13.3《电磁感应现象及应用》课件--高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.pptx

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1、一、一、上节回溯上节回溯1磁感应强度磁感应强度2匀强磁场匀强磁场3磁通量磁通量二、知识讲解二、知识讲解划时代的发现划时代的发现问题引入问题引入我我们们知知道道，闭闭合合电电路路的的一一部部分分导导体体在在磁磁场场中中做做切切割割磁磁感感线线的的运运动动时时，导导体体中中就就会会产产生生感感应应电电流流。那那么么，切切割割磁磁感感线线是是产产生生电电流流的的唯一方法吗？还有其他方法吗？这些方法有什么内在联系？唯一方法吗？还有其他方法吗？这些方法有什么内在联系？电生磁电生磁二、知识讲解二、知识讲解划时代的发现划时代的发现1820 年，奥斯特发现了电流的磁效应，震动了整个科学界，它年，奥斯特发现了电

2、流的磁效应，震动了整个科学界，它证实了电现象和磁现象是有联系的。法拉第曾赞证实了电现象和磁现象是有联系的。法拉第曾赞扬道：扬道：“它突然打开了科学中一个黑暗领域的大门，它突然打开了科学中一个黑暗领域的大门，使其充满光明。使其充满光明。”奥斯特奥斯特(Hans Christian Oersted)1777-1851磁生电磁生电二、知识讲解二、知识讲解划时代的发现划时代的发现法拉第认为：法拉第认为：电和磁是一对和谐对称的自然现象；电和磁是一对和谐对称的自然现象；依据：依据：磁化和静电感应现象；磁化和静电感应现象；猜想：猜想：磁铁可以感应出电流；磁铁可以感应出电流；信念：信念：一定要转磁为电。一定要

3、转磁为电。电电磁磁?曲折的历程曲折的历程二、知识讲解二、知识讲解划时代的发现划时代的发现 实实验验 1：两两根根长长 4 英英寸寸的的导导线线平平行行放放置置，用用两两张张厚厚纸纸将将它它们们隔隔开开，先先把把其其中中的的一一根根导导线线接接到到电电池池的的两两端端通通电电，再再把把另另一一根根与与电电流流计计相相连；连；实实验验 2：将将空空心心螺螺线线管管接接到到电电池池的的两两极极，把把一一直直导导线线引引进进螺螺线线管管，直直导导线线两两端端与与电电流流计计相连；相连；实验实验 3：将实验：将实验 2 中的直导线与电池两极相连，螺线管与电流计连接；中的直导线与电池两极相连，螺线管与电流

4、计连接；实实验验 4：把把两两根根导导线线互互相相缠缠绕绕着着，先先把把其其中中一一根根的的两两头头接接到到电电池池上上通通电电，把另一根的两头接到电流计上。把另一根的两头接到电流计上。法法拉拉第第在在 1822 年年 12 月月、1825 年年 11 月月、1828 年年 4 月月做做过过三三次次集集中中的的实实验研究，均以失败告终。验研究，均以失败告终。二、知识讲解二、知识讲解划时代的发现划时代的发现曲折的历程曲折的历程麦麦克克斯斯韦韦：科科学学家家其其实实也也有有许许多多粗粗糙糙的的想想法法和和不不成成功功的的经经验验。他他们们是是伟大的，但并不是高不可攀的。伟大的，但并不是高不可攀的。

5、二、知识讲解二、知识讲解划时代的发现划时代的发现曲折的历程曲折的历程在在长长达达十十年年的的探探索索过过程程中中，法法拉拉第第遭遭遇遇了了多多次次失失败败，在在他他的的日日记记不不时时出出现现“未未显显示示作作用用”“不不行行”“毫毫无无反反应应”等等词词语语。1831 年年 8 月月 9 日，法拉第在日记中首次写下了成功的记录。日，法拉第在日记中首次写下了成功的记录。法法拉拉第第线线圈圈：与与 160 年年后后出出现现的的现现代代变变压压器器出出奇奇的的相相似似，现现已已成为著名的科学文物。成为著名的科学文物。思考：铁芯和线圈思考：铁芯和线圈 M 是产生这一效应的必要条件吗？是产生这一效应的

