搜索
第二章电磁感应与电磁场第一节电磁感应现象的发现第二章电磁感应与电磁场1.理解什么是电磁感应现象．2.掌握产生感应电流的条件．3.通过观察演示实验，归纳、概括出利用磁场产生电流的条件，培养观察、概括的能力．一、法拉第与电磁感应现象1．划时代的发现：自1820年丹麦物理学家发现了电流的磁效应后，于1831年英国物理学家经过十年坚持不懈的努力，终于发现了电磁感应现象，验证了也能产生电流的设想．2．电磁感应现象：只要穿过电路的磁通量发生，闭合电路中就有电流产生，这种由于的变化而产生电流的现象，叫做电磁感应现象．奥斯特法拉第磁场闭合变化磁通量3．感应电流：电磁感应现象中所产生的电流叫．4．产生感应电流的条件：只要闭合电路的，闭合电路就有电流产生．感应电流磁通量变化1．初、高中学习的产生感应电流的条件本质是否相同？提示：在初中学习的产生感应电流的条件是闭合回路的部分导体做切割磁感线运动，是由于闭合回路的部分导体做切割磁感线运动引起了回路面积的变化，进而改变穿过回路的磁通量，本质上是相同的．二、感应电动势1．电动势(1)定义：描述电源将其他形式的能量转换成电能的本领的物理量．(2)符号：E.(3)单位：伏，符号V.2．感应电动势：现象中产生的电动势叫感应电动势，产生感应电动势的那部分就相当于，在其它条件不变的情况下，感应电动势的大小决定了电路中感应电流的大小．电磁感应电源2．产生电磁感应现象的本质是什么？提示：能量守恒是一个普遍适用的定律，同样适用于电磁感应现象中，当闭合电路中产生感应电流时，电流做功，消耗了电能，一定是其他形式的能转化而来，如课本实验，利用条形磁铁的磁场产生电流中，外力移动磁体而做功，消耗了机械能，增加了电能．一、对磁通量的理解1．对磁通量概念的理解磁通量公式Φ＝BS中，B是匀强磁场的磁感应强度，S是与磁场方向垂直的面积，磁感应强度越强，穿过某一面积磁感线的条数越多，磁通量就越大，反之就越小，判断磁通量的变化，一般是根据穿过某一面积的磁感线的多少去判断的．2．引起磁通量变化的原因(1)闭合回路的面积S的变化引起磁通量的变化，如图2－1－1所示是通过导体做切割磁感线运动使面积发生变化而改变穿过回路的磁通量．图2－1－1(2)磁感应强度的变化引起磁通量的变化，如图2－1－2甲是通过磁极的运动改变穿过回路的磁通量；图2－1－2乙通过改变原线圈中的电流从而改变磁场的强弱，进而改变穿过回路的磁通量．图2－1－2即时应用(即时突破，小试牛刀)1．(双选)关于磁通量的概念，下列说法正确的是()A．磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大B．穿过线圈的磁通量为零，该处的磁感应强度不一定为零C．磁感应强度越大、线圈面积越大，则磁通量越大D．穿过线圈的磁通量大小可以用穿过线圈的磁感线条数来衡量解析：选BD.磁通量的多少可以用穿过某面积的磁感线条数多少表示，若B很大，而线圈与B平行，则Φ为零，故A、C错，B、D正确．二、产生感应电流条件的理解1．电磁感应现象产生的条件产生电磁感应现象的条件，归根结底，是穿过闭合电路的磁通量发生变化．关键在“变化”两字上，这是指穿过闭合电路的磁通量从无变有、从有变无、从小变大、从大变小等等，例如闭合线圈从与磁感线平行的位置转到与磁感线垂直的位置；磁铁与闭合电路间的相对运动；产生磁通量的电路中的电源开关的接通与断开、调节电流大小的滑动变阻器的移动等等，都会使穿过闭合电路的磁通量发生变化，从而产生感应电流．需要注意的是，产生感应电流的条件是磁通量的变化而不是磁通量的有无．即使闭合电路中有很强的磁场，其磁通量尽管很大，但不发生变化时，仍无电磁感应现象出现．2．感应电流的产生条件感应电流产生的条件可分为两条：一是电路闭合；二是磁通量变化，二者缺一不可．即时应用(即时突破，小试牛刀)2．(单选)关于感应电动势和感应电流，下列说法中正确的是()A．只有当电路闭合，且穿过电路的磁通量发生变化时，电路中才有感应电动势B．只有当电路闭合，且穿过电路的磁通量发生变化时，电路中才有感应电流C．不管电路是否闭合，只要有磁通量穿过电路，电路中就有感应电动势D．不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电流解析：选B.产生感应电动势的条件是磁通量发生变化，不一定要电路闭合；而产生感应电流的条件一定是要电路闭合而且要磁通量发生变化．所以A、C、D错，B对．磁通量变化情况的分析(单选)如图2－1－3所示，通电直导线右边有一个矩形线框，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．不能确定图2－1－3[解析]通电直导线产生的磁场的特点是：离导线越远，磁场越弱．当线圈向右运动时，由于磁场减弱，穿过线圈的磁通量将减少，所以只有B正确．[答案]B分析磁通量的变化，首先要明确通电直导线的磁场分布特点，搞清磁感线的疏密分布和方向，通过磁感线条数的变化去分析磁通量的变化．实验能力的考查(单选)某学生做观察电磁感应现象的实验，将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图2－1－4所示的实验电路，当它接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是()图2－1－4A．开关位置接错B．电流表的正、负极接反C．线圈B的接头3、4接反D．蓄电池的正、负极接反[解析]图2－1－4所示开关的连接不能控制含有电源的电路中电流的通断．而本实验的内容之一就是研究在开关通断瞬间，电流的变化，导致磁场变化，进而产生感应电流的情况，因而图中的接法达不到目的．[答案]A感应电流产生的条件判断(单选)如图2－1－5所示，将一个矩形线圈ABCD放入匀强磁场中，若线圈平面平行于磁感线，则下列运动中，哪些在线圈中会产生感应电流()图2－1－5A．矩形线圈做平行于磁感线的平移运动B．矩形线圈做垂直于磁感线的平移运动C．矩形线圈绕AB边做转动D．矩形线圈绕BC边做转动[思路点拨]根据产生感应电流的条件可知，判断闭合线圈中是否产生感应电流，关键是判断线圈中磁通量是否发生变化．[解析]选项A中，矩形线圈做平行于磁感线的平移运动，磁通量不变化，无感应电流．选项B中，矩形线圈做垂直于磁感线的平移运动，磁通量不发生变化，始终为零，不产生感应电流．选项C中，矩形线圈绕AB边转动，穿过线圈的磁通量必定变化，会产生感应电流．选项D中，矩形线圈绕BC边转动，但没有磁感线穿过线圈，磁通量恒为零，不发生变化，线圈中没有感应电流，故只有选项C正确．[答案]C(双选)关于感应电流，下列说法中正确的是()A．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生B．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生C．线框不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也没有感应电流D．只要闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流解析：选CD.由感应电流的产生条件可判断C、D正确．