高中物理电磁感应现象课件 46页

一、磁性材料1．磁化：显示出磁性2．退磁：失去磁性3．铁磁性物质：又叫强磁性物质4．磁畴：磁化的小区域5．软磁性材料6．硬磁性材料二、磁性材料的发展三、磁记录四、地球磁场留下的记录知识回顾\n新课导入小资料“科学技术是第一生产力”在漫漫的人类历史长河中，随着科学技术的进步，一些重大发现和发明的问世，极大地解放了生产力，推动了人类社会的发展，特别是我们刚刚跨过的二十世纪，更是科学技术飞速发展的时期。经济建设离不开能源，人类发明也离不开能源，而最好的能源是电能，可以说人类离不开电。饮水思源，我们忘不了为发现和使用电能做出卓越贡献的科学家——法拉第。\n1831年圣诞节的前夕，一次科学报告会上，法拉第当众表演了一个实验。　　一个铜盘的轴和铜盘的边缘分别连在“电流计”的两端，法拉第摇动手柄使铜盘在磁极之间旋转，“电流计”的指针随之摆动，这是最早的发电机。当时在场的一位贵妇人取笑地问：“先生，您发明的这个玩意儿有什么用呢？”法拉第平静地反问：“夫人，新生的婴儿有什么用呢？”\n后来，发电机这个新生的“婴儿”，果然成长为一个改变世界面貌的“巨人”，它开辟了人类社会的电气化时代。\n３.１　电磁感应现象\n教学目标知识与能力1．知道磁通量，会比较“穿过不同闭合电路磁通量”的大小。2．会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。3．通过实验，了解感应电流的产生条件。\n过程与方法1．学会通过实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法。2．渗透物理学方法的教育，通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。情感态度与价值观收集有关物理学史资料，了解电磁感应现象发现过程，体会人类探索自然规律的科学方法、科学态度和科学精神。\n教学重难点重点1．通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。2．磁通量的大小。难点1．感应电流产生的条件。2．磁通量的大小怎样比较。\n本章导航一．划时代的发现二．电磁感应现象三．电磁感应的产生条件\n一．划时代的发现\n奥斯特在1820年发现的电流磁效应，使整个科学界受到了极大的震动，它证实电现象与磁现象是有联系的。探究电与磁关系的崭新领域，突然洞开在人们面前，激发了科学家们的探索热情。一个接一个的新发现，象热浪一样冲击欧洲大陆，也激励着英国的科学界。猜想：电能生磁，磁能生电吗？\n英国科学家法拉第敏锐地觉察到，磁与电流之间应该有联系。他在1822年的日记中写下了“由磁产生电”的设想。他做了多次尝试，经历了一次次失败，但他坚信电与磁有联系，经十年努力，终于发现磁能生电。法拉第，英国物理学家、化学家\n1831年，法拉第终于发现了电磁感应现象：把两个线圈绕在一个铁环上，一个线圈接电源，另一个线圈接“电流表”，当给一个线圈通电或断电的瞬间，在另一个线圈上出现了电流。他在1831年8月29日的日记中写下了首次成功的记录。法拉第用过的线圈\n二．电磁感应现象\n1．电磁感应：初中所学的结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。物理学中把这类现象叫做电磁感应。2．感应电流：由电磁感应产生的电流叫做感应电流。概念：\n电磁感应现象的发现为完整的电磁学理论奠定了基础，奏响了电气化时代的序曲。我们今天正在享受着电磁感应给人类带来的各种恩惠。在什么条件下能够产生电磁感应？如图导体左右平动，前后运动、上下运动。　　观察电流表的指针:演示演示1\n动画：电磁感应现象演示实验\n向里运动向外运动\n结论：\n三．电磁感应的产生条件\n向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出。　　如图所示：把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，从线圈中拔出，或静止地放在线圈中。观察电流表的指针。演示2演示插入视频\n实验过程：（1）将螺线管和电流表连接。　　（2）N极插入线圈的过程中，观察指针有没有偏转？如何偏转？　　（3）N极停在线圈中，观察指针有没有偏转？如何偏转？　　（4）N极从线圈中抽出的过程中，观察指针有没有偏转？如何偏转？　　（5）S极插入线圈的过程中，观察指针有没有偏转？如何偏转？　　（6）S极停在线圈中，观察指针有没有偏转？如何偏转？　　（7）S极从线圈中抽出的过程中，观察指针有没有偏转？如何偏转？\n结论：\n通过前面两个实验，我们可以得到什么结论？只有磁铁相对线圈运动时，才有电流产生。磁铁相对线圈静止时，没有电流产生。想一想：这个结论是不是普遍适用的呢？\n为了说清楚产生电磁感应的条件，要用到一个物理量——磁通量φ。定义：穿过闭合回路的磁感线的条数。φ=BS不要求掌握\n演示3进一步探究感应电流与磁通量变化的关系。1．实验仪器：学生电源、电键、滑动变阻器、小螺线管A、大螺线管B、电流表。2．实验过程：（1）将小螺线管A套在大螺线管B中；将大螺线管B和电流表连接；将学生电源、电键、滑动变阻器、小螺线管A连接。\n（2）开关闭合的瞬间，观察指针有没有偏转？如何偏转？　　（3）开关断开的瞬间，观察指针有没有偏转？如何偏转？　　（4）开关总是闭合的，滑动变限器也不动，观察指针有没有偏转？如何偏转？　　（5）开关总是闭含的，但迅速移动滑动变阻器的滑片，观察指针有没有偏转？如何偏转？演示插入视频\n结论：\n分析1演示实验1中，部分导体切割磁感线，闭合电路所围面积发生变化（磁场不变化），有电流产生；当导体棒前后、上下平动时，闭合电路所围面积没有发生变化，无电流产生。\n分析2演示实验2中，磁体相对线圈运动，线圈内磁场发生变化，变强或者变弱（线圈面积不变），有电流产生；当磁体在线圈中静止时，线圈内磁场不变化，无电流产生。甲磁场变强乙磁场变弱\n分析3演示实验3中，通、断电瞬间，变阻器滑动片快速移动过程中，线圈A中电流变化，导致线圈B内磁场发生变化，变强或者变弱（线圈面积不变），有电流产生；当线圈A中电流恒定时，线圈内磁场不变化，无电流产生。甲磁通量变大乙磁通量变小\n结论：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。