1、第四章 電磁感應(yīng),本章以電場及磁場等知識(shí)為基礎(chǔ)，通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)了產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件和判斷感應(yīng)電流方向的一般方法楞次定律，給出了確定感應(yīng)電動(dòng)勢大小的一般規(guī)律法拉第電磁感應(yīng)定律.楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律是解決電磁感應(yīng)問題的重要依據(jù).感生電動(dòng)勢和動(dòng)生電動(dòng)勢使我們認(rèn)識(shí)到磁生電的本質(zhì)，互感和自感及渦流則是幾種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象.,電磁感應(yīng)的規(guī)律楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律及其應(yīng)用是中學(xué)物理的主干知識(shí)之一，是歷年高考必考的內(nèi)容.考查頻率較高的知識(shí)點(diǎn)有感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件、感應(yīng)電流的方向判定及導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的計(jì)算，且以電磁學(xué)和電路的綜合型題目較多.另外，自感現(xiàn)象及有關(guān)的圖象問題，也常出現(xiàn)在考題

2、中.,因此，在本章的學(xué)習(xí)中應(yīng)理解并熟記產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流的條件，會(huì)靈活地運(yùn)用楞次定律判斷各種情況下感應(yīng)電動(dòng)勢或感應(yīng)電流的方向，能準(zhǔn)確地計(jì)算各種情況下感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，并能熟練地利用題中圖象處理相關(guān)的電磁感應(yīng)問題或用圖象表示電磁感應(yīng)現(xiàn)象中相應(yīng)的物理量的變化規(guī)律.,第一節(jié) 劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn),第二節(jié) 探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件,學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解電磁的相關(guān)物理學(xué)史及電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過程，知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象和感應(yīng)電流 2明確感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的實(shí)驗(yàn)探究過程，知道發(fā)現(xiàn)“磁生電”的意義和價(jià)值 3理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件，并能應(yīng)用這一條件分析和解決實(shí)際問題 4理解磁通量的概念，掌握其計(jì)算方法，會(huì)分析判斷通過電路的

3、磁通量的變化情況,重點(diǎn)難點(diǎn)：1.設(shè)計(jì)探究“磁生電”的實(shí)驗(yàn)方案 2理解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 3判斷磁通量的改變及計(jì)算 易錯(cuò)問題：1.不能正確確定磁通量的變化 2錯(cuò)誤地認(rèn)為切割磁感線就能產(chǎn)生感應(yīng)電流,一、電磁感應(yīng)的探索歷程 1奧斯特的“電生磁” 1820年，丹麥物理學(xué)家 發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng) 2法拉第的“磁生電” 1831年，英國物理學(xué)家 發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,基礎(chǔ)知識(shí)梳理,奧斯特,法拉第,二、探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件 1實(shí)驗(yàn)探究 探究1：導(dǎo)體棒在磁場中運(yùn)動(dòng)是否產(chǎn)生電流,圖411,如圖411所示，將導(dǎo)軌、可移動(dòng)導(dǎo)體AB放置在磁場中，并和電流計(jì)組成閉合回路，把實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄在下表中.,無,有,無,探究2：磁鐵

4、在螺線管中運(yùn)動(dòng)是否產(chǎn)生電流 如圖412所示，將螺線管與電流計(jì)組成閉合回路，把條形磁鐵插入或拔出螺線管，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下：,圖412,有,無,有,有,有,無,探究3：模擬法拉第的實(shí)驗(yàn) 如圖413所示，線圈A通過變阻器和開關(guān)連接到電源上，線圈B的兩端連到電流表上，把線圈A裝在線圈B的里面，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下：,圖413,有,有,有,無,2.分析論證 探究實(shí)驗(yàn)1中，磁場的強(qiáng)弱不變，但是導(dǎo)體棒切割磁感線運(yùn)動(dòng)使閉合電路包圍的面積在 探究實(shí)驗(yàn)2中，將磁鐵插入或抽出時(shí)，線圈中磁場發(fā)生 ,變化,變化,探究實(shí)驗(yàn)3中，將開關(guān)閉合或斷開及改變滑動(dòng)變阻器的滑片的位置，使A中電流變化時(shí)，電流產(chǎn)生的磁場也在 ，通過B線圈的磁場強(qiáng)弱

5、也在 3實(shí)驗(yàn)結(jié)論 只要穿過 電路的磁通量 ，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生,變化,變化,閉合,發(fā)生變化,一、磁通量及變化量的計(jì)算 1磁通量的計(jì)算 (1)B與S垂直時(shí)：BS. B指勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，S為線圈的面積 (2)B與S不垂直時(shí)：BS. S為線圈在垂直磁場方向上的有效面積，在應(yīng)用時(shí)可將S分解到與B垂直的方向上，如圖414所示，BSsin.,核心要點(diǎn)突破,圖414,(3)磁通量是有正、負(fù)的標(biāo)量當(dāng)磁感線從線圈平面的不同側(cè)穿過時(shí)，磁通量分別取正號(hào)、負(fù)號(hào)，總磁通量為兩者的代數(shù)和,(4)多匝線圈的磁通量問題：磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)，也就是磁通量大小不受線圈匝數(shù)的影響同理，磁通量的變化量21也不受線圈

