1.1磁生電的探索-課件

1、第第1 1章章第第1 1節(jié)節(jié)理解理解教材新知教材新知把握把握熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)點(diǎn)二考向一考向一考向二考向二 應(yīng)用應(yīng)用創(chuàng)新演練創(chuàng)新演練隨堂基礎(chǔ)鞏固隨堂基礎(chǔ)鞏固課時(shí)跟蹤訓(xùn)練課時(shí)跟蹤訓(xùn)練11820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)電年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)，拉開了研究電與磁相互關(guān)流的磁效應(yīng)，拉開了研究電與磁相互關(guān)系的序幕，法拉第歷經(jīng)系的序幕，法拉第歷經(jīng)10年發(fā)現(xiàn)磁生電年發(fā)現(xiàn)磁生電的原因。的原因。2感應(yīng)電流產(chǎn)生條件有兩個(gè)，一是電路感應(yīng)電流產(chǎn)生條件有兩個(gè)，一是電路閉合，一是磁通量發(fā)生變化，二者缺一閉合，一是磁通量發(fā)生變化，二者缺一不可。不可。3磁通量變化有多種：磁通量變化

2、有多種：B不變不變S變、變、S不不變變B變、變、B與與S都不變只是二者夾角變。都不變只是二者夾角變。電磁感應(yīng)的探索歷程電磁感應(yīng)的探索歷程自學(xué)教材自學(xué)教材 1電流的磁效應(yīng)電流的磁效應(yīng) 1820年，丹麥物理學(xué)家年，丹麥物理學(xué)家 發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，它發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，它揭示了揭示了 和和 之間存在的某種聯(lián)系。之間存在的某種聯(lián)系。 2探索探索“磁生電磁生電” 奧斯特發(fā)現(xiàn)了奧斯特發(fā)現(xiàn)了“電生磁電生磁”的現(xiàn)象之后，激勵(lì)人們?nèi)ヌ剿鞯默F(xiàn)象之后，激勵(lì)人們?nèi)ヌ剿鳌按糯派娚姟钡姆椒ā１容^著名的物理學(xué)家有的方法。比較著名的物理學(xué)家有 、 、 、 等，但都沒有堅(jiān)持到最后。這其中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)等，但都沒有堅(jiān)持到最后。這

3、其中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)感應(yīng)電流的科學(xué)家是感應(yīng)電流的科學(xué)家是 。 奧斯特奧斯特電現(xiàn)象電現(xiàn)象磁現(xiàn)象磁現(xiàn)象菲涅耳菲涅耳安培安培科拉頓科拉頓亨利亨利亨利亨利 3法拉第的探索法拉第的探索 英國科學(xué)家英國科學(xué)家 前后歷時(shí)數(shù)十年的探索，終于前后歷時(shí)數(shù)十年的探索，終于悟出了磁生電的基本原理，悟出了磁生電的基本原理，“一切都存在于變化之中一切都存在于變化之中”。法拉第法拉第 重點(diǎn)詮釋重點(diǎn)詮釋 1“磁生電磁生電” “磁生電磁生電”是一種在變化、運(yùn)動(dòng)的過程中才能出現(xiàn)的效是一種在變化、運(yùn)動(dòng)的過程中才能出現(xiàn)的效應(yīng)。法拉第把引起電流的原因概括為五類，它們都與變化應(yīng)。法拉第把引起電流的原因概括為五類，它們都與變化和運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系，這就是

4、：變化的電流、變化的磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系，這就是：變化的電流、變化的磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)的恒定電流、運(yùn)動(dòng)的磁鐵、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體。的恒定電流、運(yùn)動(dòng)的磁鐵、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體。 2電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的意義電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的意義 (1)電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)使人們對(duì)電與磁內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識(shí)更電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)使人們對(duì)電與磁內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識(shí)更加完善，宣告了電磁學(xué)作為一門統(tǒng)一學(xué)科的誕生。加完善，宣告了電磁學(xué)作為一門統(tǒng)一學(xué)科的誕生。 (2)電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)使人們找到了磁生電的條件，引領(lǐng)電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)使人們找到了磁生電的條件，引領(lǐng)人類進(jìn)入電氣化時(shí)代。人類進(jìn)入電氣化時(shí)代。1自然界的電、熱和磁等現(xiàn)象都是相互聯(lián)系的，很多物理自然界的電、熱

