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高中物理选修1-1《3.1电磁感应现象》ppt课件免费下载

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一、磁性材料   1.磁化:显示出磁性   2.退磁:失去磁性   3.铁磁性物质:又叫强磁性物质   4.磁畴:磁化的小区域   5.软磁性材料   6.硬磁性材料 二、磁性材料的发展 三、磁记录 四、地球磁场留下的记录
“科学技术是第一生产力”
在漫漫的人类历史长河中,随着科学技术的进步,一些重大发现和发明的问世,极大地解放了生产力,推动了人类社 会的发展,特别是我们刚刚跨过的二十世纪,更是科学技术飞速发展的时期。经济建设离不开能源,人类发明也离不开能源,而最好的能源是电能,可以说人类离不 开电。饮水思源,我们忘不了为发现和使用电能做出卓越贡献的科学家——法拉第。
1831年圣诞节的前夕,一次科学报告会上,法拉第当众表演了一个实验。   一个铜盘的轴和铜盘的边缘分别连在“电流计”的两端,法拉第摇动手柄使铜盘在磁极之间旋转,“电流计”的指针随之摆动,这是最早的发电机。
  当时在场的一位贵妇人取笑地问:“先生,您发明的这个玩意儿有什么用呢?”法拉第平静地反问:“夫人,新生的婴儿有什么用呢?”
后来,发电机这个新生的“婴儿”,果然成长为一个改变世界面貌的“巨人”,它开辟了人类社会的电气化时代。
3.1 电磁感应现象
知识与能力   1.知道磁通量,会比较“穿过不同闭合电路磁通量”的大小。      2.会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。        3.通过实验,了解感应电流的产生条件。
过程与方法   1.学会通过实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探究方法。   2.渗透物理学方法的教育,通过实验观察和实验探究,理解感应电流的产生条件。举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。 情感态度与价值观   收集有关物理学史资料,了解电磁感应现象发现过程,体会人类探索自然规律的科学方法、科学态度和科学精神。
重点   1.通过实验观察和实验探究,理解感应电流的产生条件。   2.磁通量的大小。 难点   1.感应电流产生的条件。   2.磁通量的大小怎样比较。
一.划时代的发现
二.电磁感应现象
三.电磁感应的产生条件
奥斯特在1820年发现的电流磁效应,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。探究电与磁关系的崭新领域,突然洞开在人们面前,激发了科学家们的探索热情。一个接一个的新发现,象热浪一样冲击欧洲大陆,也激励着英国的科学界。
猜想:
电能生磁,磁能生电吗?
英国科学家法拉第敏锐地觉察到,磁与电流之间应该有联系。他在1822年的日记中写下了“由磁产生电”的设想。他做了多次尝试,经历了一次次失败,但他坚信电与磁有联系,经十年努力,终于发现磁能生电。
法拉第,英国物理学家、化学家
1831年,法拉第终于发现了电磁感应现象:把两个线圈绕在一个铁环上,一个线圈接电源,另一个线圈接“电流表”,当给一个线圈通电或断电的瞬间,在另一个线圈上出现了电流。他在1831年8月29日的日记中写下了首次成功的记录。
法拉第用过的线圈
1.电磁感应:   回想初中所学的结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动 时,导体中就产生电流。物理学中把这类现象叫做电磁感应。 2.感应电流:   由电磁感应产生的电流叫做感应电流。
概念:
电磁感应现象的发现为完整的电磁学理论奠定了基础,奏响了电气化时代的序曲。我们今天正在享受着电磁感应给人类带来的各种恩惠。   在什么条件下能够产生电磁感应?   如图导体左右平动,前后运动、上下运动。   观察电流表的指针:
演示
动画:电磁感应现象演示实验
向里运动
向外运动
结论:
向线圈中插入磁铁,把磁铁从线圈中拔出。   如图所示:把磁铁的某一个磁极向线圈中插入,从线圈中拔出,或静止地放在线圈中。观察电流表的指针。
演示
插入视频
实验过程:   (1)将螺线管和电流表连接。   (2)N极插入线圈的过程中,观察指针有没有偏转?如何偏转?   (3)N极停在线圈中,观察指针有没有偏转?如何偏转?   (4)N极从线圈中抽出的过程中,观察指针有没有偏转?如何偏转?   (5)S极插入线圈的过程中,观察指针有没有偏转?如何偏转?   (6)S极停在线圈中,观察指针有没有偏转?如何偏转?   (7)S极从线圈中抽出的过程中,观察指针有没有偏转?如何偏转?
结论:
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?
为了说清楚产生电磁感应的条件,要用到一个物理量——磁通量φ。   定义:穿过闭合回路的磁感线的条数。
φ= B S 不要求掌握
进一步探究感应电流与磁通量变化的关系。
1.实验仪器:学生电源、电键、滑动变阻器、小螺线管A、大螺线管B、电流表。     2.实验过程:   (1)将小螺线管A套在大螺线管B中;将大螺线管B和电流表连接;将学生电源、电键、滑动变阻器、小螺线管A连接。
(2)开关闭合的瞬间,观察指针有没有偏转?如何偏转?   (3)开关断开的瞬间,观察指针有没有偏转?如何偏转?   (4)开关总是闭合的,滑动变限器也不动,观察指针有没有偏转?如何偏转?   (5)开关总是闭含的,但迅速移动滑动变阻器的滑片,观察指针有没有偏转?如何偏转?
