電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用(課件) 2023-2024學(xué)年高中物理同步備課（人教版2019必修第三冊）

第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步13.3電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用2023-2024學(xué)年高中物理同步備課必修第三冊目錄contents劃時代的發(fā)現(xiàn)0102產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件03電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用04典例分析1820年丹麥物理學(xué)家奧斯特圓——“電”生“磁”(機(jī)遇總是垂青那些有準(zhǔn)備的人）電能生磁既然電能生磁，反過來磁能否“生”電呢？奧斯特新課導(dǎo)入劃時代的發(fā)現(xiàn)011、法拉第：歷經(jīng)10年，“癡”心不改聯(lián)系到電流的磁效應(yīng)，法拉第敏銳地覺察到，磁與電之間也應(yīng)該有這種“感應(yīng)”。法拉第他在1822年的日記中寫下了“由磁產(chǎn)生電”的設(shè)想，并為此進(jìn)行了長達(dá)10年的探索。

很強(qiáng)的磁體或很強(qiáng)的電流可能會在鄰近的閉合導(dǎo)線中感應(yīng)出電流。他進(jìn)行了很多次嘗試，經(jīng)歷了一次次失敗，都沒有得到預(yù)想的結(jié)果。劃時代的發(fā)現(xiàn)1831年，法拉第把兩個線圈繞在一個鐵環(huán)上。1、法拉第：歷經(jīng)10年，“癡”心不改他在1831年8月29日的日記中寫下了首次成功的記錄。一個線圈接電源G電源法拉第用過的線圈另一個線圈接“電流表”當(dāng)給一個線圈通電或斷電的瞬間，在另一個線圈上出現(xiàn)了電流。2、法拉第：深入探究的真諦法拉第另一個成功實(shí)驗(yàn)：法拉第在1831年9月24日，他把兩根條形磁鐵擺成V形.當(dāng)其中一根磁鐵上端與軟鐵棒接觸或斷開瞬間，他看到了靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)．G軟鐵棒上繞著一組線圈,并架在兩根條形磁鐵之上。并串聯(lián)了一只靈敏電流計(jì)法拉第：“一朝頓悟”磁生電是一種在變化、運(yùn)動的過程中才能出現(xiàn)的效應(yīng)?！孱悺按派姟爆F(xiàn)象：變化的電流變化的磁場運(yùn)動的恒定電流運(yùn)動的磁鐵在磁場中運(yùn)動的導(dǎo)體“磁生電”現(xiàn)象的本質(zhì)特征是：變化、運(yùn)動法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)使人們對電和磁內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識更加完善，宣告了電磁學(xué)作為一門統(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)。同時也推動了電氣化時代的到來.規(guī)律總結(jié)法拉第歷經(jīng)10年領(lǐng)悟到，“磁生電”是一種在變化、運(yùn)動的過程中才能出現(xiàn)的效應(yīng)。法拉第心系：“磁”能否“電”呢？（成功總是屬于那些堅(jiān)持不懈的人）他做了多次嘗試，經(jīng)歷了一次次失敗，歷經(jīng)十年努力，終于在1831年發(fā)現(xiàn)：磁能生電!這是一個劃時代的發(fā)現(xiàn).G電源歷史的遺憾與電磁感應(yīng)擦肩而過的幾位科學(xué)家：安培科拉頓亨利機(jī)遇垂青于有準(zhǔn)備頭腦的人產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件02AB靜止，無電流AB沿磁感線運(yùn)動，無電流AB切割磁感線，有電流當(dāng)產(chǎn)生感應(yīng)電流時與磁場相關(guān)的哪個物理量發(fā)生了變化呢?觀察并思考：AB切割磁感線時，磁場沒有變化，變化的只有電路ABCD的面積。

也就是說，穿過電路ABCD的磁通量發(fā)生了變化。感應(yīng)電流的產(chǎn)生是否與磁通量的變化有關(guān)呢?思維發(fā)散探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（有無電流）分析論證導(dǎo)體棒靜止閉合電路在磁場中圍成的面積變化時，電路中有電流產(chǎn)生；圍成的面積不變時，電路中無電流產(chǎn)生。導(dǎo)體棒平行磁感線運(yùn)動導(dǎo)體棒切割磁感線運(yùn)動探究無無有磁鐵的運(yùn)動實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（有無電流）分析論證插入線圈線圈中的磁場

