人教版 (2019)必修 第三册3 电磁感应现象及应用课文内容ppt课件

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一、划时代的发现1.“电生磁”的发现1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。2.“磁生电”的发现1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。3.电磁感应法拉第把他发现的磁生电的现象叫作电磁感应,产生的电流叫作感应电流。
二、产生感应电流的条件1.实验观察(1)导体棒在磁场中运动
(2)磁铁在线圈中运动
(3)模拟法拉第的实验
2.分析论证(1)实验(1)表明:闭合导体回路包围的面积变化时,有电流产生;闭合导体回路包围的面积不变时,无电流产生。(2)实验(2)表明:线圈中的磁场变化时,有感应电流;线圈中的磁场不变时,无感应电流。(3)实验(3)表明:线圈B中磁场变化时,有感应电流;线圈B中磁场不变时,无感应电流。(4)实验结论:产生感应电流的条件与磁场的变化有关系,与闭合导体回路包围的面积有关系。3.感应电流产生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。
三、电磁感应现象的应用法拉第的圆盘发电机开辟了人类社会的电气化时代。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。电磁感应的应用不局限于此,电磁感应原理用于很多设备和系统,其中包括感应马达、发电机、充电池的无接触充电、感应铁架的电炉、感应焊接、电感器、电磁成型、磁场计、电磁感应灯、电动式传感器、麦克风等。
1.正误判断。(1)只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生。(　　)解析:产生感应电流的条件:一是闭合电路,二是磁通量变化。有磁通量而不变化,是不会产生感应电流的。答案:×(2)穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部就一定有感应电流产生。(　　)解析:磁通量发生变化,而螺线管回路不闭合,不会产生感应电流。答案:×
(3)闭合电路的部分导体在磁场中运动就会产生感应电流。(　　)解析:只有闭合电路的部分导体做切割磁感线的运动时,闭合回路中才会产生感应电流。答案:×(4)线框不闭合时,即使穿过线框的磁通量发生变化,线框中也没有感应电流产生。(　　)解析:产生感应电流的两个条件都满足才会有感应电流产生。答案:√
2.1825年,瑞士科学家科拉顿用实验探索如何产生感应电流。如图,他将电流表和线圈分别放在两个房间里,并用导线连成闭合回路。他用磁铁在线圈中插进或拔出进行实验时,在两个房间之间跑来跑去,结果没有观察到感应电流。科拉顿看不到实验现象的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。后来由科学家　　　　发现了电磁感应现象。 
解析:在磁铁插进或拔出线圈的过程中,磁通量发生变化,闭合回路中会产生电流,但等科拉顿跑到电流表前面时,磁通量已不再变化,因此没有观察到感应电流;后来由科学家法拉第发现了电磁感应现象。答案:见解析　法拉第
探究产生感应电流的条件情境导引如图所示,原线圈(小螺线管)接电源、开关和滑动变阻器,副线圈(大螺线管)接电流表,按照表中实验操作进行实验,观察有无感应电流产生,完成下表。
要点提示:①有　②有　③无　④有　⑤变化　⑥不变
知识归纳1.产生感应电流的条件只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流。
2.感应电流有无的判断引起感应电流的表面因素很多,但本质的原因是磁通量的变化。只要穿过闭合电路的磁通量变化,闭合电路中就有感应电流产生。穿过闭合电路的磁通量发生变化,大致有以下四种情况:
画龙点睛 (1)电路为闭合电路。(2)穿过电路的磁通量发生变化。两条必须同时满足,才能产生感应电流。
实例引导例题如图所示,矩形线圈与磁场垂直,且一半在匀强磁场内,一半在匀强磁场外。下述操作中能使线圈中产生感应电流的是(　　)A.以bc为轴转动45°B.以ad为轴转动45°C.将线圈向下平移D.将线圈向上平移
解析:当线圈以bc为轴转动45°时,ad边刚好还没有进入磁场,这样,穿过线圈的磁感线的条数没有发生变化,磁通量不发生改变,所以在回路中不会产生感应电流,A错误。当以ad为轴转动45°时,bc边刚好要离开磁场,这样,穿过线圈的磁感线的条数将不断减少,所以在回路中会产生感应电流,选项B正确。当将线圈向下平移或者向上平移时,穿过线圈的磁感线的条数均没有发生变化,磁通量不发生改变,所以在回路中不会产生感应电流,选项C、D错误。答案:B
规律方法 判断是否产生感应电流的技巧(1)电路闭合和磁通量发生变化是产生感应电流的两个条件,二者缺一不可。(2)磁通量发生变化,其主要内涵体现在“变化”上,磁通量很大,但若没有变化,也不会产生感应电流,开始磁通量是零,但如果变化,仍然可以产生感应电流。(3)产生感应电流的实质是其他形式的能转化为电能。
变式训练(2020江西新余高二月考)如图所示的下列实验中,有感应电流产生的是(　　)
解析:闭合导体环在无限大匀强磁场中加速平动,磁通量没有变化,不能产生感应电流,故A错误;线圈与磁场方向平行,磁通量不发生改变,故不能产生感应电流,故B错误;闭合回路中金属杆切割磁感线运动,能够产生感应电流,故C正确;导体细杆切割磁感线,但是没有闭合回路,故不能产生感应电流,故D错误。答案:C
1.(多选)如图所示,在正方形线圈的内部有一条形磁铁,线圈与磁铁在同一平面内,两者有共同的中心轴线OO',关于线圈中是否产生感应电流的下列说法正确的是(　　)A.当磁铁向纸面外平移时,线圈中不产生感应电流B.当磁铁向上平移时,线圈中不产生感应电流C.当磁铁向下平移时,线圈中产生感应电流D.当磁铁N极向纸外、S极向纸里绕OO'轴转动时,线圈中产生感应电流
解析:由于线圈与磁铁在同一平面内,两者有共同的中心轴线OO',由条形磁铁的磁感线分布的轴对称性可以判断出此时线圈中的磁通量为零。当磁铁向纸面外平移时,N极发出的磁感线从磁铁外部再回到S极,所以在平移过程中,线圈中没有磁通量的改变,不产生感应电流,A正确;当磁铁向上平移时或者当磁铁向下平移时,线圈始终在条形磁铁的轴线上,所以磁通量始终为零,所以线圈中不产生感应电流,所以B正确,C错误;当磁铁N极向纸外、S极向纸里绕OO'轴转动时,线圈中的磁通量将由零开始逐渐增加,所以磁通量发生了变化,将会产生感应电流,所以D正确。答案:ABD
2.(2020甘肃武威高二期中)我们可以通过以下实验,来探究产生感应电流的条件。
(1)给出的实物图中,1接线柱与　　　　连接;5接线柱与　　　　连接(填对应的数字)。 (2)接好电路,合上开关瞬间,电流表指针　　　　(填“偏转”或“不偏转”); (3)电路稳定后,电流表指针　　　　　　　　　(填“偏转”或“不偏转”);迅速移动滑动变阻器的滑片,电流表指针　　　　　　　(填“偏转”或“不偏转”); (4)根据以上实验可得:产生感应电流的条件是　　　　　　。