《第13章-3.电磁感应现象及应用》课件、同步练习、导学案.ppt

1、第13章-3这是产生感应电流的唯一方法吗？这是产生感应电流的唯一方法吗？奥斯特：电生磁一、划时代的发现一、划时代的发现生 奥斯特：电生磁一、划时代的发现一、划时代的发现磁 电？法拉第：磁生电磁生电一、划时代的发现一、划时代的发现 奥斯特发现的电流磁效应，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。法拉第赞扬道：“它突然打开了科学中一个黑暗领域的大门，使其充满光明。”法拉第发现的电磁感应使人们对电和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，为电磁学的发展作出了重大贡献。科学史上许多重要发现和发明，常被人们有意无意地罩上神秘的光环，似乎科学家都是呼风唤雨的魔术

2、师。但是我们在这里看到，具有闪光思维的奥斯特和法拉第，在做出伟大发现的过程中也受着历史局限性的束缚，也有过“可笑”的疏忽与失误。他们是伟大的，但也是可以学习的真实的人。一、划时代的发现一、划时代的发现铁芯和线圈铁芯和线圈M M是产生这一效应的必要条件吗？是产生这一效应的必要条件吗？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电磁感应，产生的电流叫做感应电流感应电流。“磁生电”是一种在变化变化、运动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：变化的电流变化的电流、变化的磁场变化的磁场、运动的恒定电运动的恒定电流流、运动的磁铁运动的磁铁、在磁场中运动的

3、导体在磁场中运动的导体。一、划时代的发现一、划时代的发现有规律吗？有规律吗？二、产生感应电流的条件二、产生感应电流的条件实验：探究感应电流产生的条件实验：探究感应电流产生的条件导体棒的运动情况导体棒的运动情况表针的摆动情况表针的摆动情况左右运动上下平动实验结论：当导体棒左右运动时，切割磁感当导体棒左右运动时，切割磁感线，有电流产生；导体棒上下平动时，不切线，有电流产生；导体棒上下平动时，不切割磁感线，没有电流产生。割磁感线，没有电流产生。二、产生感应电流的条件二、产生感应电流的条件实验：探究感应电流产生的条件实验：探究感应电流产生的条件磁铁的运动情况磁铁的运动情况表针的摆动情况表针的摆动情况插

4、入瞬间拔出瞬间停在线圈中实验结论：磁铁插入和拔出的瞬间，螺线管中磁铁插入和拔出的瞬间，螺线管中的每一线圈都切割磁感线，有电流产生；磁铁的每一线圈都切割磁感线，有电流产生；磁铁停在螺线管中时，没切割磁感线，无电流产生。停在螺线管中时，没切割磁感线，无电流产生。二、产生感应电流的条件二、产生感应电流的条件实验：探究感应电流产生的条件实验：探究感应电流产生的条件操作操作表针的摆动情况表针的摆动情况开关闭合瞬间开关闭合，滑动变阻器不动开关闭合，滑动变阻器触片滑动开关断开瞬间实验结论：磁铁插入和拔出的瞬间，螺线管中磁铁插入和拔出的瞬间，螺线管中的每一线圈都切割磁感线，有电流产生；磁铁的每一线圈都切割磁感

5、线，有电流产生；磁铁停在螺线管中时，没切割磁感线，无电流产生。停在螺线管中时，没切割磁感线，无电流产生。二、产生感应电流的条件二、产生感应电流的条件实验：探究感应电流产生的条件实验：探究感应电流产生的条件结论：结论：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生。闭合电路中就有电流产生。导体切割磁感线改变了闭合电路在磁场中的面积磁铁插入或拔出改变了闭合电路中磁场的强弱开关闭合或断开，滑动变阻器滑动改变了闭合电路中磁场的强弱二、产生感应电流的条件二、产生感应电流的条件结论：结论：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电

6、路中就有电流产生。闭合电路中就有电流产生。磁通量变化包括：B不变，S变化S不变，B变化B、S不变，B、S的夹角变化B、S都变化三、电磁感应现象的应用三、电磁感应现象的应用 1.通电直导线旁边放一矩形线圈通电直导线旁边放一矩形线圈ABCD，请大家设计方法，使，请大家设计方法，使ABCD中能中能产生感应电流？产生感应电流？改变直导线中电流大小，或让矩形线圈靠近或远离直导线改变直导线中电流大小，或让矩形线圈靠近或远离直导线 2.如图所示的匀强磁场中有一个矩形的闭合导线框。在下列几种情况下，如图所示的匀强磁场中有一个矩形的闭合导线框。在下列几种情况下，线框中是否产生感应电流？线框中是否产生感应电流？3

