B2＝0.8 T，则回路中磁通量的变化为ΔΦ＝Φ2－Φ1＝ B2S2－B1S1＝13.6 Wb.若按ΔΦ＝ΔB·ΔS＝(0.8－ 0.1)×(18－8)Wb＝7 Wb计算就错了． (4)B不变，S不变，θ变化，则ΔΦ＝BS(sin θ2－ sin θ1) 如丁所示，闭合线圈abcd在匀强磁场中绕垂直 于磁场方向的转轴OO′转动，B不变，S不变， 但B和S的夹角θ发生变化，引起穿过线圈的磁通 量变化．
练习
1、如图所示的匀强磁场中有一个矩形的 闭合导线框。在下列几种情况下，线框 中是否产生感应电流？
没有
没有
有
练习
2、关于感应电流,下列说法中正确的是（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
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
(3)某面积内有相反方向的磁场时 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为正，反方向的磁 通量为负，求其代数和．
2．磁通量变化的几种形式 磁通量的变化一般有四种情形： (1)B不变，S变化，则ΔΦ＝B·ΔS 如图甲所示，闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动， 闭合回路面积发生变化，引起磁通量变化． (2)B变化，S不变，则ΔΦ＝ΔB·S 如图乙所示，由于磁铁插入或拔出线圈，使线圈所处的 磁场发生变化，引起磁通量变化．
科拉顿（D.Colladen，1802—1892）：瑞士物理学家 科拉顿将一块磁铁在线圈中移动，试图在螺线管中产生出电 流。为避免磁铁对电流计的指针产生影响，他用一根很长的 导线把螺线管和电流计连接起来，并把电流计放在隔壁的房 间里。实验时，他将磁铁分别插入和拔出螺线管，然后再跑 到隔壁房间观察电流计的摆动情况。但不管他跑的多快，始 终没有看到电流计的偏转。
A中电流的变 B中磁通量的 B中是否产生
化情况
变化情况
电流
闭合开关的瞬间
变大
变大
有
闭合开关，A中
不变
不变
无
电流稳定后
闭合开关，A中
变小
变小
有
电流稳定后，再
让变阻器电阻增
大
闭合开关，A中
变大
变大
有
电流稳定后，再
让变阻器电阻减
小
断开开关瞬间
变小
变小
有
实验一、导体切割磁感线 实质：改变了闭合电路在磁场中的面积
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
二、科学探究：感应电流产生的条件 实验1
结论一： 当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割
磁感线的运动时，电路中有感应电流产生。
实验2
结论二： 只有磁铁相对线圈运动时，闭合回路中有电
流产生。磁铁相对线圈静止时，没有电流产生。
实验3
结论三： 当线圈内的磁感应强度发生变化时，闭合回
路中有感应电流产生。