人教版 选修2 第三章 第1节 电磁感应现象：23张PPT
文档属性
| 名称 | 人教版 选修2 第三章 第1节 电磁感应现象：23张PPT |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 869.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-03-11 22:19:40 | ||
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文档简介
(共23张PPT)
选修2—1 电 磁 感 应 现 象
人教版高中物理——修2-1第三章第一节电磁感应现象
电 磁 感 应 现 象
电
磁
奥斯特
法拉第
法拉第和他的实验
英国物理学家、化学家法拉第潜心研究“磁生电”的课题。为了有明显的实验效果，他设计了类似于图所示的实验：在铁环上绕了约62m长的铜线做成一个线圈，将它与100对极板组成的电池组相连接，在这个线圈外再放一个未接电池的线圈。他试图由第一个通电线圈产生的强磁场来使另一个线圈中产生电流。那么，实验结果究竟如何呢?
法拉第经过10年的艰辛努力,终于发现了由磁场产生电流的条件和规律。
由磁场产生电流的现象后来称为电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流
如图3.1-1所示,把螺线管与电流表相连组成闭合电路。
让我们通过实验来研究用什么方法可以产生感应电流呢?
实验一：感应电流的产生
（一）将磁铁插入螺线管,然后从中抽出。观察电流表。
1、磁铁插入螺线管时:电流表的指针
2、磁铁插入后不动:电流表的指针
3、磁铁抽出时,电流表的指针
转动
不动
转动
（二）让磁铁不动,使螺线管套进磁铁,然后移去,观察电流表
1、螺线管进磁铁时:电流表的指针
2、螺线管套进磁铁后不动,电表的指针
3、螺线管从磁铁处移去时。电流表的指针
转动
转动
不动
结论一：
当螺线管与磁铁发生相对运动时,电流表的指针偏转,闭合电路有电流
如图3.1-2所示,把导体AB与电流表相连组成闭合电路
（一）使导体沿不同方向运动,观察电流表的指针是否偏转
1、导体AB不动时:电流表的指针
2、导体AB向左运动时:电流表的指针
3、导体AB向右运动时：电流表的指针
4、导体AB向上运动时,电流表的指针
5、导体AB向下运动时:电流表的指针
实验二：
不动
转动
转动
不动
不动
从导体AB与磁感线的相对运动关系看,实验现象表明：当导体AB做 运动时,电流表的指针偏转闭合电路有电流
结论二：
当闭合电路的一部分在磁场里切割磁感线的运动时,电路里就有电流
这个结论是否也适用于前面的实验呢?
问题：
切割磁感线
如图3.1-3所示,磁铁相对螺于线管运动时，螺线管的导线切割磁感线，可见，不论是导体运动，还是磁体运动，只要闭合电路的一部分在磁场里做切割磁感线的运动，电路里就有电流。
如果导体和磁体不发生相对运动,有没有办法产生感应电流呢?
问题：
如图3.1-4所示,将螺线管B与电流表相连，将螺线管A与开关和滑动变阻器串联后接到电源上。A置于B的内部。
实验三：
探究实验
无
有
有
有
实验方案
有无电流
A在B中静止不动
A在B中拔出或插入
A在B中不动，断开或闭合电键
A在B中不动，闭合电键移动滑动变阻器的滑片
看来,我们对产生感应电流的条件需要做进一步的概括。为此要学习一个新的物理量
—— 磁通量
如果导体与磁体不发生相对运动,也可以产生感应电流。
结论三：
设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，磁场的磁感应强度为B，平面的面积为S，我们把磁感应强度B与面积S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量。
磁通量
用φ表示磁通量
Φ=BS
在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯,简称韦,
用符号Wb表示,1Wb=1T?m2。
在研究产生感应电流的方法时，我们常常关注穿过闭合电路的磁通量是否变化。
只要：穿过闭合电路的磁感线 条数发生变化,穿过这个闭合电路的磁通量就发生变化
可以通过什么方法改变穿过闭合电路的磁通量?