7、.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），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？么？4.矩形线圈矩形线圈ABCD位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一个平面内，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，当导线中的电流没有感应电流？线圈和导线都不动，当导

8、线中的电流I逐渐增大或减小时，线逐渐增大或减小时，线圈中有没有感应电流？为什么？圈中有没有感应电流？为什么？5.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，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（下面能使线圈产生感应电流的是（）A线圈沿磁感线方向移动线圈沿磁感线方向移动 B线圈沿垂直磁感线方向做移动线圈沿垂直磁感线方向做移动 C线圈以线圈以ab边为轴匀速转动边为轴匀速转动 D线圈以线圈以bc边为轴匀速转动边为轴匀速转动C1.1.利用磁场产生电流的现象叫利用磁场产生电流的现象叫电磁感应电磁感应，产生的电流叫，产生的电流叫感应电

9、感应电流流。2.2.结论：无论用什么方法，只要使结论：无论用什么方法，只要使闭合电路闭合电路的的磁通量发生磁通量发生变化变化，闭合电流中就会有感应电流产生。，闭合电流中就会有感应电流产生。3.3.产生感应电流的条件：产生感应电流的条件：（1 1）电路闭合）电路闭合（2 2）磁通量发生）磁通量发生变化变化必备知识自我检测一、划时代的发现1.“电生磁”的发现1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。2.“磁生电”的发现1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。3.电磁感应法拉第把他发现的磁生电的现象叫作电磁感应,产生的电流叫感应电流。必备知识自我检测二、产生感应电流的条件1.实验观

10、察(1)导体棒在磁场中运动必备知识自我检测(2)磁铁在线圈中运动 必备知识自我检测(3)模拟法拉第的实验 必备知识自我检测2.分析论证(1)实验(1)表明:闭合导体回路包围的面积变化时,有电流产生;闭合导体回路包围的面积不变时,无电流产生。(2)实验(2)表明:线圈中的磁场变化时,有感应电流;线圈中的磁场不变时,无感应电流。(3)实验(3)表明:线圈B中磁场变化,有感应电流;线圈B中磁场不变,无感应电流。(4)实验结论:产生感应电流的条件与磁场的变化有关系,与闭合导体回路包围的面积有关系。3.感应电流产生的条件当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中就产生感应电流。必备知识自我检测

11、三、电磁感应现象的应用法拉第的圆盘发电机开辟了人类社会的电气化时代。生产、生活中广泛使用的变压器、电磁炉等也是根据电磁感应制造的。电磁感应的应用不局限于此,电磁感应原理用于很多设备和系统,其中包括感应马达、发电机、充电池的无接触充电、感应铁架的电炉、感应焊接、电感器、电磁成型、磁场计、电磁感应灯、电动式传感器、麦克风等。必备知识自我检测1.正误判断。(1)只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生。()解析:产生感应电流的条件:一是闭合电路,二是磁通量变化。有磁通量而不变化,是不会产生感应电流的。答案:(2)穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部就一定有感应电流产生。()解析:磁通量

12、发生变化,而螺线管回路不闭合,不会产生感应电流。答案:必备知识自我检测(3)闭合电路的部分导体在磁场中运动就会产生感应电流。()解析:只有闭合电路的部分导体做切割磁感线的运动时,闭合回路中才会产生感应电流。答案:(4)线框不闭合时,即使穿过线框的磁通量发生变化,线框中也没有感应电流产生。()解析:产生感应电流的两个条件都满足才会有感应电流产生。答案:必备知识自我检测2.探究讨论。(1)奥斯特发现电流的磁效应对法拉第发现电磁感应现象有什么意义?答案:正因为奥斯特发现了电流的磁效应,提示了电现象与磁现象之间存在某种联系,突破了人类对电与磁认识的局限性,使法拉第坚信有了磁场就一定会产生电流。(2)电

