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课件网) 第三章 电磁感应 一、电磁感应现象 1.收集有关物理学史资料,了解电磁感应现象的发现过程,体会人类探索自然规律的科学方法、科学态度和科学精神。 2.知道磁通量,会比较“穿过不同闭合电路磁通量”的大小。 3.通过实验,了解感应电流的产生条件。 一 二 三 一、划时代的发现 电磁感应现象是英国物理学家法拉第在奥斯特发现电流磁效应的启发下,经过十年的不懈努力发现的。 一 二 三 二、电磁感应现象 1.概念 (1)电磁感应现象:闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中就产生电流,这种由磁产生电的现象叫电磁感应现象。 (2)感应电流:电磁感应现象中所产生的电流叫感应电流。 2.产生感应电流的条件:只要穿过闭合电路的磁通量变化,闭合电路就有电流产生。 3.本质:磁生电。 一 二 三 奥斯特发现电流的磁效应以后,瑞士科学家科拉顿就一直做“磁生电”的实验,他的代表性实验是:把磁铁插入线圈中,看看是否有感应电流产生。为了排除磁铁移动对灵敏电流计的影响,他把电流计放在隔壁的房间里面,一切准备就绪,他把磁铁插入线圈中,然后急忙奔向隔壁,看看电流计的指针偏转了没有,结果总是大失所望。法拉第在科拉顿的启发下,重做磁铁插入线圈的实验,发现电流计的指针摆动了。一个划时代的伟大发现就这样从科拉顿的鼻尖下溜走,落在了法拉第的头上。请你思考一下,科拉顿的实验为什么没有成功? 提示:将磁铁插入线圈的过程中,有感应电流产生,当他奔向隔壁时,磁铁已停在线圈中,磁通量不再变化,刚才产生的感应电流已不复存在,当然看不到指针摆动了。 一 二 三 三、磁通量 穿过某一个闭合回路的磁通量的大小用穿过磁感线条数的多少来表示,与回路的面积和磁场的磁感应强度的大小有关。 请实践一次“探雷”活动:在一块较大的硬纸板下面放置一根条形磁铁充当“地雷”。你能借助几匝铜线圈与一个灵敏电流计组装成探雷器,确定“地雷”的位置吗? 提示:能。铜线圈通过条形磁铁上方时,穿过铜线圈的磁通量变化会在线圈中产生感应电流,所以可以通过灵敏电流计指针的转动确定“地雷”的位置。 一 二 三 一、对磁通量的认识 1.磁通量定义 穿过某一面积的磁感线的条数,叫作穿过这个面积的磁通量。 (1)磁通量简称磁通,磁通量的符号是Φ。 (2)磁通量是标量。 2.磁通量的计算 (1)穿过垂直于磁感应强度方向的单位面积的磁感线的条数,表示磁感应强度B。 (2)当面积S和磁感应强度垂直,且在匀强磁场中时,通过S的磁通量Φ为Φ=BS(如图甲所示)。 一 二 三 (3)在匀强磁场中,若某个面积与磁感应强度方向不垂直,计算磁通量时,应先找出垂直于磁感线方向的面积。如图乙中,平面abcd与竖直方向间夹角为θ,则水平方向的匀强磁场穿过面积abcd的磁通量应为 Φ=B·Scos θ。 Scos θ即是面积S在垂直于磁感线方向的投影,我们称之为有效面积。 (4)如果一个线圈有n匝,线圈平面的面积为S,当线圈垂直放置于磁感应强度为B的匀强磁场中时,穿过线圈的磁通量应为 Φ=BS(与匝数n无关)。 (5)当空间中有不同强弱、方向的磁场同时存在时,通过某个面的磁通量等于各个磁场产生的磁通量的代数和,即 Φ=Φ1+Φ2+… 一 二 三 3.磁通量的单位 在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯,简称韦,符号是Wb。 1 Wb=1 T·m2 4.磁通量的变化量ΔΦ (1)表达式:ΔΦ=Φ2-Φ1。 式中Φ2为变化后的磁通量,Φ1为初始状态时的磁通量,该式为标量式。 (2)磁通量的正负:磁通量虽然有正负,但它是一个标量。它的正负是这样规定的:任何一个面都有正、反两面,规定磁感线从正面穿入磁通量为正,则磁感线从反面穿入时磁通量为负,在求总的磁通量时要注意它们的正负。ΔΦ、Φ的符号不同于矢量,不表示方向,当然也不表示大小,而是为了计算方便而引入的。 ΔΦ>0 ... ...
