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 英國科學(xué)家英國科學(xué)家法拉第法拉第經(jīng)過十年堅持經(jīng)過十年堅持不懈地努力，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)了利用磁場產(chǎn)生電流的條年發(fā)現(xiàn)了利用磁場產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律。這種由磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)件和規(guī)律。這種由磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象后來被稱為象后來被稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 他的這一發(fā)現(xiàn)進一步揭示了電與他的這一發(fā)現(xiàn)進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實的基礎(chǔ)。奠定了堅實

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：由變化的磁場使閉合電路產(chǎn)由變化的磁場使閉合電路產(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： 下面通過三個實驗說明感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。下面通過三個實驗說明感應(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。演示實驗一演示實驗一 閉合回路中的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運閉合回路中的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動。動。

3、實驗分析實驗分析實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象閉合回路磁通量閉合回路磁通量導(dǎo)體運動方向?qū)w運動方向垂直磁場方向垂直磁場方向沿磁場方向沿磁場方向產(chǎn)生電流產(chǎn)生電流無無 電電 流流有變化有變化無變化無變化實驗結(jié)論實驗結(jié)論閉合回路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運動的閉合回路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運動的本質(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。演示實驗二演示實驗二 將磁鐵與螺線管相對運動將磁鐵與螺線管相對運動。 實驗分析實驗分析閉合回路磁通量閉合回路磁通量磁鐵運動方向磁鐵運動方向磁磁 極極 插插 入入靜靜 止止 不不 動動實實 驗驗 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、無電流無電流無變化無變化磁極拔出磁極拔出 演示實驗三演示實驗三 雙螺線管實驗。雙螺線管實驗。 閉合回路磁通量閉合回路磁通量變阻器滑動變阻器滑動開開 關(guān)關(guān) 通通 斷斷實實 驗驗 現(xiàn)現(xiàn) 象象實實 驗驗 方方 法法螺線管插入拔出螺線管插入拔出 實驗現(xiàn)象實驗現(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)體切割磁感線運動，還是閉合電路中的磁場發(fā)生變化，也即穿運動，還是閉合電路中的磁場發(fā)生變化，也即穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有過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但不變化，即使磁場很強，在閉合電路中有磁通量穿過但不變化，即使磁場很強，磁通量很大，也不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。磁通量很大，也不會產(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)體做切割磁感線運動時，產(chǎn)生的閉合回路中一部分導(dǎo)體做切割磁感線運動時，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 伸開右手，使伸開右手，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€運動方向，則四指所指的方向運動方向，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)生變化時閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時，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：請觀察磁鐵：請觀察磁鐵N 極在插入線圈和拔出線圈的過極在插入線圈和拔出線圈的過程中，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 極極插入和拔出過程中，穿過線圈的插入和拔出過程中，穿過線圈的磁通量磁通量 的變化有什么不同？產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場方向的變化有什么不同？產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場方向與與 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感感的磁場的磁場B 的方向的方向磁通量磁通量 的變化的變化原磁場原磁場B 的方向

8、的方向vvvv將上述實驗結(jié)果分析填入下表中：將上述實驗結(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磁場阻礙阻礙穿過線圈的原磁通量的穿過線圈的原磁通量的變化變化。 ( 1 ) 當(dāng)原磁場穿過閉合電路的磁通量增加時，感應(yīng)電當(dāng)原磁場穿過閉合電路的磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場就和原磁場方向相反。流的磁場就和原磁場方向相反。 ( 2 ) 當(dāng)原磁場穿過閉合電路的磁通量減少時，感應(yīng)電當(dāng)原磁場穿過閉合電路的磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場就和原磁場方向相同。流的磁

9、場就和原磁場方向相同。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的磁場方向；中原來的磁場方向； (2) 確定穿過線圈的原磁通量是增加還是減少；確定穿過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)電流的磁場方向；根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場方向； (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。 實驗結(jié)論實驗結(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，試確定感極插入線圈時，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，線極插入線

10、圈時，線圈中圈中原磁場的方向向下原磁場的方向向下。 (2) 穿過線圈的磁通量是穿過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)生的磁場要阻礙原磁通量的增加，因此的磁場要阻礙原磁通量的增加，因此感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向相反，即向相反，即感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場的方感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場的方向向上向向上。 (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。 從另外一個角度來認識楞次定律：從另外一個角度來認識楞次定律：當(dāng)磁鐵插入線圈時磁鐵和線圈的磁極是同名磁極相當(dāng)磁

11、鐵插入線圈時磁鐵和線圈的磁極是同名磁極相對，當(dāng)磁鐵從線圈中拔出時磁鐵和線圈的磁極是異對，當(dāng)磁鐵從線圈中拔出時磁鐵和線圈的磁極是異名磁極相對。所以，當(dāng)磁鐵下落時，二者相斥；當(dāng)名磁極相對。所以，當(dāng)磁鐵下落時，二者相斥；當(dāng)拔出磁鐵時，二者相吸。二者間的相互作用力總是拔出磁鐵時，二者相吸。二者間的相互作用力總是阻礙導(dǎo)體和磁體間的相對運動。阻礙導(dǎo)體和磁體間的相對運動。 實驗一、二實驗一、二 機械能機械能電能電能 方式：外力移動導(dǎo)體（或磁鐵）做功方式：外力移動導(dǎo)體（或磁鐵）做功 應(yīng)用：發(fā)電機應(yīng)用：發(fā)電機 實驗三實驗三 電能電能電能電能 方式：由一個螺線管轉(zhuǎn)移給另一個螺線管方式：由一個螺線管轉(zhuǎn)移給另一個螺線

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)換過程中能量守恒。換過程中能量守恒。 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法的正確性：試判斷下述說法的正確性：1 1當(dāng)線圈中的磁通量發(fā)生變化時，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，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，就有感應(yīng)電流。當(dāng)線圈中的磁通量很大時，就有感應(yīng)電流。( () )3 3線圈中沒有感應(yīng)電流，是因為線圈中沒有磁場。線圈中沒有感應(yīng)電流，是因為線圈中沒有磁場。( () )4 4閉合線圈中

13、感應(yīng)電流的磁場總是與原磁場的方向相反。閉合線圈中感應(yīng)電流的磁場總是與原磁場的方向相反。( () )5 5當(dāng)閉合線圈中的磁通量發(fā)生變化時，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，線圈中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。流產(chǎn)生。 ( () ) 例二例二畫出圖中感應(yīng)電流的方向：畫出圖中感應(yīng)電流的方向： NSvvIIVI 例例三三 如圖所示，如圖所示，abcd 是一個金是一個金屬框架，屬框架，cd 是可動邊，框架平面與是可動邊，框架平面與磁場垂直。當(dāng)磁場垂直。當(dāng)cd 邊向右滑動時邊向右滑動時,請請分別用右手定則和楞次定律來確定分別用右手定則和楞次定律來確定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時，用邊在框架上向右做切割磁感線滑動時，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 邊向右滑動時，穿過邊向右滑動時，穿過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)生的磁場將阻礙原磁通量的增加，所以它的方向與原磁場的方向相反，即磁通量的增加，所以它的方向與原磁場的方向相反，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內(nèi)容：本節(jié)主要介紹了以下幾個內(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