13.3 电磁感应现象及应用（课件）(共38张PPT)

(共38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
课堂引入
课堂引入
课堂引入
看到了什么现象？
物理原理是什么？
电磁感应现象
产生了感应电流
摇绳发电
开门发电
课堂引入
我们知道，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生感应电流。
那么，切割磁感线是产生感应电流的唯一方法吗 还有其他方法吗 这些方法有什么内在联系
奥斯特发现的电流的磁效应，震动了整个科学界，人们从电流磁效应的对称性角度，开始思考如下的问题∶既然电流能够引起磁针的运动，那么，为什么不能用磁体使导线中产生电流呢
一、划时代的发现
G
_
+
将磁铁放在闭合回路旁边
将通电直导线放在闭合回路旁边
艰难的探索
牛人安培的尝试：
法拉第：屡战屡败、屡败屡战……
G
_
+
一段通电直导线放在另一段直导线旁边
艰难的探索
未通电直导线放在另一段通电线圈内部
G
_
+
历经10年,
“痴”心不改
在伦敦的一家科学档案馆里，陈列着英国物理学家法拉第写了十年的一本日记。这本日记非常奇特：
第一页上写着：“对!必须转磁为电。”
以后，每一天的日记除了写上日期之外，都是写着同样一个词：“NO。”从1822年直到1831年，整整十年，每篇日记都是如此。
只是在这本日记的最后一页，才改写上了一个新词：“Yes。”
这是怎么回事
日记
艰难的探索
法拉第第一个成功实验：十年失败，一朝顿悟
开关
电池组
电流计
法拉第线圈：与160年后出现的现代变压器出奇的相似，现已成为著名的科学文物。
一、划时代的发现
与电磁感应擦肩而过的几位科学家
安培
科拉顿
亨利
机遇垂青于有准备头脑的人
AB静止，无电流
AB沿磁感线运动，无电流
AB切割磁感线，有电流
那么，当产生感应电流时与磁场相关的哪个物理量发生了变化呢
二、产生感应电流的条件
探究1：
AB切割磁感线时，磁场没有变化，变化的只有电路ABCD的面积。
也就是说，穿过电路ABCD的磁通量发生了变化。感应电流的产生是否与磁通量的变化有关呢
二、产生感应电流的条件
A
B
G
－
＋
+
+
-
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 时，线圈B中有感应电流；
磁场 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 开关闭合瞬间
开关断开瞬间
开关闭合，迅速移动滑片
复原再做
二、产生感应电流的条件
探究2：
二、产生感应电流的条件
探究3：
二、产生感应电流的条件
探究3：
二、产生感应电流的条件
探究3：
二、产生感应电流的条件
探究3：
切割类
变化类
1.两种类型
二、产生感应电流的条件
2.条件分析
B不变，S变
S不变，B变
Φ=BS变
相对运动
磁场变化
二、产生感应电流的条件
切割类
变化类
结论：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。
二、产生感应电流的条件
1.闭合回路
2.磁通量变化
正对面积S改变
磁场B的大小改变
磁场B的方向改变
Φ=BS
1.法拉第的圆盘发电机——人类第一台发电机
三、电磁感应现象的应用
三、电磁感应现象的应用
2.三峡电站一台发电机的转子
三、电磁感应现象的应用
3.变压器
三、电磁感应现象的应用
电磁炉
无线充电
4.生活中的应用
三、电磁感应现象的应用
4.生活中的应用
金属探测器
自发电手电筒
一卡通
磁悬浮列车
三、电磁感应现象的应用
4.生活中的应用
课后练习1
1
2
3
4
问题：闭合线圈由位置1穿过匀强磁场运动到位置4，线圈在运动过程中什么时候有感应电流？
课后练习2
课后练习3
课堂小结
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
划时代的发现
法拉第的圆盘发电机、三峡电站一台发电机的转子等
电磁感应现象应用
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。
产生感应电流条件
Φ=BS变
磁通量变化
【典例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
典例分析
【正确答案】C
【典例2】如图所示，竖直放置的长直导线通有恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，在下列情况中线框产生感应电流的是（　 ）
A．导线中的电流变大
B．线框向右平动
C．线框向下平动
D．线框以AB边为轴转动
典例分析
【正确答案】ABD
【典例3】(多选)如图均为闭合线框在磁场中运动，请判断能产生感应电流的是（　　）
典例分析
【正确答案】CD
【典例4】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°）
典例分析
【正确答案】A
【典例5】(多选)下列选项中的操作能使如图所示的三种装置产生感应电流的是（　　）
A．甲图中，使导体棒AB顺着磁感线运动
B．乙图中，使条形磁铁插入或拔出线圈
C．丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A插入大螺线管B中不动
D．丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A插入大螺线管B中不动，移动滑动变阻器的滑片
典例分析
【正确答案】BD
【典例6】（2019·浙江·高考真题）在“探究电磁感应的产生条件”实验中，实验连线后如图1所示，感应线圈组的内外线圈的绕线方向如图2粗线所示．
（1）接通电源，闭合开关，G表指针会有大的偏转，几秒后G表指针停在中间不动．将滑动变阻器的触头迅速向右滑动时，G表指针____（“不动”、“右偏”、“左偏”、“不停振动”）；迅速抽出铁芯时，G表指针____（“不动”、“右偏”、“左偏”、“不停振动”）．
典例分析
左偏
右偏
【典例6】（2019·浙江·高考真题）在“探究电磁感应的产生条件”实验中，实验连线后如图1所示，感应线圈组的内外线圈的绕线方向如图2粗线所示．
（2）断开开关和电源，将铁芯重新插入内线圈中，把直流输出改为交流输出，其他均不变．接通电源，闭合开关，G表指针 （“不动”、“右偏”、“左偏”、“不停振动”）．
（3）仅用一根导线，如何判断G表内部线圈是否断了？_______
典例分析
不停振动
短接G表前后各摇动G表一次，比较指针偏转，有明显变化，则线圈断了，反之则未断