《学霸笔记 同步精讲》第13章 电磁感应与电磁波初步 3.电磁感应现象及应用（课件）高中物理人教版必修三

(共39张PPT)
3.电磁感应现象及应用
课标定位
1.了解电磁感应现象及相关的物理学史。
2.通过实验探究感应电流产生的条件。
3.能正确分析磁通量的变化情况。
4.能运用感应电流的产生条件判断是否有感应电流产生。
素养阐释
1.理解电磁感应、感应电流的概念,培养物理观念。
2.经历实验的探究过程,体会透过各种实验现象,分析、归纳本质特征的科学思维方法。
3.通过学习物理学史,培养科学探究精神。
自主预习·新知导学
合作探究·释疑解惑
课 堂 小 结
随 堂 练 习
自主预习·新知导学
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。
2.1831年,英国物理学家法拉第发现了“磁生电”现象,他把这种现象定名为电磁感应,产生的电流叫感应电流。
3.电磁感应的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加深入,宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。
二、产生感应电流的条件
实验探究:
如图所示,线圈A通过变阻器和开关连接到电源上,线圈B的两端连到电流表上,把线圈A装在线圈B的里面。实验操作及现象如下:
实验结论: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。
三、电磁感应现象的应用
生产、生活中广泛使用的变压器、电磁炉等是根据电磁感应制造的。
【思考讨论】
1.判断下列说法的正误。
(1)有电流即生磁场。(　　)
(2)有磁场即生电流。(　　)
(3)只要闭合导体内有磁通量,就一定有感应电流产生。(　　)
(4)穿过线圈的磁通量发生变化时,线圈内部就一定有感应电流产生。(　　)
√
×
×
×
2.“电生磁”与“磁生电”有什么联系和区别
提示:电流的磁效应是指电流周围存在着磁场,电流是原因,即“电生磁”;而磁生电现象中产生的电流是结果,即“磁生电”,这是两种因果关系相反的现象,区别这两种现象的关键是要看电流是条件还是结果。电流的磁效应和磁生电现象都揭示了电和磁的内在联系。
3.在线圈A(如图甲所示)中电流随时间变化的图像如图乙所示,则t=t0时刻线圈B中有感应电流吗
甲
乙
提示:有。虽然此时穿过线圈B的磁通量为0,但磁通量在变化,感应电流的产生与Φ无关,取决于Φ的变化。
合作探究·释疑解惑
知识点一
知识点二
电磁感应的探索历程
问题引领
如图所示,有一个线圈与一个灵敏电流计连成闭合电路。将一条形磁体的一部分插入线圈中。

(1)当条形磁体向右运动时,电流计的指针是否发生偏转
(2)当线圈向左运动时,电流计的指针是否发生偏转
提示:(1)偏转。 (2)偏转。
归纳提升
电流的磁效应与电磁感应现象的区别与联系
1.区别:“动电生磁”和“动磁生电”是两个不同的过程,要抓住过程的本质,“动电生磁”是指运动电荷周围产生磁场;“动磁生电”是指线圈内的磁通量发生变化而在闭合线圈内产生了感应电流。“动电生磁”中的“动”是运动的意思,电荷相对磁场运动,“动磁生电”中的“动”是变化的意思。要从本质上来区分它们。
2.联系:二者都是反映了电流与磁场之间的关系。
典型例题
【例题1】 下列现象中属于电磁感应现象的是(　　)
A.磁场对电流产生力的作用
B.变化的磁场使闭合电路中产生电流
C.插在通电螺线管中的软铁棒被磁化
D.电流周围产生磁场
答案:B
解析:磁场对电流产生力的作用属于通电导线在磁场中的受力情况;插在通电螺线管中的软铁棒被磁化属于电流的磁效应;电流周围产生磁场属于电流的磁效应;而变化的磁场使闭合电路中产生电流属于电磁感应现象。故正确答案为B。
电磁感应现象的判断方法
1.由磁生电的现象都是电磁感应现象。
2.所有的电磁感应现象都与变化和运动相联系。
【变式训练1】 首先发现电流的磁效应和电磁感应现象的物理学家分别是(　　)
A.安培和法拉第 B.法拉第和楞次
C.奥斯特和安培 D.奥斯特和法拉第
答案:D
解析:本题通过考查物理学史,培养科学探究精神。1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应,1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象,选项D正确。
探究感应电流的产生条件
问题引领
如图所示,有一个导体框,导体棒ab可在导体框上移动,导体框平面与匀强磁场方向垂直。
(1)当导体棒ab向右运动时,闭合回路中是否有感应电流产生
(2)当导体棒ab相对导体框静止,整体向右移动时,回路中是否有感应电流产生
