探究感应电流产生条件
物理选修3-2人教版探究感应电流的产生条件(24张)-PPT优秀课件
物理选修3-2人教版 4.2探究感应电流的产生条件 (共24张PPT)
实验探究：
【实验四】线圈面积变化能否产生感应电流
实验结 论
磁感应强度不变,闭合回路的面积发生变化，电 路中有感应电流产生.
物理选修3-2人教版 4.2探究感应电流的产生条件 (共24张PPT)
实验探究：
【实验三】磁场与线圈不发生相对运动时能 否产生感应电流(模仿法拉第实验）
S
A
N
G
B
+
实验探究：
【实验三】磁场与线圈不发生相对运动时能 否产生感应电流(模仿法拉第实验）
A B
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实验现象：
开关和滑动变阻器的状态
开关闭合瞬间 开关断开瞬间 开关闭合时，滑动变阻器不变 开关闭合时，迅速移动变阻器的滑片
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实验探究：
【实验五】线圈面积不变时能否产生感应电流
实验结 论
磁感应强度和面积都不变,线圈与磁场的夹角发 生变化，电路中有感应电流产生.
物理选修3-2人教版 4.2探究感应电流的产生条件 (共24张PPT)
物理选修3-2人教版 4.2探究感应电流的产生条件 (共24张PPT)
1、电路要闭合 2、穿过电路的磁通量发生变化.
物理选修3-2人教版 4.2探究感应电流的产生条件 (共24张PPT)
物理选修3-2人教版 4.2探究感应电流的产生条件 (共24张PPT)
四 练一练
1.关于产生感应电流的条件,下述说法正确的是
4.2 探究感应电流的产生条件
结论二： 当通过闭合线圈的磁感应强度发生变化时，闭 合线圈回路中有电流产生。
探究感应电流的产生条件
实验3 切割磁感线实验
问题3： 是不是只有改变通过闭合导体线圈磁感应强度一种方 法呢？
探究感应电流的产生条件
划时代的发现
“电能生磁”！
奥斯特
（1770~91~1867）
划时代的发现
1831年, 法拉第的成功实验
法拉第领悟到：“磁生电”是一种在变化、运动 的过程中才能出现的效应。 这种现象称之为“电磁感应”，产生的电流叫做 “感应电流”。
划时代的发现
奥斯特梦圆 : “电”生“磁”
(
)
√
学以致用
练习2：感应电流产生的必要条件是穿过闭合导体回 路的磁通量发生变化，所以判断感应电流有无时： 1． ．2．
练习3：如图所示，把矩形闭合线圈放在匀强磁 场中，线圈平面与磁感线平行，下面能使线 圈产生感应电流的是（ C ） A．线圈沿磁感线方向移动 B．线圈沿垂直磁感线方向做移动 C．线圈以ab边为轴匀速转动 D．线圈以bc边为轴匀速转动
重点突破
BS
BS BS cos
思考：哪些情况可以引起磁通量的变化？
重点突破
磁通量变化的三种主要表现形式
(1)回路的面积不变，而穿过回路的磁场发生变化 引起磁通量发生变化，则ΔΦ＝ B2 B1 S 。
(2)磁场不变，而回路相对磁场的正对面积发生变
化引起磁通量变化，则ΔΦ＝ BS2 S1 。
实验3 切割磁感线实验
实验操作 导体棒左移 导体棒右移 导体棒不移动 实验现象 指针偏转 指针偏转 指针不偏转 指针不偏转 指针不偏转
感应电流产生的条件
一、 感应电流产生的条件：1．电磁感应现象：能产生感应电流的现象称电磁感应现象。
2．产生感应电流的条件： 电路闭合；回路中磁通量发生变化；S B ∆=Φ-Φ=∆Φ12BS ∆=S B ∆∆=二、 感应电流方向的判定：1．右手定则：让磁力线穿过手心，大拇指指向导体的运动方向，四指所指的方向就是感应电流的方向。
例：在一个匀强磁场中有一个金属框MNOP ，且MN 杆可沿轨道滑动。
（1） 当MN 杆以速度v 向右运动时，金属框内有没有感应电流？（2） 若MN 杆静止不动而突然增大电流强度I ，金属框内有无感应电流？方向如何？2．楞次定律：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
（1） 阻碍的理解： 阻碍变化—— 增反减同阻碍不等于阻止，阻碍的是磁通量变化的快慢 阻碍相对运动（敌进我退，敌退我扰）O N MP（2） 应用楞次定律判断感应电流的方法：① 明确原磁场（B 原）方向；② 分析磁通量（ф）的变化；③ 确定感应电流的磁场（B 感）方向，④ 用右手螺旋法则判定感应电流（I 感）的方向。
例：磁通量的变化引起感应电流。
三、 法拉第电磁感应定律：1．在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势，不管电路闭合与否，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势。
