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第十三章 电磁感应与电磁波初步
13.3 电磁感应现象及应用
学习目标
1、知道什么是电磁感应现象.
2、通过实验探究感应电流产生的条件.
3、了解电磁感应现象的应用.
一、复习旧课
1、磁感应强度的定义及理解.
公式:B=
2.磁感应强度的大小及方向的判定.
3.对磁通量的理解与计算.
公式:Φ=BS
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应.
二、引入新课
1821年,法拉第应《哲学杂志》之约,撰写题为《电磁学的历史概要》的述评,认真研究奥斯特、安培等人的工作。从此开始电磁感应的思考和实验探索。
1822年,法拉第在日记中记下“由磁产生电”的光辉思想。
1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象.产生的电流叫作感应电流.
2.“磁生电”的发现
(1)不能产生电流的实验----法拉第的失败教训
5
导线穿过螺线管内部,与电流计形成闭合回路
两根导线互相缠绕
磁场周围放线圈
磁铁周围放线圈
(2)电磁感应的首次实现(1831年)
6
A
B
开关闭合、断开时电流表中有电流产生
法拉第发现:“磁生电”是一种在变化、运动的过程中出现的效应。法拉第将产生电流的原因归纳为五类: 1.变化的电流 2.变化的磁场 3.运动的恒定电流 4.运动的磁铁 5.在磁场中运动的导体
法拉第将这些现象命名为电磁感应,产生的电流叫感应电流。
a.导体切割磁感线,会在闭合回路中产生感应电流
(一)电磁感应现象
b.ab静止的时候,电路中没有感应电流;
c.ab沿着磁感线运动的时候,电路中没有感应电流;
d.仅有ab切割磁感线的时候,才会产生感应电流。
三、讲授新课
1、探究产生感应电流的条件
静止
切割磁感线运动
平行磁感线运动
(1)导体运动类
磁铁插入、抽出或停在线圈中时,电流表指针如何动作?
实验操作 指针情况
磁铁插入 指针偏转
磁体静止在线圈中 指针静止
磁铁拔出 指针偏转
(2)磁铁运动类
用开关或变阻器控制一个线圈中的电流,能够在另一个线圈中产生感应电流吗?
实验操作 指针情况
开关闭合瞬间 指针偏转
开关断开瞬间 指针偏转
开关闭合,滑动变阻器不断 指针静止
开关断开,移动滑动变阻器滑片 指针偏转
(2)磁场变化类
只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,闭合导体回路中就有感应电流。
正对面积S改变
磁场B的大小改变
磁场B的方向改变
2、实验结果
Φ=BS
1、发电机
1831年圣诞节前夕的一次科学报告会上,向大众展示了人类历史上最早的发电机——法拉第圆盘发电机,开辟了人类社会的电气化时代。
2、电动机
3、变压器
4、高温金属冶炼炉
5、话筒、扬声器
6、电磁炉
(二)电磁感应现象的应用
例1 关于电磁感应现象,下列说法中正确的是( )
A.闭合线圈放在变化的磁场中,必然有感应电流产生
B.闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动,必然产生感应电流
C.穿过闭合线圈的磁通量变化时,线圈中有感应电流
D.只要有穿过电路的磁通量,电路中一定就有感应电流产生
【正确答案】C
【正确答案】A
例2 如图所示,矩形线框abcd由静止开始运动,若要使线框中产生感应电流且磁通量逐渐变大,则线框的运动情况应该是( )
A.向右平动(ad边还没有进入磁场)
B.向上平动(ab边还没有离开磁场)
C.以bc边为轴转动(ad边还没有转入磁场)
D.以ab边为轴转动(转角不超过90°)
BC
例3 下图中能产生感应电流的是( )
例4 如图所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁N极附近下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ,在这个过程中,线圈中的磁通量( )
A.是增加的 B.是减少的
C.先增加,后减少 D.先减少,后增加
D
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1、磁生电:变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体
2、只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,闭合导体回路中就有感应电流。
3、电磁感应现象应用
法拉第的圆盘发电机、三峡电站一台发电机的转子等。
本节知识小结