“中华01号”永磁悬浮路车模型在大连举行的中国国际专利技术与产品交易会上亮相,如图所示。该模型
是大连3000米永磁悬浮试验线路的仿真微缩,专为城市之间的区域交通设计。列车在高架的磁轨上运行,设计时速230公里,既可货运,又可客运,适用于大都市圈的交通运输。那么永磁悬浮列车是如何运行的呢?通过本章的学习,你对它会有所了解。
课时4.1 划时代的发现 探究
感应电流的产生条件
1.关注电磁感应现象的发现过程,了解相关物质的物理学史。
2.知道探究感应电流的产生条件实验所需的器材,能对实验步骤进行设计。 3.会设计实验记录表并记录实验现象,能根据实验记录的数据,总结得出规律。
1.奥斯特梦圆“电生磁”
(1)电流的磁效应
1820年,丹麦物理学家① 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)发现电流磁效应的意义
电流磁效应的发现证实了② 电 和③ 磁 之间存在着必然联系,突破了人类对电与磁认识的局限性,掀起了一场电与磁关系的革命。
2.法拉第心系“磁生电” (1)电磁感应现象
1831年,英国物理学家④ 法拉第 发现了电磁感应现象,即“⑤ 磁生电 ”现象,产生的电流叫⑥ 感应电流 。
(2)法拉第的概括
引起电流的原因都与⑦ 变化 和⑧ 运动 相联系,即变化的电流、变化的磁场、⑨ 运动的恒定电流 、⑩ 运动的磁铁 、在磁场中运动的导体。
3.电磁感应的产生条件 (1)磁通量 闭合电路的
面积 与垂直穿过它的 磁感应强度 的乘积叫作磁通量。公式:Φ=BS。
(2)产生感应电流的条件 感应电流的产生与有感应电流。
磁场 的变化有关。只要穿过闭合电路的 磁通量 发生变化,闭合电路中就
主题1:电磁感应现象发现的过程
(1)奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考?法拉第持怎样的观点?
(2)法拉第做了大量实验都是以失败告终,他失败的原因是什么?
(3)法拉第经历多次失败后,发现了电磁感应现象,并把引起电流的原因概括为五类,这五类内容是什么?
主题2:探究感应电流的条件(实验探究)
(1)利用如图所示的实验装置进行实验,回答下列问题。
①实验时用磁性较强的磁铁还是磁性较弱的磁铁? ②导体在什么情况下没有切割磁感线?
③这个实验中的磁场变化了吗?闭合电路的面积变化了吗?产生了感应电流吗?
(2)利用如图所示的实验装置进行实验,回答下列问题。
①当磁铁以不同的速度插入或拔出时,你会观察到什么现象? ②当磁铁保持在线圈中不动时,电流表指针指在哪里? ③这个实验中的磁场变化了吗?闭合电路的面积变化了吗?
(3)利用如图所示的实验装置进行实验,回答下列问题。
①滑动变阻器起到什么作用?
②开关闭合瞬间与断开瞬间电流表指针偏转方向是相同还是相反?开关闭合瞬间与滑动变阻器阻值变
小的过程比较,电流表指针偏转方向是相同还是相反?
③这个实验磁场变化了吗?闭合电路的面积变化了吗?
主题3:感应电流的产生条件(重点探究)
在完成主题2探究实验的基础上,完成下列表格。 (1)探究过程
探究①:利用蹄形磁铁的磁场(教材图4.2-1——导体切割磁感线时产生感应电流,把实验现象记录在下表中)
实验操作 导体棒静止 线圈中磁通量的变化情况 实验现象(有无电流)
导体棒平行磁感线运动 导体棒切割磁感线运动 探究②:利用条形磁铁的磁场(教材图4.2-2——磁铁插入、抽出或停在线圈中时,电流表指针如何动
作?把实验现象记录在下表中)
实验操作 N极插入线圈 线圈中磁通量的变化情况 实验现象(有无电流) 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 探究③:利用通电螺线管的磁场(教材图4.2-3——用开关或变阻器控制一个线圈中的电流,能够在
另一个线圈中产生感应电流吗?把实验现象记录在下表中)
实验操作 A中电流的 B中磁通 实验现象 变化情况 量的变化 (B中有无电流) 闭合开关的瞬间
闭合开关,A中电流稳定后 闭合开关,A中电流稳定后, 再让变阻器电阻增大 闭合开关,A中电流稳定后 再让变阻器电阻减小 断开开关的瞬间 (2)探究结论
只要穿过闭合电路的 发生变化,闭合电路中就有感应电流产生。
1.在探究“磁生电”现象的历程中,人们经历了并不平坦的道路。下列与之有关的说法正确的是( )。
A.奥斯特在发现“电生磁”现象的同时,受对称性思想的影响也发现了“磁生电”现象