《第13章3電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用》課件、同步練習(xí)、導(dǎo)學(xué)案

1、第三節(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步這是產(chǎn)生感應(yīng)電流的唯一方法嗎？ 奧斯特：電生磁一、劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)生 奧斯特：電生磁一、劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)磁 電？ 法拉第：磁生電一、劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn) 奧斯特發(fā)現(xiàn)的電流磁效應(yīng)，使整個(gè)科學(xué)界受到了極大的震動(dòng)，它證實(shí)電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象是有聯(lián)系的。法拉第贊揚(yáng)道：“它突然打開(kāi)了科學(xué)中一個(gè)黑暗領(lǐng)域的大門(mén)，使其充滿光明?！?法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)使人們對(duì)電和磁內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識(shí)更加完善，宣告了電磁學(xué)作為一門(mén)統(tǒng)一學(xué)科的誕生，為電磁學(xué)的發(fā)展作出了重大貢獻(xiàn)。 科學(xué)史上許多重要發(fā)現(xiàn)和發(fā)明，常被人們有意無(wú)意地罩上神秘的光環(huán)，似乎科學(xué)家都是呼風(fēng)喚雨的魔術(shù)師。但是我們?cè)谶@里看到，具有閃光思

2、維的奧斯特和法拉第，在做出偉大發(fā)現(xiàn)的過(guò)程中也受著歷史局限性的束縛，也有過(guò)“可笑”的疏忽與失誤。他們是偉大的，但也是可以學(xué)習(xí)的真實(shí)的人。一、劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)鐵芯和線圈M是產(chǎn)生這一效應(yīng)的必要條件嗎？ 1831年11月24日，法拉第向皇家學(xué)會(huì)提交了一個(gè)報(bào)告，把這種現(xiàn)象定名為電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。 “磁生電”是一種在變化、運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中才能出現(xiàn)的效應(yīng)。 五種類(lèi)型可以引起感應(yīng)電流：變化的電流、變化的磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)的恒定電流、運(yùn)動(dòng)的磁鐵、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體。一、劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)有規(guī)律嗎？二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件實(shí)驗(yàn)：探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況表針的擺動(dòng)情況左右運(yùn)動(dòng)上下平動(dòng)擺動(dòng)不擺動(dòng)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：當(dāng)導(dǎo)體

3、棒左右運(yùn)動(dòng)時(shí)，切割磁感線，有電流產(chǎn)生；導(dǎo)體棒上下平動(dòng)時(shí)，不切割磁感線，沒(méi)有電流產(chǎn)生。二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件實(shí)驗(yàn)：探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件磁鐵的運(yùn)動(dòng)情況表針的擺動(dòng)情況插入瞬間拔出瞬間停在線圈中擺動(dòng)不擺動(dòng)擺動(dòng)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：磁鐵插入和拔出的瞬間，螺線管中的每一線圈都切割磁感線，有電流產(chǎn)生；磁鐵停在螺線管中時(shí)，沒(méi)切割磁感線，無(wú)電流產(chǎn)生。二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件實(shí)驗(yàn)：探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件操作表針的擺動(dòng)情況開(kāi)關(guān)閉合瞬間開(kāi)關(guān)閉合，滑動(dòng)變阻器不動(dòng)開(kāi)關(guān)閉合，滑動(dòng)變阻器觸片滑動(dòng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間擺動(dòng)不擺動(dòng)擺動(dòng)擺動(dòng)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：磁鐵插入和拔出的瞬間，螺線管中的每一線圈都切割磁感線，有電流產(chǎn)生；磁鐵停在螺線管中時(shí)，沒(méi)切割磁感線，無(wú)電

4、流產(chǎn)生。二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件實(shí)驗(yàn)：探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件結(jié)論：只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有電流產(chǎn)生。導(dǎo)體切割磁感線改變了閉合電路在磁場(chǎng)中的面積磁鐵插入或拔出改變了閉合電路中磁場(chǎng)的強(qiáng)弱開(kāi)關(guān)閉合或斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)改變了閉合電路中磁場(chǎng)的強(qiáng)弱二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件結(jié)論：只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有電流產(chǎn)生。磁通量變化包括：B不變，S變化S不變，B變化B、S不變，B、S的夾角變化B、S都變化三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用 1.通電直導(dǎo)線旁邊放一矩形線圈ABCD，請(qǐng)大家設(shè)計(jì)方法，使ABCD中能產(chǎn)生感應(yīng)電流？改變直導(dǎo)線中電流大小，或讓矩形線圈靠近或遠(yuǎn)離直導(dǎo)線 2.如圖所

