6.3 电磁感应现象 课件 （共25张PPT）2024-2025学年高一物理粤教版（2019）必修第三册

(共25张PPT)
第四章 电磁现象与电磁波
第2节 电磁感应现象
为什么摇绳能使小灯泡发光？
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
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应——电生磁 证实电现象与磁现象是有联系的。
人们从电流磁效应的对称性角度，开始思考∶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——磁生电
法拉第1822年日记“由磁产生电”的设想。
1831年8月球9日日记写下首次成功的记录。
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。
1831年，法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，一个线圈A接电源，当合上开关电流通过线圈B的瞬间，小磁针发生了偏转，随后又回到并停在原来的位置上；当开关断开瞬间，磁针再次发生了偏转。
一、电磁感应现象的发现
之前科学家们失败的原因是，在这些实验中，使用的都是恒定电流，产生的恒定磁场。
铁心
木筒
均能产生电流
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。
一、电磁感应现象的发现
将条形磁铁
插入空心线圈
五类“磁生电”现象：
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
“磁生电”现象的本质特征是：变化、运动
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.
一、电磁感应现象的发现
二、产生感应电流的条件
实验1：如图（a）所示，将导体ab和电流计连接组成闭合电路。
（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。
（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。
（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。
磁体动作 灵敏电流计指针是否偏转 磁通量变化情况
往外平动
往里平动
向上运动
向下运动
闭合回路的面积改变
二、产生感应电流的条件
是
是
否
否
变化
变化
不变
不变
实验2：
（1）如图所示，将螺线管用导线与电流计连接成闭合电路。
（2）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
磁体动作 灵敏电流计指针是否偏转 磁通量变化情况
插入螺旋管
静止在螺线管中
拔出螺旋管
闭合回路的磁场改变
是
是
否
变化
不变
变化
实验3：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
操作 电流计指针是否偏转 大螺线管B中的磁通量是否变化 是否有感应电流
开关接通瞬间
开关接通，滑片P不动
开关接通，滑片P移动
开关断开瞬间
闭合回路的磁场改变
是
是
是
否
是
是
否
否
是
是
是
是
二、产生感应电流的条件
1.产生感应电流的两种类型
切割类
变化类
二、产生感应电流的条件
B不变，S变
S不变，B变
Φ=BS变
相对运动
磁场变化
切割类
变化类
2.产生感应电流的条件分析
二、产生感应电流的条件
结论：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。
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
二、产生感应电流的条件
讨论与交流：
一个闭合线圈位于两异名磁极间的匀强磁场中，线圈中是否产生感应电流？
（1）线圈沿磁场方向上下运动，如图（a）所示 ；
（2）线圈垂直于磁场方向向右运动，运动范围在匀强磁场内，如图（b）所示
（3）线圈垂直于磁场方向向右运动，从匀强磁场中移到磁场外 ；
（4）线圈绕垂直于磁场的转动轴转动，如图（c）所示。
二、产生感应电流的条件
否
否
是
是
模拟刹车，左车没装ABS系统；右车安装了ABS系统。
ABS的轮速传感器示意图
三、电磁感应现象的应用
变压器
无线充电
电磁炉
三、电磁感应现象的应用
1.下图所示的情境（速度均恒定）中能产生感应电流的是（ ）
A
B
C
D
D
2.（多选）在如图所示的电路中，电路甲和电路乙分别用开关S1，S2控制，小灯泡L只要有电流流过就能发光，则下列操作能使L发光的是（ ）
A．保持S1闭合，断开S2的瞬间
B．保持S1闭合，闭合S2的瞬间
C．保持S2闭合，断开S1的瞬间
D．保持S2闭合，闭合S1的瞬间
AB
3．(多选)如图所示，下列情况能产生感应电流的是(　　)
A．如图甲所示，导体棒AB顺着磁感线运动
B．如图乙所示，条形磁铁插入或拔出线圈时
C．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通时
D．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器的阻值时
BD
4.(多)如图所示，矩形线框abcd与磁场方向垂直，且一半在匀强磁场内，另一半在磁场外。要使线框中产生感应电流，下列方法中可行的是( )
A．以ad边为轴转动
B．以中心线OO′为轴转动
C．以ab边为轴转动(小于60°)
D．以cd边为轴转动(小于60°)
ABC
5.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
电磁感应现象
划时代的发现
磁通量变化的几种情况
奥斯特发现“电生磁”
法拉第发现“磁生电”
意义：打开电气化大门，铸就电磁学研究基石
有效面积变化， ΔΦ=B·ΔS
磁感应强度变化， ΔΦ=ΔB·S
产生感应电流的条件
闭合电路
磁通量发生变化
包围磁场的面积变化
磁场发生变化
面与磁场的夹角发生变化
有效面积、磁感应强度都变化， ΔΦ=Φ2-Φ1