第四章

電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)1劃時代的發(fā)現(xiàn)

2探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件1劃時代的發(fā)現(xiàn)

2探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象知道什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象;了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過程,了解相關(guān)物理學(xué)史。2.感應(yīng)電流知道什么是感應(yīng)電流;經(jīng)歷感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的探究過程;理解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件;能夠運(yùn)用感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件判斷感應(yīng)電流能否產(chǎn)生。3.磁通量進(jìn)一步認(rèn)識磁通量的概念,能結(jié)合實(shí)例對磁通量是否變化進(jìn)行定性和定量的判斷。1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象12341.奧斯特夢圓“電生磁”18世紀(jì)末,一些獨(dú)具慧眼的哲學(xué)家如康德等,提出了各種自然現(xiàn)象之間相互聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化的思想。1820年,丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)載流導(dǎo)體能使小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),這種作用稱為電流的磁效應(yīng)。12341.奧斯特夢圓“電生磁”12342.法拉第心系“磁生電”1831年,英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,即“磁生電”現(xiàn)象。產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。電流的磁效應(yīng)與電磁感應(yīng)有什么區(qū)別?提示:電流的磁效應(yīng)是“電生磁”,而電磁感應(yīng)是“磁生電”。12342.法拉第心系“磁生電”12343.探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件(1)探究導(dǎo)體棒在磁場中運(yùn)動是否產(chǎn)生感應(yīng)電流(如圖所示)。12343.探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件1234(2)探究磁鐵在線圈中運(yùn)動是否產(chǎn)生感應(yīng)電流(如圖所示)。

1234(2)探究磁鐵在線圈中運(yùn)動是否產(chǎn)生感應(yīng)電流(如圖所示1234(3)模仿法拉第的實(shí)驗(yàn)(如圖所示)。

1234(3)模仿法拉第的實(shí)驗(yàn)(如圖所示)。1234123412344.感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件(1)歸納結(jié)論12344.感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件1234(2)產(chǎn)生條件

1234(2)產(chǎn)生條件121.對磁通量的理解(1)物理意義:表示穿過某一面積磁感線條數(shù)的多少。(2)計算公式:Φ=B·S,式中B為勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度,S為有磁感線穿過且與B垂直的有效面積。例如,圖中1和2為垂直于磁場放置的兩個圓環(huán),虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)磁場,由于環(huán)1和環(huán)2在磁場中的有效面積相同,所以穿過這兩個圓環(huán)的磁通量是相等的。121.對磁通量的理解12(3)磁通量是標(biāo)量,但有正負(fù)。若規(guī)定磁感線穿入某個面為正,則穿出為負(fù),且穿過這個面的磁通量應(yīng)為穿入和穿出該面磁通量的代數(shù)和。例如,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中有一面積為S的矩形線圈abcd,垂直于磁場放置(如圖所示)?，F(xiàn)使線圈以ab邊為軸轉(zhuǎn)180°,若規(guī)定初態(tài)的磁通量為正,即Φ1=B·S,則末態(tài)的磁通量Φ2=-B·S。(4)穿過線圈的磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)。因?yàn)榇┻^線圈的磁感線條數(shù)與匝數(shù)無關(guān),所以線圈有多匝時,不影響磁通量的計算。12(3)磁通量是標(biāo)量,但有正負(fù)。若規(guī)定磁感線穿入某個面為正122.對產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件的理解(1)導(dǎo)體回路閉合、磁通量變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩個必要條件,缺一不可。導(dǎo)體回路中有磁通量不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,如果穿過導(dǎo)體回路的磁通量很大但不發(fā)生變化,也不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。(2)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化,大致有以下幾種情況:①磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變,線圈面積S發(fā)生變化。②線圈面積S不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化。③磁感應(yīng)強(qiáng)度B和回路面積S同時發(fā)生變化,此時可由ΔΦ=Φ2-Φ1計算并判斷磁通量是否變化。④線圈面積S不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度B也不變,但二者之間的夾角發(fā)生變化。122.對產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件的理解12溫馨提示判斷穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量是否變化時,可充分利用磁感線來進(jìn)行定性判斷,即通過觀察穿過閉合導(dǎo)體回路的磁感線的條數(shù)是否變化判斷某過程中磁通量是否變化。12溫馨提示判斷穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量是否變化時,可充分利類型一類型二類型三類型一

