技術(shù)物理下冊(cè)（第三版）10-1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象學(xué)習(xí)課件

10-1電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化

現(xiàn)象與思考電磁感應(yīng)楞次定律右手定則現(xiàn)象與思考法拉第

法拉第的這一重大發(fā)現(xiàn)，揭示了電與磁的內(nèi)在聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)了電磁學(xué)領(lǐng)域的又一次大飛躍。

自1820年發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)后，英國(guó)物理學(xué)家法拉第經(jīng)過10年不懈的努力，終于在1831年發(fā)現(xiàn)了變化的磁場(chǎng)能產(chǎn)生電流，這種由變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象演示實(shí)驗(yàn)一將磁鐵插入或拔出線圈。

將磁鐵插入或拔出線圈（動(dòng)畫）表10.1-1實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生電流產(chǎn)生電流無電流有變化有變化無變化回路中的磁通量實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象磁鐵運(yùn)動(dòng)方向磁極拔出磁極插入靜止不動(dòng)實(shí)驗(yàn)結(jié)論

只要穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，回路中就會(huì)產(chǎn)生電流。

演示實(shí)驗(yàn)二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)。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)畫）表10.1-2實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向垂直磁場(chǎng)方向沿磁場(chǎng)方向?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象回路中的磁通產(chǎn)生電流無電流有變化無變化

閉合導(dǎo)體回路中的部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)是閉合導(dǎo)體回路中磁通量的變化，從而產(chǎn)生電流實(shí)驗(yàn)結(jié)論

1．產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件穿過閉合導(dǎo)體回路中的磁通量發(fā)生變化。

2．理解只有在磁通量發(fā)生變化(即大→小，小→大，有→無,無→有)的過程中,閉合導(dǎo)體回路中才有感應(yīng)電流產(chǎn)生。

綜合上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論穿過閉合導(dǎo)體回路中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路就會(huì)產(chǎn)生電流。這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。二、楞次定律

俄國(guó)物理學(xué)家楞次研究了大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)出了判斷感應(yīng)電流方向的一般規(guī)律，這一規(guī)律稱為楞次定律。楞次

2．用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟

(1)確定回路中原來的磁通方向。

(2)

確定穿過閉合回路的原磁通量是增加還是減少。1．楞次定律

閉合導(dǎo)體回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向，總是使它的磁場(chǎng)阻礙引起感應(yīng)電流的原磁通量的變化。原磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反；原磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同。

（4）最后，根據(jù)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向，用右手螺旋定則確定感應(yīng)電流的方向。

（3）感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向

如圖10.1-1

所示，條形磁鐵N極插入閉合線圈，穿過線圈的原磁通量逐漸增加，線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙原磁通量的增加，方向和原磁場(chǎng)方向相反。然后用右手螺旋定則就可判斷出感應(yīng)電流的方向（圖上已標(biāo)出）。圖10.1-1

條形磁鐵插入閉合線圈如圖10.1-2

所示，條形磁鐵的N極拔出線圈，穿過線圈的原磁通量逐漸減少，線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流。根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙原磁通量的減少，方向和原磁場(chǎng)方向相同。同樣用右手螺旋定則判斷出感應(yīng)電流的方向（圖上已標(biāo)出）。圖10.1-2條形磁鐵拔出線圈如圖10.1-3所示,把一金屬框架abcd放入一磁場(chǎng)中，框架平面與磁場(chǎng)垂直，框架上有一可滑動(dòng)導(dǎo)體ef,當(dāng)ef向右滑動(dòng)時(shí)，判斷ef中感應(yīng)電流的方向。Babcdefv例題圖10.1-3

解：原磁通量垂直abcd平面向上，ef向右運(yùn)動(dòng)，穿過abef回路的原磁通量增加。根據(jù)楞次定律，回路中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)應(yīng)阻礙原磁通量的增加，其方向和原磁通方向相反，應(yīng)垂直平面向下。根據(jù)右手螺旋定則，感應(yīng)電流方向?yàn)閎afeb，在ef上是從f到e。三、右手定則

1．右手定則如圖10.1-4所示，伸開右手，使拇指跟其余四指垂直，且都跟手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿入手心，拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)方向，其余四指所指即為感應(yīng)電流方向。閉合導(dǎo)體回路中一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向也可用右手定則確定。圖10.1-4右手定則四、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化

從演示實(shí)驗(yàn)一中可知，磁鐵不論是插入還是抽出，磁鐵在運(yùn)動(dòng)中均受到阻力作用。這樣，磁鐵需要克服阻力做機(jī)械功而消耗能量，這部分能量通過電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)化成了電能。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，不同形式的能量相互轉(zhuǎn)化，完全符合能量守恒定律。感應(yīng)電流的方向之所以遵循楞次定律，就是因?yàn)槔愦味纱_定的方向符合能量守恒定律。練習(xí)

1．如演示實(shí)驗(yàn)三，當(dāng)開關(guān)閉合和斷開的瞬間，電流計(jì)指針是否會(huì)偏轉(zhuǎn)？為什么？若發(fā)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)方向是否一樣？當(dāng)開關(guān)閉合后，指針應(yīng)在何位？演示實(shí)驗(yàn)三（動(dòng)畫）答案

當(dāng)開關(guān)閉合和斷開的瞬間電流計(jì)中指針會(huì)偏轉(zhuǎn)。因?yàn)榇┻^閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生了變化。偏轉(zhuǎn)方向不一樣，相反。當(dāng)開關(guān)閉合后，指針應(yīng)在零位。因?yàn)榇┻^閉合導(dǎo)體回路的磁通量無變化。

2．如圖10.1-5

所示，線框ABCD的平面和磁感線方向平行，分別說明下列情況下線框中有無感應(yīng)電流？為什么？若有，方向如何？OOˊABCDB

(1)線框沿磁感線方向運(yùn)動(dòng)。(2)

線框垂直磁感線方向運(yùn)動(dòng)。

(3)線框以BC為軸由前向上轉(zhuǎn)動(dòng)。

(4)線框以CD為軸由前向右轉(zhuǎn)動(dòng)。圖10.1-5答案

(1)無感應(yīng)電流。因?yàn)闊o磁通量穿過線框。

(2)有感應(yīng)電流。因?yàn)榇┻^線框的磁通量發(fā)生了變化。

(3)無感應(yīng)電流。因?yàn)闊o磁通量穿過線框。

(4)有感應(yīng)電流。因?yàn)榇┻^線框的磁通量發(fā)生了變化。

3.請(qǐng)觀賞完電磁故事后回答，這是什么現(xiàn)象并說明原因？回答故事中的“?······”。單擊播放動(dòng)畫答案