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第六章 第三节
电磁感应现象
学习目标
【目标一】学生通过阅读课本了解电磁感应现象。
【目标二】学生通过探究性实验能说出感应电流产生的条件。
课堂导入
现代人们的生活已经离不开电了,照明的电灯、制冷的空调、储存食物的冰箱、用于娱乐学习的彩电……它们所用的电能都是由哪里来的呢?都是发电厂发出来的。而发电厂里的发电机是根据什么原理工作的呢?
电磁感应现象的发现
1820年,奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了通电导线周围有磁场,表面电能生磁;
1822年,法拉第在日记中写下“磁能转化为电”,开始长达近十年的探索;
电磁感应现象的发现
法拉第历经10年领悟到,“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。
1831年,法拉第把两个线圈绕在一个铁环上,一个线圈A接电源,当合上开关电流通过线圈B的瞬间,小磁针发生了偏转,随后又回到并停在原来的位置上;当开关断开瞬间,磁针再次发生了偏转。
电磁感应现象的发现
1、电磁感应现象:由磁生电的现象。
2、感应电流:由电磁感应现象产生的电流。
产生感应电流的条件
想一想:
与磁场相关的哪个物理量发生了变化,才能出现这种效应呢?
产生感应电流的条件
【实验与探究】
实验1:如图(a)所示,将导体ab和电流计连接组成闭合电路。
(1)当导体ab在磁场中做切割磁感线运动时,观察电流计的指针是否偏转。
(2)当导体ab在磁场中做与磁感线平行的运动时,观察电流计的指针是否偏转。
(3)借助图(b),分析当导体ab在磁场中做切割磁感线运动时,穿过由导体ab和电流计组成的闭合电路的磁通量变化情况。
产生感应电流的条件
产生感应电流的条件
磁体动作 灵敏电流计指针是否偏转 磁通量变化情况
往外平动
往里平动
往外斜动
往里斜动
向上运动
向下运动
产生感应电流的条件
实验2:如图所示,将螺线管用导线与电流计连接成闭合电路。
分别把条形磁铁插入螺线管,然后静止在螺线管中,最后从螺线管中拔出来,观察以上三个过程中电流计指针是否偏转。分析螺线管中磁通量的变化情况。
产生感应电流的条件
产生感应电流的条件
磁体动作 灵敏电流计指针是否偏转 磁通量变化情况
插入螺旋管
拔出螺旋管
产生感应电流的条件
实验3:如图所示,用导线把一个大螺线管B与电流计连接成闭合电路,被套在大螺线管B中的小螺线管A通过滑动变阻器、开关与电源连接。怎样才能使大螺线管B中有电流产生?按表中要求进行实验,注意观察现象,并将结果填入表中。
产生感应电流的条件
产生感应电流的条件
产生感应电流的条件
产生感应电流的条件
产生感应电流的条件
产生感应电流的条件
操作 电流计指针如何偏转 大螺线管B中的磁通量如何变化 是否有感应电流
开关接通瞬间
开关接通,滑片P不动
开关接通,滑片P移动
开关断开瞬间
产生感应电流的条件
产生感应电流的条件
Φ = B S′
Φ = B S
方法:改变面积、改变磁场、改变夹角
问题:如何使磁通量变化?
产生感应电流的条件
探究一:闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动时,磁通量发生了变化。
探究二:条形磁铁插入或拔出螺线管时,螺线管中的磁通量发生了变化。
探究三:条形磁铁插入或拔出螺线管时,螺线管中的磁通量发生了变化。
【讨论与交流】上述实验都产生了感应电流,它们之间有何共同点?
产生感应电流的条件
只要穿过闭合回路的磁通量发生变化,闭合回路中就有感应电流产生。
产生感应电流的条件
问题:切割磁感线一定会产生感应电流吗?
产生感应电流的条件
讨论与交流:
一个闭合线圈位于两异名磁极间的匀强磁场中,线圈中是否产生感应电流?
(1)线圈沿磁场方向上下运动,如图(a)所示 ;
产生感应电流的条件
讨论与交流:
一个闭合线圈位于两异名磁极间的匀强磁场中,线圈中是否产生感应电流?
(2)线圈垂直于磁场方向向右运动,运动范围在匀强磁场内,如图(b)所示 ;
产生感应电流的条件
讨论与交流:
一个闭合线圈位于两异名磁极间的匀强磁场中,线圈中是否产生感应电流?
(3)线圈垂直于磁场方向向右运动,从匀强磁场中移到磁场外 ;
产生感应电流的条件
讨论与交流:
一个闭合线圈位于两异名磁极间的匀强磁场中,线圈中是否产生感应电流?
(4)线圈绕垂直于磁场的转动轴转动,如图(c)所示。
电磁感应现象的应用
模拟刹车,左车没装ABS系统;右车安装了ABS系统。
ABS的轮速传感器示意图
电磁感应现象的应用
手机无线充电
变压器
课堂小结
1、产生感应电流的条件:
闭合回路的磁通量发生变化
2、 如何使闭合回路的磁通量变化:
面积变化、磁感应强度变化、面积和磁感应强度变化