13.3 电磁感应现象及其应用 课件 （共23张PPT）2024-2025学年高一物理人教版（2019）必修第三册

(共23张PPT)
第十三章 电磁感应与电磁波初步
第3节 电磁感应现象及其应用
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。
问题：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
1．了解电磁感应现象的发现历程。
2．理解感应电流的产生条件，会判断回路中是否有感应电流。
3．了解电磁感应现象的应用。
一、划时代的发现
1.1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，即“电能生磁”。
这一发现震动科学界，引起人们对称性的思考：既然电能生磁那么磁能不能生电呢？
奥斯特梦圆“电生磁”，法拉第心系“磁生电”
法拉第在1822年的日记中写下了“由磁产生电”的设想，并为此进行了长达10年的探索。
2.1831年，19世纪伟大的物理学家法拉第发现了电磁感应现象，即“磁能生电”。
法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，一个线圈接电源，另一个线圈接“电流表”。
当给一个线圈通电或断电的瞬间，在另一个线圈上出现了电流。
法拉第从中领悟到，“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。
凭借着天才般的直觉、惊人的毅力和艰苦卓绝的努力——
3.他把由磁生电的现象称为电磁感应，产生的电流称为感应电流。
4.划时代的发现的意义：为电和磁的统一创造了条件，推动人类进入电气化时代 。
实验装置
二、探究感应电流产生的条件
导体棒在磁场中切割
磁铁在螺线管中运动
导体和磁场无相对运动
1.金属棒AB静止时，电路中有没有感应电流产生？
闭合电路ABCD的面积发生了变化，也就是说，穿过电路ABCD的磁通量发生了变化。
实验一：导体棒在磁场中切割磁感线产生该应电流
2.AB沿着磁感线运动时，电路中有没有感应电流产生？
3.AB切割磁感线时，电路中有没有感应电流产生？
4.AB切割磁感线时，磁场没有变化，变化的只有电路ABCD的面积。那么，与磁场相关的哪个物理量发生了变化呢
没有
没有
有
G
－
＋
+
实验二：探究磁铁在螺线管中运动是否产生感应电流
S
N
S
N
条形磁铁的运动 是否有电流产生以及方向
N极插入
N极拔出
S极插入
S极拔出
磁铁静止不动
观察记录
实验二：探究磁铁在螺线管中运动是否产生感应电流
G
－
＋
+
S
N
S
N
条形磁铁的运动 有无电流、指针偏转方向 结论
N极插入线圈
N极停在线圈中 N极从线圈中拔出 S极插入线圈 S极停在线圈中 S极从线圈中拔出 有，方向向右
无
有，方向向左
有，方向向左
无
有，方向向右
只有磁铁相对螺线管运动时，闭合电路中有感应电流产生，磁铁相对螺线管静止时，无感应电流；　
实验三：探究导体和磁场无相对运动是否有电流产生
观察记录
实验操作 现象
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
实验操作 实验现象 （线圈B中有无电流） 结论
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 有，方向向右
有，方向向左
无
有
当大螺线管中的磁感应强度B发生变化时，闭合电路中有感应电流产生
1.产生感应电流的三个典型实验
(1)闭合电路中的部分导体切割磁感线
(2)条形磁铁在线圈中插拔（相对于线圈运动）
(3)改变原线圈B中电流，在副线A圈中产生感应电流
归纳总结
3.产生感应电流的条件：（1）闭合回路（2）磁通量发生变化
2.结论：无论用什么方法，只要使闭合电路的磁通量发生变化，闭合电流中就会有感应电流产生.
法拉第于1831年制作出了第一台能稳定产生少量电流的发电机
三、电磁感应现象的应用
圆盘发电机，首先向人类揭开了机械能转化为电能的序幕。
1831 年，一次科学报告会上，法拉第当众演示了最早的发电机，当时，有人问：“先生，您发明这个东西有什么用？”法拉第反问道：“新生的婴儿又有什么用呢？”
三峡水电站发电机转子
从婴儿到巨人
电能的产生
电能的输送
电能的应用
1、如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框。在下列几种情况下，线框中是产生感应电流
（1）保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中上下运动(图甲)。
（2）保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中左右运动(图乙）。
（3）线框绕轴线转动(图丙)。
不产生
不产生
产生
2、如图，磁场中有一个闭合的弹簧线圈。先把线圈撑开(图甲)，然后放手，让线圈收缩(图乙)。线收缩时，其中是否有感应电流 为什么
由于弹簧线圈收缩时，面积减少，磁通量减少，所以产生感应电流。
3、如图，垂直于纸面的匀强磁场局限在虛线框内，闭合线圆由位置1穿过虛线框运动到位置2。线圈在运动过中什么时候有感应电流，什么时候没有感应电流 为什么
解：
1、刚进入磁场时（还没有完全进入），因为正对面积发生变化，磁通量增加（原来为0），所以有感应电流。
2、完全进入磁场后，在磁场中运动，那就和练习题1甲乙图一样了，没有感应电流。
3、刚出磁场时（还没有完全出来），因为正对面积发生变化，磁通量减少，所以有感应电流。
电
磁
奥斯特：电流的磁效应
法拉第：电磁感应
3.感应电流
一、闭合回路
二、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
2.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。
φ=BS
1.