電磁感應(yīng)現(xiàn)象4

1、電磁感應(yīng)的條件電磁感應(yīng)的條件感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的方向 新課引入新課引入電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)換電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)換 英國(guó)科學(xué)家英國(guó)科學(xué)家法拉第法拉第經(jīng)過(guò)十年堅(jiān)持經(jīng)過(guò)十年堅(jiān)持不懈地努力，終于取得重大突破，在不懈地努力，終于取得重大突破，在1831年發(fā)現(xiàn)了利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條年發(fā)現(xiàn)了利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律。這種由磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)件和規(guī)律。這種由磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象后來(lái)被稱為象后來(lái)被稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 他的這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步揭示了電與他的這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步揭示了電與磁的內(nèi)在聯(lián)系，為建立完整的電磁理論磁的內(nèi)在聯(lián)系，為建立完整的電磁理論奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。奠定了堅(jiān)實(shí)

2、的基礎(chǔ)。法拉第法拉第 一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1 1電磁感應(yīng)現(xiàn)象：電磁感應(yīng)現(xiàn)象：由變化的磁場(chǎng)使閉合電路產(chǎn)由變化的磁場(chǎng)使閉合電路產(chǎn)生電流的現(xiàn)象，稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象生電流的現(xiàn)象，稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象2 2感應(yīng)電流：感應(yīng)電流：由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流，叫感由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流，叫感應(yīng)電流應(yīng)電流 二產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件：二產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件： 下面通過(guò)三個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。下面通過(guò)三個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。 閉合電路中的磁通量發(fā)生變化。閉合電路中的磁通量發(fā)生變化。演示實(shí)驗(yàn)一演示實(shí)驗(yàn)一 閉合回路中的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)閉合回路中的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。動(dòng)。

3、實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象閉合回路磁通量閉合回路磁通量導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向垂直磁場(chǎng)方向垂直磁場(chǎng)方向沿磁場(chǎng)方向沿磁場(chǎng)方向產(chǎn)生電流產(chǎn)生電流無(wú)無(wú) 電電 流流有變化有變化無(wú)變化無(wú)變化實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論閉合回路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的閉合回路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)是閉合回路中磁通量的變化。本質(zhì)是閉合回路中磁通量的變化。演示實(shí)驗(yàn)二演示實(shí)驗(yàn)二 將磁鐵與螺線管相對(duì)運(yùn)動(dòng)將磁鐵與螺線管相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)分析閉合回路磁通量閉合回路磁通量磁鐵運(yùn)動(dòng)方向磁鐵運(yùn)動(dòng)方向磁磁 極極 插插 入入靜靜 止止 不不 動(dòng)動(dòng)實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 現(xiàn)現(xiàn) 象象產(chǎn)生電流產(chǎn)生電流有變化有變化產(chǎn)生電流產(chǎn)生電流有電流有電流

4、無(wú)電流無(wú)電流無(wú)變化無(wú)變化磁極拔出磁極拔出 演示實(shí)驗(yàn)三演示實(shí)驗(yàn)三 雙螺線管實(shí)驗(yàn)。雙螺線管實(shí)驗(yàn)。 閉合回路磁通量閉合回路磁通量變阻器滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)開(kāi)開(kāi) 關(guān)關(guān) 通通 斷斷實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 現(xiàn)現(xiàn) 象象實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 方方 法法螺線管插入拔出螺線管插入拔出 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生電流產(chǎn)生電流產(chǎn)生電流產(chǎn)生電流產(chǎn)生電流產(chǎn)生電流有變化有變化有變化有變化有變化有變化結(jié)論結(jié)論：不論是閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線不論是閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)，還是閉合電路中的磁場(chǎng)發(fā)生變化，也即穿運(yùn)動(dòng)，還是閉合電路中的磁場(chǎng)發(fā)生變化，也即穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生

5、感應(yīng)電流產(chǎn)生理解理解 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，這里關(guān)鍵要注意變化，這里關(guān)鍵要注意“閉合閉合”與與“變化變化”兩詞：兩詞：電路必須是閉合的，電路不閉合，電流就不可能產(chǎn)生。電路必須是閉合的，電路不閉合，電流就不可能產(chǎn)生。在閉合電路中有磁通量穿過(guò)但不變化，即使磁場(chǎng)很強(qiáng)，在閉合電路中有磁通量穿過(guò)但不變化，即使磁場(chǎng)很強(qiáng)，磁通量很大，也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。磁通量很大，也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。引起引起磁通量變化的原因：磁通量變化的原因：B 發(fā)生發(fā)生變化；或變化；或S 發(fā)生發(fā)生變變化；或化；或B和和S的夾角發(fā)生的夾角發(fā)生變化。變化。 閉合回路中一

