2019高中物理 第二章 電磁感應(yīng)與電磁場 2.1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)課件 粵教版選修1 -1.ppt

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第一節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 二 一 一 法拉第與電磁感應(yīng)現(xiàn)象1 1820年丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線周圍存在磁場 我們今天稱之為電生磁 英國物理學(xué)家法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)磁場可以產(chǎn)生感應(yīng)電流 這就是磁生電 2 磁場產(chǎn)生電流的條件是只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化 閉合電路中就有電流產(chǎn)生 v v v v 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 二 一 答案 科拉頓之所以沒有觀察到電磁感應(yīng)現(xiàn)象是因?yàn)?在將條形磁鐵插進(jìn)和抽出線圈時(shí)確有感應(yīng)電流產(chǎn)生 但感應(yīng)電流只能維持瞬間 當(dāng)插進(jìn)不動(dòng)或抽出后 線圈的磁通量不再發(fā)生變化 因而感應(yīng)電流消失 科拉頓 跑 失良機(jī) 問題出在他不是在切割磁感線時(shí)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 因而看不到磁針的偏轉(zhuǎn) 預(yù)習(xí)交流1852年 瑞士年輕的科學(xué)家科拉頓也用實(shí)驗(yàn)探索如何產(chǎn)生感應(yīng)電流 科拉頓用條形磁鐵在線圈中插進(jìn)和抽出進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí) 為了排除磁鐵對(duì) 電流表 的影響 把 電流表 和線圈分別放在兩個(gè)房間里 實(shí)驗(yàn)時(shí) 他在兩個(gè)房間之間跑來跑去 沒有觀察到電磁感應(yīng)現(xiàn)象 問題 科拉頓與電磁感應(yīng)現(xiàn)象擦肩而過 他的遺憾出在哪里 目標(biāo)導(dǎo)航 二 一 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 二 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如果要使一個(gè)閉合電路中出現(xiàn)電流 電路中必須有一個(gè)電源 描述電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能本領(lǐng)大小的物理量 稱為電動(dòng)勢(shì) 它的符號(hào)是E 它的單位與電壓單位相同 是伏 符號(hào)是V 使用閉合電路中出現(xiàn)感應(yīng)電流的電動(dòng)勢(shì)被稱為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) v v v v v v 遷移應(yīng)用 典題例解 知識(shí)精要 1 穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化 是閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的必要條件 而與磁通量的變化原因和變化方式無關(guān) 2 閉合電路中有電動(dòng)勢(shì)時(shí) 閉合電路中才會(huì)有電流 可見 穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí) 閉合電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 電路斷開時(shí) 無法產(chǎn)生感應(yīng)電流 但電路中有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 這也是電磁感應(yīng)現(xiàn)象 典題例解 知識(shí)精要 3 磁通量變化的原因和變化的方式很多也很復(fù)雜 常見的磁通量變化原因有如下幾種情況 1 閉合電路的部分導(dǎo)體在勻強(qiáng)磁場中做切割磁感線平動(dòng) 此時(shí)B不變 S在變 2 閉合電路的部分導(dǎo)體在勻強(qiáng)磁場中做切割磁感線轉(zhuǎn)動(dòng) 此時(shí)也是B不變 S在變 3 閉合電路在勻強(qiáng)磁場中繞一定軸轉(zhuǎn)動(dòng) 定軸與電路平面共面 且與磁場方向垂直 此時(shí)B不變 S在變 4 閉合電路處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的磁場中 此時(shí)S不變 B在變 遷移應(yīng)用 知識(shí)精要 典題例解 例題 我們?cè)诔踔袑W(xué)過 閉合電路中的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí) 導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流 現(xiàn)在我們說 只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化 閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生 這兩種說法是否一致 結(jié)合圖分析 導(dǎo)體AB向左 右移動(dòng)時(shí)穿過閉合電路ABEF的磁通量如何改變 這些情況是否也符合 只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化 閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生 的說法 遷移應(yīng)用 知識(shí)精要 典題例解 解析 這兩種說法是一致的 當(dāng)導(dǎo)體AB向左移動(dòng)時(shí) 導(dǎo)體AB在切割磁感線 因而導(dǎo)體中產(chǎn)生了電流 但同時(shí)穿過閉合電路ABEF的磁通量變小 根據(jù)本節(jié)所學(xué)的 只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化 閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 的結(jié)論可判定 導(dǎo)體中也有電流產(chǎn)生 當(dāng)導(dǎo)體AB向右移動(dòng)時(shí) 導(dǎo)體AB在切割磁感線 因而導(dǎo)體中產(chǎn)生了電流 但同時(shí)穿過閉合電路ABEF的磁通量變大 因而導(dǎo)體中也應(yīng)有電流產(chǎn)生 答案 符合 遷移應(yīng)用 知識(shí)精要 典題例解 遷移應(yīng)用 知識(shí)精要 遷移應(yīng)用 典題例解 1 多選 如圖所示 小線圈與滑動(dòng)變阻器 電源組成電路 大線圈與電流表組成閉合電路 能使電流表指針偏轉(zhuǎn)的情形是 A 閉合開關(guān)后將小線圈插入大線圈的過程中B 小線圈放在大線圈中 閉合開關(guān)后將小線圈拔出來的過程中C 小線圈放在大線圈中不動(dòng) 開關(guān)閉合 斷開的瞬間D 小線圈放在大線圈中不動(dòng) 開關(guān)閉合 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí) 知識(shí)精要 遷移應(yīng)用 典題例解 解析 在選項(xiàng)A B C D所述的四種情況中都會(huì)使大線圈中的磁通量發(fā)生變化 都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 使電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 所以四個(gè)選項(xiàng)都對(duì) 答案 ABCD 知識(shí)精要 遷移應(yīng)用 典題例解 2 如圖所示 線圈A插在線圈B中 線圈B與電流表接成閉合電路 線圈A與蓄電池 開關(guān) 滑動(dòng)變阻器組成另一個(gè)電路 用此裝置來研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象 下列說法正確的是 A 開關(guān)閉合瞬間 電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)B 開關(guān)閉合穩(wěn)定后 電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)C 開關(guān)斷開瞬間 電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)D 開關(guān)閉合和斷開瞬間 電流表指針都不發(fā)生偏轉(zhuǎn)解析 開關(guān)閉合和斷開瞬間 穿過線圈B的磁通量發(fā)生變化 電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 開關(guān)閉合穩(wěn)定后 穿過線圈B的磁通量不變 電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn) 答案 A 知識(shí)精要 遷移應(yīng)用 典題例解 3 如圖所示 把一個(gè)銅環(huán)放在勻強(qiáng)磁場中 使環(huán)的平面與磁場的方向垂直 圖甲 如果使環(huán)沿著磁場的方向移動(dòng) 銅環(huán)中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生 為什么 如果磁場是不均勻的 圖乙 是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生 為什么 簡答 據(jù)題意 在圖甲所示的情況下 磁場是均勻的 銅環(huán)的平面始終與磁場的方向垂直 使環(huán)沿著磁場的方向移動(dòng) 穿過銅環(huán)的磁通量沒有發(fā)生變化 因此 銅環(huán)中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生 如果磁場如圖乙所示 是不均勻的 當(dāng)環(huán)沿磁場方向運(yùn)動(dòng)時(shí) 穿過環(huán)的磁通量將發(fā)生改變 因此會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 案例探究 方法規(guī)律 正確理解磁通量的變化 如圖所示 通電直導(dǎo)線下邊有一個(gè)矩形線框 線框平面與直導(dǎo)線共面 若使線框逐漸遠(yuǎn)離 平動(dòng) 通電導(dǎo)線 則穿過線框的磁通量將 A 逐漸增大B 逐漸減小C 保持不變D 不能確定解析 本題考查的內(nèi)容為對(duì)磁通量變化的理解 當(dāng)矩形線框在線框與直導(dǎo)線決定的平面內(nèi)逐漸遠(yuǎn)離通電導(dǎo)線平動(dòng)時(shí) 由于離開導(dǎo)線越遠(yuǎn) 磁場越弱 而線框的面積不變 則穿過線框的磁通量將減小 故B正確 答案 B 案例探究 方法規(guī)律 解決本題要掌握兩點(diǎn)知識(shí) 1 通電直導(dǎo)線周圍的磁場分布 通電直導(dǎo)線周圍的磁場在導(dǎo)線周圍成螺旋分布 且遠(yuǎn)離直導(dǎo)線時(shí)磁場逐漸減弱 2 磁通量變化的影響因素 穿過一個(gè)閉合電路 或一個(gè)面 的磁通量與該線圈的面積 磁感應(yīng)強(qiáng)度及該面與磁場方向的夾角有關(guān) 題中夾角和線圈的面積沒有發(fā)生變化 而穿過線圈的磁場逐漸減弱 所以穿過線圈的磁通量逐漸減小