探究感应电流的产生条件(实验课件)..

感应电流的方向与什么有关
影响感应电流方向的因素
实验初步结论： 感应电流的方向和导体的运动方向、磁场的方向有关。
动圈式话筒
工作原理： 当话筒接收声波时，声波产生 的力量作用在膜片上，引起膜 片振动，带动线圈作相应振动， 线圈在永磁体中运动，将声音 信号转变成电信号。
发电机
小灯泡发光说明电路中有了电流
14.7 探究——产生感应电流的条件
新课引入
电 奥斯特
磁
法拉第
奥斯特：电流周围存在磁场
法拉第发现“磁生电”
探究————磁场中产生电流的条件
长方形线框
灵敏电流表
蹄形磁体
切割磁感线运动
N S
电磁感应
当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割 磁感线运动时，导体中就会产生电流，这 种现象称为电磁感应。在电磁感应现象中 产生的电流叫做感应电流。
交流发电机
滑环
电刷
电流表指针左右摆动，说明发电机产生的电流方向不停 地在改变。这种输出交流电的发电机叫作交流发电机。 我国电网供应的交流电频率是50Hz
直流发电机
换向器
电刷
如果用换向器替代滑环，线圈 内产生的是交流电，但供给外 部用电器的电流方向不变。这 样的发电机叫作直流发电机。
实际的发电机由转子和定子两部分组成。 大型发电机一般采用磁极旋转的方
式来发电。
发电机发电的过程是其他电导线在磁场中受到力的作用
原理： 闭合电路的一部分导体切割磁感 线产生感应电流
课堂小结
1.电磁感应现象：当回路的一部分导体在磁场中做切割磁 感线运动时，导体中就会产生电流，这种现象称为电磁 感应。在电磁感应现象中产生的电流叫做感应电流。 2.感应电流的方向和导体的运动方向、磁场的方向有关。

进行实验与收集证据
导体在磁场中怎样运动，才能使回路中产生电流呢？
导体在磁场中运动情况
电路 闭合
静止 沿磁场方向运动（不切割磁感线）
切割磁感线运动
电流 没有 没有
切割磁感线：导体与磁感线相交 ①标出磁感线 ②用箭头标出导体的运动方向
进行实验与收集证据
导体在磁场中怎样运动，才能使回路中产生电流呢？
导体ＡＢ在磁场中运动情况
选被研究的物体作参照物）。研究地面上物体的运动情况时，通常选地面为参照物。选择不同的参照物来观察同一个物体结论可能不
行,不切割 同。同一个物体是运动还是静止取决于所选的参照物，这就是运动和静止的相对性。
①激光准直。
都切割磁感
磁感线 线 一、声音的产生与传播
2、音调：人感觉到的声音的高低。用硬纸片在梳子齿上快划和慢划时可以发现：划的快音调高，用同样大的力拨动粗细不同的橡皮筋
感应电流的方向与磁场方向和导体的运动方向有关
反馈:
1. 探究产生感应电流条件的实验步骤如图所示
（1）本实验中，我们通过观察____________________的现 象来判断电路是否有感应电流。 （2）若图中ab棒不动，磁铁左右水平运动，电路 ________ 感应电流（选择“有”或“无”）． （3）甲图中，________相当于电源。
静止
电路 闭合
沿磁场方向运动（不切割磁感线）
切割磁感线运动
电路 断开
切割磁感线运动
电流 没有 没有 有 没有
结论：①闭合电路的一部分导体②在磁场中作切割磁 感线运动时，导体中就会产生电流。
进行实验与收集证据
怎样改变电流的方向？ 通过观察电流表指针偏转方向知道电流方向 结论: 电流的方向与磁场方向和导体的运动方向有关

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16、业余生活要有意义，不要越轨。2021/3/12021/3/1Marc h 1, 2021
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17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。2021/3/12021/3/12021/3/12021/3/1
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
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10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。2021/3/12021/3/12021/3/13/1/2021 9:20:51 AM
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15、最具挑战性的挑战莫过于提升自 我。。2021年3月2021/3/12021/3/12021/3/13/1/2021
学生实验：探究产 生感应电流的条件
法拉第
法拉第 Michael Faraday (1917-1867)1791年9月22日 生在一个手工工人家庭，家里人 没有特别的文化，而且颇为贫穷。 法拉第的父亲是一个铁匠。法拉 第小时候受到的学校教育是很差 的。十三岁时，他就到一家装订 和出售书籍兼营文具生意的铺子 里当了学徒。
与磁场强弱，导体运动的速度，导体的电 阻，线圈的匝数等因素有关

