6.3 电磁感应现象 （24页）课件 2024-2025学年高一物理粤教版（2019）必修第三册

(共24张PPT)
第六章 电磁现象与电磁波
第3节 电磁感应现象
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？
1. 知道电磁感应现象及感应电流的定义；
2. 理解产生感应电流的条件；
3.知道电磁感应现象在生活中的应用
改变世界
的线圈！
奥斯特
法拉第
科学家们早期对电磁学研究的艰辛历程
1820年，奥斯特发现了电流的磁效应，表明电能产生磁；
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；
【历史回顾】
一、电磁感应现象的发现
1. 对称性思考：
法拉第
电
电
静电感应
感应
磁
磁
磁化
电
磁
电流磁效应
磁
电
法拉第
日记
1822年的一篇日记里，法拉第留下了“由磁生电”这样闪光的思想。
一、电磁感应现象的发现
1822年12月，1825年11月，1828年4月做过的三次集中实验研究，然而均以失败告终。其原因是，在这些实验中，使用的都是恒定电流，产生的恒定磁场。
2. 曲折的经历：
G
_
+
未通电直导线放在另一段通电线圈内部
G
_
+
一段通电直导线放在另一段直导线旁边
一、电磁感应现象的发现
3. 划时代的发现：
1831年8月29日，法拉第在给一个线圈通电或断电的瞬间，在另一个线圈中也出现了电流。寻找10年之久的“磁生电”的效应终于被发现了！
开关
电池组
电流计
铁芯
闭合或断开
指针偏转
一、电磁感应现象的发现
4. 深入研究：法拉第将A、B线圈的内芯由铁质换成木头，在开关闭合或断开的瞬间，电流计的指针是否偏转？为什么？
五种类型可以引起感应电流
电流计的指针依然发生偏转；因为“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。
①变化的电流
②变化的磁场
③运动的恒定电流
④运动的磁铁
⑤在磁场中运动的导体。
5. 得出结论：
1831年11月24日，法拉第向皇家学会提交了一个报告，把这种现象定名为电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
一、电磁感应现象的发现
6.物理意义：
法拉第发现的电磁感应使人们对电和磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生，为电磁学的发展作出了重大贡献。同时也推动了电气化时代的到来.
二、产生感应电流的条件
1. 实验探究：(1)导体在磁场中运动时
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。
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。
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。
如图（a）所示，将导体ab和电流计连接组成闭合电路。
二、产生感应电流的条件
1. 实验探究：(1)导体在磁场中运动时
【实验表明】当闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动时，回路中会产生感应电流。
导体ab 有无电流




无
无
无
有
静 止
上下运动
前后运动
左右运动
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。
二、产生感应电流的条件
1. 实验探究：(2)磁铁在线圈中运动时
二、产生感应电流的条件
1. 实验探究： (2)磁铁在线圈中运动时
磁铁动作 有无电流 磁铁动作 有无电流



N极插入线圈
N极停在线圈中
N极从线圈中抽出
无
无
有
有
有
有
S极插入线圈
S极停在线圈中
S极从线圈中抽出
【实验表明】只有磁铁相对于线圈运动时，回路中会产生感应电流。
二、产生感应电流的条件
1. 实验探究： (3)螺线管在电流变化时
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。
二、产生感应电流的条件
1. 实验探究：(3)螺线管在电流变化时
开 关 变阻器 有无电流




有
有
无
有
闭合瞬间
不动
断开瞬间
闭合不动
不动
不动
闭合不动
迅速移动
【实验表明】当通电螺线管电流变化时，回路中会产生感应电流。
二、产生感应电流的条件
B不变，S变化
S不变，B变化
Φ=BS 变化！
S不变，B变化
2. 分析论证：
【实验表明】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。
例题：如图所示的条件下，哪些闭合矩形线圈能产生感应电流？
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
√
三、电磁感应的应用
1. 汽车防抱死制动系统(ABS)：
(1)组成：ABS由轮速传感器、电子控制模块和电磁阀三个部分组成，其中轮速传感器是利用电磁感应现象来测量车轮的转速。
(2)原理：
①当每个轮齿在接近和离开磁铁时，穿过线圈的磁通量会发生变化，线圈中出现感应电流；
②电流由电流检测器D检测，并送到电子控制模块以控制电磁阀，为制动器提供合适的制动力，有效避免了汽车后轮侧滑的现象。
三、电磁感应的应用
2. 无线充电技术：
(1)概念：无线充电，又称非接触式感应充电，是利用供电设备直接将电能传送给用电器的技术。
(2)原理：充电器与用电器之间通过电感耦合传送电能。充电器中有发射线圈，给线圈一定频率的交变电流，通过电磁感应，用电器的接收线圈中产生电流给电池充电。
(3)优点：无线充电具有安全、耐用、方便等优点。
1．关于产生感应电流的条件，下列说法正确的是(　　)
A．位于磁场中的闭合线圈一定会产生感应电流
B．闭合线圈平行磁感线运动时，线圈中一定产生感应电流
C．穿过闭合线圈的磁通量发生变化时，一定产生感应电流
D．闭合线圈垂直磁感线运动时，线圈中一定产生感应电流
C
2.　如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有一闭合导体环，环面与磁场垂直．当导体环在磁场中完成下述运动时，可能产生感应电流的是(　　)
A．导体环保持水平且在磁场中向上或向下运动
B．导体环保持水平向左或向右加速平动
C．导体环以垂直环面、通过环心的轴转动
D．导体环以一条直径为轴，在磁场中转动
D
3.(多选)某实验装置如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈Q和N，如果线圈Q中电流i与时间t的关系有四种情况，在t1 t2这段时间内，线圈N中有感应电流的是( )
A． B． C． D．
BCD
4.如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF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到达的位置使MDEN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变化的关系式为_________。
vt
l