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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

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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
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