5、示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)矩形的閉合導(dǎo)線框。在下列幾種情況下，線框中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流？ 3.如圖所示，磁場(chǎng)中有一個(gè)閉合的彈簧線圈。先把線圈撐開(kāi)（圖甲），然后放手，讓線圈收縮（圖乙）。線圈收縮時(shí)，其中是否有感應(yīng)電流？為什么？ 4.矩形線圈ABCD位于通電長(zhǎng)直導(dǎo)線附近，線圈與導(dǎo)線在同一個(gè)平面內(nèi)，線圈的兩個(gè)邊與導(dǎo)線平行。在這個(gè)平面內(nèi)，線圈遠(yuǎn)離導(dǎo)線移動(dòng)時(shí)，線圈中有沒(méi)有感應(yīng)電流？線圈和導(dǎo)線都不動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線中的電流I逐漸增大或減小時(shí)，線圈中有沒(méi)有感應(yīng)電流？為什么？ 5.如圖所示，把矩形閉合線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面與磁感線平行，下面能使線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（ ） A線圈沿磁感線方向移動(dòng) B線圈沿垂直磁感線方向做

6、移動(dòng) C線圈以ab邊為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng) D線圈以bc邊為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)C1.利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。 2.結(jié)論：無(wú)論用什么方法，只要使閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電流中就會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生。3.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：（1）電路閉合（2）磁通量發(fā)生變化3.電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用同步練習(xí)必備知識(shí)自我檢測(cè)一、劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)1.“電生磁”的發(fā)現(xiàn)1820年,丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)。2.“磁生電”的發(fā)現(xiàn)1831年,英國(guó)物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。3.電磁感應(yīng)法拉第把他發(fā)現(xiàn)的磁生電的現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。必備知識(shí)自我檢測(cè)二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件1.實(shí)驗(yàn)觀察(

7、1)導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)必備知識(shí)自我檢測(cè)(2)磁鐵在線圈中運(yùn)動(dòng) 必備知識(shí)自我檢測(cè)(3)模擬法拉第的實(shí)驗(yàn) 必備知識(shí)自我檢測(cè)2.分析論證(1)實(shí)驗(yàn)(1)表明:閉合導(dǎo)體回路包圍的面積變化時(shí),有電流產(chǎn)生;閉合導(dǎo)體回路包圍的面積不變時(shí),無(wú)電流產(chǎn)生。(2)實(shí)驗(yàn)(2)表明:線圈中的磁場(chǎng)變化時(shí),有感應(yīng)電流;線圈中的磁場(chǎng)不變時(shí),無(wú)感應(yīng)電流。(3)實(shí)驗(yàn)(3)表明:線圈B中磁場(chǎng)變化,有感應(yīng)電流;線圈B中磁場(chǎng)不變,無(wú)感應(yīng)電流。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件與磁場(chǎng)的變化有關(guān)系,與閉合導(dǎo)體回路包圍的面積有關(guān)系。3.感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件當(dāng)穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時(shí),閉合導(dǎo)體回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流。必備知識(shí)自我檢測(cè)三、

8、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用法拉第的圓盤(pán)發(fā)電機(jī)開(kāi)辟了人類(lèi)社會(huì)的電氣化時(shí)代。生產(chǎn)、生活中廣泛使用的變壓器、電磁爐等也是根據(jù)電磁感應(yīng)制造的。電磁感應(yīng)的應(yīng)用不局限于此,電磁感應(yīng)原理用于很多設(shè)備和系統(tǒng),其中包括感應(yīng)馬達(dá)、發(fā)電機(jī)、充電池的無(wú)接觸充電、感應(yīng)鐵架的電爐、感應(yīng)焊接、電感器、電磁成型、磁場(chǎng)計(jì)、電磁感應(yīng)燈、電動(dòng)式傳感器、麥克風(fēng)等。必備知識(shí)自我檢測(cè)1.正誤判斷。(1)只要閉合電路內(nèi)有磁通量,閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。 ()解析:產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:一是閉合電路,二是磁通量變化。有磁通量而不變化,是不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的。答案:(2)穿過(guò)螺線管的磁通量發(fā)生變化時(shí),螺線管內(nèi)部就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生。 ()解析:磁通量

9、發(fā)生變化,而螺線管回路不閉合,不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。答案:必備知識(shí)自我檢測(cè)(3)閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。 ()解析:只有閉合電路的部分導(dǎo)體做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí),閉合回路中才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。答案:(4)線框不閉合時(shí),即使穿過(guò)線框的磁通量發(fā)生變化,線框中也沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生。 ()解析:產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩個(gè)條件都滿足才會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生。答案:必備知識(shí)自我檢測(cè)2.探究討論。(1)奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)對(duì)法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象有什么意義?答案:正因?yàn)閵W斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),提示了電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象之間存在某種聯(lián)系,突破了人類(lèi)對(duì)電與磁認(rèn)識(shí)的局限性,使法拉第堅(jiān)信有了磁場(chǎng)就一定會(huì)產(chǎn)生電流。(2

