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1.1电磁感应划时代的发现,第1章电磁感应与现代生活,目标定位1.知道奥斯特发现了电流磁效应、法拉第发现了电磁感应现象.2.知道磁通量和磁通量变化量的含义.3.知道感应电流的产生条件.,内容索引,知识探究新知探究点点落实,达标检测当堂检测巩固反馈,知识探究,传统的英格兰科学研究方法中有一种叫做对称思维的方法.在奥斯特发现电流磁效应之后，学术界提出了什么新课题？,一、划时代的发现,答案根据对称思维的方法，学术界开始了对“把磁转变为电”的研究.,答案,要点总结1.新课题的提出：发现了电流的磁效应，即“能转化为”.根据对称思维的方法，在1822年提出了自己的新课题：“把_转变为”.2.深入探究得真谛：法拉第把这种的现象叫做电磁感应现象.产生的电流叫做感应电流.他把引起电流的原因概括为：、在磁场中运动的导体等.,奥斯特,电,磁,法拉第,磁,电,由磁得到电,变化的电流,变化的磁场,运动的磁铁,如图1所示，框架的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B.试求：,答案,二、磁通量及其变化,图1,(1)框架平面与磁感应强度B垂直时，穿过框架平面的磁通量为多少？,答案BS,(2)若框架绕OO转过60，则穿过框架平面的磁通量为多少？,答案,(3)若从图示位置转过90，则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少？,答案BS,(4)若从图示位置转过180，则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少？,答案2BS,要点总结1.磁通量(1)定义：闭合导体回路的与垂直穿过它的的乘积叫磁通量，符号为.在数值上等于穿过投影面的磁感线的.(2)公式：.其中S为回路平面在垂直磁场方向上的面积，也称为有效面积.所以当回路平面与磁场方向之间的夹角为时，磁通量，如图2所示.,图2,面积,磁感应强度,条数,BS,投影,BSsin,(3)单位：韦伯，简称韦，符号是Wb.(4)注意：磁通量是标量，但有正、负之分.一般来说，如果磁感线从线圈的正面穿入，线圈的磁通量就为“”，磁感线从线圈的反面穿入，线圈的磁通量就为“”.磁通量与线圈的匝数(填“有关”或“无关”).,无关,2.磁通量的变化量(1)当B不变，有效面积S变化时，.(2)当B变化，S不变时，.(3)B和S同时变化，则，但此时BS.特别提醒：计算穿过某平面的磁通量变化量时，要注意前、后磁通量的正、负值，如原磁通量1BS，当平面转过180后，磁通量2BS，磁通量的变化量2BS.,BS,BS,21,例1如图3所示，有一垂直纸面向里的匀强磁场，B0.8T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1cm.现于纸面内先后放上圆线圈A、B、C，圆心均处于O处.线圈A的半径为1cm，10匝；线圈B的半径为2cm，1匝；线圈C的半径为0.5cm，1匝.问：(1)在B减为0.4T的过程中，线圈A和线圈B中的磁通量变化多少？,答案,解析,图3,答案A、B线圈的磁通量均减少了1.256104Wb,解析A、B线圈中的磁通量始终一样，故它们的变化量也一样.(BB)r21.256104Wb即A、B线圈中的磁通量都减少1.256104Wb,(2)在磁场转过90角的过程中，线圈C中的磁通量变化了多少？转过180角呢？,答案,解析,答案减少了6.28105Wb减少了1.256104Wb,解析对线圈C，1Br26.28105Wb当转过90时，20，故12106.28105Wb6.28105Wb当转过180时，磁感线从另一侧穿过线圈，若取1为正，则3为负，有3Br2，故2312Br21.256104Wb.,例2磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图4所示，通有恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框绕cd边翻转到位置2，设先后两次通过线框的磁通量变化量分别为1和2，则,图4,A.12B.12C.12D.无法确定,答案,解析,解析设闭合线框在位置1时的磁通量为1，在位置2时的磁通量为2，直线电流产生的磁场在位置1处的磁感应强度比在位置2处要强，故12.将闭合线框从位置1平移到位置2，磁感线是从闭合线框的同一面穿过的，所以1|21|12；将闭合线框从位置1绕cd边翻转到位置2，磁感线分别从闭合线框的正反两面穿过，所以2|(2)1|12(以原来磁感线穿过的方向为正方向，则后来从另一面穿过的方向为负方向)，故正确选项为C.,1.实验1：如图5所示，条形磁铁插入或拔出线圈时，线圈中电流产生，但条形磁铁在线圈中静止不动时，线圈中电流产生.(填“有”或“无”),三、感应电流的产生条件,图5,有,无,2.实验2：如图6所示，导体AB做切割磁感线运动时，线路中电流产生，而导体AB顺着磁感线运动时，线路中电流产生(填“有”或“无”).,图6,有,无,3.