1.1磁生电的探索打印

第1节：磁生电的探索[自学教材]1．电流的磁效应1820年，丹麦物理学家发现了电流的磁效应，它揭示了和之间存在的某种联系。

2．探索“磁生电”奥斯特发现了“电生磁”的现象之后，激励人们去探索“磁生电”的方法。

比较著名的物理学家有、、、等，但都没有坚持到最后。

这其中已经发现感应电流的科学家是。

3．法拉第的探索英国科学家前后历时数十年的探索，终于悟出了磁生电的基本原理，“一切都存在于变化之中”。

[重点诠释]1．“磁生电”“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。

法拉第把引起电流的原因概括为五类，它们都与变化和运动相联系，这就是：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。

2．电磁感应现象发现的意义(1)电磁感应的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。

(2)电磁感应的发现使人们找到了磁生电的条件，引领人类进入电气化时代。

1．自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。

下列说法正确的是()①奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系②奥斯特发现了电流的热效应，说明了热现象和电现象之间存在联系③法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系④法拉第发现了电流的热效应，定量给出了电能和热能之间的转换关系A ．①③B ．①④C ．②③D ．②④[自学教材]1．探究导体棒在磁场中运动是否产生电流图1－1－12．探究磁铁在通电螺线管中运动是否产生电流图1－1－23．模拟法拉第的实验图1－1－34．实验结论利用磁场产生电流的条件：只要穿过 的磁通量 ，闭合电路中就会产生电流。

