第五節(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象（教學(xué)課件）-【中職專用】高中物理同步課堂（高教版）

物理第五節(jié)

電磁感應(yīng)現(xiàn)象主題五

電與磁及其應(yīng)用通用類(lèi)白鶴灘水電站為什么要安裝這么大的水輪發(fā)電機(jī)組呢？主要內(nèi)容321右手定則電磁感應(yīng)現(xiàn)象法拉第電磁感應(yīng)定律1

電磁感應(yīng)現(xiàn)象初中學(xué)習(xí)過(guò)，閉合導(dǎo)體回路的一部分在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流。這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象，其中產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流。

【觀察與體驗(yàn)】

觀察導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象

將電流表、導(dǎo)體棒和導(dǎo)線組成一個(gè)閉合回路，將蹄形磁鐵按照?qǐng)D示放置。用手拿著導(dǎo)體棒做水平左右方向和豎直上下方向的運(yùn)動(dòng)，觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況。

【思考與討論】

小組討論，為什么運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體棒會(huì)在閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流？當(dāng)導(dǎo)體棒在磁鐵中左右運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以認(rèn)為閉合回路的

發(fā)生了變化；當(dāng)導(dǎo)體棒在磁鐵中上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，閉合回路的

沒(méi)有發(fā)生變化。

【活動(dòng)與探究】

探究用條形磁鐵在閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方法提出問(wèn)題：試著做一做，用如右圖所示的器材（電流表、螺線管、條形磁鐵和兩段導(dǎo)線），產(chǎn)生出感應(yīng)電流？

【觀察與體驗(yàn)】觀察變化電流產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象如圖示，把帶有鐵芯的線圈A跟電源和開(kāi)關(guān)連接起來(lái)組成一個(gè)閉合回路；把線圈B跟電流表連接起來(lái)組成另一個(gè)閉合回路，線圈A放置在線圈B中。觀察閉合或打開(kāi)開(kāi)關(guān)的瞬間電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況?！舅伎寂c討論】開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電路中電流的變化是由

變?yōu)?/p>

，線圈A中的磁場(chǎng)變化是由

變?yōu)?/p>

。開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，電路中電流的變化是由

變?yōu)?/p>

，線圈A中的磁場(chǎng)變化是由

變?yōu)?/p>

。

【觀察與體驗(yàn)】觀察變化電流產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象若將前面電路中的開(kāi)關(guān)換成滑動(dòng)變阻器，如右圖所示。觀察改變滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭的位置時(shí)會(huì)出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象?！舅伎寂c討論】將變阻器的滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng)時(shí)，電路中電流由

變

，線圈A中的磁場(chǎng)由

變

；將變阻器的滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí)，電路中電流由

變

，線圈A中的磁場(chǎng)由

變

。

1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象，叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

2.感應(yīng)電流

電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流，叫做感應(yīng)電流。

3.感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件

不論用什么方法只要穿過(guò)閉合電路中的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流?！纠?】如圖所示，有一個(gè)閉合線圈，處在很大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在下列情況中，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）。

A.

向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)

B.

向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)

C.

向紙外平移時(shí)

D.

線圈繞ab

邊做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)abdc解：當(dāng)線圈向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于勻強(qiáng)磁場(chǎng)很大，線圈始終在這個(gè)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量沒(méi)有發(fā)生變化，故沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生。

當(dāng)線圈向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)和向紙外平移時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量沒(méi)有發(fā)生變化，故沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生。

當(dāng)線圈繞ab

邊做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生了變化所以有感應(yīng)電流產(chǎn)生。2

右手定則右手定則

我們可以用右手定則來(lái)判斷感應(yīng)電流的方向：伸開(kāi)右手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿入手心，大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向。那么，其余四指的指向就是感應(yīng)電流的方。伸出右手咱們一起做3

法拉第電磁感應(yīng)定律

(1)問(wèn)題引入

如圖所示，當(dāng)電鍵S閉合后，電路中將產(chǎn)生電流。電路中產(chǎn)生的電流，可由全電路歐姆定律求出：

當(dāng)電鍵S閉合，磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中也產(chǎn)生電流。SRE電源R

i

在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，用E

表示。

(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

1.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。

2.感應(yīng)電流的大小RS電源v

產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體的電阻，相當(dāng)于電源的內(nèi)電阻Ri

。

(3)法拉第電磁感應(yīng)定律

演示實(shí)驗(yàn)1

將磁鐵迅速插入與慢慢插入線圈中，觀察電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象將磁鐵迅速插入線圈時(shí),指針偏轉(zhuǎn)的角度大,感應(yīng)電流大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大；將磁鐵慢慢插入線圈時(shí)，電流小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也小。

將磁鐵迅速插入線圈與慢慢插入線圈時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通的變化量ΔΦ

相同，但所用時(shí)間Δt不同，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不同，說(shuō)明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通的變化所用時(shí)間有關(guān)。

演示實(shí)驗(yàn)2

將粗磁鐵和細(xì)磁鐵以相同的速度分別插入線圈中，觀察電流表指針偏轉(zhuǎn)角度。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

當(dāng)粗磁鐵插入線圈時(shí)，電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度大，說(shuō)明電路中的電流大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大。當(dāng)細(xì)磁鐵插入線圈時(shí)，電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度小，則電路中的電流小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也小。

上述實(shí)驗(yàn)表明，穿過(guò)線圈的磁通的變化量ΔΦ不同，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也不同。

法拉第在大量精確實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上歸納出以下結(jié)論：

閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，跟穿過(guò)閉合電路的磁通量的變化率成正比。這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。

設(shè)在某時(shí)刻t1，穿過(guò)單匝線圈的磁通量為Φ1，在時(shí)刻t2，穿過(guò)單匝線圈的磁通量為Φ2

，則在Δt=t2–t1的時(shí)間內(nèi)，磁通量的變化量為ΔΦ=Φ2–Φ1，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

如果是n

匝線圈，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

在如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，有一個(gè)矩形線框abcd

放在這個(gè)磁場(chǎng)里，它的平面與磁感應(yīng)線垂直，導(dǎo)線ab

的長(zhǎng)度為L(zhǎng)

，以速度v

向右運(yùn)動(dòng)。

設(shè)導(dǎo)線在

t

時(shí)間內(nèi)，由原來(lái)的位置ab

移動(dòng)到位置a1b1,則線框面積的改變量

S=Lv

t;穿過(guò)閉合電路的磁通的改變量△Φ=BLv△t,

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為cGdbab'a'v【例1】如圖所示，金屬框可動(dòng)邊ab長(zhǎng)0.1m，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T，R=2

,當(dāng)ab在外力作用下以6m/s的速度向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體框和ab的電阻不計(jì)，求ab滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和閉合電路中的感應(yīng)電流。

解：由導(dǎo)體垂直切割磁感應(yīng)線的電動(dòng)勢(shì)公式，可得

由全電路歐姆定律，可得abRBv

1.下列說(shuō)法中正確的是（）。

練習(xí)

A.電路中有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，就一定有感應(yīng)電流

B.電路中有感應(yīng)電流，就一定有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

C.兩電路中感應(yīng)電流較大的，感應(yīng)電