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1、第一节第一节电磁感应现象的发现电磁感应现象的发现目标导航预习导引目标导航预习导引二一一、法拉第与电磁感应现象一、法拉第与电磁感应现象1.1820年丹麦物理学家奥斯特发现通电导线周围存在磁场,我们今天称之为电生磁,英国物理学家法拉第在1831年发现磁场可以产生感应电流,这就是磁生电.2.磁场产生电流的条件是只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有电流产生.vvvv目标导航预习导引二一答案:科拉顿之所以没有观察到电磁感应现象是因为:在将条形磁铁插进和抽出线圈时确有感应电流产生.但感应电流只能维持瞬间,当插进不动或抽出后,线圈的磁通量不再发生变化,因而感应电流消失.科拉顿“跑”失良机,问题出
2、在他不是在切割磁感线时观察实验现象,因而看不到磁针的偏转.预习交流1852年,瑞士年轻的科学家科拉顿也用实验探索如何产生感应电流.科拉顿用条形磁铁在线圈中插进和抽出进行实验时,为了排除磁铁对“电流表”的影响,把“电流表”和线圈分别放在两个房间里.实验时,他在两个房间之间跑来跑去,没有观察到电磁感应现象.问题:科拉顿与电磁感应现象擦肩而过,他的遗憾出在哪里?目标导航二一预习导引二、感应电动势二、感应电动势如果要使一个闭合电路中出现电流,电路中必须有一个电源,描述电源把其他形式的能量转换成电能本领大小的物理量,称为电动势,它的符号是E,它的单位与电压单位相同,是伏,符号是V.使用闭合电路中出现感应
3、电流的电动势被称为感应电动势.vvvvvv迁移应用典题例解知识精要1.穿过闭合电路的磁通量发生变化,是闭合电路中产生感应电流的必要条件,而与磁通量的变化原因和变化方式无关.2.闭合电路中有电动势时,闭合电路中才会有电流.可见,穿过闭合电路的磁通量发生变化时,闭合电路中产生了感应电动势.电路断开时,无法产生感应电流,但电路中有感应电动势,这也是电磁感应现象.典题例解知识精要3.磁通量变化的原因和变化的方式很多也很复杂,常见的磁通量变化原因有如下几种情况:(1)闭合电路的部分导体在匀强磁场中做切割磁感线平动,此时B不变,S在变.(2)闭合电路的部分导体在匀强磁场中做切割磁感线转动,此时也是B不变,
4、S在变.(3)闭合电路在匀强磁场中绕一定轴转动,定轴与电路平面共面,且与磁场方向垂直.此时B不变,S在变.(4)闭合电路处在磁感应强度B随时间变化的磁场中,此时S不变,B在变.迁移应用知识精要典题例解【例题】 我们在初中学过:“闭合电路中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.”现在我们说“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”.这两种说法是否一致,结合图分析,导体AB向左、右移动时穿过闭合电路ABEF的磁通量如何改变.这些情况是否也符合“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”的说法?迁移应用知识精要典题例解解析:这两种说法是一
5、致的,当导体AB向左移动时,导体AB在切割磁感线,因而导体中产生了电流,但同时穿过闭合电路ABEF的磁通量变小,根据本节所学的“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”的结论可判定,导体中也有电流产生;当导体AB向右移动时,导体AB在切割磁感线,因而导体中产生了电流,但同时穿过闭合电路ABEF的磁通量变大,因而导体中也应有电流产生.答案:符合迁移应用知识精要典题例解迁移应用知识精要迁移应用典题例解1.(多选)如图所示,小线圈与滑动变阻器、电源组成电路,大线圈与电流表组成闭合电路.能使电流表指针偏转的情形是()A.闭合开关后将小线圈插入大线圈的过程中B.小线圈放在大线圈中,
6、闭合开关后将小线圈拔出来的过程中C.小线圈放在大线圈中不动,开关闭合、断开的瞬间D.小线圈放在大线圈中不动,开关闭合,移动滑动变阻器的滑片时知识精要迁移应用典题例解解析:在选项A、B、C、D所述的四种情况中都会使大线圈中的磁通量发生变化,都会产生感应电流,使电流表的指针发生偏转,所以四个选项都对.答案:ABCD知识精要迁移应用典题例解2.如图所示,线圈A插在线圈B中,线圈B与电流表接成闭合电路,线圈A与蓄电池、开关、滑动变阻器组成另一个电路,用此装置来研究电磁感应现象,下列说法正确的是()A.开关闭合瞬间,电流表指针发生偏转B.开关闭合稳定后,电流表指针发生偏转C.开关断开瞬间,电流表指针不发
7、生偏转D.开关闭合和断开瞬间,电流表指针都不发生偏转解析:开关闭合和断开瞬间,穿过线圈B的磁通量发生变化,电流表指针发生偏转.开关闭合稳定后,穿过线圈B的磁通量不变,电流表指针不发生偏转.答案:A知识精要迁移应用典题例解3.如图所示,把一个铜环放在匀强磁场中,使环的平面与磁场的方向垂直(图甲),如果使环沿着磁场的方向移动,铜环中是否有感应电流产生?为什么?如果磁场是不均匀的(图乙),是否有感应电流产生?为什么?简答:据题意,在图甲所示的情况下,磁场是均匀的,铜环的平面始终与磁场的方向垂直.使环沿着磁场的方向移动,穿过铜环的磁通量没有发生变化,因此,铜环中没有感应电流产生.如果磁场如图乙所示,是
8、不均匀的,当环沿磁场方向运动时,穿过环的磁通量将发生改变,因此会产生感应电流.案例探究方法规律正确理解磁通量的变化 如图所示,通电直导线下边有一个矩形线框,线框平面与直导线共面.若使线框逐渐远离(平动)通电导线,则穿过线框的磁通量将()A.逐渐增大B.逐渐减小C.保持不变D.不能确定解析:本题考查的内容为对磁通量变化的理解.当矩形线框在线框与直导线决定的平面内逐渐远离通电导线平动时,由于离开导线越远,磁场越弱,而线框的面积不变,则穿过线框的磁通量将减小,故B正确.答案:B案例探究方法规律解决本题要掌握两点知识:(1)通电直导线周围的磁场分布:通电直导线周围的磁场在导线周围成螺旋分布,且远离直导线时磁场逐渐减弱.(2)磁通量变化的影响因素:穿过一个闭合电路(或一个面)的磁通量与该线圈的面积、磁感应强度及该面与磁场方向的夹角有关,题中夹角和线圈的面积没有发生变化,而穿过线圈的磁场逐渐减弱,所以穿过线圈的磁通量逐渐减小.