[重点诠释]1．判断感应电流有无的方法。

(1)明确电路是否为闭合电路。

(2)判断穿过电路的磁通量是否发生变化。

穿过闭合电路的磁通量发生变化，大致有以下几种情况：①磁感应强度B 不变，线圈面积S 发生变化。

第1节磁生电的探索能对磁通进一步认识磁通量的概念，．3 难量的变化进行定性分析和定量计算．( 点) 的探索程历电磁感应]][再判断所示：把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中1－1－1．如图1有电流通过时，磁针会发生偏转，首先观察到这个实验现象的物理学家是安) (×培．1－图11－) √(2．“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应．) (×．首先发现电磁感应现象的科学家是奥斯特．3][后思考很多科学家在磁生电的探究中为什么没有获得成功？页 1 第【提示】很多科学家在实验中没有注意磁场的变化，导体与磁场之间的相对运动等环节，只想把导体放入磁场中来获得电流，这实际上违反了能量转化和守恒定律，磁生电是一种在变化、运动过程中才能出现的效应．[合作探讨]探讨1：奥斯特发现电流的磁效应引发了怎样的思考？法拉第对此持有怎样的观点？【提示】在自然界和谐统一的科学信念下，相信自然力是统一的，物理关系都是对称的，认为既然电流可以产生磁场；反过来，磁场也可以产生电流．探讨2：法拉第经历了大量的失败，失败的原因是什么？【提示】失败的主要原因在于受传统观念的影响，只注意寻找静态和稳定的感应电流而忽略了对动态过程的观察．探讨3：你认为法拉第成功的秘诀是什么？【提示】经过多次失败之后，法拉第仍然坚持研究，正是由于他不懈的努力，正是以他有准备的头脑及敏锐的洞察力，才捕捉到了稍纵即逝的偶然现象．[核心点击]1．奥斯特的“电生磁”电流的磁效应显示了载流导体对磁针的作用力，揭示了电现象与磁现象之间存在的某种联系．奥斯特实验中，通电导线南北方向放置，导线下面的小磁针发生偏转．2．法拉第的“磁生电”“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才出现的效应，法拉第把引起电流的原因概括为五类，它们都与变化和运动相联系，这就是：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．他把这些现象定名为电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流．1．首先发现电流的磁效应和电磁感应现象的物理学家分别是()A．安培和法拉第B．法拉第和楞次D．奥斯特和法拉第．奥斯特和安培C页 2 第【解析】1820年，丹麦著名物理学家奥斯特发现了电流的磁效应.1831年，英国著名物理学家法拉第发现了电磁感应现象．选项D正确．【答案】D2．1825年，瑞士物理学家德拉里夫的助手科拉顿将一个螺线管与电流计相连．为了避免强磁性磁铁影响，他把电流计放在另外一个房间，当他把磁铁插入螺线管中后，立即跑到另一个房间去观察，关于科拉顿进行的实验，下列说法正确的是()A．在科拉顿整个操作过程中，电流计指针不发生偏转B．将磁铁插入螺线管瞬间，电流计指针发生偏转，但科拉顿跑到观察时，电流计指针已不再偏转C．科拉顿无法观察到电流计指针偏转的原因是当时电流计灵敏度不够D．科拉顿无法观察到电流计指针偏转的原因是导线过长，电流过小【解析】科拉顿将磁铁放入螺线管时，穿过线圈的磁通量变化，回路中产生感应电流，电流计指针偏转，之后，穿过线圈的磁通量保持不变，回路中无感应电流，电流计指针不偏转，但由于科拉顿放完磁铁后跑到另一室观察，所以他观察不到偏转．只有B项正确．【答案】B科学探究过程与方法下面的框图可以简要展示法拉第发现电磁感应规律的科学探究过程与方法．科学探究——感应电流产生的条件]先填空[)－－如图探究导体棒在磁场中运动是否产生电流1．(112所示2－11－图实验现象实验操作分析论证有无电流()导体棒静止闭合电路包围的面积变化时，无电路中有电流页 3 第电路中无电流产包围的面积不变时，产生；导体棒平行无生磁感线运动导体棒切割有磁感线运动)．1－3所示2.探究磁铁在线圈中运动是否产生感应电流(如图1－3．－－14)3．模仿法拉第的实验(如图14－1－1图B(线圈实验现象分析论证实验操作)中有无电流有开关闭合瞬间中B中磁场变化时，线圈B线圈有开关断开瞬间有感应电流；磁场不变时，线圈开关保持闭合，中无感应电流B 无滑动变阻器滑片不动页 4 第闭合电路中就会产生电流．][再判断) ．只要闭合线圈内有磁通量，闭合线圈就有感应电流产生．(×1)．闭合线圈内有磁场，就有感应电流．(×2) ．穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中一定会有感应电流．(√3][后思考闭合导体回路在磁场中运动一定产生感应电流吗？穿过闭合导体回路的不一定．若闭合导体回路在磁场中运动时，【提示】若闭合导体回路在磁场中运动磁通量发生变化，导体回路中就会产生感应电流；时，穿过闭合导体回路的磁通量不变，导体回路中就没有感应电流．][合作探讨－11：保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中上下运动(如图探讨．线框中是否产生感应电流？－5甲所示)151－1－图穿过线框的磁通量没【提示】图甲中，线框在磁场中上下运动的过程中，有发生变化，所以无感应电流产生．－如图1保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中左右运动探讨2：( ．线框中是否产生感应电流？乙所示1－5)图乙中，线框在磁场中左右运动的过程中，尽管切割磁感线，但【提示】是穿过线框的磁通量没发生变化，所以无感应电流产生．．线框中是否产生感应)－如图(1－15丙所示转动线框绕轴线3探讨：AB 电流？会使穿过线框的磁通量发生改变，转动，线框绕轴线【提示】图丙中，AB页 5 第有感应电流产生．[核心点击]1．感应电流产生的两个条件(1)电路闭合；(2)穿过电路的磁通量发生变化．2．判断穿过回路的磁通量是否发生变化穿过闭合电路的磁通量发生变化，大致有以下几种情况：(1)磁感应强度B不变，线圈面积S发生变化，如闭合电路的一部分导体切割磁感线时．(2)线圈面积S不变，磁感应强度B发生变化，如线圈与磁体之间发生相对运动时或者磁场是由通电螺线管产生而螺线管中的电流变化时．(3)磁感应强度B和线圈面积S同时发生变化，此时可由ΔΦ＝Φ－Φ计算01并判断磁通量是否变化．(4)线圈面积S不变，磁感应强度B也不变，但二者之间夹角发生变化，如线圈在磁场中转动时．3．在如图所示的条件下，闭合矩形线圈能产生感应电流的是()【解析】A选项中因为线圈平面平行于磁感线，在以OO′为轴转动的过程中，线圈平面始终与磁感线平行，穿过线圈的磁通量始终为零，所以无感应电流产生；B选项中，线圈平面也与磁感线平行，穿过线圈的磁通量为零，竖直向上运动过程中，线圈平面始终与磁感线平行，磁通量始终为零，故无感应电流产生；C选项中尽管线圈在转动，但B与S都不变，B又垂直于S，所以Φ＝BS始终不变，线圈中无感应电流；而D选项，图示状态Φ＝0，当转过90°时Φ＝BS，所以转动过程中穿过线圈的磁通量在不断地变化，因此转动过程中线圈中产生感应电流．【答案】D4．(多选)如图1－1－6所示，开始时矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场中，另一半在匀强磁场外，若要使线圈中产生感应电流，下列方法中可行的页6 第是()图1－1－6A．将线圈向左平移一小段距离B．将线圈向上平移C．以AB边为轴转动(小于60?)D．以AD边为轴转动(小于90?)【解析】线圈左右移动时，线圈在匀强磁场中的面积发生变化，故有感应电流产生．上下移动线圈时，B与S均未发生变化，故无感应电流产生．若以AB边为轴转动，B与S的夹角发生变化，同样以AD边为轴转动时，B与S的夹角发生变化引起磁通量的变化，产生感应电流．故选项A、C、D正确．【答案】ACD5．(多选)在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直；导轨上有两条可沿导轨自由移动的导体棒ab、cd，这两个导体棒的运动速度分别为v、v，如图1－1－7所示，则下列四种情况，ab棒中有感应电流通过的21是()【导学号：05002019】图1－1－7A．v＞v B．v＜v2211D．v≠C．vv＝v2211【解析】题中导轨位于匀强磁场中，只要满足v≠v，回路的面积发生变21化，从而磁通量发生变化，回路中就有感应电流产生．【答案】ABC判断是否产生感应电流的方法判断一个回路中是否产生感应电流，可以用以下方法：(1)看回路是否闭合，如果回路不闭合时，无论如何也不会产生感应电流．(2)看磁场方向与回路平面之间的关系，即磁场的方向与回路平面是垂直、页 7第平行或成某一夹角．(3)看穿过回路的磁感线的条数是否发生变化，若变化则产生感应电流，否则不产生感应电流．页 8 第。