大家说说：
感应电流产生的条件
在实验（一）中：
我们可以从“磁通量变化”的角度重新审视前面的实验
当螺线管与磁铁之间发生相对运动时，穿过螺线管的磁感线条数发生变化，也就是说,穿过闭合电路的磁通量发生变化
大家说说：
感应电流产生的条件
其装置可以简化为图3.1-8所示的电路。磁场中的导体AB与电流计组成闭合电路ABCD。
当导体AB左右移动切割磁感线时：
在实验（二）中：
平面ABCD的面积发生变化,通过该闭合电路的磁通量也发生变化
在实验（三）中：
螺线管A.B间没有相对运动,却在闭合电路中产生了感应电流,用“磁通量变化”可以做出怎样解释呢？
当闭合(或断开)开关的瞬间,通过螺线管A的电流从无到有(或从有到无),A的磁场由0増至最大(或由最大减少为0,穿过螺线管的磁通量也就由0增至最大(或由最大减少为0)当移动滑动变阻器的滑片时,由于通过螺线管A的电流发生变化,A的磁场发生相应变化,于是穿过螺线管B的磁通量也就发生了变化
产生感应电流条件:
不论用什么方法,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感应电流。
感应电流产生的条件
电磁感应是否遵能量守恒这一自然界的规律呢？
在实验一和实验二中：当导体发生相对运动时,它们的 转化成 。 就是根据这个原理制造的。
在实验三中： 通过变化的磁场由一个螺线管 到另一个螺线管。变压器就是根据这个原理制造的。
机械能
电能
发电机
转移
电能
【例1】关于磁通量的概念，下列说法中正确的是( )
A．磁场中某处的磁感应强度越大，面积越大，则穿过线圈的磁通量一定就越大
B．放在某处的一个平面，穿过它的磁通量为零，则该处磁感应强度一定为零
C．磁通量的变化不一定是由于磁场的变化而引起的
D．磁场中某处的磁感应强度不变，放在该处线圈的面积也不变，则磁通量一定不变
C
【例2】关于电磁感应，下列说法正确的是( )
A．导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流
B．导体做切割磁感线的运动，导体内一定会产生感应电流
C．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流
D．穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流
D
1、在图3、1-10所示匀强磁场中有一个矩形闭合线圈,以下三种情况下线圈中是否有感应电流?为什么?
练习
A.如图甲所示,线圈平面与磁感线垂直,线圈沿磁感线方向运动
B.如图乙所示,线圈平面与磁感线垂直,线圈垂直于磁感线方向运动
C.如图丙所示,线圈平面绕OO`转动.
解析：A、B均无感应电流，线圈中的磁通量无变化。
C中有感应电流，因线圈中有磁通量的变化
2、如图31-1所示,一个导线环从条形磁铁的一极套入并下落。当它套入、在磁铁中央和落出时,环中是否有感应电流？为什么？
解析：
在磁铁中央时无感应电流，落出时有感应电流，导线环在磁铁中央时无磁通量的变化，落出时有磁通量的变化
3、如图4所示，线圈abcd向右穿过磁场区域B时，在以下所指的哪种情况下，线圈中有感应电流产生( )
A．线圈进入磁场的过程中
B．整个线圈都在磁场中平动
C．线圈离开磁场的过程中
D．线圈进入磁场后在它所在的平面内绕a点旋转
AC
4．(感应电流有无的判断)如图5所示，竖直放置的长直导线通有图示方向的恒定电流I，有一闭合矩形线框abcd与导线在同一平面内，在下列情况中，能在线框中产生感应电流的是( )
A．线框向下平动
B．线框向右平动
C．线框以ab为轴转动
D．线框以直导线为轴转动
BC
选修2—1 电 磁 感 应 现 象
人教版高中物理——修2-1第三章第一节电磁感应现象
电 磁 感 应 现 象
电
磁
奥斯特
法拉第
法拉第和他的实验
英国物理学家、化学家法拉第潜心研究“磁生电”的课题。为了有明显的实验效果，他设计了类似于图所示的实验：在铁环上绕了约62m长的铜线做成一个线圈，将它与100对极板组成的电池组相连接，在这个线圈外再放一个未接电池的线圈。他试图由第一个通电线圈产生的强磁场来使另一个线圈中产生电流。那么，实验结果究竟如何呢?
法拉第经过10年的艰辛努力,终于发现了由磁场产生电流的条件和规律。
由磁场产生电流的现象后来称为电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流
如图3.1-1所示,把螺线管与电流表相连组成闭合电路。
让我们通过实验来研究用什么方法可以产生感应电流呢?
实验一：感应电流的产生
（一）将磁铁插入螺线管,然后从中抽出。观察电流表。
1、磁铁插入螺线管时:电流表的指针
2、磁铁插入后不动:电流表的指针
3、磁铁抽出时,电流表的指针
转动
不动
转动
（二）让磁铁不动,使螺线管套进磁铁,然后移去,观察电流表
1、螺线管进磁铁时:电流表的指针
2、螺线管套进磁铁后不动,电表的指针
3、螺线管从磁铁处移去时。电流表的指针
转动
转动
不动
结论一：
当螺线管与磁铁发生相对运动时,电流表的指针偏转,闭合电路有电流
如图3.1-2所示,把导体AB与电流表相连组成闭合电路
（一）使导体沿不同方向运动,观察电流表的指针是否偏转
1、导体AB不动时:电流表的指针
2、导体AB向左运动时:电流表的指针
3、导体AB向右运动时：电流表的指针
4、导体AB向上运动时,电流表的指针
5、导体AB向下运动时:电流表的指针
实验二：
不动
转动
转动
不动
不动
从导体AB与磁感线的相对运动关系看,实验现象表明：当导体AB做 运动时,电流表的指针偏转闭合电路有电流
结论二：
当闭合电路的一部分在磁场里切割磁感线的运动时,电路里就有电流
这个结论是否也适用于前面的实验呢?