提示:(1)穿过回路的面积变化,磁通量发生变化,有感应电流产生。
(2)此时穿过回路的磁通量没有变化,没有感应电流产生。
归纳提升
1.导体回路闭合、磁通量变化是产生感应电流的两个必要条件,缺一不可。而导体回路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件,如果穿过导体回路的磁通量很大但不发生变化,也不会产生感应电流。
2.穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,大致有以下几种情况:
(1)磁感应强度B不变,线圈面积S发生变化;
(2)线圈面积S不变,磁感应强度B发生变化;
(3)磁感应强度B和回路面积S同时发生变化,此时可由ΔΦ=Φ2-Φ1计算并判断磁通量是否变化;
(4)线圈面积S不变,磁感应强度B也不变,但二者之间夹角发生变化。
典型例题
【例题2】 (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,条形磁体插入或拔出线圈时
C.如图丙所示,小螺线管M插入大螺线管N中不动,开关S一直接通
D.如图丙所示,小螺线管M插入大螺线管N中不动,开关S一直接通,改变滑动变阻器的阻值
答案:BD
解析:选项A中导体棒顺着磁感线运动,穿过闭合电路的磁通量没有发生变化,无感应电流,故选项A错误;选项B中条形磁体插入线圈时线圈中的磁通量增加,拔出线圈时线圈中的磁通量减少,都有感应电流,故选项B正确;选项C中开关S一直接通,回路中为恒定电流,螺线管M产生的磁场稳定,螺线管N中的磁通量无变化,线圈中不产生感应电流,故选项C错误;选项D中开关S接通,滑动变阻器的阻值变化使闭合回路中的电流变化,螺线管M产生的磁场发生变化,螺线管N中磁通量发生变化,线圈中产生感应电流,故选项D正确。
磁通量发生变化,其主要内涵体现在“变化”上,磁通量很大,若没有变化也不会产生感应电流,磁通量虽然是零,但是如果在变化仍然可以产生感应电流。
【变式训练2】 金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图所示的运动,线圈中有感应电流的是(　　)
答案:A
解析:在选项B、C中,线圈中的磁通量始终为零,不产生感应电流;选项D中磁通量始终最大,保持不变,不发生变化,也没有感应电流;选项A中,在线圈转动过程中,磁通量做周期性变化,产生感应电流,故A正确。
课 堂 小 结
随 堂 练 习
1.(电磁感应现象的认识)下列现象属于电磁感应的是(　　)
A.磁体对通电导线产生作用力
B.闭合线圈在磁场中运动产生电流
C.磁体吸引小磁针
D.小磁针在通电导线附近发生偏转
答案:B
解析:线圈在磁场中由于磁通量的变化而产生电流的现象叫电磁感应,B正确。通电导线在磁场中的受力情况不是电磁感应,A错误。选项C中磁体吸引小磁针是磁场的作用,选项C错误。选项D是电流的磁效应,选项D错误。
2.(产生感应电流条件的理解)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,一定能产生感应电流
D.闭合线圈垂直磁感线运动时,线圈中一定产生感应电流
答案:C
解析:位于磁场中的闭合线圈,只有磁通量发生变化,才一定会产生感应电流,故A错误;闭合线圈平行磁感线运动时,闭合电路中磁通量没有变化,则闭合电路中没有感应电流,故B错误;穿过闭合线圈的磁通量发生变化,则闭合电路中一定有感应电流,故C正确;导体做切割磁感线运动,不一定有感应电流产生,只有当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时才有感应电流产生,故D错误。
3.(实验探究)下图是探究感应电流的产生条件的实验装置,下列情况不会引起电流表指针偏转的是(　　)
A.闭合开关时
B.断开开关时
C.闭合开关后拔出线圈A时
D.断开开关后移动滑动变阻器
的滑片时
答案:D
解析:本题通过考查实验,培养实验探究能力。闭合开关时,穿过线圈B的磁通量从无到有,磁通量发生变化,产生感应电流,电流表指针发生偏转,A项错误;断开开关时,穿过线圈B的磁通量从有到无,磁通量发生变化,产生感应电流,电流表指针发生偏转,B项错误;闭合开关后,拔出线圈A时,穿过线圈B的磁通量发生变化,产生感应电流,电流表指针发生偏转,C项错误;断开开关后,移动滑动变阻器的滑片,穿过线圈B的磁通量始终为零,磁通量不变,不产生感应电流,电流表指针不偏转,D项正确。
4.(产生感应电流的判断)下图中能产生感应电流的是(　　)
答案:B
解析:A选项中,电路没有闭合,无感应电流;B选项中,面积增大,通过闭合电路的磁通量增大,有感应电流;C选项中,穿过线圈的磁感线相互抵消,Φ恒为零,无感应电流;D选项中,磁通量不发生变化,无感应电流。