5、和磁等現(xiàn)象都是相互聯(lián)系的，很多物理學(xué)家為尋找它們之間的聯(lián)系做出了貢獻(xiàn)。下列說法正確學(xué)家為尋找它們之間的聯(lián)系做出了貢獻(xiàn)。下列說法正確的是的是()奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系之間的聯(lián)系奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)，說明了熱現(xiàn)象和電現(xiàn)象奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)，說明了熱現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間存在聯(lián)系之間存在聯(lián)系法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間的聯(lián)系之間的聯(lián)系法拉第發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)，定量給出了電能和熱能法拉第發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)，定量給出了電能和熱能之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)

6、系A(chǔ) BC D解析：解析：由物理學(xué)史可知，奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，揭示由物理學(xué)史可知，奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系；法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系；法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間的聯(lián)系，選項(xiàng)正確。而熱現(xiàn)揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間的聯(lián)系，選項(xiàng)正確。而熱現(xiàn)象和電現(xiàn)象的聯(lián)系是焦耳發(fā)現(xiàn)的，選項(xiàng)錯(cuò)誤。象和電現(xiàn)象的聯(lián)系是焦耳發(fā)現(xiàn)的，選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：答案：A科學(xué)探究科學(xué)探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件自學(xué)教材自學(xué)教材1探究導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)是否產(chǎn)生電流探究導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)是否產(chǎn)生電流圖圖111實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(有

7、無電流有無電流)分析論證分析論證導(dǎo)體棒靜止導(dǎo)體棒靜止無無閉合電路包圍的面積閉合電路包圍的面積 時(shí)，時(shí)，電路中有電流產(chǎn)生；閉合電路包圍電路中有電流產(chǎn)生；閉合電路包圍的面積的面積 時(shí)，電路中無電流時(shí)，電路中無電流產(chǎn)生產(chǎn)生導(dǎo)體棒平行磁感導(dǎo)體棒平行磁感線運(yùn)動(dòng)線運(yùn)動(dòng)無無導(dǎo)體棒切割磁感導(dǎo)體棒切割磁感線運(yùn)動(dòng)線運(yùn)動(dòng)有有變化變化不變不變2探究磁鐵在通電螺線管中運(yùn)動(dòng)是否產(chǎn)生電流探究磁鐵在通電螺線管中運(yùn)動(dòng)是否產(chǎn)生電流圖圖112實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(有無電流有無電流)分析論證分析論證N極插入線圈極插入線圈有有線圈中的磁場(chǎng)線圈中的磁場(chǎng) 時(shí)，時(shí)，線圈中有感應(yīng)電流；線圈線圈中有感應(yīng)電流；線圈中的磁場(chǎng)中的磁場(chǎng) 時(shí)

8、，線圈時(shí)，線圈中無感應(yīng)電流中無感應(yīng)電流N極停在線圈中極停在線圈中無無N極從線圈中抽出極從線圈中抽出有有S極插入線圈極插入線圈有有S極停在線圈中極停在線圈中無無S極從線圈中抽出極從線圈中抽出有有變化變化不變不變3模擬法拉第的實(shí)驗(yàn)?zāi)M法拉第的實(shí)驗(yàn)圖圖113實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(線圈線圈B中有無電流中有無電流)分析論證分析論證開關(guān)閉合瞬間開關(guān)閉合瞬間有有線圈線圈B中磁場(chǎng)中磁場(chǎng) 時(shí)，線時(shí)，線圈圈B中有感應(yīng)電中有感應(yīng)電流；磁場(chǎng)流；磁場(chǎng) 時(shí)，線時(shí)，線圈圈B中無感應(yīng)電中無感應(yīng)電流流開關(guān)斷開瞬間開關(guān)斷開瞬間有有開關(guān)保持閉合，滑動(dòng)變阻開關(guān)保持閉合，滑動(dòng)變阻器滑片不動(dòng)器滑片不動(dòng)無無開關(guān)保持閉合，迅速移

9、動(dòng)開關(guān)保持閉合，迅速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑動(dòng)變阻器的滑片有有變化變化不變不變 4實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論 利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條件：只要穿過利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條件：只要穿過 的的磁通量磁通量 ，閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生電流。，閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生電流。閉合電路閉合電路發(fā)生變化發(fā)生變化重點(diǎn)詮釋重點(diǎn)詮釋 1判斷感應(yīng)電流有無的方法。判斷感應(yīng)電流有無的方法。 (1)明確電路是否為閉合電路。明確電路是否為閉合電路。 (2)判斷穿過電路的磁通量是否發(fā)生變化。穿過閉合電路的判斷穿過電路的磁通量是否發(fā)生變化。穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，大致有以下幾種情況：磁通量發(fā)生變化，大致有以下幾種情況： 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，線圈

