1、3.电磁感应现象及应用 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。 二、产生感应电流的条件 1.实验观察 (1)导体棒在磁场中运动 (2)磁铁在线圈中运动 (3)模仿法拉第的实验 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)
2、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。 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。 1.正误
3、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:磁通量发生变化,而螺线管回路不闭合,不会产生感应电流。 答案: (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
4、有感应电流产生。 答案: 实例分析 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45 B.以ad为轴转动45 C.将线圈向下平移 D.将线圈向上平移 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
5、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 随堂练习随堂练习 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 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
6、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 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
