宏力学校探究感应电流产生条件第1页/共19页追悔莫及的亨利美国物理学家亨利是奥尔巴尼学院的教授，由于教学任务繁重，也没有专门的实验室，他主要利用假期在学院的大厅里进行电学实验工作．1829年8月的暑假，亨利在考察绕有不同长度导线的电磁铁所产生磁力的大小时，意外地发现，当通电导线中的电流被突然切断时，会产生强烈的电火花．当时亨利无法给出解释，这一重要发现被搁置下来了．1830年8月的暑假，亨利继续上次的实验．他发现当电磁铁导线中突然通入强电流时，电流计的指针向一个方向偏转；当电磁铁导线中的电流突然消失时，电流计的指针反向偏转；当电磁铁导线中电流保持稳定时，电流计的指针不偏转．亨利对这一现象感到很奇怪，但暑假结束了，他只得停止实验．第1页/共19页第2页/共19页1830年8月的暑假，亨利继续上次的实验．他发现当电磁铁导线中突然通入强电流时，电流计的指针向一个方向偏转；当电磁铁导线中的电流突然消失时，电流计的指针反向偏转；当电磁铁导线中电流保持稳定时，电流计的指针不偏转．亨利对这一现象感到很奇怪，但暑假结束了，他只得停止实验．到了1832年6月，亨利在杂志上看到了法拉第在1831年所做的电磁感应实验的简讯，立即痛苦地意识到法拉第的发现与自己两年前的发现相类似．他马上用自己的旧仪器进一步完善了过去的实验，并把自己前前后后做的实验做了一个
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，写成一篇论文．即使这样，在电磁感应现象的发现上，亨利只能屈居第二了．第2页/共19页第3页/共19页一、电流的磁效应1．电流的磁效应1820年，丹麦物理学家奥斯特发现载流导线能使小磁针偏转，这种作用称为电流的磁效应．2．发现电流的磁效应的意义(1)电流的磁效应的发现证实了电和磁存在着必然的联系，突破了人类对电与磁认识的局限性，掀起了一场研究电与磁关系的革命．第3页/共19页第4页/共19页(2)在奥斯特电流磁效应的影响下，法国物理学家安培研究了不同形状的电流产生的磁场，提出了判断电流产生的磁场的右手螺旋法则，并提出了著名的“分子电流”假说，揭示了磁铁的磁场和电流的磁场一样，都是由电荷运动产生的．(3)奥斯特的发现激发了人们探索“磁生电”的方法，在“磁生电”这一光辉思想的指引下，英国物理学家法拉第经过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．第4页/共19页第5页/共19页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
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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．第5页/共19页第6页/共19页二、电磁感应现象1．电磁感应现象1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，即“由磁生电”的条件，产生的电流叫感应电流．法拉第把引起电流的原因概括为五类：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．注意：“磁生电”是一种在运动变化过程中才出现的效应．第6页/共19页第7页/共19页实验1：变化的电流，运动的恒定电流第7页/共19页第8页/共19页实验2：运动的磁铁，变化的磁场第8页/共19页第9页/共19页实验3：在磁场中运动的导体第9页/共19页第10页/共19页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，也不会产生感应电流．第10页/共19页第11页/共19页 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线圈有个缺口)，判断线圈中有没有感应电流．第11页/共19页第12页/共19页例2、如右图所示，闭合圆导线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
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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D．使线圈以bd为轴稍做转动第12页/共19页第13页/共19页如下图所示，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＝________.第13页/共19页第14页/共19页解析：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⊥＝Scosθ，故Φ＝BS⊥＝BScosθ.法二：把B分解为平行于线圈平面的分量B∥和垂直于线圈平面的分量B⊥，显然B∥不穿过线圈，且B⊥＝Bcosθ，故Φ＝B⊥S＝BScosθ.答案：BScosθ第14页/共19页第15页/共19页2．发现电磁感应现象的意义(1)电磁感应现象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)电磁感应现象的发现使人们找到了磁生电的条件，开辟了人类的电气化时代．第15页/共19页第16页/共19页实验2：运动的磁铁，变化的磁场第16页/共19页第17页/共19页例2、如右图所示，闭合圆导线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D．使线圈以bd为轴稍做转动第17页/共19页第18页/共19页2．发现电磁感应现象的意义(1)电磁感应现象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)电磁感应现象的发现使人们找到了磁生电的条件，开辟了人类的电气化时代．第18页/共19页第19页/共19页
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