10、面積不變，線圈面積S發(fā)生變化。發(fā)生變化。 線圈面積線圈面積S不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化。發(fā)生變化。 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B和線圈面積和線圈面積S同時(shí)發(fā)生變化，此時(shí)可由同時(shí)發(fā)生變化，此時(shí)可由10計(jì)算并判斷磁通量是否變化。計(jì)算并判斷磁通量是否變化。 線圈面積線圈面積S不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度B也不變，但二者之間夾也不變，但二者之間夾角發(fā)生變化。角發(fā)生變化。 2與與意義不同，大小也沒有必然的聯(lián)系。感應(yīng)電意義不同，大小也沒有必然的聯(lián)系。感應(yīng)電流的產(chǎn)生與流的產(chǎn)生與無關(guān)，只取決于無關(guān)，只取決于的變化，即與的變化，即與有關(guān)。有關(guān)。2法拉第把可以產(chǎn)生感應(yīng)電流的情形概括為五類：變化法拉第

11、把可以產(chǎn)生感應(yīng)電流的情形概括為五類：變化的電流；變化的磁場(chǎng)；運(yùn)動(dòng)的恒定電流；運(yùn)動(dòng)的的電流；變化的磁場(chǎng)；運(yùn)動(dòng)的恒定電流；運(yùn)動(dòng)的磁鐵；在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體。圖磁鐵；在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體。圖114所示實(shí)驗(yàn)裝置所示實(shí)驗(yàn)裝置分別說明了哪種情形？分別說明了哪種情形？圖圖114解析：解析：實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(a)說明的是，運(yùn)動(dòng)的磁體產(chǎn)生感應(yīng)電流；實(shí)說明的是，運(yùn)動(dòng)的磁體產(chǎn)生感應(yīng)電流；實(shí)驗(yàn)驗(yàn)(b)說明的是，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流；實(shí)說明的是，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流；實(shí)驗(yàn)驗(yàn)(c)說明的是、，變化的電流產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，最終說明的是、，變化的電流產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，最終產(chǎn)生感應(yīng)電流。產(chǎn)生感應(yīng)電流。答案：答案：見解析見解

12、析磁通量及磁通量的變化磁通量及磁通量的變化 例例1如圖如圖115所示，所示，a、b、c三三個(gè)閉合線圈放在同一平面內(nèi)，當(dāng)線圈個(gè)閉合線圈放在同一平面內(nèi)，當(dāng)線圈a中有中有電流電流I通過時(shí)，它們的磁通量分別為通過時(shí)，它們的磁通量分別為a、b、c，下列說，下列說法中正確的是法中正確的是() Aabbc Caccb圖圖115思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥解此題關(guān)鍵有三點(diǎn)：解此題關(guān)鍵有三點(diǎn)：(1)應(yīng)用安培定則正確判定磁感線方向。應(yīng)用安培定則正確判定磁感線方向。(2)注意磁感線是閉合曲線。注意磁感線是閉合曲線。(3)穿過一個(gè)面的磁通量應(yīng)為合磁通量。穿過一個(gè)面的磁通量應(yīng)為合磁通量。 解析解析當(dāng)當(dāng)a中有電流通過時(shí)，穿過中有電流

13、通過時(shí)，穿過a、b、c三個(gè)閉合線三個(gè)閉合線圈的向里的磁感線條數(shù)一樣多，向外的磁感線的條數(shù)圈的向里的磁感線條數(shù)一樣多，向外的磁感線的條數(shù)c最多，最多，其次是其次是b，a中沒有向外的磁感線，因此，根據(jù)合磁通量的計(jì)中沒有向外的磁感線，因此，根據(jù)合磁通量的計(jì)算，應(yīng)該是算，應(yīng)該是abc。 答案答案B借題發(fā)揮借題發(fā)揮 求磁通量時(shí)，要注意磁感應(yīng)強(qiáng)度求磁通量時(shí)，要注意磁感應(yīng)強(qiáng)度B和線圈面積和線圈面積S的幾的幾何關(guān)系，還要注意磁通量的符號(hào)；求磁通量的變化時(shí)，要何關(guān)系，還要注意磁通量的符號(hào)；求磁通量的變化時(shí)，要弄清引起磁通量變化的原因，然后確定相應(yīng)求解方法。弄清引起磁通量變化的原因，然后確定相應(yīng)求解方法。(1)在

