5.2 电磁感应现象及其应用(共24张PPT)课件 2024-2025学年高一物理鲁科版（2019）必修第三册

(共24张PPT)
第五章 初识电磁场与电磁波
第2节 电磁感应现象及其应用
1.理解磁通量的概念，会计算匀强磁场重通过某一面积的磁通量。
2. 知道感应电流的产生条件，并能够运用感应电流的产生条件分析判断相关问题。
3.了解电磁感应现象在生活中的应用。
3.单位： Wb（韦伯）
1.定义：设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S的乘积叫作穿过这个面积的磁通量。符号Φ
B1
S1
B2
S2
知识点一：磁通量
2.公式： Φ=BS
Φ > 0
Φ < 0
B
B
4.磁通量是标量，且有正负
规定磁感线从平面的某一面穿入，磁通量为正；磁感线从平面的另一面穿入，磁通量为负。
磁通量是标量,运算遵循标量运算法则(代数求和)
正负不表大小，只表示磁感线从正面穿进还是从负面穿进
5.物理意义：磁通量反映了穿过这个平面的磁感线条数。
S
B1
B2
当平面有相同方向磁感线同时穿过时，总磁通量为各磁通量之和；当平面有相反方向磁感线同时穿过时，总磁通量为各磁通量之差的绝对值。
S
B3
B1
同一平面垂直磁场方向放置，在磁感应强度越大的地方，磁感线分布越密集，穿过该平面的磁通量越大 。
磁通密度：
磁感应强度数值上等于垂直穿过单位面积的磁通量。
表示单位面积上的磁通量，反映磁感线的疏密。
当平面与磁场方向不垂直时，穿过的磁通量？
磁感应强度与平面夹角θ。
θ
B
S
同一平面，从与磁场垂直方向转过θ角，磁通量变为？
S
B
S
S′
θ
B
S
转过90°，平面与磁场平行，穿过的磁通量为多少？
转过180°，平面与磁场垂直，穿过的磁通量为多少？
B
B
Φ=0
B
S
θ1
θ2
磁通量的变化量
ΔΦ＝Φ2－Φ1
末态磁通量
初态磁通量
1.当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝B·ΔS
2.当B变化，S不变时，ΔΦ＝ΔB·S。
3.B和S同时变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1，
但ΔΦ≠ΔB·ΔS。
面积为 0.5 m2 的矩形线圈处于磁感应强度为 3 T 的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，穿过该线圈的磁通量是多少？如果转动线圈使线圈平面与磁场方向夹角为 60° 穿过该线圈的磁通量又是多少？
已知 S = 0.5 m2 ，B = 3 T。
因线圈平面与磁场方向垂直，所以
Φ1 = BS = 3×0.5 Wb = 1.5 Wb
因线圈平面与磁场方向夹角为 60°，即与垂直于磁场方向
投影面的夹角为 30°，所以
Φ2 = BScos α = 3×0.5×cos 30° Wb = 1.3 Wb
当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过该线圈的磁通量是
1.5 Wb ；当线圈平面与磁场方向夹角为 60° 时，穿过该线圈的磁通量是 1.3 Wb。
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕。既然电能够产生磁，那磁也能够生电，磁在什么条件下才能生电？下面通过实验来进行探究。
实验一　探究导体棒在磁场中运动是否产生电流(如图所示)
知识点二：电磁感应现象
实验操作 实验现象(有无电流) 分析论证
导体棒与磁场 保持相对静止 无 闭合回路包围的磁场的面积变化时，电路中有电流产生；包围的磁场的面积不变时，电路中无电流产生
导体棒平行于 磁感线运动 无 导体棒做切割 磁感线运动 有 实验二　探究磁铁在通电螺线管中运动是否产生电流(如图所示)
实验操作 实验现象 (有无电流) 分析论证
N极插入线圈 有 线圈中的磁场变化时，线圈中有电流产生；线圈中的磁场不变时，线圈中无电流产生
N极停在线圈中 无 N极从线圈中抽出 有 S极插入线圈 有 S极停在线圈中 无 S极从线圈中抽出 有
G
－
＋
+
+
-
实验操作 （线圈B中有无电流）
开关闭合瞬间
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
A
B
穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就有感应电流。
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
感应电流
1.计算机磁盘磁记录录制时，磁头产生的磁场随数字信息而改变，当磁性盘片转动时，变化的磁场将磁盘上的磁性材料磁化，就记录下相应的磁信号。读取信息时，磁盘再次通过磁头，电磁感应使磁头产生的电流与录制时的电流一致，从而获得录制的信息。
知识点三：电磁感应的应用
2.无线充电：利用电磁感应制成手机无线充电装置。
3.动圈式话筒：话筒是把声音转变为电信号的装置。
2.面积S＝0.5m2的闭合金属圆线圈处于磁感应强度 B=0.4T的匀强磁场中，当磁场与环面垂直时，穿过环面的磁通量是_______；当金属圆环转过90°，环面与磁场平行时，穿过环面的磁通量是_______.
0.2Wb
0
1.一根导线长0.2m，通过3A的电流，垂直放入磁场中某处受到的磁场力是6×10-2N，则该处的磁感应强度B的大小是______；如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的磁感应强度的大小是_____。
0.1T
0.1T
2.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
3.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
【正确答案】ABD
4.(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
【正确答案】BD
一、磁通量
1.定义，2.公式：Φ=BS
3.单位：韦伯，符号：Wb 1Wb=1T·m2
二、产生感应电流的条件
当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流
感应电流
闭合回路
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
三、电磁感应的应用