對磁通量的理解與計算【例題1】如圖所示,a、b、c三個閉合線圈放在同一平面內(nèi),當(dāng)線圈a中有電流I通過時,穿過它們的磁通量分別為Φa、Φb、Φc,下列說法中正確的是(

)A.Φa<Φb<Φc

B.Φa>Φb>ΦcC.Φa<Φc<Φb

D.Φa>Φc>Φb點(diǎn)撥:某一平面內(nèi)存在相反方向的兩種磁感線時,穿過此平面的磁通量應(yīng)為合磁通量的大小。解析:當(dāng)a中有電流通過時,穿過a、b、c三個閉合線圈向里的磁感線條數(shù)一樣多,向外的磁感線的條數(shù)c最多,其次是b,a中沒有向外的磁感線,因此,根據(jù)合磁通量的計算,應(yīng)該是Φa>Φb>Φc。類型一類型二類型三類型一對磁通量的理解與計算解析:當(dāng)類型一類型二類型三答案:B題后反思磁通量是標(biāo)量,但它有正、負(fù),若有相反方向的兩種磁感線穿過某一個面,則穿過該面的磁通量應(yīng)為抵消后的合磁通量。觸類旁通如果將例題1中的線圈a改成如圖所示的一個有界勻強(qiáng)磁場,則穿過線圈b和線圈c的磁通量大小關(guān)系又怎樣?答案:由于b、c兩線圈中磁場穿過的有效面積相等,所以Φb=Φc。類型一類型二類型三答案:B類型一類型二類型三類型二

對磁通量變化量的分析與計算【例題2】一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,方向水平向右。一面積為S的矩形線圈abcd如圖所示放置,平面abcd與豎直方向成θ角。將abcd繞ad軸轉(zhuǎn)180°角,則穿過線圈平面磁通量的變化量為(

)A.0 B.2BSC.2BScosθ

D.2BSsinθ點(diǎn)撥:磁通量的變化量即穿過這一平面初、末兩狀態(tài)的磁通量之差。解析:開始時穿過線圈平面的磁通量為Φ1=BScos

θ,后來穿過線圈平面的磁通量為Φ2=-BScos

θ,則磁通量的變化量為ΔΦ=|Φ2-Φ1|=2BScos

θ。類型一類型二類型三類型二對磁通量變化量的分析與計算類型一類型二類型三答案:C題后反思磁通量雖然是標(biāo)量,但也有正、負(fù)之分,所以我們在計算磁通量的變化量時,應(yīng)搞清楚初、末兩狀態(tài)磁通量的正、負(fù)。類型一類型二類型三答案:C類型一類型二類型三類型三

對感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的理解及應(yīng)用【例題3】(多選)在勻強(qiáng)磁場中有兩條平行的金屬導(dǎo)軌,磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直,導(dǎo)軌上有兩條可沿導(dǎo)軌自由移動的導(dǎo)體棒AB、CD,這兩個導(dǎo)體棒的運(yùn)動速度分別為v1、v2,如圖所示,則下列四種情況,AB棒中有感應(yīng)電流通過的是(

)A.v1>v2

B.v1<v2C.v1≠v2 D.v1=v2點(diǎn)撥:產(chǎn)生感應(yīng)電流,條件有兩個:一是導(dǎo)體回路閉合;二是穿過回路的磁通量發(fā)生變化,即ΔΦ≠0。類型一類型二類型三類型三對感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的理解及應(yīng)類型一類型二類型三解析:本題考查對感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的理解,只要穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化,閉合回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。題中導(dǎo)軌位于勻強(qiáng)磁場中,只要滿足v