14、上例題中，如果在上例題中，如果a中電流增大。穿過中電流增大。穿過線圈線圈b的磁通量怎樣變化？的磁通量怎樣變化？(2)如果將線圈如果將線圈a改成圖改成圖116所示的一所示的一個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則通過線圈個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則通過線圈b和線圈和線圈c的磁通量大小關(guān)系又怎樣？的磁通量大小關(guān)系又怎樣？圖圖116解析：解析：(1)a中電流增大時(shí)，穿過線圈中電流增大時(shí)，穿過線圈b的向里的磁感線條的向里的磁感線條數(shù)增多，向外的磁感線的條數(shù)也增多，其合磁通量為向里、數(shù)增多，向外的磁感線的條數(shù)也增多，其合磁通量為向里、向外的磁通量的代數(shù)和，應(yīng)增大。向外的磁通量的代數(shù)和，應(yīng)增大。(2)此時(shí)，線圈此時(shí)，線圈b、c中存在磁

15、場(chǎng)的有效面積相同，所以穿中存在磁場(chǎng)的有效面積相同，所以穿過它們的磁通量相等。過它們的磁通量相等。答案：答案：(1)增大增大(2)相等相等感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的應(yīng)用感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的應(yīng)用 例例2如圖如圖117所示，所示，A、B兩回路中各有兩回路中各有一開關(guān)一開關(guān)S1、S2，且回路，且回路A中接有電源，回路中接有電源，回路B中接有中接有靈敏電流計(jì)，下列操作及相應(yīng)的結(jié)果可能的是靈敏電流計(jì)，下列操作及相應(yīng)的結(jié)果可能的是() A先閉合先閉合S2，后閉合，后閉合S1的瞬間，電流計(jì)指針的瞬間，電流計(jì)指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)不發(fā)生偏轉(zhuǎn) BS1、S2閉合后，再斷開閉合后，再斷開S2的瞬間，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的瞬間，電流計(jì)指針

16、發(fā)生偏轉(zhuǎn) C先閉合先閉合S1，后閉合，后閉合S2的瞬間，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的瞬間，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) DS1、S2閉合后，再斷開閉合后，再斷開S1的瞬間，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的瞬間，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)圖圖117思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥解此題應(yīng)把握住兩點(diǎn)：解此題應(yīng)把握住兩點(diǎn)：(1)電流周圍存在磁場(chǎng)。電流周圍存在磁場(chǎng)。(2)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)因閉合電路中有磁通量變化。電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)因閉合電路中有磁通量變化。 解析解析回路回路A中有電源，當(dāng)中有電源，當(dāng)S1閉合后，回路中有電流，閉合后，回路中有電流，在回路的周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，回路在回路的周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，回路B中有磁通量；在中有磁通量；在S1閉合或閉合或斷開的瞬間，回路斷

17、開的瞬間，回路A中的電流從無到有或從有到無，電流中的電流從無到有或從有到無，電流周圍的磁場(chǎng)發(fā)生變化，從而使穿過回路周圍的磁場(chǎng)發(fā)生變化，從而使穿過回路B的磁通量發(fā)生變的磁通量發(fā)生變化，此時(shí)若化，此時(shí)若S2是閉合的，則回路是閉合的，則回路B中有感應(yīng)電流，電流計(jì)中有感應(yīng)電流，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。所以選項(xiàng)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。所以選項(xiàng)D正確。正確。 答案答案D 借題發(fā)揮借題發(fā)揮 判斷回路中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流的解題思路一般為判斷判斷回路中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流的解題思路一般為判斷電流的磁場(chǎng)方向電流的磁場(chǎng)方向確定是否有磁感線穿過線圈平面確定是否有磁感線穿過線圈平面根據(jù)根據(jù)電流的變化情況判斷磁通量是否變化。注意若產(chǎn)生磁場(chǎng)的

18、電流的變化情況判斷磁通量是否變化。注意若產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流雖然發(fā)生了變化，但穿過線圈平面的磁通量始終為零，電流雖然發(fā)生了變化，但穿過線圈平面的磁通量始終為零，那么閉合回路中也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。那么閉合回路中也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。如圖如圖118所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)矩形所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框，在下列四種情況下，線框中會(huì)閉合導(dǎo)線框，在下列四種情況下，線框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的是產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 ()A線框平面始終與磁感線平行，線框在磁線框平面始終與磁感線平行，線框在磁 場(chǎng)中左右運(yùn)動(dòng)場(chǎng)中左右運(yùn)動(dòng)B線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場(chǎng)中上下運(yùn)動(dòng)線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場(chǎng)中上下運(yùn)動(dòng)C線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線垂直的軸線線框繞位于線框平面內(nèi)且與磁感線垂直的軸線AB轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)D線