2019-2020学年高中物理 第3章 电磁感应 1 电磁感应现象课件 新人教版选修1-1

一电磁感应现象1．了解电磁感应现象的发现过程，知道什么是电磁感应现象．2．知道什么是磁通量，理解感应电流的产生条件．3．体会人类探索自然规律的过程中表现出的科学态度和科学精神．一、划时代的发现1．奥斯特在1820年发现了_________________，即“电能生磁”．2．1831年，法拉第发现了__________________，即“磁可生电”．电流磁效应电磁感应现象二、电磁感应现象1．当穿过_________________发生变化时，回路中就有_____产生，这种现象叫做____________．在电磁感应中产生的电流叫做___________．2．电磁感应现象发现的意义(1)电磁感应现象的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加完善，宣告了________作为一门统一学科的诞生．(2)电磁感应现象的发现为完整的电磁学理论奠定了基础，奏响了____________的序曲．闭合回路的磁通量电流电磁感应感应电流电磁学电气化时代三、电磁感应的产生条件1．磁通量(1)意义：表示穿过一个________的磁感线条数的多少．(2)引起磁通量变化的原因(B为磁感应强度，S为线圈面积)．①B不发生变化，____发生变化；②____发生变化，S不发生变化；③B发生变化，____发生变化．2．感应电流的产生条件只要穿过________电路的________发生变化，闭合电路中就有感应电流产生．闭合电路SBS闭合磁通量一、电磁感应现象1．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．2．搞清现象的因果关系是“电生磁”还是“磁生电”，是正确区分以上两种现象的关键．二、产生感应电流的条件1．实验探究感应电流产生的条件(1)利用蹄形磁铁的磁场如图3－1－1所示，将导体ab和电流表连接组成闭合电路．图3－1－1①当导体ab在磁场中做切割磁感线的运动时，电流表的指针发生偏转．②当导体ab在磁场中做与磁感线平行的运动时，电流表的指针不发生偏转．(2)利用条形磁铁的磁场如图3－1－2所示，将螺线管用导线与电流表连接组成闭合电路，把条形磁铁插入螺线管，然后静止在螺线管中，最后从螺线管中拔出来，观察以上三个过程中电流表的指针是否偏转，并分析磁通量的变化情况．图3－1－2①条形磁铁插入螺线管的过程中，线圈B中磁通量增加，电流表指针发生偏转；②条形磁铁静止在螺线管中不动时，线圈B中磁通量不变，电流表指针不发生偏转；③条形磁铁从螺线管中拔出的过程中，线圈B中磁通量减少，电流表指针发生偏转；(3)利用通电螺线管的磁场如图3－1－3所示，用导线把一个大螺线管B与电流表连接成闭合电路，套在大螺线管B中的小螺线管A通过滑动变阻器、开关与电源连接．图3－1－3①开关接通的瞬间，电流表指针发生偏转，线圈B中磁通量增加，有感应电流产生；②开关接通，滑片不动，电流表指针不发生偏转，线圈B中磁通量不变，无感应电流产生；③开关接通，滑片移动，电流表指针发生偏转，线圈B中磁通量改变，有感应电流产生；④开关断开的瞬间，电流表指针发生偏转，线圈B中磁通量减少，有感应电流产生．2．结论不论用什么方法，不论何种原因，只要使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．3．产生感应电流的条件(1)闭合电路；(2)磁通量发生变化．思考与讨论[教材第47页]点拨感应电流的产生必须具备两个条件：一是电路要闭合，即要具备形成电流的回路；二是电路中的磁通量要发生变化．二者缺一不可．教材资料分析电磁感应现象例1下列现象中，属于电磁感应现象的是()A．小磁针在通电导线附近发生偏转B．通电线圈在磁场中转动C．因闭合线圈在磁场中运动而产生电流D．磁铁吸引小磁针解析电磁感应是指“磁生电”的现象，而小磁针和通电线圈在磁场中转动及受磁场力的作用，反映了磁场力的性质．所以A、B、D不是电磁感应现象，C是电磁感应现象．答案C1．如图3－1－4所示，矩形区域ABCD内有匀强磁场，闭合线圈由位置1通过这个磁场运动到位置2.线圈在运动过程的哪几个阶段没有感应电流，哪几个阶段有感应电流？为什么？