探究感应电流产生的条件1学习教案.pptx

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1、会计学1探究感应电流产生探究感应电流产生(chnshng)的条件的条件1第一页，共43页。第2页/共43页第二页，共43页。n n一、电磁感应的探索历程n n1“电生磁”的发现n n1820年，丹 麦 物 理 学 家_发现了电流(dinli)的磁效应n n2“磁生电”的发现n n1831年，英 国 物 理 学 家_发现了电磁感应现象奥斯特法拉第 第3页/共43页第三页，共43页。n n3法拉第的概括(giku)变化(binhu)和运动 电流(dinli)磁场 运动 运动 导体 感应电流 第4页/共43页第四页，共43页。n n二、探究感应电流的产生条件(tiojin)n n1导体棒切割磁感线运

2、动是否会产生感应电流(如图)第5页/共43页第五页，共43页。不变 无 变化(binhu)有第6页/共43页第六页，共43页。n n2.磁铁在螺线管中运动(yndng)是否会产生感应电流(如图)第7页/共43页第七页，共43页。增大(zn d)有无减少(jinsho)有增大(zn d)有无减少 有第8页/共43页第八页，共43页。n n3.模仿(mfng)法拉第的实验(如图)第9页/共43页第九页，共43页。有无有有有第10页/共43页第十页，共43页。n n三、交流讨论n n1导体(dot)棒在磁场中运动时是否产生电流n n如图所示，导体(dot)棒静止n n导体(dot)棒平行磁感线运动n

3、 n导体(dot)棒切割磁感线运动n n(1)三种情景是否都有感应电流产生？n n提示：无感应电流产生，而有感应电流产生第11页/共43页第十一页，共43页。n n(2)中导体运动为什么不产生感应电流？回路中的磁通量是否变化？n n提示(tsh)：导体平行磁感线运动，而不切割磁感线回路中的磁通量不发生变化n n(3)中能否产生感应电流？而此时回路中的磁通量是否变化？n n提示(tsh)：能产生感应电流回路中的磁通量发生变化第12页/共43页第十二页，共43页。n n(4)闭合导体(dot)回路的一部分导体(dot)在磁场中运动时一定产生感应电流吗？n n提示：不一定闭合导体(dot)回路的一部

4、分导体(dot)在磁场中运动时，若其速度方向与磁场方向平行，则不能产生感应电流n n(5)闭合导体(dot)回路的磁通量发生变化一定能产生感应电流吗？n n提示：一定能产生感应电流第13页/共43页第十三页，共43页。n n2螺线管是否产生感应电流n n如图所示的实验n n线圈(xinqun)不动，条形磁铁上下运动n n条形磁铁不动，线圈(xinqun)上下运动n n线圈(xinqun)和磁铁均不动，把接线柱的铁夹断开或接上的瞬间n n以上三种情形下，能否产生感应电流？n n提示：能，不能第14页/共43页第十四页，共43页。n n3如图所示n n开 关 闭 合、断开瞬间n n开关保持闭合，迅

5、速移动(ydng)滑动变阻器的瞬间n n结合以上情况讨论：n n(1)两种过程是否都能产生感应电流n n提示：都能产生电流第15页/共43页第十五页，共43页。n n(2)产生感应电流的条件与初中所学的“闭合电路的一部分导体切割(qig)磁感线会产生感应电流”有什么不同？n n提示：初中所学的闭合电路的一部分导体做切割(qig)磁感线运动就能产生感应电流，实质上是该闭合电路的磁通量发生变化但有时候，虽然导体切割(qig)磁感线，但磁通量不发生变化，不产生感应电流，故要产生感应电流，必须要求导体构成的闭合回路中磁通量发生变化，并不一定是切割(qig)磁感线运动第16页/共43页第十六页，共43页

