4142法拉第电磁感应张海.ppt
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1、复习:磁通量,= B S,= B S cos ,磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积.,1、定义:,2、意义:,磁通量可用穿过某一个面的磁感线条数表示.,思考:哪些情况可以引起磁通量变化?,= B S cos ,磁通量变化包括: S 、不变,B变化 B 、不变,S变化 B、S不变, 变化 B、S、 都变化,第一章:电磁感应 (物理选修3-2),第一节:电磁感应现象 第二节:研究产生感应电流的条件,一、依据:信念,哲学家康德:各种自然现象之间是相互联系和相互转化的。 实例:摩擦生热、蒸汽机,第一节:划时代的发现,物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们所知道的各种其他现象的零散的
2、罗列,我们将把整个宇宙纳在一个体系中。,二、奥斯特实验:,奥斯特在作报告时,无意中发现小磁针偏转。(南北方向),奥斯特断言:电与磁是有联系的!,解释奥斯特实验,猜想:磁是否能生电呢?,长江三峡水电站全景,世界上最大的水电站台,亚洲最大的风力发电站,新疆风力发电站,新西兰地热发电站,人类是如何获得电能的 ?,第二节:研究产生感应电流的条件,一、对称性的思考,英国的法拉第认为: 电和磁是一对和谐对称的自然现象。,依据:磁化和静电感应现象,猜想:磁铁应该可以感应出电流!,信念:一定要转磁为电!,法拉第日记,未显示作用,毫无反应,不行,从普通的磁铁中获得电的希望,时时激励着我从实验上探求电流的感应效应
3、。,麦克斯韦: 科学家其实也有许多粗糙的想法和不成功的经验。他们是伟大的,但并不是高不可攀的。,能生磁的电:,电流,运动电荷,电生磁的方向:,右手安培定则(右手螺旋定则),电在磁的受力方向:,左手定则,电流能够产生磁场,电流的磁效应,(奥斯特),电流,运动电荷,(安培),(洛伦兹),静止的电荷可以产生磁场吗?,不能!,变化的电场产生磁场,第一节:电磁感应现象,磁能生电吗?,请大家阅读书本第3页!,由磁生电的现象,电磁感应现象,(法拉第),由电磁感应现象产生的电流,感应电流,1831年8月29日,法拉第用软铁做成一个外径6英寸,厚7/8英寸的环,其上绕有A、B两组线圈。B线圈接检流计,A线圈电池
4、连接。当接通和断开电源时,发现电流计指针摆动。,感应电流:由磁场产生的电流. 电磁感应现象:由磁场产生电流的现象.,二、探究感应电流的产生条件 1实验探究 探究1:导体棒在磁场中运动是否产生电流,图411,如图411所示,将导轨、可移动导体AB放置在磁场中,并和电流计组成闭合回路,把实验现象记录在下表中.,无,有,无,探究2:磁铁在螺线管中运动是否产生电流 如图412所示,将螺线管与电流计组成闭合回路,把条形磁铁插入或拔出螺线管,实验现象如下:,图412,有,无,有,有,有,无,探究3:模拟法拉第的实验 如图413所示,线圈A通过变阻器和开关连接到电源上,线圈B的两端连到电流表上,把线圈A装在
5、线圈B的里面,实验现象如下:,图413,有,有,有,无,1831年11月24日,法拉第向皇家学会提交了一个报告,把这种现象定名为电磁感应,产生的电流叫做感应电流。 “磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。,五种类型可以引起感应电流:变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。,有规律吗?,2.分析论证 探究实验1中,磁场的强弱不变,但是导体棒切割磁感线运动使闭合电路包围的面积在 探究实验2中,将磁铁插入或抽出时,线圈中磁场发生 ,变化,变化,探究实验3中,将开关闭合或断开及改变滑动变阻器的滑片的位置,使A中电流变化时,电流产生的磁场也在 ,通过B线圈的磁
6、场强弱也在 3实验结论 只要穿过 电路的磁通量 ,闭合电路中就有感应电流产生,变化,变化,闭合,发生变化,一、磁通量及变化量的计算 1磁通量的计算 (1)B与S垂直时:BS. B指匀强磁场的磁感应强度,S为线圈的面积 (2)B与S不垂直时:BS. S为线圈在垂直磁场方向上的有效面积,在应用时可将S分解到与B垂直的方向上,如图414所示,BSsin.,核心要点突破,图414,(3)磁通量是有正、负的标量当磁感线从线圈平面的不同侧穿过时,磁通量分别取正号、负号,总磁通量为两者的代数和,(4)多匝线圈的磁通量问题:磁通量与线圈的匝数无关,也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响同理,磁通量的变化量21也不
7、受线圈匝数的影响所以,直接用公式求、时,不必去考虑线圈匝数n.,B与S垂直时,在BS中,S为线圈在B中的有效面积如图415,若闭合电路abcd和ABCD所在平面均与匀强磁场B垂直,面积分别为S1和S2,且S1S2,但磁场区域恰好只有ABCD那么大,穿过S1和S2的磁通量是相同的,因此,BS中的S应是指闭合回路中包含磁场的那部分“有效面积”,图415,2磁通量变化的计算 (1)磁感应强度B不变,有效面积S变化时,则10BS. (2)磁感应强度B变化,磁感线穿过的有效面积S不变时,则穿过回路的磁通量的变化量是10BS. (3)磁感应强度B和回路面积S同时变化时,则10B1S1B0S0,而不等于BS
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