实验3：如图7所示，将小螺线管A插入大螺线管B中不动，当开关S接通或断开时，电流表中电流通过；若开关S一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中电流通过；而开关一直闭合，滑动变阻器滑动触头不动时，电流表中电流产生(填“有”或“无”).,图7,有,有,无,4.上述三个实验产生感应电流的情况不同，但其中肯定有某种共同的原因，完成下表并总结产生感应电流的条件.,变化,不变,变化,变化,不变,闭合,磁通量,总结：实验1是磁体即磁场运动改变磁通量；实验2是通过导体相对磁场运动改变磁通量；实验3通过改变电流从而改变磁场强弱，进而改变磁通量，所以可以将产生感应电流的条件描述为“只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流”.,要点总结1.产生感应电流的条件：穿过电路的发生变化.2.例如：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动.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”，如果没有“割断”就不能说切割.如图8所示，甲、乙两图中，导线是真“切割”，而图丙中，导体没有切割磁感线.,图8,闭合,磁通量,(2)是否仅是闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动，如图丁.如果由切割不容易判断，则要回归到磁通量是否变化上去.,例3下图中能产生感应电流的是,答案,解析,解析A选项中，电路没有闭合，无感应电流；B选项中，面积增大，通过闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C选项中，穿过线圈的磁感线相互抵消，恒为零，无感应电流；D选项中，磁通量不发生变化，无感应电流.,1.电路闭合和磁通量发生变化是产生感应电流的两个条件，二者缺一不可.2.磁通量发生变化，其主要内涵体现在“变化”上，磁通量很大，若没有变化也不会产生感应电流，磁通量虽然是零，但是如果在变化仍然可以产生感应电流.,例4金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图所示的运动，线圈中有感应电流的是,答案,解析,解析在选项B、C中，线圈中的磁通量始终为零，不产生感应电流；选项D中磁通量始终最大，保持不变，也没有感应电流；选项A中，在线圈转动过程中，磁通量做周期性变化，产生感应电流，故A正确.,达标检测,1.(电磁感应现象的发现与认识)在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，一段时间后观察电流表的变化C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接.往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化D.绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化,答案,解析,1,2,3,4,解析同时满足电路闭合和穿过电路的磁通量发生变化这两个条件，电路中才会产生感应电流，本题中的A、B选项都不会使得电路中的磁通量发生变化，并不满足产生感应电流的条件，故都不正确.C选项中磁铁插入线圈时，虽有短暂电流产生，但未能及时观察，C项错误.在给线圈通电、断电瞬间，会引起穿过另一线圈的闭合电路磁通量发生变化，产生感应电流，因此D项正确.,1,2,3,4,2.(对磁通量的理解)如图9所示，a、b是两个同平面、同心放置的金属圆环，条形磁铁穿过圆环且与两环平面垂直，则穿过两圆环的磁通量a、b的大小关系为A.abB.abC.abD.不能比较,答案,图9,解析,1,2,3,4,解析条形磁铁磁场的磁感线的分布特点是：磁铁内、外磁感线的条数相同；磁铁内、外磁感线的方向相反；磁铁外部磁感线的分布是两端密、中间疏.两个同心放置的同平面的金属圆环与磁铁垂直且磁铁在中央时，通过圆环的磁感线的俯视图如图所示，穿过圆环的磁通量进出，由于两圆环面积Sab，故A正确.,1,2,3,4,3.(感应电流的产生条件)(多选)如图10所示，竖直放置的长直导线通有恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，在下列情况中线框产生感应电流的是A.导线中的电流变大B.线框向右平动C.线框向下平动D.线框以AB边为轴转动,答案,1,2,3,4,图10,4.(感应电流的产生条件)如图11所示，绕在铁心上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合回路，在铁心的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是A.线圈中通以恒定的电流B.通电时，使滑动变阻器的滑片P匀速移动C.通电时，使滑动变阻器的滑片P加速移动D.将开关突然断开的瞬间,答案,解析,图11,解析只要通电时滑动变阻器的滑片P移动，电路中电流就会发生变化，变化的电流产生变化的磁场，铜环A中磁通量发生变化，有感应电流；同样，将开关断开瞬间，电路中电流从有到无，仍会在铜环A中产生感应电流.,1,2,3,4,
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