變化時，線圈中有感應(yīng)電流；線圈中的磁場

不變化時，線圈中無感應(yīng)電流

靜止不動從線圈中抽出探究有無有條形磁鐵通電螺線管等效轉(zhuǎn)換G－＋++-實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（線圈B中有無電流）分析論證開關(guān)閉合瞬間線圈B中磁場

時，線圈B中有感應(yīng)電流；磁場

時，線圈B中無感應(yīng)電流開關(guān)斷開瞬間開關(guān)保持閉合，滑動變阻器滑片不動開關(guān)保持閉合，迅速移動滑動變阻器的滑片開關(guān)閉合瞬間開關(guān)斷開瞬間開關(guān)閉合，迅速移動滑片復(fù)原再做探究有有無有變化不變探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件切割類變化類模型歸類B不變，S變S不變，B變Φ=BS變相對運(yùn)動磁場變化切割類變化類產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件分析

結(jié)論：只要穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路中就有感應(yīng)電流。1.閉合回路2.磁通量變化正對面積S改變磁場B的大小改變磁場B的方向改變Φ=BS產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件想一想：分析下列各種情況，線圈有無感應(yīng)電流產(chǎn)生？線框上下平動線框左右平動線框繞軸轉(zhuǎn)動無感應(yīng)電流無感應(yīng)電流有感應(yīng)電流1)向右平動(ad邊還沒有進(jìn)入磁場)2)向上平動(ab邊還沒有離開磁場)3)以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(ad邊還沒有轉(zhuǎn)入磁場)4)以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(轉(zhuǎn)角不超過90°)5)B＝kt(k＞0)，且線框在圖中位置不動有感應(yīng)電流無感應(yīng)電流無感應(yīng)電流有感應(yīng)電流有感應(yīng)電流判一判：分析下列各種情況，線圈有無感應(yīng)電流產(chǎn)生？判一判：分析下列各種情況，線圈有無感應(yīng)電流產(chǎn)生？向右平動向下平動繞軸轉(zhuǎn)動(ad邊向外)從紙面向外平動向上平動有感應(yīng)電流無感應(yīng)電流無感應(yīng)電流有感應(yīng)電流有感應(yīng)電流電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用03想一想：

地球其實(shí)是個磁場,那么我們能夠通過搖繩（電線）來發(fā)電嗎？若可以，當(dāng)沿哪個方向站立，發(fā)電的可能性比較大？可以，沿東西方向，站立可能性比較大。跳繩發(fā)電1831年圣誕節(jié)前夕，一次科學(xué)報(bào)告會上，法拉第當(dāng)眾表演了一個實(shí)驗(yàn)。一個銅盤的軸和銅盤的邊緣分別連在“電流表”的兩端。法拉第搖動手柄使銅盤在磁極之間旋轉(zhuǎn)，“電流表”的指針隨之?dāng)[動。這是最早的發(fā)電機(jī)。法拉第的圓盤發(fā)電機(jī)——人類第一臺發(fā)電機(jī)當(dāng)時在場的一位貴婦人取笑地問：“先生，您發(fā)明的這個東西有什么用呢？”法拉第平靜地反問：“夫人，新生的嬰兒又有什么用呢？”三峽電站一臺發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子手搖發(fā)電機(jī)變壓器生活中的應(yīng)用無線充電電磁爐感應(yīng)電流的應(yīng)用無線充電器是指不用傳統(tǒng)的充電電源線連接到需要充電的終端設(shè)備上的充電器，采用了最新的無線充電技術(shù)。無線充電技術(shù)在2007年獲得了20項(xiàng)專利，多種設(shè)備可以使用一臺充電基站，手機(jī)、MP3播放器、電動工具和其他的電源適配器的有線充電情況將不會存在了。通過使用線圈之間產(chǎn)生的磁場，神奇的傳輸電能，電感耦合技術(shù)將會成為連接充電基站和設(shè)備的橋梁。電磁感應(yīng)式無線充電無線充電器的送電線圈交流電手機(jī)端的受電線圈感應(yīng)電流磁通量變化典例分析04【例題1】下列圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(

