内容正文:
第一节 电磁感应现象
主题七 电磁感应及其应用
手机无线充电的原理是什么呢?
课堂引入
有一种不需要连接充电线进行充电的无线充电方式,这种充电方式快捷方便,还避免了反复插拔对手机充电孔的损坏。手机无线充电的原理是什么呢?
我们知道,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。
那么,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?
先让我们一起欣赏一段视频吧!
课堂引入
视频学习
在初中我们学过,闭合导体回路的一部分在磁场中做切割磁 感线的运动时,导体中会产生电流。这种现象称为电磁感应现象,其中产生的电流称为感应电流。
还有没有其他产生感应电流的方法?
主要内容
电磁感应现象
1
2
电磁感应现象的应用
产生感应电流的条件
3
总结提升
4
本节我们学习的主要内容。
01
PART 01
电磁感应现象
奥斯特发现的电流的磁效应,震动了整个科学界,人们从电流磁效应的对称性角度,开始思考如下的问题∶既然电流能够引起磁针的运动,那么,为什么不能用磁体使导线中产生电流呢?
提出问题
G
_
+
将磁铁放在闭合回路旁边
将通电直导线放在闭合回路旁边
牛人安培的尝试:
艰难的探索
G
_
+
一段通电直导线放在另一段直导线旁边
未通电直导线放在另一段通电线圈内部
G
_
+
屡败屡战的法拉第:
历经10年,“痴”心不改
艰难的探索
在伦敦的一家科学档案馆里,陈列着英国物理学家法拉第
写了十年的一本日记。这本日记非常奇特:
第一页上写着:“对!必须转磁为电。”
以后,每一天的日记除了写上日期之外,都是写着同样一个词“NO。”从1822年直到1831年,整整十年,每篇日记都是如此。
只是在这本日记的最后一页,才改写上了一个新词:“Yes。”
这是怎么回事?
艰难的探索
法拉第第一个成功实验:十年失败,一朝顿悟
开关
电池组
电流计
法拉第线圈:与160年后出现的现代变压器出奇的相似,现已成为著名的科学文物。
划时代的发现
铁心
木筒
变化的电流
运动的磁铁
在磁铁中
运动的导体
变化的磁场
由磁得到电的现象叫电磁感应。
电磁感应现象中产生的电流叫感应电流。
电磁感应不是稳态效应,而是动态效应。
深入探究的真谛
将条形磁铁
插入空心线圈
五类“磁生电”现象:
变化的电流
变化的磁场
运动的恒定电流
运动的磁铁
在磁场中运动的导体
“磁生电”现象的本质特征是:变化、运动
法拉第发现的电磁感应使人们对电和磁内在联系的认识更加完善,宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生,为电磁学的发展作出了重大贡献。同时也推动了电气化时代的到来.
规律总结
从此,人类的夜晚有了更多光明.
创造未来
产生感应电流的条件
PART 02
AB静止,无电流
AB沿磁感线运动,无电流
AB切割磁感线,有电流
那么,当产生感应电流时与磁场相关的哪个物理量发生了变化呢?
观察与思考
实验操作 实验现象(有无电流) 分析论证
导体棒静止 闭合电路在磁场中围成的面积 变化 时,电路中有电流产生;围成的面积 不变 时,电路中无电流产生。
导体棒平行磁感线运动
导体棒切割磁感线运动
探究1:
实验探究
磁铁的运动 实验现象
(有无电流) 分析论证
插入
线圈 线圈中的磁场 变化时,线圈中有感应电流;
线圈中的磁场 不变化时,线圈中无感应电流
静止不动
从线圈中抽出
探究2:
实验探究
转换角度
条形磁铁
通电螺线管
等效替代
G
-
+
+
+
-
实验操作 实验现象
(线圈B中有无电流) 分析论证
开关闭合瞬间 线圈B中磁场 时,线圈B中有感应电流;
磁场 时,线圈B中无感应电流
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
开关闭合瞬间
开关断开瞬间
开关闭合,迅速移动滑片
复原再做
实验探究
切割类
变化类
产生感应电流的两种类型
是否应该1.2为一类,3为另一类?
B不变,S变
S不变,B变
Φ=BS变
相对运动
磁场变化
切割类
变化类
产生感应电流的两种类型
结论: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。
1.闭合回路
2.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
Φ=BS
你能举一些电磁感应在生活中应用的实例吗?
产生感应电流的两种类型
电磁感应现象的应用
PART 03
人类第一台发电机
法拉第的圆盘发电机
三峡电站的一台发电机转子
手摇发电机
跳绳发电
变压器
电磁炉
无线充电
生活中的应用
总结提升
PAR