13、流的磁效应与电磁感应有什么区别?答案:电流的磁效应是指电流周围产生磁场,即“电生磁”。电磁感应现象是利用磁场产生感应电流,即“磁生电”。“电生磁”和“磁生电”是两种因果关系相反的现象,要正确区分这两种现象。探究随堂检测 探究产生感应电流的条件探究产生感应电流的条件情景导引如图所示,原线圈(小螺线管)接电源、开关和滑动变阻器,副线圈(大螺线管)接电流表,按照表中实验操作进行实验,观察有无感应电流产生,完成下表。探究随堂检测探究随堂检测知识归纳1.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。2.感应电流有无的判断引起感应电流的表面因素很多,但本质的原因是磁通量的

14、变化。只要穿过闭合电路的磁通量变化,闭合电路中就有感应电流产生。探究随堂检测穿过闭合电路的磁通量发生变化,大致有以下四种情况:画龙点睛(1)电路为闭合电路。(2)穿过电路的磁通量发生变化。两条必须同时满足,才能产生感应电流。探究随堂检测实例引导例题如图所示,矩形线圈与磁场垂直,且一半在匀强磁场内,一半在匀强磁场外。下述操作中能使线圈中产生感应电流的是()A.以bc为轴转动45B.以ad为轴转动45C.将线圈向下平移D.将线圈向上平移探究随堂检测解析:当线圈以bc为轴转动45时,ad边刚好还没有进入磁场,这样,穿过线圈的磁感线的条数没有发生变化,磁通量不发生改变,所以在回路中不会产生感应电流,A

15、错误。当以ad为轴转动45时,bc边刚好要离开磁场,这样,穿过线圈的磁感线的条数将不断减少,所以在回路中会产生感应电流,选项B正确。当将线圈向下平移或者向上平移时,穿过线圈的磁感线的条数均没有发生变化,磁通量不发生改变,所以在回路中不会产生感应电流,选项C、D错误。答案:B探究随堂检测规律方法判断是否产生感应电流的技巧(1)电路闭合和磁通量发生变化是产生感应电流的两个条件,二者缺一不可。(2)磁通量发生变化,其主要内涵体现在“变化”上,磁通量很大,若没有变化,也不会产生感应电流,开始磁通量虽然是零,但是变化的,仍然可以产生感应电流。(3)产生感应电流的实质是其他形式的能转化为电能。探究随堂检测

16、1.(多选)如图所示,在正方形线圈的内部有一条形磁铁,线圈与磁铁在同一平面内,两者有共同的中心轴线OO,关于线圈中产生感应电流的下列说法正确的是()A.当磁铁向纸面外平移时,线圈中不产生感应电流B.当磁铁向上平移时,线圈中不产生感应电流C.当磁铁向下平移时,线圈中产生感应电流D.当磁铁N极向纸外、S极向纸里绕OO轴转动时,线圈中产生感应电流探究随堂检测解析:由于线圈与磁铁在同一平面内,两者有共同的中心轴线OO,由条形磁铁的磁感线分布的轴对称性可以判断出此时线圈中的磁通量为零。当磁铁向纸面外平移时,N极发出的磁感线从磁铁外部再回到S极,所以在平移过程中,线圈中没有磁通量的改变,不产生感应电流,A

17、正确;当磁铁向上平移时或者当磁铁向下平移时,线圈始终在条形磁铁的轴线上,所以磁通量始终为零,所以线圈中不产生感应电流,所以B正确,C错误;当磁铁N极向纸外、S极向纸里绕OO轴转动时,线圈中的磁通量将由零开始逐渐增加,所以磁通量发生了变化,将会产生感应电流,所以D正确。答案:ABD探究随堂检测2.(多选)如图所示,竖直放置的长直导线通有恒定电流,有一矩形线框与导线在同一平面内,在下列情况中线框产生感应电流的是()A.导线中的电流变大B.线框向右平动C.线框向下平动D.线框以AB边为轴转动答案:ABD第十三章电磁感应与电磁波初步自自主主探探新新预预习习电流电流电流电流变化变化电磁感应电磁感应磁通量磁通量发电机发电机变压器变压器合合作作攻攻重重探探究究磁通量及磁通量的变化磁通量及磁通量的变化 感应电流的产生感应电流的产生 当当堂堂固固双双达达标标Thank you for watching!