6.3 电磁感应现象 课件（41张PPT）

(共41张PPT)
第六章 电磁现象与电磁波
粤教版 必修三
第三节 电磁感应现象
新课导入
新课导入
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
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。
知识回顾
磁生电
电磁感应现象的发现
PART 01
从电流磁效应的对称性角度思考∶既然电流能够产生磁场，那么为什么不能用磁场使导线中产生电流呢
提出问题
01
奥斯特发现了电流的磁效应
——电生磁
——磁生电
法拉第第一个成功实验：十年失败，一朝顿悟
划时代的发现
03
铁芯
木芯
法拉第第一个成功实验：十年失败，一朝顿悟
划时代的发现
03
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。
由磁得到电的现象叫电磁感应。
电磁感应现象中产生的电流叫感应电流。
电磁感应不是稳态效应，而是动态效应。
思考
04
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？
“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。
法拉第
问题：
产生感应电流的条件
PART 02
观察与思考
01
实验：闭合电路的一部分导体在磁场中运动
实验操作 实验现象（有无电流）
导体棒静止
导体棒平行磁感线运动
导体棒切割磁感线运动
无
无
有
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
观察与思考
01
结论：只有切割磁感线时才产生感应电流！
问题：切割磁感线运动产生感应电流时对应着与磁场相关的哪个物理量发生了变化？
AB切割磁感线时，磁场没有变化，闭合电路的面积发生变化。
穿过闭合电路的磁通量发生了变化！
创造性思维
02
问题：感应电流的产生是否与磁通量的变化有关呢？
创造性思维
02
问题：如何使磁通量变化？
Φ = B S cosθ = B S′
Φ = B S
方法：改变磁场、改变有效面积
（改变闭合回路面积、改变夹角）
磁铁的运动 实验现象
（有无电流）
插入 线圈
静止 不动
从线圈中抽出
探究1：
实验探究1
03
有
无
有
转换角度
条形磁铁
通电螺线管
等效替代
04
G
－
＋
+
+
-
实验操作 实验现象
（ B中有无电流）
开关闭合瞬间
开关断开瞬间
开关保持闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片
开关保持闭合，滑动变阻器滑片不动
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
实验探究2
05
探究2：
有
有
有
无
切割类
变化类
产生感应电流的两种类型
06
B不变
S变
S不变
B变
Φ=BS变
相对运动
磁场变化
哪个更具有普遍意义？
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。
当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就会产生感应电流。
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：
产生感应电流的条件分析
07
对比
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？
产生感应电流的条件分析
07
线圈
电磁铁
产生感应电流的条件分析
07
产生感应电流的条件分析
07
2—3过程无感应电流
1—2、3—4过程有感应电流
产生感应电流的条件分析
07
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？
切割磁感线不一定会产生感应电流，只有引起磁通量变化的切割运动才会产生感应电流
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。
1.闭合回路
2.磁通量变化
有效面积S改变
磁场B改变(大小、方向)
Φ=BS
产生感应电流的条件
08
条件：
分析下列各种情况，线圈有无感应电流产生？
线框上下平动
线框左右平动
线框绕轴转动
无感应电流
无感应电流
有感应电流
课堂练习
练一练：分析下列各种情况，线圈有无感应电流产生？
向右平动
向下平动
绕轴转动(ad边向外)
从纸面向外平动
有感应电流
无感应电流
有感应电流
有感应电流
向上平动
