5.2 电磁感应现象及其应用—鲁科版（2019）高中物理必修第三册课件 (共27张PPT)

(共27张PPT)
第5章
初识电磁场与电磁波
第2节
电磁感应现象及其应用
1.知道磁通量的概念，通过计算磁通量的大小进一步了解定量描述磁场的方法。
2.理解什么是电磁感应现象。
3.掌握产生感应电流的条件。
4.了解电磁感应在生产生活中的应用
【学习目标】
【知识体系】
一、磁通量
1．磁通量
(1)定义：磁场中穿过磁场某一面积S的磁感线条数叫作穿过这个面积的磁通量。
(2)计算公式：Φ＝BS，此公式的适用条件：
①匀强磁场；②磁感线与平面垂直。
(3)单位：在国际制单位制中是韦伯，简称韦，符号是Wb，1
Wb＝1
T·m2。
(4)磁通量是一个只用大小就能描述的物理量，是标量。
【新课学习】
2.磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解与计算
(1).对磁通量的三点理解
①磁通量是标量，但是有正负．磁通量的正负不代表大小，只表示磁感线是怎样穿过平面的．即若以向里穿过某面的磁通量为正，则向外穿过这个面的磁通量为负．
②若穿过某一面的磁感线既有穿出，又有穿入，则穿过该面的合磁通量为净磁感线的条数．
③由Φ＝BS可知，磁通量的大小与线圈的匝数无关．
（2）．匀强磁场中磁通量的计算
①B与S垂直时：Φ＝BS.B指匀强磁场的磁感应强度，S为线圈的面积．
②B与S不垂直时：Φ＝BS⊥.S⊥为线圈在垂直磁场方向上的有效面积，在应用时可将S分解到与B垂直的方向上，如图所示，
Φ＝BSsin
θ.
③磁通量变化量的计算当B与S垂直时，通常有以下两种情况：(1)S不变，B改变，则ΔΦ＝ΔBS.(2)S改变，B不变，则ΔΦ＝B·ΔS.
二、探究感应电流的产生条件
实验1：直导线在磁场中。导体静止；导体向上、向下运动（平行磁感线）；导体向左或向右运动(切割磁感线）。
观察实验并进行概括
实验操作
实验现象(有无电流)
导体静止
导体向上、向下运动（平行磁感线）
导体向左或向右运动(切割磁感线）
无
无
有
结论：闭合电路包围的面积变化时，电路中有感应电流产生；包围的面积不变时，电路中无感应电流产生
实验2：条形磁铁插入（拨出）螺线管。
实验操作
实验现象(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
S极插入线圈
S极停在线圈中
S极从线圈中抽出
观察实验并进行概括
有
无
有
有
无
有
线圈中的磁场变化时，线圈中有感应电流；线圈中的磁场不变时，线圈中无感应电流
实验3：导体和磁场不发生相对运动，线圈电路接通、断开，滑动变阻器滑动片左、右滑动。
实验操作
实验现象(线圈B中有无电流)
线圈电路接通
线圈电路断开
滑动变阻器滑动片左滑动
滑动变阻器滑动片右滑动
有
有
有
有
观察实验并进行概括
线圈B中磁场变化时，线圈B中有感应电流；线圈B中磁场不变时，线圈B中无感应电流
感应电流是否产生的判断
1.感应电流产生的必要条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，所以判断感应电流有无时必须明确以下两点：
2．通过观察穿过闭合导体回路的磁感线的条数是否变化判断某过程中磁通量是否变化．
(1)闭合电路；(2)磁通量发生变化．
归纳总结
只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流．
三、电磁感应现象的实际应用
1.计算机磁盘及磁记录
2.无线充电
如图所示是一种延时开关．闭合S2，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通．当S1断开时，由于B的电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放．
3、延时开关
4，动圈式扬声器
声音使纸盒振动
线圈随纸盒振动
线圈切割磁感线
产生感应电流
例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
【例
题
分
析】
　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，则闭合电路中就没有感应电流，故B错误；穿过闭合电路的磁感线的条数发生变化，磁通量一定发生变化，则闭合电路中就有感应电流，故C正确；紧紧围绕感应电流产生的条件：闭合电路，磁通量发生变化；导体切割磁感线，磁通量不一定发生变化，故D错误．
