人教版 (2019)必修 第三册3 电磁感应现象及应用课前预习课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修 第三册3 电磁感应现象及应用课前预习课件ppt，共26页。PPT课件主要包含了目标体系构建，素养目标，课前预习反馈，奥斯特，知识点1，磁生电，电磁感应，知识点2，探究记录，有无有等内容，欢迎下载使用。
3．电磁感应现象及应用
【课程标准】1．了解电磁感应现象的发现历程。2．理解感应电流的产生条件，会判断回路中是否有感应电流。3．了解电磁感应现象的应用。
　　　划时代的发现1．“电生磁”的发现1820年 ，丹麦物理学家__________发现了电流的磁效应。2．法拉第的探索：法拉第提出了“由磁产生电”的设想，并为此进行了长达10年的探索，从中领悟到，“磁生电”是一种在变化、________的过程中才能出现的效应。3．电磁感应：“__________”的现象。4．感应电流：____________现象中产生的电流。
　　　产生感应电流的条件1．实验装置
3．探究结果当穿过闭合导体回路的__________发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流。
　　　电磁感应现象的应用1．__________是根据电磁感应原理制造的，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、电磁炉等都是根据________ _____制造的。
『判一判』(1)只有很强的磁场才能产生感应电流。(　　) (2)法拉第发现电磁感应现象是只有在变化、运动的过程中才出现的现象。(　　) (3)奥斯特首先发现了电磁感应现象。(　　)
(4)有电流就可以产生磁场。(　　) (5)有磁场就可以产生电流。(　　) (6)穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路中就一定产生感应电流。(　　)
『选一选』如图所示，ab是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直平面内有一根通电导线ef。已知ef平行于ab，当ef竖直向上平移时，ef中的电流I产生的磁场穿过圆面积的磁通量将(　　)A．逐渐增大B．逐渐减小C．始终为零D．不为零，但保持不变
解析：利用安培定则判断直线电流产生的磁场，考虑到磁场具有对称性，可以知道，穿入线圈的磁感线的条数与穿出线圈的磁感线条数是相等的，故选C。
『想一想』在学校的操场上，把一条大约10 m长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合电路，两个同学迅速摇动这条电线(如图所示)，可以发电吗？简述你的理由。
 你认为这两个同学沿哪个方向站立时，发电的可能性比较大？试一试。解析：我们知道，闭合电路的部分导体切割磁感线时，闭合电路中有感应电流产生，摇绳发电的实质是，闭合电路的部分导体切割地磁场的磁感线，故绳运动方向与地磁场平行时无感应电流，而运动方向与地磁场垂直时，产生的感应电流最大，地磁场是南北方向的，故摇绳的两位同学沿东西方向站立时，发电的可能性最大。
1825年，瑞士物理学家德拉里夫的助手科拉顿将一个螺线管与电流计相连。为了避免强磁性磁铁影响，他把电流计放在另外一个房间，用长导线把“电流表”和螺线管连接起来。当他把磁铁投入螺线管中后，立即跑到另一个房间去观察(如图)。他在两个房间跑来跑去，没有观察到电流表指针摆动。电路中有没有产生感应电流呢？
提示：科拉顿把磁铁投入螺线管的瞬间，回路中产生感应电流，磁铁静止后感应电流消失，所以当他跑到另一房间时，电流表指针早已停止了摆动。故科拉顿观察不到电流计指针的偏转。
1．常见的产生感应电流的三种情况：
2．判断电磁感应现象是否发生的一般流程：(1)确定研究的闭合回路；(2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量φ；(3)磁通量变化与感应电流的产生：