无感应电流
课堂练习
【练习1】下列图中能产生感应电流的是(　　)
【答案】B
课堂练习
【练习2】如图所示的装置，在下列各种情况中，不能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中产生感应电流的是（ ）
A.开关S闭合的瞬间
B.开关S闭合后，电路中电流稳定时
C.开关S闭合后，滑动变阻器触头滑动的瞬间
D.开关S断开的瞬间
【答案】B
课堂练习
【练习3】（2022春·江西上饶·高二校联考阶段练习）1921年一个十分神奇的与电有关的实验现象被法拉第发现了，出于对这个现象的好奇，他对这种现象潜心研究了十年，终于在1931年发现了在物理科技史上影响十分重大的电磁感应效应。下列四幅图所描述的情境，能够产生感应电流的是（　　）
A．甲图中，线圈与条形磁铁中心轴线在同一平面内且远离磁铁
B．乙图中，线圈在匀强磁场中垂直于磁场方向运动
C．丙图中，条形磁铁快速穿过有缺口的线圈
D．丁图中，线圈在通电直导线下方以虚线为轴转动
【参考答案】D
课堂练习
【练习4】（2022春·江苏徐州·高二学业考试）如图所示，虚线I和Ⅱ之间有垂直于纸面向里的匀强磁场。闭合线圈自高处落下，依次经过a、b、c三个位置。则线圈中有感应电流产生的是（　　）
A．位置a和位置b B．位置b和位置c
C．位置a和位置c D．三个位置都有
【参考答案】C
课堂练习
电磁感应的应用
PART 03
手柄
手摇发电机
01
投影面积变化 磁通量变化 产生感应电流
线圈
磁体
皮带
变压器
02
变压器示意图
A
B
磁场变化 磁通量变化 产生感应电流
副线圈
原线圈
交流电源
变压器
02
街头变压器
变电箱
在远距离输电中变压器发挥了重要的作用
输电过程示意图
一次高压变电站
发电站
二次高压变电站
升压变压器
低压变电站
其他用户
工厂
无线充电技术
03
磁场变化 磁通量变化 产生感应电流
电磁感应式无线充电
无线充电器的发射线圈
交流电
手机端的接收线圈
感应电流
磁通量变化
总结提升
PART 06
磁生电：在变化、运动的过程中才能出现的效应
电磁感应现象的发现
手摇发电机
变压器
无线充电
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
课堂小结
【练习1】（2022春·福建福州·高二福建省福州第一中学期末）某学校开展“摇绳发电”的比赛活动。如图所示，在操场上，将一根长为20m的铜芯导线两端与电流传感器的两个接线柱连接，构成闭合回路；两同学面对面站立摇动这条导线。（忽略地球磁偏角的影响）
（1）若增大摇绳的频率，则电流传感器的最大
示数将_______（选填“增大”、“减小”、“不变”）；
（2）为了获得较大电流，两同学应该________站立摇绳。
（选填“东西”、“南北”）
【参考答案】增大 东西
课堂练习
【练习2】（2022春·浙江·高三校联考阶段练习）某地理老师给同学们展示了一种磁悬浮地球仪，底座通电时球体会悬浮起来（图甲）。它的内部原理是如图乙所示，底座里面有线圈，球体是磁铁，球体的顶端是S极，底部是N极，底座通电时能让球体悬浮起来。则下列叙述中正确的是（　　）
A．地球仪底座对桌面的压力大小等于底座受到的重力
B．球体能够悬浮是利用了电磁感应原理
C．电路中的a端点须连接直流电源的负极
D．若增加线圈的电流，则球体重新静止时受到的斥力将变大
【参考答案】C
课堂练习
【练习3】（2022秋·浙江嘉兴·高二期末）某兴趣小组设计了一辆“电磁感应车”，在一个车架底座上固定了一块塑料板，板上固定了线圈和红、绿两个二极管，装置和连成的电路如图甲所示。用强磁铁插入和拔出线圈，电流传感器记录了线圈中电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．在t=3s时刻，线圈中的磁通量最大
B．当磁铁从线圈左端插入时，小车将会向左运动
C．乙图显示了磁铁先后两次插入和拔出线圈的过程
D．若插入线圈的磁铁磁性足够强，红、绿两个二极管会同时发光
【参考答案】C
课堂练习
【练习4】（2022春·江西抚州·高二江西省临川第二中学阶段练习）利用如图所示装置可探究感应电流产生的条件。线圈A通过滑动变阻器和开关S连接到电源上，线圈B的两端连接到电流计G上，把线圈A装在线圈B的里面。某同学发现闭合开关S时，电流表指针向右偏转，由此可以判断（　　）
A．断开开关S时，电流表指针向右偏转
B．线圈A向上移动时，电流表指针向右偏转
C．线圈A中铁芯向上拔出时，电流表指针向右偏转
D．滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表指针向右偏转
【参考答案】D
课堂练习