高中物理必修3（人教版2019）第13章　第3节　电磁感应现象及应用 课件（35张PPT）

(共35张PPT)
第十三章
电磁感应与电磁波初步
第3节　电磁感应现象及应用
内容索引
学习目标
活动方案
检测反馈
学 习 目 标
1．了解电磁感应现象曲折的发现过程，知道什么是电磁感应现象．
2．经历感应电流产生条件的探究活动，归纳得出产生感应电流的条件．
3．了解电磁感应现象发现的重大历史意义和电磁感应现象的广泛应用．
活 动 方 案
阅读教材，完成下列填空：
1．“电生磁”的发现
1820年，丹麦物理学家__________发现了电流的__________.
2．“磁生电”的发现
英国物理学家__________从电产生磁得到启示，经过逆向思维认为磁也能够产生电，在不懈的努力下，于1831年发现了电磁感应现象，产生的电流叫作____________.
活动一：了解电磁感应现象的探索历程
奥斯特
磁效应
法拉第
感应电流
1．利用桌面上的电流表、磁铁、线圈、导体棒、电源、滑动变阻器、开关等器材，完成下列实验，填写实验现象，并进行相关的分析论证．
(1) 导体棒在磁场中运动，装置如图甲所示．
活动二：探究产生感应电流的条件
甲
实验操作 实验现象(有无电流) 分析论证
导体棒静止 闭合电路包围的面积______ (选填“变化”或“不变”)时，电路中有电流产生；包围的面积________(选填“变化”或“不变”)时，电路中无电流产生
导体棒平行磁感线运动 导体棒切割磁感线运动 变化
不变
无
无
有
(2) 磁铁在通电螺线管中运动，装置如图乙所示．
实验操作 实验现象 (有无电流) 分析论证
N极插入线圈 线圈中的磁场________(选填“变化”或“不变”)时，线圈中有感应电流；线圈中的磁场________(选填“变化”或“不变”)时，线圈中无感应电流
N极停在线圈中 N极从线圈中抽出 S极插入线圈 S极停在线圈中 S极从线圈中抽出 有
无
有
有
无
有
变化
不变
乙 丙
(3) 模仿法拉第的实验，装置如图丙所示．
实验操作 实验现象 (线圈B中 有无电流) 分析论证
开关闭合瞬间 线圈B中磁场______(选填“变化”或“不变”)时，线圈B中有感应电流；线圈B中磁场________(选填“变化”或“不变”)时，线圈B中无感应电流
开关断开瞬间 开关保持闭合，滑动变阻器滑片不动 开关保持闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片 有
有
无
有
变化
不变
2．归纳以上三个实验中的分析论证，写出产生感应电流的两个条件：
(1) ____________；

(2) __________________.
回路闭合
磁通量发生变化
3．在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是 (　　)
A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化
B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化
C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化
D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化
【答案】 D
4．下列图中能产生感应电流的是 (　　)
A　　　　　　　　B　　　　　　　　　C　　　　　 　　D
【解析】 A项中，电路没有闭合，无感应电流；B项中，面积增大，通过闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C项中，穿过线圈的磁感线相互抵消，Φ恒为零，无感应电流；D项中，磁通量不发生变化，无感应电流．故B正确．
【答案】 B
5．如图所示，垂直于纸面的匀强磁场局限在虚线框内，闭合线圈由位置 1 穿过虚线框运动到位置2.线圈在运动过程中什么时候有感应电流，什么时候没有感应电流？为什么？
【答案】 在线圈进入磁场的过程中，由于穿过线圈的磁通量增大，所以线圈中产生感应电流．在线圈离开磁场的过程中，由于穿过线圈的磁通量减小，所以线圈中产生感应电流．当整个线圈都在磁场中时，由于穿过线圈的磁通量不变，所以线圈中不产生感应电流．
1．阅读教材，最早的发电机是什么？
【答案】 最早的发电机是法拉第的圆盘发电机．

