高中3 电磁感应现象及应用教课课件ppt

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我们知道，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生感应电流。
那么，切割磁感线是产生感应电流的唯一方法吗？还有其他方法吗？今天我们就来研究产生感应电流的方法。
奥斯特发现通电导线能使小磁针偏转，即电流的磁效应，这样有关电与磁关系的崭新研究领域洞开在人们面前，激发了科学家们的探索热情。思考：既然电流能够引起磁针的运动，那么，为什么不能用磁体使导线中产生电流呢？
英国科学家法拉第敏锐地觉察到，磁与电流之间应该有联系。他在1822年的日记中写下了“由磁产生电”的设想。他做了多次尝试，经历了一次次失败，但他坚信电与磁有联系，经十年努力，终于发现磁能生电。
法拉第英国物理学家、化学家
3.法拉第的“磁生电” 实验1831年，法拉第把两个线圈绕在一个铁环上如下图，一个线圈接电源，另一个线圈接“电流表”。当给一个线圈通电或断电的瞬间，在另一个线圈上出现了电流。
法拉第从中领悟到，“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。
于是，他又设计并动手做了几十个实验，使深藏不露的各种“磁生电”的现象显现而出。他把这些“磁生电” 现象定名为电磁感应，产生的电流叫作感应电流。电磁感应的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加深入，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。
二、产生感应电流的条件思考与讨论1：如图所示，金属棒 AB 静止或沿着磁感线运动时，电路中有没有感应电流产生？金属棒 AB怎样运动才产生感应电流？
金属棒 AB 静止或沿着磁感线运动时，电路中没有感应电流产生。只有 AB 向右或向左切割磁感线时才产生感应电流。
思考与讨论2:AB 切割磁感线时，磁场发生变化了吗？发生变化的是什么？那么，与磁场相关的哪个物理量发生了变化呢？
磁场没有变化，变化的只有闭合电路 ABCD 的面积。也就是说，穿过电路 ABCD 的磁通量发生了变化。
感应电流的产生是否与磁通量的变化有关呢？ 下面我们通过实验来研究这个问题。
实 验 探究感应电流产生的条件
1.实验器材线圈A、线圈B、学生电源、变阻器、开关、电流表。
2.实验步骤（1）按图连接实验装置， 线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连接到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。（2）开关闭合或断开瞬间，观察与线圈B连接到电流表指针有无摆动。（3）开关闭合时，滑动变阻器不动，观察电流表指针有无摆动。（4）开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片，观察电流表指针有无摆动。
探究感应电流产生的条件视频
思考：由实验现象可知迅速移动滑动变阻器的滑片或开关的闭合、断开瞬间线圈 B 中有感应电流，穿过线圈 B 的磁通量发生了变化吗？
参考答案：线圈 B 的磁通量发生了变化。线圈 A 中的电流迅速变化，产生的磁场的强弱也在迅速变化，又由于两个线圈套在一起，所以线圈 B 内的磁场强弱也在迅速变化。这种情况下，穿过线圈 B 的磁通量也发生了变化，线圈 B 中有感应电流。
思考讨论：你能总结引起磁通量发生变化有哪些因素吗？（1）由于磁场变化而引起闭合回路的磁通量的变化。（2）磁场不变，由于闭合电路的面积S发生变化而引起磁通量的变化。（3）闭合回路的磁场和面积S同时发生变化而引起磁通量的变化。（4）闭合电路与磁场间的夹角发生变化而引起磁通量的变化。
实验结论：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。这就是产生感应电流的条件。