演示
插入视频
结论:
演示实验1中,部分导体切割磁感线,闭合电路所围面积发生变化(磁场不变化),有电流产生;当导体棒前后、上下平动时,闭合电路所围面积没有发生变化,无电流产生。
演示实验2中,磁体相对线圈运动,线圈内磁场发生变化,变强或者变弱(线圈面积不变),有电流产生;当磁体在线圈中静止时,线圈内磁场不变化,无电流产生。
演示实验3中,通、断电瞬间,变阻器滑动片快速移动过程中,线圈A中电流变化,导致线圈B内磁场发生变化,变强或者变弱(线圈面积不变),有电流产生;当线圈A中电流恒定时,线圈内磁场不变化,无电流产生。
结论:
(1)一个面积为S的平面垂直一个磁感应强度为B的匀强磁场放置,则B与S的乘积叫做穿过这个面的磁通量。   (2)公式:Ф=B•S。   (3)单位:韦伯(Wb) 1Wb=1T•1m2=1V•s   (4)物理意义:磁通量表示穿过这个面的磁感线条数。对于同一个平面,当它跟磁场方向垂直时,磁场越强,穿过它的磁感线条数越多,磁通量就越大。当它跟磁场方向平行时,没有磁感线穿过它,则磁通量为零。   (5)磁场变化、面积变化都会引起磁通量的变化。
了解:
一、电磁感应   1.磁通量:穿过闭合回路的磁感线的条数φ。 φ= BS——不要求掌握。   2.电磁感应产生的电流叫做感应电流。   3.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线 ,或穿过闭合电路的磁通量发生变化,产生感应电流的现象。 二、产生感应电流条件:   1.穿过闭合电路的磁通量发生变化。 “Φ变”   2. “Φ变”的原因:可能是B变、S变、B与S间的夹角变。
A
[07海南卷]据报道,最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮,其原理如图所示。炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间,并与轨道壁密接。开始时炮弹在导轨的一端,通以电流后炮弹会被磁力加速,最后从位于导轨另一端的出口高速射出。设两导轨之间的距离w=0.10m,导轨长L=5.0m,炮弹质量m=0.30kg。导轨上的电流I的方向如图中箭头所示。可以认为,炮弹在轨道内运动时,它所在处磁场的磁感应强度始终为B=2.0T,方向垂直于纸面向里。若炮弹出口速度为v=2.0×103m/s,求通过导轨的电流I。忽略摩擦力与重力的影响。
【解析】在导轨通有电流I时,炮弹作为导体受到磁场施加的安培力为F=IWB———①   设炮弹的加速度的大小为a,则有因而   F=ma————②   炮弹在两导轨间做匀加速运动,因而   V2=2aL————③ 联立①②③式得:
【08海南卷】一航天飞机下有一细金属杆,杆指向地心.若仅考虑地磁场的影响,则当航天飞机位于赤道上空(  )   A.由东向西水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由上向下   B.由西向东水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由上向下   C.沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时,金属杆中感应电动势的方向一定由下向上   D.沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时,金属杆中一定没有感应电动势
AD
ABD
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动 时,导体中就产生电流。即:电磁感应现象。前后平动、上下平动,导体棒都不切割磁感线,没有电流产生。
只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有感应电流产生。
线圈A与电源连接,线圈A中流过恒定电流,产生恒定磁场,有磁感线穿过线圈B,但穿过线圈B的磁通量不变化,线圈B中无感应电流。拉开开关S时,线圈A中电流迅速减小到零,穿过线圈B的磁通量迅速减少,由于电磁感应,线圈B中产生感应电流,感应电流的磁场对衔铁D的吸引作用,触头C不离开,经过一段时间后感应电流减弱,感应电流磁场对衔铁D吸引力减小,弹簧E的作用力比磁场力大才将衔铁D拉起,触头C离开。
1.答:在甲、乙图中穿过矩形线框的磁通量不变,线框中不会产生感应电流;丙图中穿过线框的磁通量发生变化,会产生感应电流。   2.答:线圈收缩时,有感应电流产生,因为穿过弹簧线圈的磁通量发生变化,在线圈中产生感应电动势,该线圈又是闭合的,所以在线圈中有感应电流。   3.答:当导体AB向左或向右移动时,穿过闭合电路ABEF的磁通量或是减少,或是增加。穿过闭合电路的刺痛可量均发生变化,闭合电路中就有感应电流产生,可见本题中的两种说法是一致的,但两者的物理实质是有区别的。
4.答:a.虽然直导线中通过的是变化电流,变化的电流在周围产生的是变化磁场,但穿过线圈平面的磁通量却始终为零,所以矩形线框中没有感应电流。   b.直导线通过变化的电流时,穿过矩形线圈的磁通量发生变化,矩形线圈中有感应电流。   c.直导线通过恒定电流时,在周围空间产生恒定磁场,穿过矩形线圈的磁通量没有变化,线圈中没有感应电流。
再见