6、。n n4上述1说明产生感应电流的条件与闭合电路包围的面积有关；2、3说明产生感应电流的条件与磁感应强度的变化有关，如何将这两个结论统一起来呢？n n提示：根据公式BS可知，无论闭合电路包围的面积变化还是磁感应强度变化，都会使磁通量发生变化，所以(suy)，闭合电路中是否产生感应电流，关键看磁通量是否发生变化第17页/共43页第十七页，共43页。第18页/共43页第十八页，共43页。n n1.计算磁通量的公式BS的适用条件是什么？如图所示，穿过面积为S的平面的磁通量是多少？n n提示(tsh)：适用于匀强磁场且B与S垂直，BSsin.n n2如何定性判断磁通量的变化？n n提示(tsh)：根据

7、穿过线圈平面的磁感线的条数来定性判断磁通量的变化探究(tnji)一磁通量变化情况分析及定量运算第19页/共43页第十九页，共43页。n n 有一个垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，磁感应强度(qingd)B0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1 cm.现在纸面内先后放上圆线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1 cm,10匝；B线圈半径为2 cm,1匝；C线圈半径为0.5 cm,1匝问：(1)在磁感应强度B减为0.4 T的过程中，线圈(xinqun)A 和B中磁通量改变多少？(2)当磁场转过30角的过程中，线圈(xinqun)C中磁通量改变多少？第20页/共43页第二十页，共43页。n

8、 n思路点拨：分别写出初末状态的磁通量1、2的表达式，然后(rnhu)用|21|可求出磁通量的改变量第21页/共43页第二十一页，共43页。第22页/共43页第二十二页，共43页。n n【题后总结】磁通量是指穿过某一面积的磁感线的条数，与线圈匝数无关若线圈所围面积大于磁场(cchng)面积，则以磁场(cchng)区域面积为准本题中B线圈与A线圈中的磁通量始终一样，故它们的改变量也一样第23页/共43页第二十三页，共43页。n n针对训练(xnlin)n n1.如图所示，a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内，当线圈a中有电流I通过时，它们的磁通量分别为a、b、c，下列说法正确的是()n nAab

9、cn nBabcn nCacbn nDacb第24页/共43页第二十四页，共43页。n n解析(ji x)：当a中有电流通过时，a、b、c三个闭合线圈向里磁感线条数一样多，但b、c有向外的磁感线穿出，且c向外的条数多，抵消的多，合磁通量最小所以abc.n n答案：B第25页/共43页第二十五页，共43页。n n1产生感应电流的条件是什么？n n提示(tsh)：穿过闭合回路的磁通量发生变化n n2闭合线圈在磁场中运动是否一定产生感应电流？穿过某一回路的磁通量发生变化是否一定产生感应电流？n n提示(tsh)：不一定不一定探究(tnji)二产生感应电流的条件第26页/共43页第二十六页，共43页。

10、n n(多选)如图所示，竖直放置的长直(chn zh)导线通以恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，在下列情况中线圈产生感应电流的是()n nA导线中电流变大n nB线框向右平动n nC线框向下平动n nD线框以ab边为轴转动n nE线框以直导线为轴转动第27页/共43页第二十七页，共43页。n n解析：讨论是否产生感应电流，需分析通电导线周围的磁场分布情况通电导线周围的磁感线是一系列同心圆，且由内向外由密变疏，即越远离(yun l)导线磁感线越疏n n对选项A，因I增大而引起导线周围磁场的磁感应强度增大，故选项A正确第28页/共43页第二十八页，共43页。n n对选项C，由甲图可知线框向

11、下平动时穿过线框的磁通量不变，故选项C错误n n对选项D，可用一些特殊位置来分析，当线框在如图甲所示位置时穿过线框的磁通量最大，当线框转过90时，穿过线框的磁通量最小：0，因此可以(ky)判定线框以ab为轴转动时磁通量一定变化，故选项D正确第29页/共43页第二十九页，共43页。n n对选项E，先画出俯视图(如图乙所示)，由图可看出线框绕直导线转动时，在任何一个位置穿过线框的磁感线条数不变，因此无感应电流，故选项E错误n n答案(d n)：ABDn n【题后总结】产生感应电流的条件n n一闭合二变磁，即导体回路必须闭合，穿过闭合导体回路的磁通量发生变化二者缺一不可第30页/共43页第三十页，共

