高二物理磁通量

高二物理磁通量第1頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四英國(guó)科學(xué)家法拉第經(jīng)過(guò)十年堅(jiān)持不懈地努力，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)。法拉第

新課引入第2頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象：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．2．感應(yīng)電流：由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流，叫感應(yīng)電流．第3頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二．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。

閉合電路中的磁通量發(fā)生變化。第4頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四演示實(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)動(dòng)。

第5頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象閉合回路磁通量導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向垂直磁場(chǎng)方向沿磁場(chǎng)方向產(chǎn)生電流無(wú)電流有變化無(wú)變化實(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)的本質(zhì)是閉合回路中磁通量的變化。第6頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四演示實(shí)驗(yàn)二

將磁鐵與螺線管相對(duì)運(yùn)動(dòng)。第7頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四實(shí)驗(yàn)分析閉合回路磁通量磁鐵運(yùn)動(dòng)方向磁極插入靜止不動(dòng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生電流有變化產(chǎn)生電流有電流無(wú)電流無(wú)變化磁極拔出第8頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四演示實(shí)驗(yàn)三雙螺線管實(shí)驗(yàn)。第9頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四閉合回路磁通量變阻器滑動(dòng)開關(guān)通斷實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)方法螺線管插入拔出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生電流產(chǎn)生電流產(chǎn)生電流有變化有變化有變化結(jié)論：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．第10頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四理解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，這里關(guān)鍵要注意“閉合”與“變化”兩詞：①電路必須是閉合的，電路不閉合，電流就不可能產(chǎn)生。②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。③引起磁通量變化的原因：B

發(fā)生變化；或S

發(fā)生變化；或B和S的夾角發(fā)生變化。第11頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四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)電流的方向可用右手定則確定。

1.右手定則伸開右手，使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，則四指所指的方向就是導(dǎo)線中感應(yīng)電流的方向。

三、感應(yīng)電流的方向第12頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中感應(yīng)電流的方向遵循什么規(guī)律？

演示：請(qǐng)觀察磁鐵N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？

現(xiàn)象：產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向不同。第13頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

觀察：N

極和S

極插入和拔出過(guò)程中，穿過(guò)線圈的磁通量

的變化有什么不同？產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與的變化有什么關(guān)系？第14頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四B'

與B方向的關(guān)系I感的磁場(chǎng)B

'

的方向磁通量Ф的變化原磁場(chǎng)B的方向vvvv將上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析填入下表中：增加減少增加減少相反相反相同相同第15頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

2.

楞次定律閉合回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向，總是使它的磁場(chǎng)阻礙穿過(guò)線圈的原磁通量的變化。

(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)電流的磁場(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：(1)明確閉合電路中原來(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；(3)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。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論第16頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四例

如圖所示，當(dāng)磁鐵的N極插入線圈時(shí)，試確定感應(yīng)電流的方向。

答:(1)當(dāng)磁鐵N極插入線圈時(shí)，線圈中原磁場(chǎng)的方向向下。

(2)穿過(guò)線圈的磁通量是增加的。

(3)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，因此感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反，即感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向向上。

(4)根據(jù)安培定則可以確定，感應(yīng)電流的方向如圖中箭頭所示。第17頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四從另外一個(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)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)。第18頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

實(shí)驗(yàn)一、二機(jī)械能→電能方式：外力移動(dòng)導(dǎo)體（或磁鐵）做功應(yīng)用：發(fā)電機(jī)

實(shí)驗(yàn)三電能→電能方式：由一個(gè)螺線管轉(zhuǎn)移給另一個(gè)螺線管應(yīng)用：變壓器結(jié)論：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，不同形式的能量在相互轉(zhuǎn)換過(guò)程中能量守恒。

四、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)換第19頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四例一．試判斷下述說(shuō)法的正確性：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。(×)2．當(dāng)線圈中的磁通量很大時(shí)，就有感應(yīng)電流。(×)3．線圈中沒(méi)有感應(yīng)電流，是因?yàn)榫€圈中沒(méi)有磁場(chǎng)。(×)4．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．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。(√)

第20頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四例二．畫出圖中感應(yīng)電流的方向：

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×NSvvIIVI第21頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

例三

如圖所示，abcd

是一個(gè)金屬框架，cd

是可動(dòng)邊，框架平面與磁場(chǎng)垂直。當(dāng)cd

邊向右滑動(dòng)時(shí),請(qǐng)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。bGacdc'd'v

答：當(dāng)cd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c指向d

。

同樣，當(dāng)cd邊向右滑動(dòng)時(shí)，穿過(guò)abcd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)電流的方向仍是由c指向d

。I第22頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四本節(jié)主要介紹了以下幾個(gè)內(nèi)容：1．什么是電磁感應(yīng)，什么是感應(yīng)電流。2．感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件