1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应 现象．产生的电流叫作感应电流．
3．法拉第的概括
法拉第把引起感应电流的原因概括为五类：
电流 (1)变化的______；
磁场 (2)变运化动的______；
(3)_运__动___的恒定电流；
(5)在磁场中运动的__导__体__．
(4)______的磁铁
法拉第把他发现的磁生电的现象叫作电磁感应，产生的电
观察实验并进行概括
实验操作 导体静止 导体向上、向下运动（平行磁感线）
实验现象(有无电流有
结论：闭合电路包围的面积变化时，电路中有感应电流产生；包围的
面积不变时，电路中无感应电流产生
实验2：条形磁铁插入（拨出）螺线管。
观察实验并进行概括
实验操作
实验现象(有无电流)
关于产生感应电流的条件，下列说法正确的是( ) A．位于磁场中的闭合线圈一定会产生感应电流 B．闭合线圈平行磁感线运动时，线圈中一定产生感应电流 C．穿过闭合线圈的磁通量发生变化时，一定产生感应电流 D．闭合线圈垂直磁感线运动时，线圈中一定产生感应电流
C [位于磁场中的闭合线圈，只有磁通量发生变化，才一定会产生感应电 流，故A错误；闭合线圈平行磁感线运动时，闭合电路中磁通量没有变化， 则闭合电路中就没有感应电流，故B错误；穿过闭合电路的磁感线的条数 发生变化，磁通量一定发生变化，则闭合电路中就有感应电流，故C正确； 紧紧围绕感应电流产生的条件：闭合电路，磁通量发生变化；导体切割磁 感线，磁通量不一定发生变化，故D错误．]
流叫作感应电流．
发现电磁感应现象的意义 (1)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)使人们找到了磁生电的条件，开辟了人类的电气化时代．

定义？ 物理意义？
φ= B S cos θ
思考：哪些情况可以引起磁通量的变化？
c d
b
a
二、探究电磁感应的产生条件
【实验条件 】 ？
1、初中研究的结论：闭合电路 的部分导体 切割磁感线 时有感 应电流产生。
二、探究电磁感应的产生条件
2、线圈中插入、抽出磁铁
教材P6的第一个表格
通过前面两个实验，我们可以 得到什么结论？ 只有磁铁相对线圈运动时，才 有电流产生。磁铁相对线圈静 止时，没有电流产生。 想一想：这个结论是不是普遍 适用的呢？
课堂练习
• 书 P7---P8 No.1、2
书 P7 No.1
书 P8 No.2
课题研究：“摇绳能发电吗”
课外作业： 探究“摇绳发电”问题， 并写一篇关于“研究电磁感 应现象”的小论文。
第四章 电磁感应
第四章
第一节
电磁感应
划时代的发现
1、奥斯特梦圆“电生磁”
2、法拉第心系“磁生电”
奥斯特发现的电流磁效应，使整个科学 界受到了极大的震动，它证实电现象与磁 现象是有联系的。法拉第赞扬道：“它突 然打开了科学中一个黑暗领域的大门，使 其充满光明。”
法拉第发现的电磁感应使人们对电和磁 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，为电磁学的发 展作出了重大贡献。
关于法拉第，过去说得多的：穷苦、顽强、不为名利
现在：除此之外还有，甚至更重要的是――
（1）正确的指导思想（自然现象的相互联系） （2）抹去科学学家头上的光环，正确认识失败
科学是人做பைடு நூலகம்，科学是为人的 ――科学中的人文精神。
科学史上许多重要发现和发明，常被人们有意无 意地罩上神秘的光环，似乎科学家都是呼风唤雨的魔 术师。但是我们在这里看到，具有闪光思维的奥斯特 和法拉第，在做出伟大发现的过程中也受着历史局限 性的束缚，也有过“可笑”的疏忽与失误。他们是伟 大的，但也是可以学习的真实的人。麦克斯韦曾就法 拉第的著作说道：“他既告诉我们成功的经验，也告 诉我们不成功的经验；既告诉我们那些成熟的想法， 也告诉我们他的粗糙想法。读者的能力可能远不及他， 但是感到的共鸣却常常多于钦佩，并且会引起这样一 种信念：如果自己有这样的机会，也会成为一个发现 者。”