6、必要条件吗？曲折的历程曲折的历程二、知识讲解二、知识讲解划时代的发现划时代的发现划时代的发现划时代的发现 1831 年年 11 月月 24 日日，法法拉拉第第提提交交了了一一个个报报告告，他他把把这这种种现现象象定定名名为为电电磁磁感感应应，产产生生的的电电流流叫叫作作感感应应电电流流，“磁磁生生电电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。电电流流的的磁磁效效应应和和电电磁磁感感应应的的发发现现，宣宣告告了了电电磁磁学学作作为为一一门门统一学科的诞生。统一学科的诞生。引引起起感感应应电电流流的的五五种种类类型型：变变化化的的电电流流、变变化化的的磁

7、磁场场、运运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。二、知识讲解二、知识讲解划时代的发现划时代的发现思考与讨论思考与讨论二、知识讲解二、知识讲解产生感应电流的条件产生感应电流的条件金金属属棒棒 AB 静静止止时时，电电路路中中没没有有感感应应电电流流产产生生；AB 沿沿磁磁感感线线运运动动时时，电电路路中中也也没没有有感感应应电电流流产产生生；只只有有 AB 切切割割磁磁感感线线时时才才产产生生感感应应电电流流。AB 切切割割磁磁感感线线时时，磁磁场场没没有有变变化化，变变化化的的只只有有电电路路 ABCD 的面积。那么，与磁场有关的哪个物理

8、量变化了？的面积。那么，与磁场有关的哪个物理量变化了？实验实验二、知识讲解二、知识讲解产生感应电流的条件产生感应电流的条件实验：探究感应电流产生的条件实验：探究感应电流产生的条件开关和变阻器的状态开关和变阻器的状态线圈线圈 B 中是中是否有电流否有电流开关闭合瞬间开关闭合瞬间开关断开瞬间开关断开瞬间开关闭合时，滑动变阻器不动开关闭合时，滑动变阻器不动开关闭合时，迅速移动滑动变开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片阻器的滑片产生感应电流的条件产生感应电流的条件二、知识讲解二、知识讲解产生感应电流的条件产生感应电流的条件以以上上的的实实验验及及其其他他事事实实表表明明：当当穿穿过过闭闭合合导导体体回

9、回路路的的磁磁通通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流。量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流。二、知识讲解二、知识讲解电磁感应现象的应用电磁感应现象的应用发电机发电机1831 年年，一一次次科科学学报报告告会会上上，法法拉拉第第当当众众演演示示了了最最早早的的发发电电机机，当当时时，有有人人问问：“先先生生，您您发发明明这这个个东东西西有有什什么么用用？”法法拉拉第第反反问道：问道：“新生的婴儿又有什么用呢？新生的婴儿又有什么用呢？”法拉第圆盘发电机法拉第圆盘发电机乌东德水电站发电机转子乌东德水电站发电机转子电磁感应现象的应用电磁感应现象的应用二、知识讲解二、知识讲解电磁感应现象的

10、应用电磁感应现象的应用三、三、小结小结 1电电磁磁感感应应现现象象：由由磁磁场场得得到到电电流流的的现现象象叫叫作作电电磁磁感感应应，产生的电流叫作感应电流；产生的电流叫作感应电流；2产生感应电流的条件产生感应电流的条件四、四、练练 习习 1如如下下图图所所示示的的匀匀强强磁磁场场中中有有一一个个矩矩形形闭闭合合导导线线框框。在在下下列列几种情况下，现况中是否产生感应电流？几种情况下，现况中是否产生感应电流？(1)保保持持线线框框平平面面始始终终与与磁磁感感线线垂垂直直，线线框框在在磁磁场场中中上上下下移移动动（图甲）。（图甲）。(2)保保持持线线框框平平面面始始终终与与磁磁感感线线垂垂直直，