闭合 感应电动势 有电流断开 感应电动势 无电流（1）tn ∆∆Φ=ε （感应电动势与磁通量的变化律成正比）——平均电动势 （2） （3） 自感电动势：tI L ∆∆=ε L 为自感系数（①线圈面积；②匝数；③铁芯。
）电流强度增大时，感应电动势的方向与电流方向相反；电流强度减小时，感应电动势的方向与电流方向相同；阻碍的是电流的变化，电流将继续增大到应该达到的值。
注:自感现象是楞次定律“阻碍”含义的另一体现。
(4) 电磁感应现象中的能量守恒:① 向上平动、向下平动；② 向左平动、向右平动；③ 以AB 为轴向外转动；④ 以BC 为轴向外转动； ⑤ 以导线为轴转动；判断上列情况下的感应电流方向，若两导线呢？I P O M N MN 杆匀速向右运动： BLv t tL v B t S B t =∆∆=∆∆=∆∆Φ=ε （使用于B 、L 、v 相互垂直）（L 为有效长度） v BL =ε 即即＝BLv εa b大家再看这个图，ab 杆以速度v 向右运动切割磁力线，ab 杆上产生的感应电流方向是b →a ，在产生感应电流的同时，就会受到磁场对它的力的作用，安培力的方向是垂直于导线向左，为保证ab 向右匀速做切割磁力线运动就必须对ab 施加一个与安培力大小相等，方向相反的外力F 的作用，这样外力F 就要克服安培力做功，维持导体ab 匀速运动。
感应电流产生的条件
感应电流产生的条件（学案）复习：磁通量1.定义：2.哪些情况可以引起磁通量的变化？一.探究感应电流产生的条件1820 年，奥斯特意外地发现载流导线的电流会作用于磁针，使磁针改变方向英国的法拉第认为：电和磁是一对和谐对称的自然现象。
他猜想：磁场应该可以感应出电流经过10年坚持不懈地研究，1831年11月24日法拉第向皇家学会提交了一个报告，把这种现象定名为电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。
五种类型可以引起感应电流：在磁场中运动的导体运动的磁铁变化的电流变化的磁场运动的恒定电流实验1.使导体棒做切割磁感线的运动，可观察到电 流计的指针 偏转，说明回 路中 感应电流实验2.磁铁在线圈中运动实验3.改变线圈A 中的电流，从而改变线圈A 产生的磁场的强弱思考：（1）在实验2中，当磁铁静止于螺线管中时，电路中有感应电流吗？（2）在实验3中，当滑片位置确定时，电路中有感应电流吗？二．感应电流产生的条件三．观察与思考实验1：导体棒切割磁感线的方向及快慢对电流计指针的偏转有无影响？ 实验2：磁铁插入、拔出及运动快慢对电流计指针的偏转有无影响？实验3：滑动变阻器滑片滑动的方向及快慢对电流计指针的偏转有无影响？实验1实验2 实验3四．随堂练习1.下列说法中正确的是（）A.线圈中的磁通量发生变化时，线圈中就有感应电流产生B.当线圈中磁通量很大时，线圈中就有感应电流产生C.线圈中没有感应电流产生是因为线圈中没有磁场D.闭合线圈中的磁通量发生变化时，线圈中就有感应电流产生2. 如图所示，磁场中有一个闭合的弹簧线圈，先将线圈撑开（如图甲）后释放，在线圈收缩的过程中是否会产生感应电流，为什么？3.如图所示，矩形线圈在匀强磁场中按箭头所示方向运动，其中能产生感应电流的是（）。
高二物理选修3-2第四章：探究感应电流产生的条件
练习与巩固
4．矩形线圈ABCD位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一个平 面内，线圈的两个边与导线平行。在这个平面内，线圈远离导线移 动时，线圈中有没有感应电流？线圈和导线都不动，当导线中的电 流I逐渐增大或减小时，线圈中有没有感应电流？为什么？ （注意：长直导线中电流越大，它产生的磁场越强；离长直导线越 远，它的磁场越弱。）
磁铁的运动 表针的摆动
S极插入线 圈
S极停在线 圈中
S极从线圈 中抽出
观察现象：探究感应电流的产生条件 实验三பைடு நூலகம்
A B
操作 开关闭合瞬间 开关断开瞬间 开关闭合时，滑动变阻器不动 开关闭合时，迅速移动变阻器的滑片
结论：
现象
分析论证：探究感应电流的产生条件
共同点：磁感线的条数变化。
磁通量变化。
归纳结论：探究感应电流的产生条件
感应电流的产生条件： 磁通量发生变化 电路闭合
牛刀小试
1、穿过闭合导体回路中的部分导体做切割磁感线运动时 ，闭合导体回路中就有感应电流。
2、只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体 回路中就有感应电流。
问题二、磁通量及其变化的计算
φ= B S cos θ
思考:哪些情况可以引起磁通量变化?
