2013-2014学年高二物理粤教版选修3-2同步课件：第1章 第1节 电磁感应现象 第2节 研究

第一节电磁感应现象第二节研究产生感应电流的条件电磁感应1．了解电磁感应的发现过程．2．理解电磁感应现象及其产生的条件．3．运用电磁感应现象产生的条件判断回路是否有感应电流．1.电磁感应现象由____生____的现象，叫做电磁感应现象．由电磁感应现象产生的电动势称为_____，产生的电流，称为____．2．磁通量(1)定义：______与_____的乘积，叫做穿过这个面的磁通量．(2)公式：_____;单位：____；符号：___(3)矢量性：______，但有正负．说明：Φ的正负意义是从正、反两面穿入，若从一面穿入为正，则从另一面穿入为负．答案：1．磁电感应电动势感应电流2．(1)磁感应强度B垂直于B的面积S(2)Φ＝BS韦伯Wb(3)标量(4)意义：指穿过这个面的__________________．磁感线越密的地方，也就是穿过单位面积的磁感线条数________的地方，磁感应强度B______.因此，B越大，穿过这个面的磁感线条数越多，____________.(5)磁通量的变化：ΔΦ＝________，即末、初磁通量的差．3．感应电流产生的条件：穿过闭合电路的__________发生变化，闭合电路中就有感应电流产生．如果电路不闭合，则只有__________而无感应电流产生．答案：(4)磁感线条数越多越大磁通量就越大(5)Φ2－Φ13．磁通量感应电动势考点一电流的磁效应与电磁感应现象的区别1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流能够产生磁场——电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在着联系，受到这一发现的启发，人们开始考虑这样一个问题：既然电流能够产生磁场，反过来，利用磁场是不是能够产生电流呢？不少科学家进行了这方面的探索，英国科学家法拉第，坚信电与磁有密切的联系．经过10年坚持不懈地努力，于1831年终于取得了重大的突破，发现了利用磁场产生电流的条件．电流的磁效应是指电流周围产生磁场即“电生磁”，而电磁感应现象是利用磁场产生感应电流即“磁生电”，是两种因果关系相反的现象．下列现象属于电磁感应现象的是()A．莱顿瓶放电使缝衣针磁化B．载流导线使小磁针发生偏转C．指南针总是大致指向南北方向D．放在磁铁附近的导体环在靠近磁铁过程中产生了电流解析：电磁感应现象是磁生电的过程，只有D符合题意．答案：D考点二感应电流产生的条件产生感应电流的条件：①电路闭合；②穿过电路的磁通量发生变化分析是否产生感应现象，关键是分析穿过闭合线圈的磁通量是否变化，而分析磁通量是否有变化，关键是分清磁通量的分布，即分清磁感线的疏密变化和磁感线方向的变化及有效磁场面积的变化．如图所示，可以使电流表指针发生偏转的情况是()A.开关S断开，导线ab竖直向下运动B．开关S闭合，导线ab竖直向上运动C．开关S断开，导线ab从纸里向纸外运动D．开关S闭合，导线ab从纸外向纸里运动解析：为使电流表指针发生偏转，电路中应有感应电流产生，这就需同时满足两个条件：一是电路要闭合；二是一部分导体做切割磁感线运动．对照图中装置可知，A、B、C都错．答案：D练习1．如下图所示，表示垂直于纸面的一根导体，它是闭合电路的一部分，它在下面各图中按所示方向运动时，不会产生感应电流的是()解析：C中导体沿着磁感线运动，不切割磁感线，不产生感应电流．答案：C2．关于电磁感应现象，下列说法中正确的是()A．穿过闭合电路的磁感线条数发生变化时，电路中有感应电流B．闭合线圈放在变化的磁场中，必然有感应电流产生C．闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动，必然产生感应电流D．穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流解析：闭合线圈产生感应电流的条件是穿过线圈的磁通量发生变化，B和C选项磁通量不一定变化，A和D符合条件．