　　　　　如图所示， A中线圈有一小缺口，条形磁铁匀速穿过线圈；B中匀强磁场区域足够大，v1＞v2；C中通电导线位于水平放置的闭合线圈某一直径的正上方；D中闭合线圈在无限大匀强磁场中加速运动。其中能产生感应电流的是(　　)
思路引导：判断电路中是否产生感应电流，关键要分析穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。对于C图中就必须要弄清楚通电直导线的磁感线分布情况，而对于立体图，往往还需要将立体图转换为平面图，如转化为俯视图、侧视图等。解析：图A中线圈没闭合，无感应电流；图B中闭合电路中的磁通量增大，有感应电流；图C中的导线在圆环直径的正上方，不论电流如何变化，穿过线圈的磁感线都相互抵消，磁通量恒为零，也无电流；图D中回路磁通量恒定，无感应电流。故本题只有选项B正确。
1．如图所示，导线ab和cd互相平行，则下列四种情况下导线cd中无电流的是(　　)A．开关S闭合或断开的瞬间B．开关S是闭合的，滑动变阻器的滑片向左滑
C．开关S是闭合的，滑动变阻器的滑片向右滑D．开关S始终闭合，滑动变阻器的滑片不动
解析：产生感应电流的条件是：穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，在A、B、C选项中，导线ab中电流发生变化，穿过cd所在回路的磁通量发生变化，产生感应电流；选项D中，导线ab中电流不变化，穿过cd所在回路的磁通量不变化，不产生感应电流。故选D。
1．电磁感应现象中的能量转化当在闭合电路中产生感应电流时，电流做功，消耗电能，根据能量守恒定律可知，有其他形式的能转化为电能。(1)导体做切割磁感线运动，在电路中产生感应电流，该导体的机械能转化为电能。
电磁感应现象中的能量转化和应用
(2)如图所示，线圈Ⅰ中有变化的电流通过时，在铁芯中产生变化的磁场，这个变化的磁场通过线圈Ⅱ时在其闭合回路中产生了感应电流。这个过程中，线圈Ⅰ中的电能转化成了铁芯中的磁场能，然后在线圈Ⅱ中又把铁芯里的磁场能转化成了电能，此处的转化并不像导线导电一样直接，而是一个间接的转移，磁场仅起到了能量传输的作用。
2．电磁感应现象的应用生产中广泛使用的变压器、发电机等是根据电磁感应制造的。生活中很多电器的工作原理都应用到电磁感应现象，如动圈式话筒、电视机、手机、录音机、电磁炉等。下面对动圈式话筒和电磁炉的工作原理进行简单分析。
(1)动圈式话筒：话筒是把声音信号转变为电信号的装置，动圈式话筒是利用电磁感应现象制成的，当声波使金属膜片振动时，连接在膜片上的音圈也随着一起振动，音圈在永久磁体的磁场里振动，其中就会产生感应电流，感应电流的大小和方向都变化，变化的振幅和频率由声波决定，这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中就发出放大的声音。
(2)电磁炉：电磁炉的炉面一般是耐热陶瓷板，陶瓷板下面的铜线制线圈接入大小和方向都变化的电流以后，产生变化的磁场，铁锅、不锈钢锅的底部在变化的磁场中产生环状的感应电流，让锅底快速发热，对食物进行加热。
　　　　　(多选)如图所示，两根光滑平行金属导轨倾斜放置并固定，顶端接有阻值为R的定值电阻，整个装置处于垂直导轨平面的匀强磁场中，金属杆ab在导轨上匀速向下滑行，金属杆与导轨接触良好，导轨和金属杆的电阻不计。杆ab下滑的过程中，下列说法正确的是(　　　)A．杆ab的重力势能不断减小B．杆ab的动能不断增加C．电阻R上产生的热量不断增加D．电阻R上消耗的电功率保持不变
解析：金属杆ab向下滑行，高度不断下降，重力势能不断减小，A正确；杆ab做匀速运动，速度不变，动能不变，B错误；杆ab匀速下滑，其重力势能转化为电路的电能，通过电阻R转化为内能，可知电阻R上产生的热量不断增加，C正确；设导轨与竖直面的夹角为θ，金属杆质量为m，速度为v，电阻R上消耗的电功率等于重力做功的功率P＝mgvcs θ，保持不变，D正确。
