2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修3 第13章電磁感應與電磁波初步第3節(jié)電磁感應現(xiàn)象及應用(7)課件

1、電磁感應現(xiàn)象及應用1.丹麥物理學家 發(fā)現(xiàn)載流導體能使小磁針轉動,這種作用稱為_ ,揭示了 現(xiàn)象與 現(xiàn)象之間存在密切聯(lián)系.2.英國物理學家 發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象,即“磁生電”現(xiàn)象,他把這種現(xiàn)象命名為 .產生的電流叫做 .一、劃時代的發(fā)現(xiàn)奧斯特電流的磁效應電磁法拉第電磁感應感應電流只要穿過 導體回路的磁通量 ,閉合導體回路中就有感應電流.二、感應電流的產生條件閉合發(fā)生變化1.判斷下列說法的正誤.(1)若把導線東西放置,當接通電源時,導線下面的小磁針一定會發(fā)生轉動.()(2)奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應,法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象.()(3)小磁針在通電導線附近發(fā)生偏轉的現(xiàn)象是電磁感應現(xiàn)象.()(4)通電線

2、圈在磁場中轉動的現(xiàn)象是電流的磁效應.()2.如圖1所示,條形磁鐵A沿豎直方向插入線圈B的過程中,電流表G的指針_(填“不偏轉”或“偏轉”)；若條形磁鐵A在線圈B中保持不動,電流表G的指針_(填“不偏轉”或“偏轉”).圖1偏轉不偏轉一、磁通量及其變化如圖所示,閉合導線框架的面積為S,勻強磁場的磁感應強度為B.(1)分別求出BS(圖示位置)和BS(線框繞OO轉90)時,穿過閉合導線框架平面的磁通量.答案BS0(2)由圖示位置繞OO轉過60時,穿過框架平面的磁通量為多少？這個過程中磁通量變化了多少？1.對磁通量的理解(1)磁通量表示穿過某一面積的磁感線條數(shù)的多少,與線圈匝數(shù)無關.(2)磁通量是標量,

3、但有正、負,其正、負分別表示與規(guī)定的穿入方向相同、相反.2.勻強磁場中磁通量的計算(1)B與S垂直時,BS.(2)B與S不垂直時,BS(S為線圈在垂直磁場方向上的投影面積)或BS(B為B垂直于線圈平面的分量).如圖2所示,BSsin .圖23.磁通量的變化大致可分為以下幾種情況：(1)磁感應強度B不變,有效面積S發(fā)生變化.如圖3(a)所示.(2)有效面積S不變,磁感應強度B發(fā)生變化.如圖(b)所示.(3)磁感應強度B和有效面積S都不變,它們之間的夾角發(fā)生變化.如圖(c)所示.圖3例1如圖4所示,有一垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應強度為B,磁場有明顯的圓形邊界,圓心為O,半徑為r.現(xiàn)于紙面內先后

4、放上圓形線圈A、B、C,圓心均處于O處,線圈A的半徑為r,10匝；線圈B的半徑為2r,1匝；線圈C的半徑為 ,1匝.(1)在磁感應強度B減為 的過程中,線圈A和線圈B中的磁通量變化了多少？答案A、B線圈的磁通量均減少了解析A、B線圈中的磁通量始終一樣,故它們的變化量也一樣.圖4(2)在磁場轉過90角的過程中,線圈C中的磁通量變化了多少？轉過180角呢？當磁場轉過90時,20,當轉過180時,磁感線從另一側穿過線圈,若取1為正,則3為負,例2磁通量是研究電磁感應現(xiàn)象的重要物理量,如圖5所示,通有恒定電流的導線MN與閉合線框共面,第一次將線框由位置1平移到位置2,第二次將線框由位置1繞cd邊翻轉到

5、位置2,設先后兩次通過線框的磁通量變化量的大小分別為1和2,則圖5A.12 B.12C.12.將閉合線框從位置1平移到位置2,穿過閉合線框的磁感線方向不變,所以1|21|12；將閉合線框從位置1繞cd邊翻轉到位置2,穿過閉合線框的磁感線反向,所以2|(2)1|12(以原來磁感線穿過的方向為正方向,則后來從另一面穿過的方向為負方向),故正確選項為C.二、感應電流產生的條件1.實驗：探究感應電流產生的條件(1)如圖6所示,導體AB做切割磁感線運動時,線路中_電流產生,而導體AB順著磁感線運動時,線路中_電流產生.(均填“有”或“無”)圖6有無(2)如圖7所示,當條形磁鐵插入或拔出線圈時,線圈中_電

