(新)高中物理选修3-2课件：4-1、2_划时代的发现和探究感应电流的产生条件

4-1、2_划时代的发现和探究感应电流的产生条件奥斯特梦圆“电生磁”1.电流的磁效应(1)载流导线能使小磁针偏转，这种作用称为电流的磁效应．(2)1820年4月，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应．2．意义电流磁效应的发现证实了存在着必然的联系，突破了人类对认识的局限性，掀起了一场研究电与磁关系的革命.电和磁电与磁法拉第心系“磁生电”1.电磁感应现象(1)由磁场产生电流的现象叫现象，英国科学家法拉第经过10年的不懈努力终于在1831年发现电磁感应现象，完成了电磁感应的愿望．(2)法拉第把引起感应电流的原因概括为五类：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁场、在磁场中运动的导体．2．意义电磁感应现象的发现使人们对的内在联系的认识更加完善，使人们找到了的条件.电与磁磁生电磁生电感应电流的产生需要什么条件？感应电流和哪些因素有关？1.导体棒在磁场中运动是否产生电流如图所示，将可移动导体AB放置在磁场中，并和电流表组成闭合回路．实验过程及现象如下：实验操作实验现象(有无电流)分析论证导体棒静止闭合电路包围的面积时，电路中有电流产生；包围的面积时，电路中无电流产生导体棒平行磁感线运动导体棒切割磁感线运动无有无变化不变探究感应电流的产生条件如图所示，将螺线管与电流表组成闭合回路，把条形磁铁插入或拔出螺线管．实验现象如下实验操作实验现象(有无电流)分析论证N极插入线圈线圈中的磁场时，线圈中有感应电流；线圈中的磁场时，线圈中无感应电流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2.如图所示，将螺线管与电流表组成闭合回路，把条形磁铁插入或拔出螺线管．实验现象如下3.模拟法拉第的实验如图所示，线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面．实验现象如下：实验操作实验现象(有无电流)分析论证开关闭合瞬间开关断开瞬间开关保持闭合，滑动变阻器滑片不动开关保持闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片线圈B中磁场时，线圈B中有感应电流；磁场时，线圈B中无感应电流有无有有变化不变4.归纳结论产生感应电流的条件与的变化有关系，与闭合电路变化有关系；只要穿过闭合电路的，闭合电路中就有感应电流．磁场磁通量磁通量发生变化一、磁通量与磁通量的变化1．磁通量的定义式：Φ＝BS.2．磁通量的单位为韦伯，符号Wb.3．判断穿过回路的磁通量是否发生变化．大致有以下几种情况：(1)由于磁场变化而引起穿过闭合回路的磁通量发生变化，即S不变，B变化．如下图所示当线圈靠近条形磁铁的N极时(线圈面积不变)。由于离N极近处的磁感应强度B较强，使得线圈内部空间的磁感应强度变大，而线圈所包围的面积不变，因此线圈的磁通量增大。(2)由于闭合回路的面积S发生变化而引起磁通量变化，即B不变，S变化．如下图所示，金属导体框架处在匀强磁场中，当导体棒ab左右滑动时，就会引起闭合回路的面积变化，从而引起穿过闭合回路的磁通量发生变化．(3)线圈平面与磁场方向的夹角θ发生变化时，引起穿过线圈的磁通量发生变化，即B、S不变，θ变化．(4)磁场、线圈面积都变化时，也可引起穿过线圈的磁通量变化．二、产生感应电流的条件．1．不论用什么方法，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产生．2．在闭合电路中有磁通量但不变化，即使磁场很强，磁通量很大，也不会产生感应电流．产生感应电流的两个条件：一个是电路必须是闭合的；另一个是穿过电路本身的磁通量发生变化．二者缺一不可．(1)即使导体真“切割”了磁感线，也不能保证就能产生感应电流．图甲，尽管导体“切割”了磁感线(匀强磁场)，但磁通量没变化，没有感应电流；图乙，导体框的一部分导体“切割”了磁感线，穿过线框的磁感线条数越来越少，线框中有感应电流；图丙，闭合导体在非匀强磁场中运动，切割了磁感线，同时穿过线框的磁感线条数减少，线框中有感应电流．三、对导体切割磁感线的理解及注意的问题．(2)即使是闭合回路的部分导体做切割磁感线的运动，也不能保证一定存在感应电流．如图所示，线框abcd的一部分在匀强磁场中上下平动．尽管是部分切割，但同样在线框中没有感应电流（磁通量没变）．A．G1、G2中都有电流通过B．G1、G2中都没有电流通过C．只有G1中有电流通过D．只有G2中有电流通过如图所示，导线框abcd放在光滑的平行导轨上，与导轨接触良好，现使导线框abcd向右运动，G1、G2是两只电流表，则()A例题：答案：整个过程中穿过线圈的磁通量先增加再减少再增加最后减少．一根通有恒定电流I的长直导线MN，另有一闭合的线圈P位于导线的正下方，如图甲所示．现使线圈P竖直向上运动到MN的上方的过程中，穿过P的磁通量如何变化？一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角，将abcd绕ad轴转180°角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量为()A．0B．2BSC．2BScosθD．2BSsinθC匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是()A．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动B．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动C．线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动D．线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动答案：C假如未来某一天中国的宇航员登上月球(如图)，想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是()A．直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场的有无B．将电流表与线圈组成回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场C．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向转动，如电流表有示数，则月球表面有磁场D．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场C