1. 探索
探索一:導體棒(閉環的一部分)在磁場中運動是否會產生感應電流?
(1)實驗現象:當導體棒靜止或平行于磁力線運動時,沒有感應電流; 當導體棒切割磁力線并移動時,就會產生感應電流。
(2) 結論:當閉合回路中的某些導體切割磁力線時,電路中會產生感應電流。
(3)分析:磁場強度保持不變,但某些切割磁力線的導體的運動改變了閉合導體環路所包圍的磁場面積。 通過回路的磁通量發生變化,產生感應電流。
【注】探索1通過導體棒相對于磁場的運動來改變磁通量。
探索二:螺線管中磁鐵的運動是否會產生感應電流?
(1)實驗現象:當磁鐵和線圈相對靜止時,線圈中沒有電流; 當磁鐵插入線圈或從線圈中拔出時,線圈中有電流。
(2)結論:當磁鐵和線圈相對運動時,回路中存在感應電流; 當磁鐵和線圈相對靜止時,回路中沒有感應電流。
(3)分析:在將磁鐵插入線圈或從線圈中拔出的過程中,線圈中的磁場強度發生變化,從而改變通過線圈的磁通量,線圈中產生感應電流。
【注】探索2通過磁體的運動來改變磁通量,即磁場相對于閉合導體環路的運動。
探索三:模仿法拉第實驗
(1)實驗現象:當開關閉合或斷開時感應電流公式,線圈B中有電流; 開關閉合后,線圈B中無電流; 開關閉合后,滑動變阻器滑塊移動過程中,線圈B中有電流。
(2)結論:當線圈A中的電流變化時,線圈B中就會有電流。
(3)分析:當開關閉合或斷開,開關保持閉合狀態,改變滑動變阻器的滑動位置時,電流表中流過電流(當線圈A中的電流變化時,線圈B中的磁場變化)變化,從而改變通過線圈 B) 的磁通量。
【注】探索3通過改變電流(改變磁場強度)來改變磁通量。
2. 總結
產生感應電流的條件:只要通過導體閉合回路的磁通量發生變化,導體閉合回路中就會產生感應電流。
專注于
⊙ (1)導體閉合回路中磁通量的變化是產生感應電流的兩個必要條件,缺一不可。
⊙ (2) 閉合導體回路中磁通量的大小不是產生感應電流的條件。 是否產生感應電流與 的大小無關,只取決于 的變化,即與△Φ有關。
3、感應電流有無的判斷
判斷電路中是否產生感應電流,關鍵是分析通過導體閉合回路的磁通量是否變化。 要分析磁通量是否發生變化,需要了解相關磁場的磁力線分布。 對于三維圖,經常需要轉換為平面圖,比如俯視圖、側視圖等,思路如下。
產生感應電流的必要條件是通過閉合導體回路的磁通量發生變化,因此判斷是否存在感應電流時:
(1) 確保導體回路閉合。
(2)判斷通過回路的磁通量是否變化。
【切割磁力線】直升機螺旋槳葉片切割地球磁場的磁力線,螺旋槳葉片上會產生感應電動勢,但不會產生感應電流。
【電磁感應的理解】
法拉第試圖利用恒定電流產生的磁場來觀察某個電路中是否產生電流。 經過多次失敗,法拉第終于發現了“磁電”現象:在同一個鐵環上纏繞兩個線圈,并將一個線圈與另一個線圈連接起來。 對于電源,另一個線圈連接到“電流表”。 當一個線圈通電或斷電時,另一個線圈中就會出現電流。
(1)電磁感應的本質是將其他形式的能量轉化為電能的過程。
(2)電磁感應不是穩態效應,而是動態效應。
(3) 圖中有兩個獨立的循環。 線圈A、開關、電源和滑動變阻器構成獨立回路。 線圈A相當于電磁鐵; 線圈B與靈敏電流表構成獨立回路。 線圈B相當于這個回路。 電源。
(4)A、B均為輕質鋁環。 A 環閉合,B 環打開。 當磁鐵任意極靠近A環時感應電流公式,A環遠離磁鐵; 當磁鐵的任意極接近B環時,B環靜止。
(5)探索二與探索三的共同點是線圈內磁場強度發生變化,閉合電路中產生感應電流。
(5)產生感應電流的條件可以描述為“無論采用什么方法,只要通過導體閉合回路的磁通量發生變化,導體閉合回路中就會產生感應電流”。
(6)如果通過閉合導體回路的磁通量很大但不發生變化,那么無論多大,都不會產生感應電流。
例:如圖所示,在“探究感應電流產生條件”的實驗中,閉合開關后,防止靈敏檢流計指針偏轉的措施是()。
A. 將初級線圈從次級線圈中拔出
B. 斷路開關
C.保持電路中的電流恒定
D.改變滑動變阻器的阻值