答案：AD一、磁通量变化的原因判断闭合回路中是否有感应电流产生，应抓住磁通量是否发生变化这一理论依据，而磁通量变化的常见原因是：①穿过闭合回路的磁感应强度B发生变化．②闭合回路面积S发生变化．③磁感应强度B和面积S的夹角发生变化．练习3．某学生做“探究电磁感应的产生条件”的实验，将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路，当它接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是()A．开关位置接错B．电流表的正、负极接反C．线圈B的接头3、4接反D．蓄电池的正、负极接反解析：在蓄电池电路中加开关，通、断开关时会有变化的电流，将在线圈B中产生变化的磁场和磁通量．图中把开关接入线圈B的电路中，对电流的变化不起作用．答案：A如图所示，将一个矩形线圈ABCD放入匀强磁场中，若线圈平行于磁感线，则下列运动中，哪些在线圈中会产生感应电流()A．矩形线圈做平行于磁感线的平移运动B．矩形线圈做垂直于磁感线的平移运动C．矩形线圈绕AB边做转动D．矩形线圈绕BC边做转动解析：根据产生感应电流的条件可知，判断闭合线圈中是否产生感应电流，关键是判断线圈中磁通量是否发生变化．选项A中，矩形线圈做平行于磁感线的平移运动，磁通量不发生变化，无感应电流．选项B中，矩形线圈做垂直于磁感线的平移运动，磁通量不发生变化，无感应电流．选项C中，矩形线圈绕AB边做转动，穿过线圈的磁通量必定发生变化，产生感应电流．选项D中，矩形线圈绕BC边做转动，没有磁感线穿过线圈，磁通量恒为零，线圈中没有感应电流．答案：C二、如何求磁通量的变化量在研究某一闭合的磁场分布情况时，我们除了对磁感应强度这个物理量感兴趣外，还要考虑单位面积内的磁感线条数，这时我们可以用磁通量这个物理量来表示，用公式Φ＝BScosθ来计算，其中θ是S与垂直磁场方向的夹角．一般有以下两种情况：(1)磁感应强度B和θ不变，有效面积S改变，则ΔΦ＝Φt－Φ0＝BΔScosθ(2)磁感应强度B变化，磁感线穿过的有效面积S和θ不变，则：ΔΦ＝Φt－Φ0＝ΔBScosθ一个100匝的线圈，其横截面积是边长为L＝0.20m的正方形，放在磁感应强度为B＝0.5T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直．若将这个线圈横截面积的形状由正方形变为圆形(横截面积的周长不变)，这一过程中穿过线圈的磁通量改变多少？解析：线圈横截面是正方形时的面积：S1＝L2＝(0.20)2m2＝4.0×10－2m2穿过线圈的磁通量：Φ1＝BS1＝0.50×4.0×10－2Wb＝2.0×10－2Wb横截面形状变为圆形时，半径横截面积大小穿过线圈的磁通量，Φ2＝BS2＝≈2.55×10－2Wb此时，磁通量的变化ΔΦ＝Φ2－Φ1＝×10－2Wb＝5.5×10－3Wb答案：5.5×10－3Wbr＝4L2π＝2LπS2＝π2Lπ2＝16()100πm20.05×16100πWb()2.55－2.01.如图所示，两个同心圆形线圈a、b在同一水平面内，圆半径RaRb，一条形磁铁穿过圆心垂直于圆面，穿过两个线圈的磁通量分别为Φa和Φb，则：()A．ΦaΦbB．Φa＝ΦbC．ΦaΦbD．无法判断解析：磁体的内部，磁场是由S到N，而外部是由N到S.A、B圈包含的内部的磁通量都相等，在磁铁外部，磁场方向与内部相反，线圈和磁铁之间的面积越大，抵消的磁通量越多．所以Φa＜Φb答案：C4．关于磁通量的概念，下列说法正确的是()A．磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大B．穿过线圈的磁通量为零时，该处的磁感应强度不一定为零C．磁感应强度越大，线圈面积越大，穿过的磁通量越大D．穿过线圈的磁通量大小可用穿过线圈的磁感线条数来衡量解析：根据磁通量的概念Φ＝BScosθ可知A、C错，B对；磁通量的大小可以用穿过线圈的磁感线条数来衡量．答案：BD祝您