问题：
切割磁感线
如图3.1-3所示,磁铁相对螺于线管运动时，螺线管的导线切割磁感线，可见，不论是导体运动，还是磁体运动，只要闭合电路的一部分在磁场里做切割磁感线的运动，电路里就有电流。
如果导体和磁体不发生相对运动,有没有办法产生感应电流呢?
问题：
如图3.1-4所示,将螺线管B与电流表相连，将螺线管A与开关和滑动变阻器串联后接到电源上。A置于B的内部。
实验三：
探究实验
无
有
有
有
实验方案
有无电流
A在B中静止不动
A在B中拔出或插入
A在B中不动，断开或闭合电键
A在B中不动，闭合电键移动滑动变阻器的滑片
看来,我们对产生感应电流的条件需要做进一步的概括。为此要学习一个新的物理量
—— 磁通量
如果导体与磁体不发生相对运动,也可以产生感应电流。
结论三：
设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，磁场的磁感应强度为B，平面的面积为S，我们把磁感应强度B与面积S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量。
磁通量
用φ表示磁通量
Φ=BS
在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯,简称韦,
用符号Wb表示,1Wb=1T?m2。
在研究产生感应电流的方法时，我们常常关注穿过闭合电路的磁通量是否变化。
只要：穿过闭合电路的磁感线 条数发生变化,穿过这个闭合电路的磁通量就发生变化
可以通过什么方法改变穿过闭合电路的磁通量?
大家说说：
感应电流产生的条件
在实验（一）中：
我们可以从“磁通量变化”的角度重新审视前面的实验
当螺线管与磁铁之间发生相对运动时，穿过螺线管的磁感线条数发生变化，也就是说,穿过闭合电路的磁通量发生变化
大家说说：
感应电流产生的条件
其装置可以简化为图3.1-8所示的电路。磁场中的导体AB与电流计组成闭合电路ABCD。
当导体AB左右移动切割磁感线时：
在实验（二）中：
平面ABCD的面积发生变化,通过该闭合电路的磁通量也发生变化
在实验（三）中：
螺线管A.B间没有相对运动,却在闭合电路中产生了感应电流,用“磁通量变化”可以做出怎样解释呢？
当闭合(或断开)开关的瞬间,通过螺线管A的电流从无到有(或从有到无),A的磁场由0増至最大(或由最大减少为0,穿过螺线管的磁通量也就由0增至最大(或由最大减少为0)当移动滑动变阻器的滑片时,由于通过螺线管A的电流发生变化,A的磁场发生相应变化,于是穿过螺线管B的磁通量也就发生了变化
产生感应电流条件:
不论用什么方法,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感应电流。
感应电流产生的条件
电磁感应是否遵能量守恒这一自然界的规律呢？
在实验一和实验二中：当导体发生相对运动时,它们的 转化成 。 就是根据这个原理制造的。
在实验三中： 通过变化的磁场由一个螺线管 到另一个螺线管。变压器就是根据这个原理制造的。
机械能
电能
发电机
转移
电能
【例1】关于磁通量的概念，下列说法中正确的是( )
A．磁场中某处的磁感应强度越大，面积越大，则穿过线圈的磁通量一定就越大
B．放在某处的一个平面，穿过它的磁通量为零，则该处磁感应强度一定为零
C．磁通量的变化不一定是由于磁场的变化而引起的
D．磁场中某处的磁感应强度不变，放在该处线圈的面积也不变，则磁通量一定不变
C
【例2】关于电磁感应，下列说法正确的是( )
A．导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流
B．导体做切割磁感线的运动，导体内一定会产生感应电流
C．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流
D．穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流
D
1、在图3、1-10所示匀强磁场中有一个矩形闭合线圈,以下三种情况下线圈中是否有感应电流?为什么?
练习
A.如图甲所示,线圈平面与磁感线垂直,线圈沿磁感线方向运动
B.如图乙所示,线圈平面与磁感线垂直,线圈垂直于磁感线方向运动
C.如图丙所示,线圈平面绕OO`转动.
解析：A、B均无感应电流，线圈中的磁通量无变化。
C中有感应电流，因线圈中有磁通量的变化
2、如图31-1所示,一个导线环从条形磁铁的一极套入并下落。当它套入、在磁铁中央和落出时,环中是否有感应电流？为什么？
解析：
在磁铁中央时无感应电流，落出时有感应电流，导线环在磁铁中央时无磁通量的变化，落出时有磁通量的变化
3、如图4所示，线圈abcd向右穿过磁场区域B时，在以下所指的哪种情况下，线圈中有感应电流产生( )
A．线圈进入磁场的过程中
B．整个线圈都在磁场中平动
C．线圈离开磁场的过程中
D．线圈进入磁场后在它所在的平面内绕a点旋转
AC
4．(感应电流有无的判断)如图5所示，竖直放置的长直导线通有图示方向的恒定电流I，有一闭合矩形线框abcd与导线在同一平面内，在下列情况中，能在线框中产生感应电流的是( )
A．线框向下平动
B．线框向右平动
C．线框以ab为轴转动
D．线框以直导线为轴转动
BC