2．(多选)(2022·辽宁大连三十八中高二上月考)如图所示，闭合小金属环从高为h的光滑曲面右端无初速度向下运动，又沿曲面的左端上升，整个装置处于磁感应强度方向垂直于曲面向外的磁场中，则(　 　)
A．若是匀强磁场，则穿过环的磁通量不变，且在左侧能到达的最大高度小于hB．若是匀强磁场，则穿过环的磁通量不变，且在左侧能到达的最大高度等于hC．若是非匀强磁场，则穿过环的磁通量改变，且在左侧能到达的最大高度大于hD．若是非匀强磁场，则穿过环的磁通量改变，且在左侧能到达的最大高度小于h答案： BD
解析：若是匀强磁场，环在运动的过程中，通过环的磁通量不变，没有感应电流，且在运动过程中只有重力做功，支持力不做功，机械能守恒，所以环在左侧能到达的最大高度等于h，A错误，B正确；若是非匀强磁场，环在运动过程中，通过环的磁通量发生变化，产生感应电流，此时有机械能转化为电能，机械能减小，所以环在左侧能到达的最大高度小于h，C错误，D正确。
导体切割磁感线产生感应电流应注意的几个问题1．导体切割磁感线，不是在导体中产生感应电流的充要条件，归根结底还得要看穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。2．在利用“切割”来讨论和判断有无感应电流时，应该注意：(1)导体是否将磁感线“割断”，如果没“割断”，就不能说切割。如下图所示，(a)、(b)两图中，导体是真“切割”，而(c)图中，导体没有切割磁感线。
(2)即使导体真“切割”了磁感线，也不能保证就能产生感应电流。如图所示，对于图甲，尽管导体“切割”了磁感线(匀强磁场)，但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化，没有感应电流；对于图乙，导体框的一部分导体“切割”了磁感线，穿过线框的磁感线条数越来越少，线框中有感应电流；对于图丙，闭合导体在非匀强磁场中运动，切割了磁感线，穿过线框的磁感线条数减少，线框中有感应电流。
 (3)即使是闭合回路的部分导体做切割磁感线的运动，也不能保证一定存在感应电流。如图丁所示，线框abcd的一部分在匀强磁场中上下平动，尽管是部分切割，但穿过闭合回路的磁通量没有变化，所以在线框中没有感应电流。
　　　　如图所示，一有界匀强磁场的宽度为d0，一个边长为l的正方形导线框abcd以速度v匀速通过磁场区域。若d0＞l，线框平面与磁场方向垂直且有两条边与磁场边界平行，则线框穿过磁场的过程中，线框中不产生感应电流的时间应等于(　　)
1．(多选)物理学家通过艰苦的实验来探究自然规律，为人类做出了巨大贡献。下列描述中符合物理学史的是(　 　)A．安培发现了电流的磁效应B．奥斯特通过实验测定了磁场对电流的作用力C．库仑总结出了真空中的两静止点电荷间相互作用的规律D．法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系解析：奥斯特发现了电流的磁效应；安培通过实验测定了磁场对电流的作用力。
2．(2022·辽宁营口高二上月考)如图所示，线圈abcd在磁场区域ABCD中，线圈中没有感应电流产生的是(　　)A．把线圈变成圆形(周长不变)的过程B．使线圈在磁场中加速平移C．使磁场增强或减弱D．使线圈以过ab的直线为轴旋转解析：在线圈变成圆形(周长不变)的过程中、使磁场增强或减弱、使线圈以过ab的直线为轴旋转，均会导致穿过该闭合线圈的磁通量发生变化，会产生感应电流，而使线圈在磁场中加速平移，磁通量不变，不会产生感应电流。故选B。
3．(2022·北京市朝阳区高二上学期期末)下列情况中能产生感应电流的是(　　)
A．如图甲所示，导体AB顺着磁感线运动B．如图乙所示，条形磁铁插入线圈中不动时C．如图丙所示，小螺线管A置于大螺线管B中不动，开关S一直接通时D．如图丙所示，小螺线管A置于大螺线管B中不动，开关S一直接通，在移动变阻器滑片的过程中答案： D