电磁感应现象

电磁感应现象实验【实验结论】奥斯特【实验现象】注重培养自己的逆向思维能力！启发？1、既然电能生磁，那么，磁是否能生电呢？2、如果磁能生电，那么，怎样才能实现呢？一、电磁感应现象1、电磁感应现象：闭合回路中产生感应电流的现象，叫做电磁感应现象。2、由电磁感应产生的电流叫做感应电流。时代背景奥斯特在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。电能生磁，磁能生电吗？法拉第是英国物理学家。1820年奥斯特发现电流的磁效应之后，法拉第于1821年提出“由磁产生电”的大胆设想，并开始了十年艰苦的探索。在这十年中，他失败了，再探索，再失败，再探索．．．．．．终于于1831年8月29日发现了电磁感应现象，开辟了人类的电气化时代。----勇于探索，不畏艰难。电磁感应现象———划时代的发现大家谈19世纪对电磁感应的探索，是一场国际性的研究活动。1821年，法国科学家安培已经开始探求磁生电的途径。安培做实验时总是保持线圈中的电流不变，没有观察到电磁感应现象。1825年，瑞士年轻的科学家科拉顿（J.D.Colladon，1802——1892）也用实验探索如何产生感应电流。克拉顿用条形磁铁在线圈中插入和拔出进行实验时，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。大家谈遗憾出自哪里?1.导体在磁场中产生电流的条件：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动。（1）当前后移动导线AB时，产生感应电流。（2）当上下移动导线AB时，不产生感应电流。结论一：当磁场强弱不变但闭合回路面积发生变化时，可以产生感应电流。2、线圈在磁场中产生电流的条件磁铁动作表针摆动方向磁铁动作表针摆动方向N极插入线圈S极插入线圈N极停在线圈中S极停在线圈中N极从线圈抽出S极从线圈抽出归纳：在这个实验中，什么情况下能够产生感应电流？试验过程及现象如下：现象：当磁铁相对线圈运动时，有感应电流产生线圈闭合电路所在位置的磁场发生变化时，有感应电流产生“磁场”和“部分导体”不发生相对运动时法拉第实验再现操作现象开关闭合瞬间开关断开瞬间开关总是闭合，滑动变阻器不动开关总是闭合，迅速移动变阻器的滑片有电流产生有电流产生无电流产生有电流产生实验结论：只有当线圈A中电流发生变化，线圈B中才有感应电流只有当线圈A中电流发生变化，线圈B中才有感应电流线圈B中的磁场发生了变化，所以B产生了感应电流归纳总结实验一：部分导体切割磁感线时，磁场的大小和方向不变，但是闭合电路所围面积发生变化，有感应电流产生归纳总结实验二：条形磁铁相对线圈运动时，线圈本身的面积没有变化，但是线圈闭合电路所在位置的磁场发生了变化，产生了感应电流归纳总结实验三：通断电瞬间，快速滑动变阻器时，线圈A中的电流发生了变化，导致线圈B中的磁场发生了变化，这样B中产生了感应电流磁生电是一种在变化过程中才出现的现象闭合电路中的磁场发生变化闭合电路中的电路面积发生变化}产生感应电流磁通量：穿过一个闭合电路的磁通量的大小表示穿过一个闭合电路磁感线条数的多少1、当闭合电路的面积相同时，磁感线比较密集，磁感应强度B越大，穿过这个闭合电路的磁通量越大2、当磁感应强度B一样时，闭合电路的面积越大，穿过这个闭合电路的磁通量越大结论：穿过S1的磁通量比S2的大哪一个磁通量大呢？归纳总结结论：只要穿过闭合电路的磁通量变化，闭合电路中就有感应电流产生。闭合回路中一部分导体做切割磁感线运动时，产生的感应电流的方向可用右手定则确定。1.右手定则伸开右手，使拇指与其余四指垂直，且都与手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿入手心，拇指指向导线运动方向，则四指所指的方向就是导线中感应电流的方向。三、感应电流的方向闭合回路中的磁通量发生变化时，回路中感应电流的方向遵循什么规律？演示：请观察磁铁N极在插入线圈和拔出线圈的过程中，闭合电路中感应电流的方向相同吗？现象：产生的感应电流的方向不同。观察：N极和S极插入和拔出过程中，穿过线圈的磁通量的变化有什么不同？产生的感应电流的磁场方向与的变化有什么关系？B'与B方向的关系I感的磁场B'的方向磁通量Ф的变化原磁场B的方向vvvv将上述实验结果分析填入下表中：增加减少增加减少相反相反相同相同2.楞次定律闭合回路中产生的感应电流的方向，总是使它的磁场阻碍穿过线圈的原磁通量的变化。(1)当原磁场穿过闭合电路的磁通量增加时，感应电流的磁场就和原磁场方向相反。(2)当原磁场穿过闭合电路的磁通量减少时，感应电流的磁场就和原磁场方向相同。用楞次定律确定感应电流方向的步骤如下：(1)明确闭合电路中原来的磁场方向；(2)确定穿过线圈的原磁通量是增加还是减少；(3)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向；(4)根据安培定则确定感应电流的方向。实验结论例如图所示，当磁铁的N极插入线圈时，试确定感应电流的方向。答:(1)当磁铁N极插入线圈时，线圈中原磁场的方向向下。(2)穿过线圈的磁通量是增加的。(3)由楞次定律知感应电流产生的磁场要阻碍原磁通量的增加，因此感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反，即感应电流产生的磁场的方向向上。(4)根据安培定则可以确定，感应电流的方向如图中箭头所示。从另外一个角度来认识楞次定律：当磁铁插入线圈时磁铁和线圈的磁极是同名磁极相对，当磁铁从线圈中拔出时磁铁和线圈的磁极是异名磁极相对。所以，当磁铁下落时，二者相斥；当拔出磁铁时，二者相吸。二者间的相互作用力总是阻碍导体和磁体间的相对运动。例一．试判断下述说法的正确性：1．当线圈中的磁通量发生变化时，一定有感应电流产生。(×)2．当线圈中的磁通量很大时，就有感应电流。(×)3．线圈中没有感应电流，是因为线圈中没有磁场。(×)4．闭合线圈中感应电流的磁场总是与原磁场的方向相反。(×)5．当闭合线圈中的磁通量发生变化时，线圈中就有感应电流产生。(√)例二．画出图中感应电流的方向：××××××××××××××××××××NSvvIIVI例三如图所示，abcd是一个金属框架，cd是可动边，框架平面与磁场垂直。当cd边向右滑动时,请分别用右手定则和楞次定律来确定cd中感应电流的方向。bGacdc'd'v答：当cd边在框架上向右做切割磁感线滑动时，用右手定则可以确定感应电流的方向是由c指向d。同样，当cd边向右滑动时，穿过abcd回路的磁通量在增加，根据楞次定律，感应电流产生的磁场将阻碍原磁通量的增加，所以它的方向与原磁场的方向相反，即垂直纸面向外，又根据安培定则可知，感应电流的方向仍是由c指向d。I