6、部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的閉合回路中一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向可用感應(yīng)電流的方向可用右手定則右手定則確定。確定。 1.右手定則右手定則 伸開(kāi)右手，使伸開(kāi)右手，使拇指與其余四指垂直，且都與拇指與其余四指垂直，且都與手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿入手心，拇指指向?qū)Ь€垂直穿入手心，拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)方向，則四指所指的方向運(yùn)動(dòng)方向，則四指所指的方向就是導(dǎo)線中感應(yīng)電流的方向。就是導(dǎo)線中感應(yīng)電流的方向。 三、感應(yīng)電流的方向三、感應(yīng)電流的方向 閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時(shí)閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中感應(yīng)電流，回路中感應(yīng)電流的方向遵循什么規(guī)律？

7、的方向遵循什么規(guī)律？ 演示演示：請(qǐng)觀察磁鐵：請(qǐng)觀察磁鐵N 極在插入線圈和拔出線圈的過(guò)極在插入線圈和拔出線圈的過(guò)程中，閉合電路中感應(yīng)電流的方向相同嗎？程中，閉合電路中感應(yīng)電流的方向相同嗎？現(xiàn)象現(xiàn)象： 產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向不同。產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向不同。 觀察：觀察： N 極和極和S S 極極插入和拔出過(guò)程中，穿過(guò)線圈的插入和拔出過(guò)程中，穿過(guò)線圈的磁通量磁通量 的變化有什么不同？產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向的變化有什么不同？產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與與 的變化有什么關(guān)系？的變化有什么關(guān)系？B 與與B 方向的關(guān)系方向的關(guān)系I感感的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)B 的方向的方向磁通量磁通量 的變化的變化原磁場(chǎng)原磁場(chǎng)B 的方向

8、的方向vvvv將上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析填入下表中：將上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析填入下表中：增加增加減少減少增加增加減少減少相反相反相反相反相同相同相同相同 2. 楞次定律楞次定律 閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向，總閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向，總是使它的是使它的磁場(chǎng)磁場(chǎng)阻礙阻礙穿過(guò)線圈的原磁通量的穿過(guò)線圈的原磁通量的變化變化。 ( 1 ) 當(dāng)原磁場(chǎng)穿過(guò)閉合電路的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電當(dāng)原磁場(chǎng)穿過(guò)閉合電路的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)就和原磁場(chǎng)方向相反。流的磁場(chǎng)就和原磁場(chǎng)方向相反。 ( 2 ) 當(dāng)原磁場(chǎng)穿過(guò)閉合電路的磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電當(dāng)原磁場(chǎng)穿過(guò)閉合電路的磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)就和原磁場(chǎng)方向相同。流的磁

9、場(chǎng)就和原磁場(chǎng)方向相同。用楞次定律確定感應(yīng)電流方向的步驟如下：用楞次定律確定感應(yīng)電流方向的步驟如下： (1) 明確明確閉合電路閉合電路中原來(lái)的磁場(chǎng)方向；中原來(lái)的磁場(chǎng)方向； (2) 確定穿過(guò)線圈的原磁通量是增加還是減少；確定穿過(guò)線圈的原磁通量是增加還是減少； (3) 根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向；根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向； (4) 根據(jù)安培定則確定感應(yīng)電流的方向。根據(jù)安培定則確定感應(yīng)電流的方向。 實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論 例例 如圖所示，當(dāng)磁鐵的如圖所示，當(dāng)磁鐵的N 極插入線圈時(shí)，試確定感極插入線圈時(shí)，試確定感應(yīng)電流的方向。應(yīng)電流的方向。 答答:(1)當(dāng)磁鐵當(dāng)磁鐵N極插入線圈時(shí)，線極插入線

10、圈時(shí)，線圈中圈中原磁場(chǎng)的方向向下原磁場(chǎng)的方向向下。 (2) 穿過(guò)線圈的磁通量是穿過(guò)線圈的磁通量是增加增加的。的。 (3) 由楞次定律知感應(yīng)電流產(chǎn)生由楞次定律知感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)要阻礙原磁通量的增加，因此的磁場(chǎng)要阻礙原磁通量的增加，因此感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反，即向相反，即感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向向上向向上。 (4) 根據(jù)安培定則可以確定，感應(yīng)電流的方向如圖中根據(jù)安培定則可以確定，感應(yīng)電流的方向如圖中箭頭所示。箭頭所示。 從另外一個(gè)角度來(lái)認(rèn)識(shí)楞次定律：從另外一個(gè)角度來(lái)認(rèn)識(shí)楞次定律：當(dāng)磁鐵插入線圈時(shí)磁鐵和線圈的磁極是同名磁極相當(dāng)磁