磁通量变化包括： 1、S 、θ不变，B变化 2、B 、θ不变，S变化 3、B、S不变， θ变化 4、B、S、 θ， 都变化
预习问题反馈
1、磁通量与匝数有关吗？变化的途径有哪些？ 2、实验1中导体切割磁感线“切割”的理解？
实验2中B线圈面积大些好还是小些好？为什么插入和拔出磁铁，感应电流 方向不同？
实验报告：探究感应电流的产生条件
实验报告：探究感应电流的产生条件
高二（ ）班 姓名：_______ ____ 座号：___________
【实验目的】
探究感应电流的产生条件 【实验步骤】 一、探究实验1：
1、按如图1所示的实物图，连接好电路。
2、按照表一的操作方法步骤，根据实验现象，填写表一。
【实验记录】
序号 操作方法步骤 是否有感应电流 线圈中变化的物理量 1 N 极插入线圈中
2 N 极停留在线圈中
3 N 极拔出线圈中
4 S 极插入线圈中
5 S 极停留在线圈中
6 S 极拔出线圈中
结论
当闭合线圈中的 发生改变时，线圈中会产生感应电流。
二、探究实验2：
1、按如图2所示的实物图，连接好电路。
2、按照表二的操作方法步骤，根据实验现象，填写表一。
（注：如果没有物理量发生变化则在表格中填“无”）
表一 图1
图2
【实验记录】
表二
【实验结论】
当闭合电路中的发生变化时，闭合电路中就会产生感应电流。
感应电流的产生实验
感应电流的产生实验一、实验目的通过观察实验现象，探究感应电流的产生原理，并通过实验验证法拉第电磁感应定律的准确性。
二、实验器材与材料1. 电源：一台可调节电压的直流电源。
2. 线圈：一个带有多个圈数的线圈。
3. 磁铁：一块磁性强的长条磁铁。
4. 直流电流表：用于测量感应电流的大小。
5. 连接线：用于连接电路中各个元件。
三、实验步骤1. 将电源的正极与线圈的一端相连，负极与线圈的另一端相连，保证电路的通断正常。
2. 将磁铁快速地放入线圈中，观察电流表的读数，并记录。
3. 再次将磁铁快速地从线圈中取出，继续观察电流表的读数，并记录。
4. 重复步骤2和步骤3，多次进行实验，取平均值。
四、实验结果与数据处理1. 实验现象：在将磁铁快速放入线圈或取出线圈时，感应电流通过电流表，并产生瞬时的磁场。
2. 实验数据：根据实验记录的数据，得到磁铁入线圈时的感应电流和磁铁出线圈时的感应电流的数值。
3. 数据处理：计算所得数据的平均值，并绘制实验结果的图表。
五、实验讨论与分析1. 实验结果：根据图表所示，感应电流的大小与磁铁入线圈或出线圈的速度成正比，且方向满足法拉第右手定则。
2. 实验讨论：通过实验结果可以验证法拉第电磁感应定律，即当磁通量变化时，会在线圈中产生感应电流。
3. 实验误差：由于实验条件的限制，可能存在一定的实验误差，如线圈的绝缘不完全等因素，影响了测量结果的准确性。
六、实验结论通过本实验我们得出以下结论：1. 快速改变磁通量的过程中，会在线圈中产生感应电流。
2. 感应电流的大小与磁铁入线圈或出线圈的速度成正比。
3. 感应电流的方向满足法拉第右手定则。
七、实验总结通过这次实验，我们进一步理解了感应电流的产生原理和法拉第电磁感应定律的应用。
实验中我们通过观察实验现象、处理实验数据和分析实验结果，加深了对这一概念的理解，并培养了实验操作和数据处理的能力。
宏力学校探究感应电流的产生条件
十年的不懈努力终于找到了“磁生电”的条件，于1831年发现
了电磁感应现象．
伟人的足迹
如右图所示，将小螺线管AB 插入大螺线管CD中不动，当开关S
接通或断开时，电流表中有电流通
过；若开关S一直闭合，当改变滑 动变阻器的阻值时，电流表中也有 电流通过；而开关一直闭合，滑动 变阻器不动时，无电流产生．
二、电磁感应现象
D．使线圈以bd为轴稍做转动
如下图所示，线圈平面与水平方向成θ角，
磁感线竖直向下，设磁感应强度为B，线圈面积为S，则
穿过线圈的磁通量Φ＝________.
