4.2 探究感应电流的产生条件 19张PPT

第四章 电磁感应
1、实验的内容是什么？
2、实验的电路图？
实验一：闭合电路的一部分导体做切割磁感线的运动
摆动
实验一：闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动
不摆动
实验结论：当导体棒左右运动时，切割磁感线，有电流产生；导体棒上下平动时，不切割磁感线，没有电流产生。
导体棒的运动情况 表针的摆动情况
左右运动
上下平动
问题：是不是一定要导体去切割磁感线即导体运动磁场不动才能产生感应电流呢？
思考：
1、当插入和拔出磁铁的过程中，线圈有没切割磁感线？
2、线圈中会不会产生感应电流？
实验二：把磁铁插入螺线管或从螺线管拔出
摆动
不摆动
摆动
实验结论：磁铁插入和拔出的瞬间，螺线管中的每一线圈都切割磁感线，有电流产生；磁铁停在螺线管中时，没切割磁感线，无电流产生。
磁铁的运动情况 表针的摆动情况
插入瞬间
拔出瞬间
停在线圈中
问题：
“闭合电路的一部分导体切割磁感线”是不是产生感应电流的必要条件呢？若磁铁和感应电路间不发生相对运动，就不会发生电磁感应现象么？
结论：无论是导体运动，还是磁场运动，只要闭合电路的一部分导体切割了磁感线，电路中就有电流产生
实验设计：
1、实验目的：使用不切割磁感线的方法产生感应电流
2、实验器材：电源、电键、电流表、滑动变阻器、大线圈、小线圈、导线
3、实验电路图：
实验三：双螺线管实验
摆动
不摆动
摆动
摆动
实验结论：即使大线圈与小线圈无相对运动，导体不切割磁感线，但当小线圈中电流变化时，大线圈所在处的磁场变化，大线圈中就有电流产生。
操作 表针的摆动情况
开关闭合瞬间
开关闭合，滑动变阻器不动
开关闭合，滑动变阻器触片滑动
开关断开瞬间
是不是只要闭合电路所在位置的磁场发生变化，闭合电路中就一定能产生感应电流呢？
演示对比实验：一次让条形磁铁沿着感应线圈所在平面去靠近感应线圈，一次让磁铁垂直靠近感应线圈，注意观察两次实验的不同点，结果又有何不同？为什么？
两次实验中，虽然线圈所在处的磁场都发生变化，但沿着线圈平面去靠近感应线圈时，穿过感应线圈的磁通量不变，都为零，没有感应电流产生，磁铁垂直靠近感应线圈时，穿过线圈的磁通量发生了改变，有感应电流产生。
那么从什么角度分析电磁感应产生的原因更本质呢？
复习:磁通量
φ= B S
φ= B S cos θ
磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积.
1、定义:
2、意义：
磁通量可用穿过某一个面的磁感线条数表示.
通过以上几个产生感应电流的实验，我们能否寻找它们共同之处，并从本质上概括出感应电流产生的条件呢？
磁通量改变角度去分析
实验一、导体切割磁感线
实质：改变了闭合电路在磁场中的面积，磁通量改变
实验二、磁铁插入或拔出 实质：改变了闭合电路中磁场的强弱，穿过线圈的磁通量改变
实验三、开关闭合或断开，滑动变阻器滑动 实质：原线圈的磁场强弱改变，穿过副线圈的磁通量改变
三、结论：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流。
感应电流产生的条件是：
回路要闭合

穿过回路的磁通量发生变化
磁通量变化包括：
B不变，S变化
S不变，B变化
B、S不变，B、S的夹角变化
B、S都变化
练习1：通电直导线旁边放一矩形线圈ABCD，请大家设计方法，使ABCD中能产生感应电流？
改变直导线中电流大小，或让矩形线圈靠近或远离直导线
练习2：电磁感应现象中电能是凭空产生的么？试分析本节课三个实验中的能量是如何转换的呢？
导体棒切割磁感线产生感应电流，是机械能转化为电能；磁铁靠近或远离感应线圈，感应线圈中有感应电流产生，是机械能转化为电能；双螺线管实验中，电能是从原线圈转移到了副线圈中，同样遵循能量转化和守恒定律。
练习3、如图所示的匀强磁场中有一个矩形的闭合导线框。在下列几种情况下，线框中是否产生感应电流？
没有
没有
有
小结：
1、利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流。
2、结论：无论用什么方法，只要使闭合电路的磁通量发生变化，闭合电流中就会有感应电流产生
3、产生感应电流的条件：
（1）电路闭合
（2）磁通量发生变化
课题研究：“摇绳能发电吗”