答案：C
例2.一个面积是40cm2的导线框，垂直地放在匀强磁场中，穿过它的磁通量为0.8Wb，求：匀强磁场的磁感应强度．
【解析】在匀强磁场中，当线圈与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量Φ=BS．当线圈与磁场成θ角时，磁通量Φ=BSsinθ．在匀强磁场中，当线圈与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量：Φ=BS．
【答案】200T
例3.如图所示，开始时矩形线圈平面与磁场垂直，且一半在匀强磁场内一半在匀强
磁场外，若要使线圈产生感应电
流，则下列方法中可行的是（
）
　　
【解析】以ab边为轴转动（小于900），穿过线圈的磁通量减小，有感应电流产生，故A正确；以为轴转动，穿过线圈的磁通量减小，有感应电流产生故B正确；以ad边为轴转动小于600，穿过线圈的磁通量从
减小到零，有感应电流产生，故C正确．以bc边为轴转动(小于600)，穿过线圈的磁通量，保持不变，没有感应电流产生，故D错误．
【答案】ABC
【课
堂
练
习】
1.如图所示，框架的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B.试求：(1)若从图示位置转过90°，则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少？(2)若从图示位置转过180°，则穿过框架
平面的磁通量的变化量为多少？
【解析】（1）框架平面与磁感应强度B垂直时，穿过框架平面的磁通量：Φ=BS；从图示位置转过90°，则穿过框架平面的磁通量变为0，则磁通量的变化量为
0-BS=-BS；（2）若从图示位置转过180°，则穿过框架平面的磁通量为-BS，磁通量的变化量为：（-BS）-BS=-2BS；
【答案】(1)-BS;
(2)-2BS
2.如图所示，要使Q线圈产生感应电流，可采用的方法有(
)
　　
A.
闭合电键K后，把R的滑片右移B.
闭合电键K后，把P中的铁心从左边抽出C.
闭合电键K后，把Q靠近PD.
无需闭合电键K，只要把Q靠近P即可
【解析】A．闭合电键K后，把R的滑片右移，P中的电流减小，穿过Q的磁通量变化，Q中有感应电流产生，故A正确；B．闭合电键K后，将P中的铁心从左边抽出，穿过Q的磁通量变化，Q中有感应电流产生，故B正确；
C．闭合电键，将Q靠近P，Q中的磁通量发生变化，Q中有感应电流产生，故C正确；D．若K不闭合，则P线圈中无磁场，故Q中不会有电流产生，选项D错误；
【答案】ABC
3.如图所示，导线ab和cd互相平行，则下列四种情况下导线cd中无电流的是(　　)
A.
开关S闭合或断开的瞬间B.
开关S是闭合的，但滑动触头向左滑C.
开关S是闭合的，但滑动触头向右滑D.
开关S始终闭合，不滑动触头
【解析】开关S闭合或断开的瞬间，下方回路中的电流发生变化，ab中产生的磁场随之变化，穿过上面回路的磁通量变化，所以导线cd中有感应电流，故A错误；开关S闭合，滑动触头向左滑动时，接入电路的电阻增大，回路中的电流减小，则ab产生的磁场减弱，则穿过上面回路的磁通量减小，将产生感应电流，故B错误；开关S闭合，滑动触头向右滑动时，接入电路的电阻减小，回路中的电流增大，则ab产生的磁场增强，则穿过上面回路的磁通量增大，将产生感应电流，故C错误；开关S始终是闭合的，不滑动触头，回路中电流不变，ab产生的磁场不变，穿过上面回路的磁通量不变，将无感应电流产生，故D正确．所以D正确，ABC错误．
【答案】D
4.均匀带负电的圆环a绕过圆心与圆环所在平面垂直的轴O旋转，如图所示，一闭合小金属圆环b和圆环a在同一平面内，且与a同心，则(
)
　　
A.
只要圆环在转动，小圆环内一定有感应电流产生B.
圆环不管怎样运动，小圆环内都没有感应电流C.
圆环做变速转动时，小圆环内有感应电流D.
圆环做匀速转动时，小圆环内没有感应电流
【解析】当圆环做变速运动时，形成的电流是变化的，电流产生的磁场也是变化的，穿过圆心处闭合线圈的磁通量将发生变化，线圈中一定产生感应电流．当圆环做匀速转动时，带负电的圆环形成恒定电流，产生的磁场是稳恒的，穿过圆心处闭合线圈的磁通量不变，线圈中没有感应电流产生；故AB错误，CD正确．故选CD.
【答案】CD
谢谢观看！