11、线线框框在在磁磁场场中中左左右右移移动动（图乙）。（图乙）。(3)线框绕轴转动（图丙）线框绕轴转动（图丙）答：答：(1)不产生；不产生；(2)不产生不产生；(3)产生产生；甲甲乙乙丙丙四、四、练练 习习 答答：由由于于弹弹簧簧线线圈圈在在收收缩缩时时，面面积积减减小小，磁磁通通量量减减小小，所所以以产产生感应电流。生感应电流。甲甲乙乙 2磁磁场场中中有有一一个个闭闭合合的的弹弹簧簧线线圈圈。先先把把线线圈圈撑撑开开（图图甲甲），然然后后松松手手，让让线线圈圈收收缩缩（图图乙乙）。线线圈圈收收缩缩时时，其其中中是是否否有有感感应应电电流？为什么？流？为什么？四、四、练练 习习 3如如图图所所示示

12、，垂垂直直于于纸纸面面的的匀匀强强磁磁场场局局限限在在虚虚线线框框内内，闭闭合合线线圈圈由由位位置置 1 穿穿过过虚虚线线框框运运动动到到位位置置 2。线线圈圈在在运运动动过过程程中中什什么么时时候有感应电流，什么时候没有感应电流？为什么？候有感应电流，什么时候没有感应电流？为什么？答答：当当线线圈圈进进入入磁磁场场的的过过程程中中，由由于于穿穿过过线线圈圈的的磁磁通通量量变变大大，所所以以线线圈圈中中产产生生感感应应电电流流，在在线线圈圈离离开开磁磁场场的的过过程程中中，由由于于穿穿过过线线圈圈的的磁磁通通量量减减小小，所所以以线线圈圈中中产产生生感感应应电电流流。当当整整个个线线圈圈都都在

13、在磁磁场场中时，由于穿过线圈的磁通量不变，所以线圈中不产生感应电流。中时，由于穿过线圈的磁通量不变，所以线圈中不产生感应电流。12四、四、练练 习习 4矩形线圈矩形线圈 ABCD 位于通电长直导线附近，如图所示，线圈位于通电长直导线附近，如图所示，线圈与导线在同一平面内，线圈的两个边与导线平行。在这个平面内，与导线在同一平面内，线圈的两个边与导线平行。在这个平面内，线圈远离导线移动时，线圈中有没有感应电流？线圈和导线都不动，线圈远离导线移动时，线圈中有没有感应电流？线圈和导线都不动，当导线中的电流当导线中的电流 I 逐渐增大或减小时，线圈中有没有感应电流？为逐渐增大或减小时，线圈中有没有感应电

14、流？为什么？什么？注意：长直导线中电流越大，它产生的磁注意：长直导线中电流越大，它产生的磁场越强；离长直导线越远，它产生的磁场越弱。场越强；离长直导线越远，它产生的磁场越弱。答答：当当线线圈圈远远离离导导线线移移动动时时，由由于于穿穿过过线线圈圈的的磁磁通通量量不不断断减减小小，线线圈圈中中产产生生感感应应电电流流。当当导导线线中中的的电电流流逐逐渐渐增增大大或或减减小小的的过过程程中中，线线圈圈所所在在位位置置的的磁磁感感应应强强度度也也逐逐渐渐增增大大或或减减小小，穿穿过过线线圈圈的的磁磁通通量量也也随随之之增增大大或或减减小小，所所以以线线圈中产生感应电流。圈中产生感应电流。四、四、练练

15、 习习 5把把一一个个铜铜环环放放在在匀匀强强磁磁场场中中，使使铜铜环环的的平平面面跟跟磁磁场场方方向向垂垂直直（图图甲甲）。如如果果使使铜铜环环的的平平面面沿沿着着磁磁场场方方向向移移动动，其其中中是是否否有有感感应应电电流流？为为什什么么？如如果果磁磁场场是是不不均均匀匀的的（图图乙乙），是是否否有有感感应应电电流流？为什么？为什么？答答：如如果果使使铜铜环环沿沿匀匀强强磁磁场场方方向向移移动动，由由于于穿穿过过铜铜环环的的磁磁通通量量不不发发生生变变化化，所所以以铜铜环环中中不不产产生生感感应应电电流流。如如果果使使铜铜环环不不在在匀匀强强磁磁场场中中移移动动，由由于于穿穿过过铜铜环环的的磁磁通通量量发发生生变变化化，所所以以铜铜环环中中有有感感应应电电流产生。流产生。