6、匝數(shù)的影響所以，直接用公式求、時(shí)，不必去考慮線圈匝數(shù)n.,B與S垂直時(shí)，在BS中，S為線圈在B中的有效面積如圖415，若閉合電路abcd和ABCD所在平面均與勻強(qiáng)磁場B垂直，面積分別為S1和S2，且S1S2，但磁場區(qū)域恰好只有ABCD那么大，穿過S1和S2的磁通量是相同的，因此，BS中的S應(yīng)是指閉合回路中包含磁場的那部分“有效面積”,圖415,2磁通量變化的計(jì)算 (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，有效面積S變化時(shí)，則10BS. (2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化，磁感線穿過的有效面積S不變時(shí)，則穿過回路的磁通量的變化量是10BS. (3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B和回路面積S同時(shí)變化時(shí)，則10B1S1B0S0，而不等于BS.,二

7、、如何判斷感應(yīng)電流的有無？ 1感應(yīng)電流產(chǎn)生的必要條件 (1)電路必須是閉合電路 (2)穿過回路的磁通量發(fā)生變化,2分析是否產(chǎn)生感應(yīng)電流，關(guān)鍵是分析穿過閉合電路的磁通量是否變化，使穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，大致有以下幾種情況： (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，閉合電路的有效面積S發(fā)生變化 (2)閉合電路的有效面積S不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化 (3)閉合電路的有效面積及磁感應(yīng)強(qiáng)度B均變化,當(dāng)閉合電路的部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，并非一定產(chǎn)生感應(yīng)電流，電路中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流，取決于穿過回路的磁通量是否變化,在圖416中，若回路面積從S08 m2變到St18 m2，磁感應(yīng)強(qiáng)度B同時(shí)從B00.1 T方向垂直

8、紙面向里變到Bt0.8 T方向垂直紙面向外，則回路中的磁通量的變化量為(),課堂互動(dòng)講練,圖416,A7 WbB13.6 Wb C15.2 Wb D20.6 Wb 【解析】因?yàn)锽、S都變化所以可用后來的磁通量減去原來的磁通量取后來的磁通量為正,t0BtSt(B0S0)0.818 Wb(0.18)Wb15.2 Wb，故C對 【答案】C 【點(diǎn)評(píng)】(1)B、S均變化時(shí)，不能用BS計(jì)算 (2)磁通量是有正、負(fù)的標(biāo)量,1如圖417所示，P為一個(gè)閉合的金屬彈簧圓圈，在它的中間插有一根條形磁鐵現(xiàn)用力從四周拉彈簧圓圈，使圓圈的面積增大，則穿過彈簧圓圈的磁通量將如何變化？,圖417,解析：條形磁鐵磁感線的分布如

9、圖所示(從上向下看)磁通量是穿過一個(gè)面的磁感線的多少，由于進(jìn)去和出來的磁感線要抵消一部分，當(dāng)彈簧圓圈的面積擴(kuò)大時(shí)，進(jìn)去的磁感線條數(shù)增加，而出來的磁感線條數(shù)是一定的，故穿過這個(gè)彈簧圓圈的磁通量減小 答案：減小,有一正方形閉合線圈，在足夠大的勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)圖418中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(),圖418,【解析】B、C、D中線圈均在切割磁感線，A中線圈不切割磁感線，所以A中線圈沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生即使切割了磁感線，也不能保證就能產(chǎn)生感應(yīng)電流，比如B和C中的線圈豎直邊切割了磁感線，但閉合線圈的磁通量沒有發(fā)生變化，故B、C中的線圈也沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生,【答案】D 【點(diǎn)評(píng)】導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)，并不一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生

10、判斷有無感應(yīng)電流產(chǎn)生，還得看閉合回路的磁通量是否發(fā)生變化,2.如圖419所示，開始時(shí)矩形線圈與磁場垂直，且一半在勻強(qiáng)磁場中，另一半在勻強(qiáng)磁場外，若要線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，下列方法中可行的是(),圖419,A將線圈向左平移一小段距離 B將線圈向上平移 C以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于60) D以ad為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于90) 解析：選ACD.將線圈左右移動(dòng)，使線圈中存在勻強(qiáng)磁場的面積發(fā)生變化，故有感應(yīng)電流的產(chǎn)生上下平移線圈時(shí)，B與S均未發(fā)生變化，故無感應(yīng)電流產(chǎn)生若以ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，B與S的夾角發(fā)生變化同樣以ad為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，B與S夾角發(fā)生變化引起磁通量的變化故選ACD.,麥克風(fēng)是常用的一種電子設(shè)備，它的內(nèi)部是一個(gè)小型傳感器，把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)它的種類比較多，如圖4110所示為動(dòng)圈式話筒簡圖，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個(gè)輕小的金屬線圈，該線圈處在柱形永磁體的輻射狀磁場中，當(dāng)聲音使膜片振動(dòng)時(shí)，就能將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，下列說法正確的是(),A該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的 B該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象工作的 C膜片振動(dòng)時(shí)，線圈內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 D膜片振動(dòng)時(shí)，線圈內(nèi)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,圖4110,【解析】當(dāng)聲音使膜片振動(dòng)時(shí)，膜片后的金屬線圈隨之振動(dòng)，線圈就會(huì)切割永磁體磁場的磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電