12、43页。n n针对训练n n2如图所示，矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场内，一半在匀强磁场外下述过程中使线圈产生感应电流的是()n nA以bc为轴转动(zhun dng)45n nB以ad为轴转动(zhun dng)45n nC线圈向下平移n nD线圈向上平移第31页/共43页第三十一页，共43页。第32页/共43页第三十二页，共43页。第33页/共43页第三十三页，共43页。n n一、磁通量的分析与计算n n1匀强磁场(cchng)中磁通量的计算n n(1)B与S垂直时：BS，B指匀强磁场(cchng)的磁感应强度，S为线圈的面积n n(2)B与S不垂直时：BS，S为线圈在垂直磁场(cc

13、hng)方向上的有效面积，在应用时可将S分解到与B垂直的方向上，如图所示此时BSsin.第34页/共43页第三十四页，共43页。n n(3)某面积内有不同方向的磁场时：分别计算不同方向磁场的磁通量，然后规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，求其代数和n n2非匀强磁场中磁通量的分析n n条形磁铁、通电导线周围的磁场都是非匀强磁场，通常只对穿过其中(qzhng)线圈的磁通量进行定性分析，分析时应兼顾磁场强弱、线圈面积和磁场与线圈的夹角等因素，并可充分利用磁感线来判断，即磁通量的大小对应穿过线圈的磁感线的条数，穿过线圈的磁感线的条数变化，则说明磁通量变化第35页/共43页第三十五页，共43

14、页。n n3利用公式BS计算磁通量时的注意事项n n除注意正、负之外，还应注意以下事项：n n(1)如图所示，若闭合线框abcd和ABCD所在平面均与匀强磁场(cchng)B垂直，面积分别为S1和S2，且S1S2，但磁场(cchng)区域恰好只有ABCD那么大，穿过S1和S2的磁通量是相同的，因此，BS中的S应是指闭合回路中包含磁场(cchng)的那部分有效面积，即S2.第36页/共43页第三十六页，共43页。n n(2)磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响同理，磁通量的变化量21也不受线圈匝数的影响所以，直接用公式求、时，不必考虑线圈匝数n n(3)公式BS中的B应是匀

15、强磁场的磁感应强度，S是与磁场方向垂直的面积如果平面与磁场方向不垂直，应把面积S投影到与磁场垂直的方向上，求出投影面积S，代入到BS中计算(j sun)，应避免硬套公式BSsin 或BScos.第37页/共43页第三十七页，共43页。n n二、感应电流有无的判断n n产生感应电流的必要条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，所以判断感应电流有无时必须明确以下两点：n n1明确电路是否为闭合电路n n2判断穿过回路的磁通量是否发生变化穿过闭合电路的磁通量变化情况列表(li bio)如下：第38页/共43页第三十八页，共43页。变变化化的的四四种种情情况况B不变、不变、S变变例例：闭闭合合电电路路的的

16、一一部部分分导导体体切切割磁感线时割磁感线时B变、变、S不变不变例例：线线圈圈与与磁磁体体之之间间发发生生相相对对运动时运动时B和和S都变都变注注意意：此此时时可可由由t0计算并判断磁通量是否变化计算并判断磁通量是否变化B和和S大大小小都都不不变变，但二者之间的夹角变但二者之间的夹角变例：线圈在磁场中转动时例：线圈在磁场中转动时第39页/共43页第三十九页，共43页。第40页/共43页第四十页，共43页。n n活页(huy)作业(一)第41页/共43页第四十一页，共43页。谢谢(xi xie)观看！第42页/共43页第四十二页，共43页。感谢您的观看(gunkn)！第43页/共43页第四十三页，共43页。