图3－1－4【答案】线圈在没有进入磁场时、线圈全部在磁场中、线圈全部离开磁场这三个阶段，整个线圈不在磁场中或全部处在磁场中，所以没有感应电流产生；线圈在右边刚进入磁场到左边也进入磁场和右边刚出场磁场到左边也离开磁场的这两个阶段，线圈的一部分做切割磁感线运动，所以有感应电流产生．感应电流有无的判断例2如图3－1－5所示，竖直放置的长直导线通有图示方向的恒定电流I，有一闭合矩形金属框abcd与导线在同一平面内，在下列情况中，能在线框中产生感应电流的是()A．线框向下平动B．线框向右平动C．线框以ab为轴转动D．线框以直导线为轴转动图3－1－5解析闭合线框abcd若平行于导线向下平动，穿过线框的磁通量不变，不能产生感应电流，故A错；线框若垂直于导线向右平动，远离导线，则线框中的磁感应强度减小，穿过线框的磁通量减小，故B对；线框在图示位置磁通量最大，若线框以ab为轴转动，则磁通量变小，故C对；若线框以导线为轴转动，在任何情况下磁感线与线框所在平面均垂直，磁通量不变，故D错；所以本题正确答案为B、C.答案BC借题发挥感应电流的产生条件是穿过闭合电路中的磁通量发生变化．不管什么原因，只要是穿过闭合电路中的磁通量变化了，就必然会产生感应电流．2．关于电磁感应，下列说法正确的是()A．导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流B．导体做切割磁感线的运动，导体内一定会产生感应电流C．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流D．穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流【答案】D【解析】产生感应电流有两个必要条件：一是闭合电路，二是回路中磁通量发生变化，二者缺一不可．导体相对磁场运动或导体做切割磁感线运动时，不一定组成闭合电路，故A、B错误．即使是闭合回路做切割磁感线运动，回路中磁通量也不一定发生变化，如右图所示，闭合导体虽然切割磁感线，但回路中磁通量始终未变，故无感应电流产生，C错误．1．通电直导线穿过闭合线圈L，如图3－1－6所示，则()A．当电流I增大时，线圈L中有感应电流B．当L左右平动时，L中有感应电流C．当L上下平动时，L中有感应电流D．以上各种情况都不会产生感应电流电磁感应现象图3－1－6【答案】D【解析】根据直导线电流的磁场特点知，A、B、C各种情况下，穿过线圈的磁通量不变，选项D正确．2．(2017年盐城学业水平模拟)下列图示中，正方形闭合线圈始终在匀强磁场中运动，线圈中能产生感应电流的是()【答案】D感应电流有无的判断【解析】线框平行于磁感线运动，穿过线框的磁通量没有变化，不会产生感应电流，故A错误；线框整体垂直于磁感线运动，虽然切割磁感线，但穿过的磁通量没有变化，因此也不会产生感应电流，故B错误；线框绕轴转动，但穿过的磁通量没有变化，因此也不会产生感应电流，故C错误；线框绕轴转动，导致磁通量发生变化，因此线框产生感应电流，故D正确．3．某学生做观察电磁感应现象的实验时，将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图3－1－7所示的实验电路，闭合开关，下列说法正确的是()图3－1－7A．将线圈A插入线圈B过程中，有感应电流B．线圈A从线圈B中拔出过程中，有感应电流C．线圈A停在线圈B中，有感应电流D.线圈A拔出线圈B的过程中，线圈B的磁通量在减小【答案】ABD【解析】由感应电流产生的条件判断A、B选项都正确，C项错误；在A线圈从B线圈拔出的过程中B线圈的磁通量减小，D项正确．4．如图3－1－8所示，两个线圈分别绕在一个铁环上，线圈A接直流电源，线圈B接灵敏电流表，下列哪种情况不可能使线圈B中产生感应电流()A．将开关S接通或断开的瞬间B．开关S接通一段时间之后C．开关S接通后，改变变阻器滑片的位置时D．拿走铁环，再做这个实验，开关S接通或断开的瞬间图3－1－8【答案】B【解析】本题的实验方法就是当年法拉第实验原理装置，根据法拉第对产生感应电流的五类情况概括知，A、C、D选项符合变化的电流(变化的磁场)产生感应电流的现象．而开关S接通一段时间之后，A线圈中是恒定电流，不符合“磁生电”条件，“磁生电”是一种在变化、运动过程才能出现的效应，故不能使B线圈中产生感应电流．