11、鐵插入線圈時(shí)磁鐵和線圈的磁極是同名磁極相對(duì)，當(dāng)磁鐵從線圈中拔出時(shí)磁鐵和線圈的磁極是異對(duì)，當(dāng)磁鐵從線圈中拔出時(shí)磁鐵和線圈的磁極是異名磁極相對(duì)。所以，當(dāng)磁鐵下落時(shí)，二者相斥；當(dāng)名磁極相對(duì)。所以，當(dāng)磁鐵下落時(shí)，二者相斥；當(dāng)拔出磁鐵時(shí)，二者相吸。二者間的相互作用力總是拔出磁鐵時(shí)，二者相吸。二者間的相互作用力總是阻礙導(dǎo)體和磁體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。阻礙導(dǎo)體和磁體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 實(shí)驗(yàn)一、二實(shí)驗(yàn)一、二 機(jī)械能機(jī)械能電能電能 方式：外力移動(dòng)導(dǎo)體（或磁鐵）做功方式：外力移動(dòng)導(dǎo)體（或磁鐵）做功 應(yīng)用：發(fā)電機(jī)應(yīng)用：發(fā)電機(jī) 實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三 電能電能電能電能 方式：由一個(gè)螺線管轉(zhuǎn)移給另一個(gè)螺線管方式：由一個(gè)螺線管轉(zhuǎn)移給另一個(gè)螺線

12、管 應(yīng)用：變壓器應(yīng)用：變壓器 結(jié)論：結(jié)論：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，不同形式的能量在相互轉(zhuǎn)在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，不同形式的能量在相互轉(zhuǎn)換過(guò)程中能量守恒。換過(guò)程中能量守恒。 四、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)換四、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)換 例例一一試判斷下述說(shuō)法的正確性：試判斷下述說(shuō)法的正確性：1 1當(dāng)線圈中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生。當(dāng)線圈中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生。( () )2 2當(dāng)線圈中的磁通量很大時(shí)，就有感應(yīng)電流。當(dāng)線圈中的磁通量很大時(shí)，就有感應(yīng)電流。( () )3 3線圈中沒(méi)有感應(yīng)電流，是因?yàn)榫€圈中沒(méi)有磁場(chǎng)。線圈中沒(méi)有感應(yīng)電流，是因?yàn)榫€圈中沒(méi)有磁場(chǎng)。( () )4 4閉合線圈中

13、感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是與原磁場(chǎng)的方向相反。閉合線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是與原磁場(chǎng)的方向相反。( () )5 5當(dāng)閉合線圈中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，線圈中就有感應(yīng)電當(dāng)閉合線圈中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，線圈中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。流產(chǎn)生。 ( () ) 例二例二畫(huà)出圖中感應(yīng)電流的方向：畫(huà)出圖中感應(yīng)電流的方向： NSvvIIVI 例例三三 如圖所示，如圖所示，abcd 是一個(gè)金是一個(gè)金屬框架，屬框架，cd 是可動(dòng)邊，框架平面與是可動(dòng)邊，框架平面與磁場(chǎng)垂直。當(dāng)磁場(chǎng)垂直。當(dāng)cd 邊向右滑動(dòng)時(shí)邊向右滑動(dòng)時(shí),請(qǐng)請(qǐng)分別用右手定則和楞次定律來(lái)確定分別用右手定則和楞次定律來(lái)確定cd中感應(yīng)電流的方向。中感應(yīng)電流的方向。 bGacdc

14、dv 答答：當(dāng)：當(dāng)cd 邊在框架上向右做切割磁感線滑動(dòng)時(shí)，用邊在框架上向右做切割磁感線滑動(dòng)時(shí)，用右手定則可以確定感應(yīng)電流的方向是由右手定則可以確定感應(yīng)電流的方向是由c 指向指向d 。 同樣，當(dāng)同樣，當(dāng)cd 邊向右滑動(dòng)時(shí)，穿過(guò)邊向右滑動(dòng)時(shí)，穿過(guò)abcd 回路的磁通量回路的磁通量在增加，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)將阻礙原在增加，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)將阻礙原磁通量的增加，所以它的方向與原磁場(chǎng)的方向相反，即磁通量的增加，所以它的方向與原磁場(chǎng)的方向相反，即垂直紙面向外，又根據(jù)安培定則可知，感應(yīng)電流的方向垂直紙面向外，又根據(jù)安培定則可知，感應(yīng)電流的方向仍是由仍是由c 指向指向d 。I本節(jié)主要介紹了以下幾個(gè)內(nèi)容：本節(jié)主要介紹了以下幾個(gè)內(nèi)容：1 1什么是電磁感應(yīng)，什么是感應(yīng)電流。什么是電磁感應(yīng)，什么是感應(yīng)電