内容正文:
第三章 电磁场与电磁波初步
1
3.电磁感应现象及其应用
2
1.知道电磁感应现象的发现过程,体会人类探索自然规律的科学方法、科学态度和科学精神。2.理解并掌握感应电流产生的条件。3.了解电磁感应现象的发现对社会发展的意义。
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磁生电
法拉第
电磁感应现象
闭合
磁通量
闭合导体
发电机
变压器
感应电动机
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1.判一判
(1)奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第完成了“由磁产生电”的设想,发现了电磁感应现象。( )
(2)闭合电路中的磁通量发生变化就会产生感应电流。( )
(3)闭合电路的部分导体在磁场中运动,一定会产生感应电流。( )
(4)只要电路中磁通量发生变化,就有感应电流产生。( )
√
×
√
×
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2.议一议
19世纪人们对电磁感应的探索,是一场国际性的研究活动。1821年,法国科学家安培已经开始探求磁生电的途径。安培做实验时总是保持通电线圈中的电流不变,没有观察到电磁感应现象。
1825年,瑞士年轻的科学家科拉顿
(J.D.Colladon, 1802~1892)也用实验探
索如何产生感应电流。科拉顿用条形磁
体在线圈中插进和抽出进行实验时,为
了排除磁体对“电流表”的影响,把“电流
表”和线圈分别放在两个房间里。实验时,他在两个房间之间跑来跑去,没有观察到电磁感应现象。
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提示
问题:安培、科拉顿与电磁感应现象的发现擦肩而过,他们的遗憾出自哪里?
提示:只有穿过闭合回路的磁通量发生变化时,才会发生电磁感应现象。安培的遗憾出自做实验时没有改变线圈中的电流,科拉顿的遗憾出自实验和观察不同步,电磁感应现象发生了但他没看到。
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探究 电磁感应现象
仔细观察下列图片,认真参与“师生互动”。
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提示
活动1:磁体能使附近的铁棒产生磁性,带电体能在导体上感应出电荷,奥斯特发现电流周围存在磁场,由此可以联想到什么?
提示:磁与电之间也应该有这种“感应”,由磁也可以“感应”出电。
活动2:如图1所示,导体切割磁感线时,电流表的示数为零吗?
提示:电流表的示数不为零。
活动3:将图1简化为图2所示电路,导体ab静止时,电路中没有电流,ab沿着磁感线运动时,电路中也没有电流,只有ab切割磁感线时才有电流产生,此时与磁场相关的哪个物理量发生了变化?
提示:闭合电路abcd的面积发生了变化,即穿过电路abcd的磁通量发生了变化。
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活动4:如图3所示,开关闭合、断开瞬间,通过线圈A中的电流如何变化?线圈A产生的磁场如何变化?穿过线圈B的磁通量如何变化?电流表的示数为零吗?
提示:开关闭合瞬间,线圈A中的电流从无到有,线圈A产生的磁场由无到有,穿过线圈B的磁通量从无到有,即增大,电流表示数不为零;开关断开瞬间,通过线圈A中的电流从有到无,线圈A产生的磁场从有到无,穿过线圈B的磁通量从有到无,即减少,电流表示数不为零。
活动5:如图3所示,开关闭合后,滑动变阻器不动,线圈A中的电流变化吗?线圈A产生的磁场变化吗?穿过线圈B的磁通量变化吗?电流表示数为零吗?
提示:均不变,电流表示数为零。
提示
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活动6:如图3所示,开关闭合后,迅速移动滑动变阻器的滑片时,线圈A中的电流变化吗?线圈A产生的磁场变化吗?穿过线圈B的磁通量变化吗?电流表示数为零吗?
提示:均变化,电流表示数不为零。
活动7:在活动4、5、6的操作中,A、B相互垂直时均不能产生感应电流,这说明了什么?
提示:说明即使磁场变化,若磁通量不变,则不产生感应电流。
提示
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1.电磁感应现象的发现
法拉第认为电与磁有联系,电流能产生磁场,
磁场也应该能产生电流。1831年他发现了电磁感
应现象: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。
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。
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2.电磁感应现象
(1)电磁感应:“磁生电”的现象,是由法拉第首先发现的。
(2)感应电流:由电磁感应产生的电流。
3.感应电流产生的条件
只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,闭合导体回路中就有感应电流产生。即:
(1)电路为闭合导体回路。
(2)穿过该闭合导体回路的磁通量发生变化。
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4.产生感应电流的常见类型
(1)闭合导体回路中