)【解析】根據(jù)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件可判斷：A選項(xiàng)中，電路沒有閉合，無感應(yīng)電流；B選項(xiàng)中，面積增大，穿過閉合電路的磁通量增大，有感應(yīng)電流；C選項(xiàng)中，穿過線圈的磁感線相互抵消，Φ恒為零，ΔΦ＝0，無感應(yīng)電流；D選項(xiàng)中，磁通量不發(fā)生變化，無感應(yīng)電流?！敬鸢浮緽【例題2】如圖所示的裝置，在下列各種情況中，不能使懸掛在螺線管附近的銅質(zhì)閉合線圈A中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）A.開關(guān)S閉合或斷開的瞬間B.開關(guān)S閉合后，電路中電流穩(wěn)定時C.開關(guān)S閉合后，滑動變阻器觸頭滑動的瞬間D.把螺線管內(nèi)鐵芯迅速抽出的過程中【答案】BA．G1、G2中都有電流通過B．G1、G2中都沒有電流通過C．只有G1中有電流通過D．只有G2中有電流通過【解析】雖然線圈abcd構(gòu)成的閉合回路中沒有磁通量的變化，但電流表G2與金屬導(dǎo)軌構(gòu)成的閉合回路中磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流流過G1和G2，所以A對?！敬鸢浮緼1.如圖所示A、B兩個同心圓處于一個垂直的勻強(qiáng)磁場當(dāng)中，則有（）A.

B.

C.

D.無法確定AＡB如圖所示A、B兩個同心圓中有垂直于環(huán)面的勻強(qiáng)磁場，則有（）A.

B.

C.

D.無法確定BＡBxxxxxx有效面積相同2．如圖4－1－6所示，能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(

)A．磁鐵向下運(yùn)動B．磁鐵停在線圈中不動C．磁鐵向上運(yùn)動D．只要有磁鐵就一定有電流圖4－1－6AC3、如圖4－1－8所示，通有恒定電流的導(dǎo)線MN與閉合金屬線框共面，第一次將金屬線框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次將金屬線框繞cd邊翻轉(zhuǎn)到Ⅱ，設(shè)先后兩次通過金屬框的磁通量變化分別為ΔΦ1和ΔΦ2，則(

)A．ΔΦ1＞ΔΦ2

B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1＜ΔΦ2

D．不能判斷圖4－1－8C解析：選C.設(shè)線框在位置Ⅰ時的磁通量為Φ1，在位置Ⅱ時的磁通量為ΦⅡ，直線電流產(chǎn)生的磁場在Ⅰ處比在Ⅱ處要強(qiáng)，ΦⅠ＞ΦⅡ.將線框從Ⅰ平移到Ⅱ，磁感線是從線框的同一面穿過的，所以ΔΦ1＝|ΦⅡ－ΦⅠ|＝ΦⅠ－ΦⅡ；將線框從Ⅰ繞cd邊轉(zhuǎn)到Ⅱ，磁感線分別是從線框的正反兩面穿過的，所以ΔΦ2＝|(－ΦⅡ)－ΦⅠ|＝ΦⅠ＋ΦⅡ(以原來穿過的為正，則后來從另一面穿過的為負(fù))．故正確選項(xiàng)為C.

4、如圖4－1－9所示，直導(dǎo)線中通以電流I，矩形線圈與通電直導(dǎo)線共面，下列情況中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(

)A．電流I增大時B．線圈向右平動C．線圈向下平動D．線圈繞ab邊轉(zhuǎn)動圖4－1－9ABD5、如圖L為一根無限長的通電直導(dǎo)線，M為一金屬環(huán)，L通過M的圓心并與M所在的平面垂直，且通以向上的電流I，則(

)A．當(dāng)L中的電流發(fā)生變化時，環(huán)中有感應(yīng)電流B．當(dāng)M左右平移時，環(huán)中有感應(yīng)電流C．當(dāng)M保持水平，在豎直方向上下移動時環(huán)中有感應(yīng)電流D．只要L與M保持垂直，則以上幾種情況，環(huán)中均無感應(yīng)電流圖4－1－10D6.矩形線圈ABCD位于通電長直導(dǎo)線附近，