解析：线圈平面abcd与磁感应强度B方向不垂直，不
能直接用Φ＝BS计算，处理时可以用不同的方法：
法一：把S投影到与B垂直的方向即水平方向，如图 中a′b′cd，S⊥＝Scos θ，故Φ＝BS⊥＝BScos θ.
实验2：运动的磁铁，变化的磁场
实验3：在磁场中运动的导体
3．实验结论
产生感应电流的条件：只要穿过闭合电路的磁
通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流．
注意：电路闭合，磁通量变化，是产生感应电
流的两个必要条件，缺一不可，电路中有没有磁通
量不是产生感应电流的条件，如果穿过电路的磁通
量尽管很大但不变化，那么无论有多大，也不会产
的条件，开辟了人类的电气化时代．
生感应电流．
如下图所示，正方形线圈在通电长直导线
的磁场中运动：A向右平动，B向下平动，C绕轴转动 (ad边向外)，D从纸面向外做平动，E向上平动(E线圈
有个缺圈平行地放置在匀强磁 场中，其中 ac 、 bd 分别是平行、垂直于磁场方向的两直 径．试分析线圈做以下哪种运动时能产生感应电流( ) A．使线圈在其平面内平动或转动 B．使线圈平面沿垂直纸面方 向向纸外平动 C．使线圈以ac为轴转动
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没有
没有
有
例与练
2．(课本P8T2）如图所示，磁场中有一个闭合的弹簧线圈。先把线圈撑 开（图甲），然后放手，让线圈收缩（图乙）。线圈收缩时，其中是否 有感应电流？为什么？
有
例与练
3、(课本P8T4）矩形线圈ABCD位于通电长直导线附近，线圈与 导线在同一个平面内，线圈的两个边与导线平行。 在这个平面内，线圈远离导线移动时，线圈中有没有感应电流？ 线圈和导线都不动，当导线中的电流I逐渐增大或减小时，线圈 中有没有感应电流？ 如果矩形线框上下运动呢？绕AD轴转动呢？为什么？ （注意：长直导线中电流越大，它产生的磁场越强；离长直导线 越远，它的磁场越弱。）
第二组实验
第二组实验
实验2结论
Ｂ变化，S不变 磁感线条数变化
第三组实验
B不变，S不变 夹角 变化 即有效面积 变化
实验3结论
Ｂ不变，S不变 磁感线条数变化
复习:磁通量
1、定义:
磁感应强度B与垂直磁 场方向的面积S的乘积.
2、意义：
磁通量可用形象地表述 为穿过某一个面的磁感 线条数表示.
φ= B S
4.(课本P8T5）把一个铜环放在匀强磁场中，使环 的平面跟磁场的方向垂直（图4.2-12甲）。如果 使环沿着磁场的方向移动的方向，铜环中是否有 感应电流？为什么？如果磁场是不均匀的（图 4.2-12乙），是否有感应电流？为什么？
没有 研究
有
小结：
1、利用磁场产生电流的现象叫电磁 感应，产生的电流叫感应电流。 2、结论：无论用什么方法，只要使 闭合电路的磁通量发生变化，闭合 电路中就会有感应电流产生。 3、产生感应电流的条件： （1）电路闭合 （2）磁通量发生变化
作业
完成学案上的作业
优化设计本节内容
谢谢大家
再见
课题研究：“摇绳能发电吗”
比较分析
V
V
问题：上面两组实验有什么共同点？
磁场和闭合回路都发生相对运动
结论： 只要穿过闭合电路的磁通量变 化,就有感应电流.
直观表现为：当穿过闭合回路的磁感线 条数变化时,就有感应电流产生。
第二组实验：模拟法拉第实验
φ= B S cos θ
发电机工作原理图
问题：导体所处的磁场可以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？
实验结论
Ｂ不变，S变化
磁感线条数变化
例与练
1．(课本P7T1）如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框。在下列几 种情况下，线框中是否产生感应电流？ （1）保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中上下运动（图甲） （2）保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中左右运动（图乙） （3）线框绕轴线AB 转动（图丙）。
B
B
电路相互独立！
条形磁铁的磁场
通电螺线管的磁场
替换后实验！
巨鹿中学 郝印娟
“电能生磁”！
“磁生电”？
重温初中时光
问题1： 如何才能在回路 中产生感应电流？
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。
B
实验器材
1
2
3
实验要求：
1 设计实验 2 观察实验 3 分析现象 记录现象 归纳条件
第一组实验
实验1结论
Ｂ变化，S不变
磁感线条数变化