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第一章
第1节 电磁感应现象
第2节产生感应电流的条件
3-1复习:电与磁
磁场:
电场:
电荷周围产生的一种特殊存在的客观物质
磁体
存在于 周围的特殊客观物质
电流
电和磁之间有联系吗?
磁通量
1、定义:在匀强磁场中,磁感应强度B与一个 垂直 于磁场方向的面积S的 乘积 ,叫做穿过这个面积的磁通量。
3、表达式:Φ= BS 。
适用条件:①匀强磁场;
②磁感线与平面垂直。
4、单位:韦伯,简称韦,符号Wb,1 Wb=1 T?m2。
2、物理意义:磁通量的大小表示穿过这一面积的 磁感线条数 的多少
磁场和面平行
磁场和面成任意角度
磁通量大小的计算
磁场和面垂直
S
B
S
B
?
B
S
S⊥
注意:
如图:若规定图1向下为正,则图2向上就为负.而图3中的总磁通量就为零.
磁通量为标量,但也有正负之分
磁通量的变化
4、B、S、 θ都变化
1、S 、θ不变,B变化
2、B 、θ不变,S变化
3、B、S不变, θ变化
1、如图所示的磁场中竖直放置两个面积相同的
闭合线圈S1(左)、S2(右),由图可知穿过线圈S1、S2的磁通量大
小关系正确的是( )
A.穿过线圈S1的磁通量比较大
B.穿过线圈S2的磁通量比较大
C.穿过线圈S1、S2的磁通量一样大
D.不能比较
例题演练
A
2. 如图所示,两个同心放置的共面金属圆环a和b,一条
形磁铁穿过圆心且与环面垂直,则穿过两环的磁通量Φa和Φb大小关系为( )
A.Φa>Φb B.Φa<Φb
C.Φa=Φb D.无法比较
穿过同一平面但方向相反的两条磁感线计算磁通量时可以互相抵消。
A
例题演练
1、电与磁有联系吗?19世纪20年代之前的“偏执”
法物理学家安培
英国物理学家托马斯·杨
法物理学家库仑
二者显然肯定是独立的,无关的。
二者显然肯定是独立的,无关的。
二者显然肯定是独立的,无关的。
2、奥斯特“碰巧”发现了:电流磁效应
电磁感应现象的发现是与电流磁效应的发现密切相连的。
在1820年4月的一次演讲中,奥斯特碰巧在南北方向的导线下面放置了一枚小磁针。当电源接通时,小磁针居然转动了。随后的实验证明,电流的确能使磁针偏转。这种作用称为电流的磁效应。
电流的磁效应显示了载流导体对磁针的作用力,揭示了电现象与磁现象之间存在的某种联系。
“磁生电”?
“电生磁”!
法拉第心系磁生电
法拉第心系“磁生电”
1、艰难的探索:众多物理学家“浅尝则止”
伟大安培的尝试:
G
_
+
将磁铁放在闭合回路旁边
将通电直导线放在闭合回路旁边
×
×
1、艰难的探索:众多物理学家“浅尝则止”
跑失良机的科拉顿(英国):
2、法拉第:历经10年,“痴”心不改
“试验-失败-再试验”:屡战屡败、屡败屡战……
G
_
+
一段通电直导线放在另一段直导线旁边
×
“试验-失败-再试验”:屡战屡败、屡败屡战……
未通电直导线放在另一段通电线圈内部
G
_
+
2、法拉第:历经10年,“痴”心不改
×
“试验-失败-再试验”:屡战屡败、屡败屡战……
2、法拉第:历经10年,“痴”心不改
通电直导线放在不通电线圈内部
×
法拉第第一个成功实验:十年失败,一朝顿悟
2、法拉第:历经10年,“痴”心不改
开关
电池组
电流计
法拉第线圈:与160年后出现的现代变压器出奇的相似,现已成为著名的科学文物。
1831年11月24日,法拉第向皇家学会提交了一个报告,把这种由磁场产生电流的现象定名为电磁感应,产生的电流叫做感应电流。
电生磁:电流的磁效应(奥斯特)
磁生电:电磁感应现象(法拉第)
请思考:
感应电流的产生需要满足哪些条件?
1.2 产生感应电流的条件
G
-
+
+
N
S
探究导体棒在磁场中是否产生感应电流
实验操作 实验现象(有无电流) 分析论证
导体棒静止
导体棒平行磁感线运动
导体棒切割磁感线运动
平行运动
切割运动
切割
无
无
有
当闭合导体回路的一部分做 磁感线的运动时,有感应电流产生
G
-
+
+
N极插入
N极抽出
S极插入
S极抽出
实验2:探究磁铁在线圈中运动是否产生感应电流
S
N
S
N
实验操作 实验现象(有无电流) 分析论证
N极插入线圈 线圈中的磁场 时,线圈中有感应电流;
线圈中的磁场 时,线圈中无感应电流
N极停在线圈中
N极从线圈中抽出
S极插入线圈
S极停在线圈中
S极从线圈中抽出
变化
不变
无
无
有
有
有
有
G
-
+
+
模仿法拉第的实验
+
-
实验操作 实验现象
(线圈B中有无电流) 分析论证
开关闭合瞬间
开关断开瞬间
开关保持闭合,滑动变阻器滑片不动
开关保持闭合,迅速移动滑动变阻器的滑片
开关闭合瞬间
开关断开瞬间
开关闭合,迅速移动滑片
复原再做
有
有
没有
有
变化
不变
线圈B中磁场 时,线圈B中有感应电流;磁场 时,线圈B中无感应电流
模型归类
①切割类
②变化类
条件分析
B不变,S变
S不变,B变
Φ=BS
Φ=BS
Φ=BS 变!
相对运动
磁场变化
只要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。
结论
感应电流产生的条件:
1.电路要闭合
2.穿过电路的磁通量发生变化
null
1.关于感应电流产生的条件,下列说法中正确的是 ( )
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.线圈不闭合时,即使穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中也没有感应电流
D.只要穿过闭合电路的磁感线条数发生变化,闭合电路中就有感应电流
CD
2.判断磁通量如何变化并确定是否产生感应电流
减小
增大
增大
增大
减小
减小
(1)(2)(3)(4)(5)(6)有感应电流产生