内容正文:
13.3 电磁感应现象及应用
必修第三册
2025届高二物理组制
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?
思考与讨论:
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“磁生电”?
“电能生磁”!
一、划时代的发现
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奥斯特梦圆 :
“电”生“磁”
(机遇总是垂青那些有准备的人)
法拉第心系:
“磁”生“电”
(成功总是属于那些坚持不懈的人)
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题外话:科拉顿跑失良机
科拉顿没有助手,当他把磁铁投入到螺线管中后,立即跑到另一个房间去观察。十分可惜,他未能来得及观察到电流计指针的偏转。
后来有位科学家感叹:“可怜的科拉顿,在跑来跑去中丢失了良机。
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1831年, 法拉第的成功实验
法拉第寻找10年的”磁生电”终于发现
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法拉第把引起电流的原因概括为五类,它们都与变化和运动相联系,这就是: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。他把“磁生电”的现象定名为电磁感应,产生的电流叫做感应电流。
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二、感应电流的条件
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:
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二、感应电流的条件
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:
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转换角度
条形磁铁
通电螺线管
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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
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1、分析论证:
切割类
变化类
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2、条件分析:
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
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3、产生感应电流的条件 :
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?
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【练习1】(2022春·江西上饶·高二校联考阶段练习)1921年一个十分神奇的与电有关的实验现象被法拉第发现了,出于对这个现象的好奇,他对这种现象潜心研究了十年,终于在1931年发现了在物理科技史上影响十分重大的电磁感应效应。下列四幅图所描述的情境,能够产生感应电流的是( )
A.甲图中,线圈与条形磁铁中心轴线在同一平面内且远离磁铁
B.乙图中,线圈在匀强磁场中垂直于磁场方向运动
C.丙图中,条形磁铁快速穿过有缺口的线圈
D.丁图中,线圈在通电直导线下方以虚线为轴转动
D
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【练习2】(2022春·浙江·高三校联考阶段练习)某地理老师给同学们展示了一种磁悬浮地球仪,底座通电时球体会悬浮起来(图甲)。它的内部原理是如图乙所示,底座里面有线圈,球体是