高二物理磁生电的探索.ppt
第1节磁生电的探索,课标定位,学习目标：1.了解电磁感应现象这一划时代发现的曲折历程2理解磁通量并学会磁通量变化的计算3知道什么是电磁感应现象，掌握产生感应电流的条件4体验由实验“发现”规律的乐趣，养成探究物理规律的良好习惯重点难点：感应电流产生的条件,核心要点突破,课堂互动讲练,知能优化训练,第1节,课前自主学案,课前自主学案,一、电磁感应的探索历程1“电生磁”：1820年，丹麦物理学家_发现了电流的磁效应2“磁生电”：1831年，英国物理学家_发现了电磁感应现象二、科学探究感应电流产生的条件1探究导体棒在磁场中运动是否产生电流(图111),奥斯特,法拉第,变化,图111,不变,2探究磁铁在通电螺线管中运动是否产生电流(图112)图112,变化,不变,3模拟法拉第的实验(图113)图113,变化,不变,思考感悟：闭合回路中有磁场就一定有感应电流吗？提示：不一定要看磁通量是否发生变化,核心要点突破,一、正确理解磁通量的变化1对磁通量的认识(1)B与S垂直时(匀强磁场中)：BS.B指匀强磁场的磁感应强度，S为线圈的面积(2)B与S不垂直时(匀强磁场中)BS.S为线圈在垂直磁场方向上的有效面积，在应用时可将S分解到与B垂直的方向上，如图114所示BSsin.,图114(3)某面积内有相反方向的磁场时分别计算不同方向的磁场的磁通量，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,2磁通量变化的几种形式磁通量的变化一般有四种情形：(1)B不变，S变化，则BS如图115甲所示，闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动，闭合回路面积发生变化，引起磁通量变化(2)B变化，S不变，则BS如图115乙所示，由于磁铁插入或拔出线圈，使线圈所处的磁场发生变化，引起磁通量变化,(3)B变化，S也变化，则B2S2B1S1如图115丙所示，设回路面积从S18 m2变到S218 m2，磁感应强度B同时从B10.1 T变到B20.8 T，则回路中磁通量的变化为21B2S2B1S113.6 Wb.若按BS(0.80.1)(188)Wb7 Wb计算就错了(4)B不变，S不变，变化，则BS(sin 2sin 1)如图115丁所示，闭合线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO转动，B不变，S不变，但B和S的夹角发生变化，引起穿过线圈的磁通量变化,图115,即时应用(即时突破，小试牛刀)1.一磁感应强度为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116所示放置，平面abcd与竖直方向成角将abcd绕ad轴转180角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量是()图116A0 B2BSC2BScos D2BSsin,解析：选C.开始时穿过线圈平面的磁通量为1BScos.则后来穿过线圈平面的磁通量为2BScos.则磁通量的变化量为|21|2BScos.,二、判断是否产生感应电流的方法1感应电流产生的条件(1)电路闭合(2)穿过电路的磁通量发生变化2判断的基本方法(1)看回路是否闭合，如果回路不闭合时，无论如何也不会产生感应电流.(2)看磁场方向与回路平面之间的关系，即磁场的方向与回路平面是垂直、平行或成某一夹角.(3)看穿过回路的磁感线的条数是否发生变化，若变化则产生感应电流，否则不产生感应电流.,即时应用(即时突破，小试牛刀)2.(2011年山东潍坊高二质检)如图117所示，A、B两回路中各有一开关S1、S2，且回路A中接有电源，回路B中接有灵敏电流计，下列操作及相应的结果中可能的是()图117,A先闭合S2，后闭合S1的瞬间，电流计指针不偏转BS1、S2闭合后，在断开S2的瞬间，电流计指针偏转C先闭合S1，后闭合S2的瞬间，电流计指针偏转DS1、S2闭合后，在断开S1的瞬间，电流计指针偏转,解析：选D.回路A中有电源，当S1闭合后，回路中有电流，在回路的周围产生磁场，回路B中有磁通量，在S1闭合或断开的瞬间，回路A中的电流从无到有或从有到无，电流周围的磁场发生变化，从而使穿过回路B的磁通量发生变化，产生感应电动势，此时若S2是闭合的，则回路B中有感应电流，电流计指针偏转，D正确,课堂互动讲练,如图118所示，有一个100匝的线圈，其形状是边长为L0.20 m的正方形，放在磁感应强度为B0.50 T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直若将这个线圈的形状由正方形改变成圆形(周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？,图118,【精讲精析】线圈形状为正方形时的面积：S1L2(0.20)2 m24.0102 m2.穿过线圈的磁通量：1BS10.504.0102 Wb2.0102 Wb.形状为圆形时，其半径r4L/(2)2L/.面积大小S2(2L/)24/(25)m2.,穿过线圈的磁通量：2BS20.504/(25)Wb2.55102 Wb.所以，磁通量的变化量：21(2.552.0)102Wb5.5103 Wb.【答案】5.5103 Wb,【规律总结】磁通量BS的计算有几点要注意：(1)S是指闭合回路线圈在垂直于磁场方向上的有效面积；(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，不必去考虑线圈匝数n.,(2011年武汉模拟)如图119所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列办法中 可行的是(),图119,A将线框向左拉出磁场B以ab边为轴转动(小于90)C以ad边为轴转动(小于60)D以bc边为轴转动(小于60)【思路点拨】根据磁场的分布情况，分析各项中是否有磁通量的变化,【自主解答】当线框向左拉出磁场时，线框的磁通量减小，有感应电流产生，故A可行以ab边为轴转动(小于90)线框的磁通量减小也有感应电流产生，故B可行当以ad边为轴转动(小于60)，线框的磁通量减小，有感应电流产生，故C可行当以bc边为轴转动(小于60)，线框的磁通量有效面积不变，故磁通量不变，无感应电流产生，故D项不可行【答案】D,变式训练在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直，导轨上有两条可沿导轨自由移动的导电棒ab、cd，这两个导电棒ab、cd的运动速度分别为v1、v2，如图1110所示，ab棒上有电流通过，则一定有()图1110,Av1v2 Bv1v2与v1v2两种可能，所以只有C正确,知能优化训练,本部分内容讲解结束,点此进入课件目录,按ESC键退出全屏播放,谢谢使用,
