1.1 磁生电的探索 课件 (3)

课件24张PPT。第1节：磁生电的探索奥斯特公布电流磁效应的发现不
久，菲涅耳就宣称他把磁铁放在
螺旋线圈里，能够成功地由电磁
产生出电。但是当其他科学界按
照他那样做时，却没能产生出电，
因而没有得到大家的认可。一、电磁感应的探索历程 菲涅耳的这一发现却启发了安培于1821年着手于这一方面的探索。安培将一个多匝线圈固定在竖直平面上，在这个线圈的内部的同一竖直平面悬挂一个可以转动的闭合线
圈。他设想，当固定线圈中通以强电流时，悬挂的闭合线圈中也会产生某种电流而出现磁性；这时如果用一个强磁铁接近它，就会使中间的可动线圈转动起来。由于他只是在稳态情况下进行实验，所以未能探测到这种现象。菲
涅
耳 科拉顿将一块磁铁在线圈中移 动，试图在螺线管中产生出电流。为避免磁铁对电流计的指针产生影响，他用一根很长的导线把螺线管和电流计连接起来，并把电流计放在隔壁的房间里。实验时，他将磁铁分别插入和拔出螺线管，然后再跑到隔壁房间观察电流计的摆动情况。但不管他跑的多快，始终没有看到电流计的偏转。 亨利于1830年暑期，在研究绕有 不同长度导线的电磁铁所产生的磁力大小时，把一个线圈与电流计相连，当线圈放在蹄形电磁铁的两极之间，当他给电磁铁通电时，电流计指针出现了摆动，断开电源时，电流计指针向相反方向摆动。由于新学期开学，他不得不停止了这一研究，因而错过了发表这一成果的时机，被誉为离发现“磁生电”现象只有一步之遥的人。亨
利 法拉第英国物理学家法拉第自1821年就开始了磁生电的研究，他用强磁铁靠近闭合线圈，想在闭合线圈中产生出电流，均遭到失败，但他毫不气馁，仍然坚定地进行各种实验，经过无数次的试验，终于于1831年发现了磁生电的现象。探究1：如图（1）所示，进行以下实验：
① 让导体AB与磁场保持相对静止

② 让导体AB平行于磁感线运动

③ 让导体AB做切割磁感线运动

无电流产生
无电流产生
有电流产生
二、科学探究——感应电流产生的条件探究２：如图(２)所示，将螺线管与电流计组成闭合的回路，把条形磁铁插入、拔出螺线管，或静止在螺线管中，注意观察是否有电流产生
小结：探究１，２都表明只有当导线与磁感线相切割时候，才会有电流产生．为什么非要切割才有呢？本质原因在哪里？探究3：如图（3），螺线管　A、滑动变阻器、电源、开关组成一个回路；螺线管A放在螺线管B内，螺线管B与电流计组成一个闭合回路．通过滑动变阻器可以改变螺线管Ａ中的电流，从而改变由螺线管Ａ产生的磁场的强弱，进而改变螺线管Ｂ内的磁通量．探究3：如图（3），螺线管A、滑动变阻器、电源、开关组成一个回路；螺线管A放在螺线管B
内，螺线管B与电流计组成一个闭合回路．通过滑动变阻器可以改变螺线管Ａ中的电流，从而改变由螺线管Ａ产生的磁场的强弱，进而改变螺线管Ｂ内的磁通量．
小结：只有当Ｂ的磁通量发生变化时候，线圈Ｂ构成的闭合回路中才有有电流产生．结论：通过以上的实验可以得出:只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生电流。电磁感应:磁通量变化而产生电流的现象叫做电磁感应;
所产生的电流叫做感应电流产生感应电流的条件：
1.闭合回路
2.闭合回路中磁通量发生变化课堂练习1．自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法不正确的是(　　)
A．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系
B．欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系
C．法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系
D．焦耳发现了电流的热效应，定量给出了电能和热能之间的转换关系
解析：由物理学史可知，奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系；法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系，选项A、C正确。欧姆发现了闭合电路中的电流和电压之间的关系，即欧姆定律，而热现象和电现象的联系是焦耳发现的，选项B错误，D正确。
答案：B2．关于感应电流，下列说法中正确的有(　　)
A．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生
B．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生
C．穿过闭合电路的磁感线条数不变，但全部反向，在这个变化的瞬间有感应电流
D．闭合电路的导体做切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流解析：对闭合电路而言，只有磁通量发生变化，闭合电路中才有感应电流。有磁通量，但不变化，不产生感应电流，故A项错误；B项中螺线管必须闭合，否则也没有感应电流，故B项错误；当磁场反向后，磁通量发生了变化，电路中有感应电流，故C项正确；D闭合电路的导体虽然做切割磁感线运动，但若磁通量不变化也不会产生感应电流，故D项错误。
答案：C3. 磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量。如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框绕cd边翻转到2，设先后两次通过线框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则(　　)
A．ΔΦ1>ΔΦ2　　　　B．ΔΦ1＝ΔΦ2
C．ΔΦ1<ΔΦ2 D．无法确定解析：设线框在位置1时的磁通量为Φ1，在位置2时的磁通量为Φ2，直线电流产生的磁场在1处比在2处要强。若平移线框，则ΔΦ1＝Φ1－Φ2，若转动线框，磁感线是从线框的正反两面穿过的，一正一负，因此ΔΦ2＝Φ1＋Φ2。
根据分析知：ΔΦ1<ΔΦ2。选项C正确。
答案：C4.如图所示，一闭合线圈上接着一理想电压表，在一区域较大匀强磁场中运动，问回路中是否有电流？电压表是否会有读数（　　）
Ａ．无，有　　　　　　　　Ｂ．有，无　　　
Ｃ．无，无　　　　　　　　Ｄ．有，有
Ｃ1．如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框。在下列几种情况下，线框中是否产生感应电流？
（1）保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中上下运动（图甲）
（2）保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中左右运动（图乙）
（3）线框绕轴线AB转动（图丙）。没有
没有
有
课堂练习2．如图所示，各导体框在匀强磁场中运动方向图中已标出，能产生感应电流的是(　　)
解析：A图中，回路不闭合，回路中无感应电流。B、C中虽有切割且回路闭合，但磁通量不发生变化，回路中无感应电流。3. 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体棒ab、cd，这两个导体棒的运动速度分别为v1、v2，方向如图所示，则下列四种情况，ab棒中没有感应电流通过的是(　　)
A．v1>v2 B．v1 C．v1≠v2 D．v1＝v2解析：只要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。题中导轨位于匀强磁场中，只要满足v1≠v2，回路的面积发生变化，从而磁通量发生变化，回路中就有感应电流产生。
答案：D