即：“磁生电”的确是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。\n（1）一个面积为S的平面垂直一个磁感应强度为B的匀强磁场放置，则B与S的乘积叫做穿过这个面的磁通量。　　（2）公式：Ф=B•S。（3）单位：韦伯（Wb）1Wb=1T•1m2=1V•s（4）物理意义：磁通量表示穿过这个面的磁感线条数。对于同一个平面，当它跟磁场方向垂直时，磁场越强，穿过它的磁感线条数越多，磁通量就越大。当它跟磁场方向平行时，没有磁感线穿过它，则磁通量为零。　　（5）磁场变化、面积变化都会引起磁通量的变化。了解：\n课堂小结一、电磁感应1．磁通量：穿过闭合回路的磁感线的条数φ。φ=BS——不要求掌握。2．电磁感应产生的电流叫做感应电流。3．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线，或穿过闭合电路的磁通量发生变化，产生感应电流的现象。二、产生感应电流条件：1．穿过闭合电路的磁通量发生变化。“Φ变”2．“Φ变”的原因：可能是B变、S变、B与S间的夹角变。\n1．［07上海卷］取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图（a）所示的螺线管，当该螺线管中通以电流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B，若将另一根长导线对折后绕成如图（b）所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为（　　）A．0B．0．5BC．BD．2B高考链接A\n［07海南卷］据报道，最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮，其原理如图所示。炮弹（可视为长方形导体）置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接。开始时炮弹在导轨的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出。设两导轨之间的距离w=0.10m,导轨长Ｌ＝5.0m，炮弹质量m=0.30kg。导轨上的电流I的方向如图中箭头所示。可以认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为Ｂ＝2.0Ｔ，方向垂直于纸面向里。若炮弹出口速度为v=2.0×103m/s,求通过导轨的电流I。忽略摩擦力与重力的影响。\n【解析】在导轨通有电流Ｉ时，炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为Ｆ＝IWB———①设炮弹的加速度的大小为a，则有因而F=ma————②炮弹在两导轨间做匀加速运动，因而　　Ｖ2=2aL————③联立①②③式得：\n【08海南卷】一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心．若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空（　　）A．由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下B．由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下C．沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由下向上D．沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势AD\n课堂练习1．竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一巨型线框与导线同一平面，在下列情况中线圈产生感应电流的是（　　）A．导线中电流强度变大B．线框向右平动C．线框向下平动D．线框以ab边为轴转动E．线框以直导线为轴转动ABD\n2．产生电磁感应的条件是什么？闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。即：电磁感应现象。前后平动、上下平动，导体棒都不切割磁感线，没有电流产生。提示\n3．产生感应电流条件是什么？只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。提示\n4．如图所示为生产中常用的一种延时继电器的示意图．铁心上有两个线圈A和B。线圈Ａ与电源连接，线圈B的两端接在一起，构成一个闭合回路。在拉开开关S的时候，弹簧S并不能立即将衔铁D拉起，从而不能使触头C（连接工作电路）立即离开，过一段短时间后触头C才能离开‘延时继电器就是这样得名的，试说明这种继电器的原理。\n线圈A与电源连接，线圈A中流过恒定电流，产生恒定磁场，有磁感线穿过线圈B，但穿过线圈B的磁通量不变化，线圈B中无感应电流。拉开开关S时，线圈A中电流迅速减小到零，穿过线圈B的磁通量迅速减少，由于电磁感应，线圈B中产生感应电流，感应电流的磁场对衔铁D的吸引作用，触头C不离开，经过一段时间后感应电流减弱，感应电流磁场对衔铁D吸引力减小，弹簧E的作用力比磁场力大才将衔铁D拉起，触头C离开。提示\n教材习题答案1．答：在甲、乙图中穿过矩形线框的磁通量不变，线框中不会产生感应电流；丙图中穿过线框的磁通量发生变化，会产生感应电流。2．答：线圈收缩时，有感应电流产生，因为穿过弹簧线圈的磁通量发生变化，在线圈中产生感应电动势，该线圈又是闭合的，所以在线圈中有感应电流。3．答：当导体ＡＢ向左或向右移动时，穿过闭合电路ＡＢＥＦ的磁通量或是减少，或是增加。穿过闭合电路的刺痛可量均发生变化，闭合电路中就有感应电流产生，可见本题中的两种说法是一致的，但两者的物理实质是有区别的。\n4．答：a．虽然直导线中通过的是变化电流，变化的电流在周围产生的是变化磁场，但穿过线圈平面的磁通量却始终为零，所以矩形线框中没有感应电流。b．直导线通过变化的电流时，穿过矩形线圈的磁通量发生变化，矩形线圈中有感应电流。c．直导线通过恒定电流时，在周围空间产生恒定磁场，穿过矩形线圈的磁通量没有变化，线圈中没有感应电流。\n再见