第一章第一节磁生电的探索.ppt

;;;;一、电磁感应的探索历程 1．电流的磁效应 1820年，丹麦物理学家 发现了电流的磁效应，它揭示了电现象和磁现象之间存在的某种联系． 2．探索“磁生电” 奥斯特发现了“电生磁”的现象之后，激发人们去探索“磁生电”的方法，比较著名的物理学家有： 、 、 、等，都没有坚持到最后，这其中已经发现感应电流的科学家是： ． ;3．法拉第的探索 英国科学家法拉第始终坚信自然界各种不同现象之间有着 ，一直坚持探索电磁感应现象，终于悟出了磁生电的基本原理，“一切都存在于变化之中”． 二、科学探究——感应电流产生的条件 1．探究1：利用导体在磁场中运动 闭合回路的部分导体在磁场中做 运动时，闭合回路中电流表的指针发生偏转，说明回路中产生了感应电流． ;2．探究2：利用磁铁在螺线管中的运动 将条形磁铁 或 与电流表构成闭合电路的螺线管过程中，观察到电流表的指针发生偏转，说明回路中产生了感应电流． ;3．探究3：利用通电螺线管的磁场 螺线管A、滑动变阻器、电源、开关组成一个回路，螺线管B与电流表组成闭合回路，螺线管A放在螺线管B内．开关闭合或断开的瞬间，电流表的指针会发生 ，而开关闭合稳定后，电流表的指针 偏转；保持开关闭合，当滑动变阻器的滑片移动时，电流表的指针发生 ；保持开关闭合，当螺线管A离开B或进入B时，电流表的指针发生 ． ;三、产生感应电流的条件 只要穿过闭合电路的 发生变化，闭合电路中就会产生感应电流． 注意：判断回路中是否有电流要抓住两条： (1)电路是否闭合． (2)磁通量是否改变． ;只要导体棒在磁场中切割磁感线就一定有电流吗？ 【思考·提示】　不一定，要看电路是否闭合． ;一、对磁通量及其变化的理解 1．磁通量 磁通量表示磁场中穿过某一面积的磁感线净条数．Φ＝BS为匀强磁场中磁通量的计算公式．应用此公式时需注意以下两点： (1)公式Φ＝BS的适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直，即B⊥S. ;(2)S为有效面积 ①在匀强磁场B中，若磁感线与平面不垂直．公式Φ＝BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积． 如图1－1－1所示，在水平方向的匀强磁场中，面积为S的平面abcd与垂直于磁感线方向的平面的夹角为θ，则穿过平面abcd的磁通量应为Φ＝B·Scosθ. ;Scosθ即为平面S在垂直于磁感线方向上的投影，我们称之为“有效面积”． ②S是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积． 如图1－1－2所示，若闭合电路abcd和ABCD所在平面均与匀强磁场B垂直，面积分别为S1和S2，且S1S2，但磁场区域恰好只有ABCD那么大，穿过S1和S2的磁通量是相同的，因此，Φ＝BS中的S应是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积S2. ;2．磁通量的变化 (1)引起磁通量变化的原因：由公式Φ＝BScosα可知，引起磁通量发生变化的原因有： ①面积S不变，磁感应强度B发生变化，则磁通量Φ发生变化； ②面积S变化，磁感应强度B不变，则磁通量Φ发生变化； ③面积S变化，磁感应强度B也发生变化，则磁通量Φ可能发生变化； ④线圈平面和磁场方向的夹角发生变化时，引起穿过线圈的磁通量发生变化． ;1．磁通量是标量，但有正、负之分，正、负由线圈的面决定，磁通量的计算类问题首先要明确其正、负． 2．磁通量与线圈的匝数无关，也就是说磁通量大小不受线圈匝数的影响．同理，磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1也不受线圈匝数的影响．所以，直接用公式求Φ、ΔΦ时，不必考虑线圈匝数n.　;二、对“导体切割”磁感线的理解 闭合回路中的一段导体做切割磁感线运动时，闭合回路中产生感应电流． 1．“切割磁感线”产生感应电流和“磁通量变化”在本质上是一致的．如图1－1－3所示，当导体ab向右运动时，会引起abcd回路的面积变大，从而使磁通量发生变化，所以在回路中产生感应电流． ;2．注意导线是否“切割”磁感线，形象地说就是将磁感线“割断”．如果导线方向平行于磁感线，或者速度方向平行于磁感线，则导线并没有“切割”磁感线． 3．回路中有导线切割磁感线，也不能保证一定产生感应电流．例如整个回路都处在一个匀强磁场中沿垂直磁场方向运动时，回路的磁通量没有变化，虽然有切割现象，但不会产生感应电流． ;磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图1－1－4所示，通有恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由1平移到2，第二次将线框绕cd边翻转到2，设先后两次通过线框的磁通量变