2．电磁感应在生产和生活中有哪些方面的应用？
【答案】 电厂里的发电机、生产和生活中广泛使用的变压器、电磁炉等都是根据电磁感应现象制造的．
活动三：了解电磁感应现象发现的意义和应用
检 测 反 馈
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1．下列说法正确的是 (　　)
A．发现电磁感应现象的科学家是奥斯特，发现电流磁效应的科学家是法拉第
B．奥斯特的思维和实践没有突破当时人类对电和磁认识的局限性
C．产生感应电流的原因与磁通量大小有关
D．电磁感应现象的发现使人们找到了“磁生电”的方法，开辟了人类的电气化时代
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【解析】 奥斯特发现了电流的磁效应，他的思维和实践突破了人类对电与磁认识的局限性，B错误；发现电磁感应现象的科学家是法拉第，A错误；产生感应电流的原因与磁通量变化有关，与磁通量大小无关，C错误；电磁感应现象的发现，宣告了电磁学的诞生，开辟了人类的电气化时代，D正确．
【答案】 D
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2．在如图所示的实验中，能在线圈中产生感应电流的情况是
(　　)
A．磁铁静止在线圈上方
B．磁铁静止在线圈右侧
C．磁铁静止在线圈里面
D．磁铁插入或抽出线圈的过程
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【解析】 磁铁静止在线圈上方、右侧和里面，穿过闭合电路的磁通量均不发生变化，但磁铁插入或抽出时，磁通量发生变化，故D正确．
【答案】 D
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3．如图所示，闭合的矩形线圈abcd放在范围足够大的匀强磁场中，下列情况下线圈中能产生感应电流的是 (　　)
A．线圈向左平移
B．线圈向上平移
C．线圈以ab为轴旋转
D．线圈不动
【解析】 A、B、D三种情况穿过线圈的磁通量都不变，线圈中不会产生感应电流，只有C所述线圈以ab为轴旋转，穿过线圈的磁通量发生改变，线圈中会产生感应电流，C正确．
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【答案】 C
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4．一个匝数为n、面积为S的闭合线圈置于水平面上，若线圈内的磁感应强度在时间t内由竖直向下从B1减少到零，再反向增加到B2，以竖直向上为正方向，则时间t内 (　　)
A．ΔΦ＝n(B2－B1)S，无感应电流
B．ΔΦ＝n(B2＋B1)S，有感应电流
C．ΔΦ＝(B2－B1)S，无感应电流
D．ΔΦ＝(B2＋B1)S，有感应电流
【解析】 线圈闭合，有磁通量的变化，有感应电流．末状态的磁通量Φ2＝B2S，初状态的磁通量Φ1＝－B1S，因为磁感应方向相反，则线圈内的磁通量的变化量ΔΦ＝(B2＋B1)S，与线圈匝数无关，故D正确，A、B、C错误．
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【答案】 D
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5．如图所示，一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中，图甲中圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，图乙中圆盘以某一水平直径为轴匀速转动．下列说法正确的是 (　　)
A．图甲中有感应电流
B．图乙中有感应电流
C．两种情况可能都没有感应电流
D．两种情况可能都有感应电流
甲　　　　　　　　乙
【解析】 图甲中，当圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，无论转到什么位置，圆盘中的磁通量不发生变化，不能产生感应电流，故A、D错误；当圆盘以某一水平直径为轴匀速转动时，穿过圆盘的磁感线条数不断变化，即圆盘中的磁通量发生变化，圆盘中将产生感应电流，故B正确，C错误．
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【答案】 B
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6．如图所示，在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直，导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒ab、cd，与导轨接触良好，这两条金属棒ab、cd的运动速度分别是v1、v2，且井字形回路中有感应电流通过，则一定满足 (　　)
A．v1＞v2
B．v1＜v2
C．v1＝v2
D．v1与v2大小不同
【答案】 D
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7．某实验装置如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈A和B.如果线圈A中电流i与时间t的关系有A、B、C、D四种情况，那么在 t1～t2这段时间内，不能观察到线圈B中有感应电流的是 (　　)
【答案】 A
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8．如图所示，固定于水平面上的金属架abcd处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动．t＝0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置恰好使MbcN构成一个边长为l的正方形．为使MN棒中不产生感应电流，从t＝0开始，磁感应强度B随时间t变化的示意图为 (　　)
【答案】 C
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9．矩形线圈ABCD 位于通电长直导线附近，如图所示，线圈与导线在同一平面内，线圈的两个边与导线平行．在这个平面内，若线圈远离导线移动时，线圈中有没有感应电流？若线圈和导线都不动，当导线中的电流I 逐渐增大或减小时，线圈中有没有感应电流？为什么？
注意：长直导线中电流越大，它产生的磁场
越强；离长直导线越远，它的磁场越弱．
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【答案】 线圈远离导线移动时，线圈中有感应电流．因为闭合线圈磁通量发生变化；线圈和导线都不动，当导线中的电流I 逐渐增大或减小时，线圈中有感应电流，因为闭合线圈磁通量发生变化．
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10．把一个铜环放在匀强磁场中，使铜环的平面跟磁场方向垂直，如图甲所示，如果使铜环沿着磁场的方向移动，其中是否有感应电流？为什么？如果磁场是不均匀的，如图乙所示，是否有感应电流？为什么？
甲　　　　　　乙
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【答案】 如果使铜环沿着匀强磁场的方向移动，其中没有感应电流，因为穿过铜环的磁通量不变；如果磁场是不均匀的，铜环中有感应电流，因为闭合铜环内的磁通量发生变化．
谢谢观看
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