10、)電流的磁效應(yīng)與電磁感應(yīng)有什么區(qū)別?答案:電流的磁效應(yīng)是指電流周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng),即“電生磁”。電磁感應(yīng)現(xiàn)象是利用磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電流,即“磁生電”?！半娚拧焙汀按派姟笔莾煞N因果關(guān)系相反的現(xiàn)象,要正確區(qū)分這兩種現(xiàn)象。探究隨堂檢測(cè) 探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件情景導(dǎo)引如圖所示,原線圈(小螺線管)接電源、開(kāi)關(guān)和滑動(dòng)變阻器,副線圈(大螺線管)接電流表,按照表中實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察有無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生,完成下表。探究隨堂檢測(cè)探究隨堂檢測(cè)知識(shí)歸納1.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。2.感應(yīng)電流有無(wú)的判斷引起感應(yīng)電流的表面因素很多,但本質(zhì)的原因是磁通量的變化。只要穿過(guò)閉合

11、電路的磁通量變化,閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。探究隨堂檢測(cè)穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化,大致有以下四種情況: 畫(huà)龍點(diǎn)睛 (1)電路為閉合電路。(2)穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化。兩條必須同時(shí)滿足,才能產(chǎn)生感應(yīng)電流。探究隨堂檢測(cè)實(shí)例引導(dǎo)例題如圖所示,矩形線圈與磁場(chǎng)垂直,且一半在勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi),一半在勻強(qiáng)磁場(chǎng)外。下述操作中能使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A.以bc為軸轉(zhuǎn)動(dòng)45B.以ad為軸轉(zhuǎn)動(dòng)45C.將線圈向下平移D.將線圈向上平移探究隨堂檢測(cè)解析:當(dāng)線圈以bc為軸轉(zhuǎn)動(dòng)45時(shí),ad邊剛好還沒(méi)有進(jìn)入磁場(chǎng),這樣,穿過(guò)線圈的磁感線的條數(shù)沒(méi)有發(fā)生變化,磁通量不發(fā)生改變,所以在回路中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,A錯(cuò)誤。當(dāng)以ad

12、為軸轉(zhuǎn)動(dòng)45時(shí),bc邊剛好要離開(kāi)磁場(chǎng),這樣,穿過(guò)線圈的磁感線的條數(shù)將不斷減少,所以在回路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項(xiàng)B正確。當(dāng)將線圈向下平移或者向上平移時(shí),穿過(guò)線圈的磁感線的條數(shù)均沒(méi)有發(fā)生變化,磁通量不發(fā)生改變,所以在回路中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。答案:B探究隨堂檢測(cè)規(guī)律方法判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流的技巧(1)電路閉合和磁通量發(fā)生變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩個(gè)條件,二者缺一不可。(2)磁通量發(fā)生變化,其主要內(nèi)涵體現(xiàn)在“變化”上,磁通量很大,若沒(méi)有變化,也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,開(kāi)始磁通量雖然是零,但是變化的,仍然可以產(chǎn)生感應(yīng)電流。(3)產(chǎn)生感應(yīng)電流的實(shí)質(zhì)是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。探究隨堂檢測(cè)1.(多選)如

13、圖所示,在正方形線圈的內(nèi)部有一條形磁鐵,線圈與磁鐵在同一平面內(nèi),兩者有共同的中心軸線OO,關(guān)于線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的下列說(shuō)法正確的是 ()A.當(dāng)磁鐵向紙面外平移時(shí),線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流B.當(dāng)磁鐵向上平移時(shí),線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流C.當(dāng)磁鐵向下平移時(shí),線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流D.當(dāng)磁鐵N極向紙外、S極向紙里繞OO軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流探究隨堂檢測(cè)解析:由于線圈與磁鐵在同一平面內(nèi),兩者有共同的中心軸線OO,由條形磁鐵的磁感線分布的軸對(duì)稱(chēng)性可以判斷出此時(shí)線圈中的磁通量為零。當(dāng)磁鐵向紙面外平移時(shí),N極發(fā)出的磁感線從磁鐵外部再回到S極,所以在平移過(guò)程中,線圈中沒(méi)有磁通量的改變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,A正確;當(dāng)磁鐵向上平移時(shí)或者當(dāng)磁鐵向下平移時(shí),線圈始終在條形磁鐵的軸線上,所以磁通量始終為零,所以線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,所以B正確,C錯(cuò)誤;當(dāng)磁鐵N極向紙外、S極向紙里繞OO軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈中的磁通量將由零開(kāi)始逐漸增加,所以磁通量發(fā)生了變化,將會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,所以D正確。答案:ABD探究隨堂檢測(cè)2.(多選)