2015-2016学年高二物理教学课件：第4章+1-2+划时代发现+探究感应电流产生条件(人教版选修3-2).ppt

3．磁通量的变化 计算磁通量的变化量时，首先要明确引起磁通量变化的原因，然后再进行计算，通常有以下几种情况： 类型 磁通量的 变化量 举例 Φ变的四种情况 B不变，S变 ΔΦ＝B·ΔS 例：闭合回路的一部分导线切割磁感线时 B变，S不变 ΔΦ＝ΔB·S 例：线圈与磁体之间发生相对运动时 Φ变的四种情况 B和S都变 ΔΦ＝B2S2－B1S1 注意：此时可由ΔΦ＝Φt－Φ0计算并判断磁通量是否变化 B和S大小都不变，但两者之间的夹角变 ΔΦ＝BS(cosθ2－cosθ1) 例：线圈在磁场中转动时 A．磁通量减少且合磁通量向左 B．磁通量增加且合磁通量向左 C．磁通量减少且合磁通量向右 D．磁通量增加且合磁通量向右 答案：B 解析：放手后线圈的面积将减小，由条形磁铁磁感线分布特点可知，当弹簧线圈面积减小时，磁场外部的磁通量减少，磁场内部的磁通量未发生变化，合磁通量增加，且合磁通量向左。 二、感应电流有无的判断 1．产生感应电流的条件 穿过闭合电路的磁能量发生变化。 不论什么情况， 只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件，就必然产生感应电流；反之，只要产生了感应电流，那么电路一定是闭合的，穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。 2．判断感应电流有无的方法 (1)明确电路是否是闭合电路。 (2)判断穿过回路的磁通量是否发生变化。 答案：科拉顿把磁铁投入螺线管的瞬间，回路中产生感应电流，磁铁静止后感应电流消失，所以当他跑到另一房间时，电流表指针早已停止了摆动。故科拉顿观察不到电流计指针的转动。 三、对导体切割磁感线的理解及注意的问题 1．导体切割磁感线，不是在导体中产生感应电流的充要条件，归根结底还得要看穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。 2．在利用“切割”来讨论和判断有无感应电流时，应该注意： (1)导体是否将磁感线“割断”，如果没“割断”，就不能说切割。如下图所示，(a)、(b)两图中，导体是真“切割”，而(c)图中，导体没有切割磁感线。 (2)即使导体真“切割”了磁感线，也不能保证就能产生感应电流。如图所示，对于图甲，尽管导体“切割”了磁感线(匀强磁场)，但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化，没有感应电流；对于图乙，导体框的一部分导体“切割”了磁感线，穿过线框的磁感线条数越来越少，线框中有感应电流；对于图丙，闭合导体在非匀强磁场中运动，切割了磁感线，穿过线框的磁感线条数减少，线框中有感应电流。 (3)即使是闭合回路的部分导体做切割磁感线的运动，也不能保证一定存在感应电流。 如图所示，线框abcd的一部分在匀强磁场中上下平动，尽管是部分切割，但穿过闭合回路的磁通量没有变化，所以在线框中没有感应电流。 你认为两个同学沿哪个方向站立时，发电的可能性比较大？试一试。 解析：我们知道，闭合电路的部分导体切割磁感线时，闭合电路中有感应电流产生，摇绳发电的实质是，闭合电路的部分导体切割地磁场的磁感线，故绳运动方向与地磁场平行时无感应电流，而运动方向与地磁场垂直时，产生的感应电流最大，地磁场是南北方向的，故摇绳的两位同学沿东西方向站立时，发电的可能性最大。 考点题型设计 磁通量及磁通量的变化 解析：根据通电直导线产生的磁场靠近导线磁场强，远离导线磁场弱的特点，画出从MN下方到MN上方几个特殊的位置，如图乙，可知Ⅰ到Ⅱ磁通量增加，Ⅱ到Ⅲ磁通量减小，Ⅲ到Ⅳ磁通量增加，Ⅳ到Ⅴ磁通量减少。 答案：整个过程中穿过线圈的磁通量先增加再减少再增加最后减少。 点评：线圈在运动过程中有一个特殊位置，那就是线圈的直径与导线重合的位置，以这个位置为分界线，讨论导线达到此位置之前和之后磁通量的变化情况，可以得到相应的结论。对于单根导线周围的磁场，对称性也是其重要特点。 A．0 B．2BS C．2BScosθ D．2BSsinθ 答案：C 解析：开始时穿过线圈平面的磁通量为： Φ1＝BScosθ 后来穿过线圈平面的磁通量为： Φ2＝－BScosθ 则磁通量的变化量为： ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BScosθ 感应电流的产生条件及应用 解析：图A中线圈没闭合，无感应电流；图B中闭合电路中的磁通量增大，有感应电流；图C中的导线在圆环直径的正上方，不论电流如何变化，穿过线圈的磁感线都相互抵消，磁通量恒为零，也无电流；图D中回路磁通量恒定，无感应电流。故本题只有选项B正确。 答案：B 点评：判断电路中是否产生感应电流，关键要分析穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。对于C图中就必须要弄清楚通电直导线的磁感线分布情况，而对于立体图，往往还需要将立体图转换为平面图，如转化为俯视图、侧视图等，这是化抽象为具体的好方法，希望大家熟练掌握。 答案：AB 解析：A图中，图示状态Φ＝0，转到90°过程中Φ增大，因此磁通量发生变化，能产生感应电流；B图中离直导线越远磁场越弱，磁