（2）当闭合回路的面积S与磁感应强度B平行时，磁通量Φ=0
（3）当闭合回路的面积S与磁感应强度B夹角为θ时，磁通量 Φ=BSsinθ
【课堂训练】 1.关于感应电流，下列说法中正确的是（ B ） A.只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中一定有感应电流 B.当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有 感应电流 C.若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路 中一定没有感应电流 D.只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中一定有感应电流
4.如图所示，一有限范围的匀强磁场，宽为d。一个边长为L 正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区。若d＞L，则在线 框中不产生感应电流的时间就等于（ C ） A.d/v B.L/v C.(d-L)/v D.(d-2L)/v
5．矩形闭合线圈平面跟磁感线方向平行，如图所示。下列 情况中线圈有感应电流的是（ A ） A．线圈绕ab轴转动 B．线圈垂直纸面向外平动 C．线圈沿ab方向上下移 D．线圈绕cd轴转动
6.如图所示，用导线做成的圆形回路与一直导线构成几种位 置组合，哪几种组合中，切断直导线中电流时，闭合回路中 会有感应电流产生？（ BC ）
7．如图所示线圈两端接在灵敏电流表上组成闭合回路。 在下列情况中，灵敏电流表指针发生偏转的是（ ABC ） A．线圈不动，磁铁插入线圈 B．线圈不动，磁铁从线圈中拔出 C．磁铁不动，线圈上、下移动 D．磁铁插在线圈内不动
2．如图所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩 形线框ABCD与导线在同一平面，在下列情况中线圈产生感应 电流的是（ AD ） A．导线中电流强度变大 B．以导线为轴转动 C．线框向下平动 D．线框以AB边为轴转动
3.如图所示，一闭合金属环从上而下通过通电螺线管，a和c 分别为螺线管的上下两端外侧处，b为螺线管的中点，金属 环通过a、b、c三处时，下列说法正确的是（ AC ） A.a处能产生感应电流 B.b处能产生感应电流 C.c处能产生感应电流 D.a、b、c三处都不能产生感应电流

解答本题可按以下思路分析： 线圈电流变化 ―→ 铜环磁通量变化 ―→ 感应电流有无的判断
[解析] 线圈中通以恒定的电流，铜环 A 中磁通量不变，铜 环 A 中没有感应电流，A 错；变阻器的滑片 P 做匀速、加速移动 时，线圈中电流变化，铜环 A 中磁通量发生变化，铜环 A 中有 感应电流，B、C 对；将电键突然断开的瞬间，线圈中电流变为 零，铜环 A 中磁通量发生变化，铜环 A 中有感应电流，D 对．
A．无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是电流的磁效 应
B．只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电 C．接收线圈中电流的频率与发射线圈中电流的频率相同 D．只要有无线充电底座，所有手机都可以进行无线充电
解析：无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是电磁感应 现象，不是电流的磁效应，故 A 错误；将充电底座接到直流电源 上，无线充电设备不会产生交变磁场，不能够正常使用，故 B 错 误；接收线圈中电流的频率与发射线圈中电流的频率相同，故 C 正确；被充电手机内部，应该有一类似金属线圈的部件，与手机 电池相连，当有交变磁场时产生充电电源，故普通手机不能够利 用无线充电设备进行充电，故 D 错误．
合电路稳定后，电流表的指针不偏转；保持开关闭合，当滑动 变阻器的滑片移动时，电流表的指针发生 偏转 ；保持开关闭 合，当螺线管 A 离开 B 或进入 B 时，电流表的指针发生 偏转 ．
5．产生感应电流的条件
只要穿过
闭合 导体回路的磁通量发生变化，
闭合导体 回路中就会产生感应电流．
1．闭合导体回路在磁场中运动一定产生感应电流吗？ 提示：不一定．若闭合导体回路在磁场中运动时，穿过闭 合导体回路的磁通量发生变化，导体回路中就会产生感应电流； 若闭合导体回路在磁场中运动时，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．