6、流產生,但條形磁鐵在線圈中靜止不動時,線圈中_電流產生.(均填“有”或“無”)圖7有無(3)如圖8所示,將小螺線管A插入大螺線管B中不動,當開關S閉合或斷開時,電流表中_電流通過；若開關S一直閉合,當改變滑動變阻器的阻值時,電流表中_電流通過；而開關一直閉合,滑動變阻器的滑動觸頭不動時,電流表中_電流通過.(填“有”或“無”)圖8有有無(4)歸納總結：實驗一中：導體棒切割磁感線運動,回路面積發(fā)生變化,從而引起了磁通量的變化,產生了感應電流.實驗二中：磁鐵插入或拔出線圈時,線圈中的磁場發(fā)生變化,從而引起了磁通量的變化,產生了感應電流.實驗三中：開關閉合、斷開、滑動變阻器的滑動觸頭移動時,A線圈中

7、電流變化,從而引起穿過B的磁通量變化,產生了感應電流.三個實驗共同特點是：產生感應電流時閉合回路的磁通量都發(fā)生了變化.2.感應電流產生條件的理解不論什么情況,只要滿足電路閉合和磁通量發(fā)生變化這兩個條件,就必然產生感應電流；反之,只要產生了感應電流,那么電路一定是閉合的,且穿過該電路的磁通量也一定發(fā)生了變化.例3(多選)下圖中能產生感應電流的是解析A選項中,電路沒有閉合,無感應電流；B選項中,面積增大,通過閉合電路的磁通量增大,有感應電流；C選項中,穿過圓環(huán)的磁感線相互抵消,磁通量恒為零,無感應電流；D選項中,穿過閉合電路的磁通量減小,有感應電流.學科素養(yǎng)本題通過分析四種情況是否有感應電流的產生

8、,加深了學生對磁通量概念、磁通量的變化的理解,進一步掌握感應電流產生的兩個條件：(1)閉合電路；(2)磁通量發(fā)生變化；二者缺一不可.通過這樣的訓練鍛煉了學生的歸納思維能力,較好地體現(xiàn)了“物理觀念”和“科學思維”的學科素養(yǎng).針對訓練(多選)如圖9所示裝置,在下列各種情況中,能使懸掛在螺線管附近的銅質閉合線圈A中產生感應電流的是圖9A.開關S閉合的瞬間B.開關S閉合后,電路中電流穩(wěn)定時C.開關S閉合后,滑動變阻器滑片滑動的瞬間D.開關S斷開的瞬間1.(電磁感應現(xiàn)象的認識)下列現(xiàn)象中,屬于電磁感應現(xiàn)象的是A.通電線圈在磁場中轉動B.因閉合線圈在磁場中運動而產生電流C.磁鐵吸引小磁針D.小磁針在通電導

9、線附近發(fā)生偏轉解析線圈在磁場中由于磁通量的變化而產生電流的現(xiàn)象叫電磁感應,B正確.A中通電線圈在磁場中轉動是因為受安培力作用,A錯誤.D是電流的磁效應,D錯誤.C中磁鐵吸引小磁針是磁場的作用,C錯誤.12342.(對磁通量的理解)如圖10所示,a、b是兩個同平面、同心放置的金屬圓環(huán),條形磁鐵穿過圓環(huán)中心且與兩環(huán)平面垂直,則穿過兩圓環(huán)的磁通量a、b的大小關系為A.abB.abC.abD.不能比較圖101234解析條形磁鐵磁場的磁感線的分布特點是：磁鐵內、外磁感線的條數(shù)相同；磁鐵內、外磁感線的方向相反；磁鐵外部磁感線的分布是兩端密、中間疏.兩個同心放置的同平面的金屬圓環(huán)與條形磁鐵垂直且條形磁鐵在圓

10、環(huán)內時,通過圓環(huán)的磁感線的俯視圖如圖所示,穿過圓環(huán)的磁通量進出,由于兩圓環(huán)面積SaSb,兩圓環(huán)的進相同,而出ab,故A正確.12343.(產生感應電流的判斷)(多選)如圖所示,正方形線圈處在電流恒定的長直導線形成的磁場中：A向右平動,B向下平動,C繞軸轉動(ad邊向外),D向上平動(D線圈有個缺口).則線圈中能產生感應電流的是1234解析在通電長直導線的磁場中,四個線圈所處位置的磁通量都是垂直于紙面向里的,離導線越遠,磁場就越弱.A向右平動,穿過線圈的磁通量沒有變化,故A線圈中沒有產生感應電流；B向下平動,穿過線圈的磁通量減少,必產生感應電流；C繞軸轉動,穿過線圈的磁通量不斷變化,必產生感應電流；D向上平動,穿過線圈的磁通量增加,但由于線圈不閉合,因此無感應電流.12344.(產生感應電流的條件)(2018上海魯迅中學高二上學期期末)圖11為“研究感應電流產生的條件”的實驗電路圖.(1)請在圖中連線,把實驗裝置連接完整.解析將電源、開關、滑動變阻器、線圈A串聯(lián)成一個回路,注意滑動變阻器接一上一下兩個接線柱,再將靈敏電流計與線圈B串聯(lián)成另一個回路,電路圖如圖所示.答案見解析圖圖111234(2)開始實驗時,滑動變阻器滑片P應該放置在_(填“a”或“b”)端.解析由圖示電路圖可知,滑動變阻器采用限