针对练习：关于感应电流，下列说法中正确的是（　　）A．只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流 B．只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流 C．若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流 D．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流
三、电磁感应现象的应用1.最早的发电机
1831 年圣诞节前夕，一次科学报告会上，法拉第当众表演了一个实验。一个铜盘的轴和铜盘的边缘分别连在“电流表”的两端。法拉第摇动手柄使铜盘在磁极之间旋转，“电流表”的指针随之摆动。这是最早的发电机。
1.根据电磁感应现象制成发电机，它开辟了人类社会的电气化时代。2.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。
三峡电站一台发电机的转子
STSE 法拉第与电气化时代法拉第出生于英国的一个铁匠家庭，曾经在一家书店当过学徒。1813 年，22 岁的法拉第毛遂自荐，成了著名化学家戴维的助理实验员。法拉第看到，伏打电池昂贵、产生的电流小，而自然界中有不少天然磁石。如果可以由磁产生电流，就能获得廉价的电力。他说：“我因为对当时产生电的方法感到不满意，因此急于发现磁与感应电流的关系，觉得电学在这条路上一定可以充分发展。在 10 年的探索中，法拉第遭遇了多次失败。在他当年的日记中“未显
示作用”“毫无反应”“不行”等词语，记录着艰苦的探索历程。他还认为电磁相互作用是通过介质来传递的，并把这种介质叫作“场”，他还以惊人的想象力创造性地用“力线”（即现代物理学中的“磁感线”）形象地描述“场”的物理图景。法拉第鄙视金钱、地位和权势。他谦虚、朴实、安于清贫，谢绝了皇家学会会长、皇家研究院院长、伦敦大学教授等职位和头衔，也不肯接受贵族爵位。
1.对电流磁效应的对称性思考或逆向思维，人们提出的问题是（　　）A．摩擦产生热 B．电流产生磁 C．静电感应 D．磁体产生电流
2.如图所示，在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形线圈abcd，线圈平面与磁场垂直，O1O2是线圈的对称轴，线圈怎样运动才能使其产生感应电流（　　）A．线圈向右匀速移动 B．线圈向右加速移动 C．线圈垂直于纸面向里平动 D．线圈绕O1O2轴转动
a b
d c
3.法拉第最初发现“电磁感应现象”的实验情景简化如图所示，在正确操作的情况下，得到符合实验事实的选项是（　　）A．闭合开关的瞬间，电流计指针无偏转 B．闭合开关稳定后，电流计指针有偏转 C．通电状态下，断开与电源相连线圈的瞬间，电流计指针有偏转 D．将绕线的铁环换成木环后，闭合或断开开关瞬间，电流计指针无偏转 。
4.处于恒定匀强磁场中的闭合线圈，在下列运动状态中一定能产生感应电流的是（　　）A．匀速运动 B．与磁场发生相对运动 C．切割磁感线运动 D．绕垂直磁场的轴翻转
1．如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转一下，那么合上开关后（　　）
A．灵敏电流计指针一直在右边某一位置保持不动 B．线圈A插入线圈B后将滑动变阻器的滑片迅速向右拉时灵敏电流计指针向右偏转一下
C．将线圈A迅速抽出线圈B时，灵敏电流计指针将向右偏转一下 D．线圈A插入线圈B后，将开关断开，灵敏电流计指针将向右偏转一下
2.把矩形闭合线圈abcd放在匀强磁场里，线圈平面与磁感线平行，如图所示。下列能使线圈中产生感应电流的运动是（　　）A．让线圈沿磁感线方向加速运动 B．让线圈垂直纸面方向匀速运动 C．让线圈以bc边为轴作匀速转动 D．让线圈以ab边为轴作匀速转动
a b
3.下列说法正确的是（　 　 ）A．电容器是一种储存电荷的装置 B．避雷针是用来防止静电的 C．电感器应用了电流的热效应 D．电磁炉应用了电磁感应现象
1.电磁感应的发现是划时代的发现。2.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。这就是产生感应电流的条件。3.电磁感应现象的应用：发电机、压器、电磁炉。
一、划时代的发现1.电磁感应的发现是划时代的发现二、产生感应电流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。这就是产生感应电流的条件。三、电磁感应现象的应用发电机、压器、电磁炉