如下：
实验操作
N极插入线 圈
N极停在线 圈中
N极从线圈 中抽出
实验现象 (有无电流)
_有__
实验操作 (有无电流)
S极插入线圈
_无__
S极停在线圈中
_有__ S极从线圈中抽出
实验 现象 _有__
_无__
_有__
探究3：模拟法拉第的实验 如图4－1－3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 装在线圈B的里面，实验现象如下：
【规律总结】 话筒是利用电磁感应现象制成的， 除此之外在我们的生产与生活中还有很多常见的利 用电磁感应现象制成的仪器，比如：磁带录音机、 汽车车速表、发电机等等，有兴趣的同学可以自行 去研究．
【答案】 ABD 【规律总结】 判定感应电流有无的关键是： 正确分析磁铁或者电流所产生的磁感线在周围 空间的分布．
电磁感应现象的应用
例3 麦克风是常用的一种电子设备，它的内部是 一个小型传感器，把声音信号转变成电信号．它的 种类比较多，如图4－1－11所示为动圈式话筒简图, 它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金 属线圈，该线圈处在柱形永磁体的辐射状磁场中， 当声音使膜片振动时，就能将声音信号转变成电信 号，下列说法正确的是( )
且S1＞S2，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，Φ＝BS中 的S应是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面 积． 2．磁感应强度与平面不垂直时，求磁通量的方 法 (1)将磁感应强度B向与平面垂直的方向和与平面 平行的方向分解． (2)将平面向垂直磁感应强度B的平面投影．
【答案】 C 【规律总结】 磁通量不仅有大小而且有方向，但 它是个标量，这一点如同电流．所以我们在计算磁 通量的变化量时，关键搞清楚初、末两状态的磁通 量的方向关系．

v
例3：如图，通电直导线中通入向上 的电流，线框与导线在同一平面内， 当导线中的电流增大时，判断线框 中的感应电流方向？
I
练习3：导线框abcd与直导线在同一平面内，直导线中通有恒定电流I，当
线框自左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流如何流
动？
a
d
I
v
b
c
先是顺时针，
然后为逆时针，
最后为顺时针。
S
插入时： B原向下
Φ增加
B感向上
相向运动
F安向里
I感逆时针
N
插入时： B原向下
Φ减少
B感向下
相向运动
F安向里
I感逆时针
练习2：光滑线圈套在光滑杆上，当N极靠近线圈时，线圈如何运动？
解题步骤
判断感应电流方向的步骤：
N
明确原磁场方向
明确穿过闭合电路磁 通量如何变化
根据楞次定律确定感 应电流的磁场方向
利用安培定则判断 感应电流方向
右手定则
1、右手定则:伸开右手,使拇指与其余 四指垂直,并且都与手掌在同一平面 内; 让磁感线从掌心进入, 拇指指向导 体运动的方向, 四指所指的方向就是 感应电流的方向.
2、适用范围:闭合电路一部分导体切割磁感线产生感 应电流.
例2：如图，假设导体棒ab向 右运动，导体棒中ab中的感应 电流沿哪个方 向？
小结： 1、楞次定律
2、右手定则
（1）谁在阻碍？ （2）阻碍什么？
问 （3）如何阻碍？
（4）是不是“阻止”？
例1、如图所示，条形磁铁水平放置，金属圆环环面水平，从条形磁 铁附近自由释放，分析下落过程中圆环中的电流方向。
逆
时
针
S

分析论证
实验1：导体所处的磁场可认为是一个匀强磁场，导体
左右运动时，对于导体所在的闭合电路来说有什么变化？
实验1
Ｂ不变，S变化
实验2：
实验2
Ｂ变化，S不变
实验3：
实验3
Ｂ变化，S不变
三个实验分析： 实验1 实验2 实验3 Ｂ不变，S变化 Ｂ变化，S不变 Ｂ变化，S不变
你现在能从上面表格 总结到什么结论？
上节回顾
奥斯特梦圆电生磁
上节回顾
法拉第心系磁生电 “电能生磁”！
“磁生电”？
第一部分
实验认知
探究导体棒在磁场中是否产生感应电流
G
平行运动
切割运动
N S
实验操作 导体棒静止 导体棒平行磁感线运动 导体棒切割磁感线运动 实验现象（有无电流）
－
+
＋
分析论证
闭合电路包围的面积 时，电路 中有电流产生；包围的面积 时 ，电路中无电流产生。
探究磁铁在线圈中运动是否产生感应电流
N S
G
N极插入
S N
－
N极抽出
+
＋
S极插入
S极抽出
实验操作 N极插入线圈 N极停在线圈中 N极从线圈中抽出 S极插入线圈 S极停在线圈中 S极从线圈中抽出
实验现象（有无电流）
分析论证
线圈中的磁场 中有感应电流； 线圈中的磁场 中无感应电流
时，线圈 时，线圈
模仿法拉第的实验
+
开关闭合 瞬间
G
开关闭合， 迅速移动 滑片
开关断开 瞬间
＋
－
+
复原再做
实验操作 开关闭合瞬间 开关断开瞬间 开关保持闭合，滑动变阻器 滑片不动 开关保持闭合，迅速移动滑 动变阻器的滑片