高中物理_沪科教2003课标版_选修3-2_2.1电磁感应——划时代发现课件25张

4.2、探究感应电流的产生条件
学习目标
1．知道产生感应电流的条件。
2．学会通过实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法.
4．通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。
1831年终于发现了电磁感应现象
感应电流的产生应该具备什么条件呢？
1820年奥斯特发现电流的磁效应
法拉第经过十年的艰苦探索
复习巩固
φ= B S
φ= B S cos θ
磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积.
1、磁通量
2、意义：
磁通量可用穿过某一个面的磁感线条数表示.
复习巩固
思考:哪些情况可以引起磁通量变化?
a
b
d
c
φ= B S cosθ
磁通量变化包括：
S 、θ不变，B变化
B 、θ不变，S变化
B、S不变，θ变化
B、S、θ都变化等
一、实验探究
探究1、导体在匀强磁场中的运动是否产生感应电流
实验操作
实验现象
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
结论：
当闭合回路中部分导体切割磁感线时，电路中会产生感应电流。
不偏转
不偏转
偏转
一、实验探究
猜想：
导体不动，而磁铁运动能不能产生感应电流？
一、实验探究
探究2、磁铁在线圈中运动是否产生感应电流
磁铁的动作
表针是否摆动
磁铁的动作
表针是否摆动
N极插入
S极插入
N极插入后不动
S极插入后不动
N极拔出
S极拔出
偏转
不偏转
偏转
偏转
不偏转
偏转
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
导体切割磁感线这一动作背后是否还隐藏着更本质的东西呢？
思考与探究
猜想：导体和磁场间不发生相对运动
（不切割磁感线）能不能产生感应电流？
提供的器材：
一、实验探究
一、实验探究
一、实验探究
开关和变阻器的状态
线圈B中是否有电流
开关闭合瞬间
开关断开瞬间
开关闭合时，滑动变阻器不动
开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片
有
有
有
无
即使导体不切割磁感线，当大线圈所在处的磁场变化时，大线圈中也有电流产生。
结论：
通过以上几个产生感应电流的实验，我们能否寻找它们之间的共同之处，并从本质上概括出产生感应电流的条件?
思考与讨论
二、分析论证
探究1分析
磁场不变，闭合电路包围的面积在变化，产生感应电流。
二、分析论证
探究2分析
线圈中的磁场变化，闭合电路中产生感应电流。
二、分析论证
探究3分析
由于线圈A中电流变化，线圈B中的磁场也在变化，闭合电路中产生感应电流。
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
三、归纳总结
三、归纳总结
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。
电磁感应的产生条件 ：
四、高效达标
1.如图4－1－16所示，ab是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直平面内有一根通电导线ef.已知ef平行于ab，当ef竖直向上平移时，电流磁场穿入圆面积的磁通量将（ ）
A．逐渐增大
B．逐渐减小
C．始终为零
D．不为零，但保持不变
图4－1－16
?
C
四、高效达标
2.如图4－1－17所示，闭合圆导线圈平行地放置在匀强磁场中，其中ac、bd分别是平行、垂直于磁场方向的两直径．试分析线圈做以下哪种运动时能产生感应电流（ ）
A．使线圈在其平面内平动或转动
B．使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动
C．使线圈以ac为轴转动
D．使线圈以bd为轴稍做转动
图4－1－17
D
四、高效达标
3.如图4－1－18所示，在第一象限内存在磁场，已知沿x轴方向磁感应强度均匀增加，满足Bx＝kx，沿y轴方向磁感应强度不变．线框abcd做下列哪种运动时可以产生感应电流（ ）
A．沿x轴方向匀速运动
B．沿y轴方向匀速运动
C．沿x轴方向匀加速运动
D．沿y轴方向匀加速运动
图4－1－18
AC
四、高效达标
4.如图4－1－19所示，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金属棒ab、cd，与导轨接触良好．这两条金属棒ab、cd的运动速度分别是v1、v2，若井字形回路中有感应电流通过，则可能(　　)
A．v1>v2
B．v1C．v1＝v2
D．无法确定
图4－1－19
AB
四、高效达标
5.如图4－1－20所示，固定在水平桌面上的金属框架cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动，此时adeb构成一个边长为L的正方形，开始时磁感应强度为B0.若从t＝0时刻起，磁感应强度逐渐减小，棒以恒定速度v向右做匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感应强度应怎样随时间变化(写出B与t的关系式)？
图4－1－20
解析：要使电路中感应电流为零，只需穿过闭合电路中的总磁通量不变，故BL(L
＋vt)＝B0L2，
∴B＝B0L/(L＋vt).
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
课后作业