13.3 电磁感应现象及应用 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

13.3 电磁感应现象及应用 教师： 日期： 月 日 物理雾里悟理 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? 课堂引入 先让我们一起欣赏一段视频吧！ 物理雾里悟理 一、划时代的发现 电能生磁，磁是否能生电？ 自学教材：划时代的发现 物理雾里悟理 1831年，法拉第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。 这些现象叫为电磁感应， 产生的电流叫作感应电流 一、划时代的发现 开关 电池组 电流计 如何才能产生感应电流？ 物理雾里悟理 二、产生感应电流的条件 站立式讨论： 两幅图中 1、导体棒切割磁场时，磁场有无变化？ 2、回路面积有无变化？ B不变S变 B变S不变 它们之间有什么内在联系？ 物理雾里悟理 实验：探究感应电流产生的条件 有 有 无 有 以上实验及其他事实表明：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流。 产生感应电流的条件： 1、闭合回路 2、磁通量发生变化 物理雾里悟理 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 物理雾里悟理 切割类 变化类 产生感应电流的两种类型 物理雾里悟理 是否应该1.2为一类，3为另一类？ 8 你能行！！ 1、如图甲所示为法拉第在研究电磁感应时用过的线圈，其工作原理如图乙所示，则实验中不会使电流表指针发生偏转的是( ) A. 保持开关闭合 B. 开关闭合瞬间 C. 开关断开瞬间 D. 移动变阻器滑片 A 物理雾里悟理 2、有一正方形闭合线圈，在足够大的匀强磁场中运动．图中能产生感应电流的是( ) A. B. C. D. D 你能行！！ 物理雾里悟理 三、电磁感应现象的应用 物理雾里悟理 1831年,法拉第在一次科学报告会上展示了人类的第一台发电机. 一位贵妇人取笑地问：“先生，您发明的这个东西有什么用呢？” 法拉第平静地反问：“夫人，新生的婴儿又有什么用呢？” 三、电磁感应现象的应用 物理雾里悟理 【练习1】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 【参考答案】D 你能行！！ 物理雾里悟理 【练习2】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，球体是磁铁，球体的顶端是S极，底部是N极，底座通电时能让球体悬浮起来。则下列叙述中正确的是（　　） A．地球仪底座对桌面的压力大小等于底座受到的重力 B．球体能够悬浮是利用了电磁感应原理 C．电路中的a端点须连接直流电源的负极 D．若增加线圈的电流，则球体重新静止时受到的斥力将变大 【参考答案】C 你能行！！ 物理雾里悟理 【练习3】利用如图所示装置可探究感应电流产生的条件。线圈A通过滑动变阻器和开关S连接到电源上，线圈B的两端连接到电流计G上，把线圈A装在线圈B的里面。某同学发现闭合开关S时，电流表指针向右偏转，由此可以判断（　　） A．断开开关S时，电流表指针向右偏转 B．线圈A向上移动时，电流表指针向右偏转 C．线圈A中铁芯向上拔出时，电流表指针向右偏转 D．滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表指针向右偏转 【参考答案】D 你能行！！ 物理雾里悟理 【练习4】某学校开展“摇绳发电”的比赛活动。如图所示，在操场上，将一根长为20m的铜芯导线两端与电流传感器的两个接线柱连接，构成闭合回路；两同学面对面站立摇动这条导线。（忽略地球磁偏角的影响） （1）若增大摇绳的频率，则电流传感器的最大 示数将_______（选填“增大”、“减小”、“不变”）； （2）为了获得较大电流，两同学应该________站立摇绳。 （选填“东西”、“南北”） 【参考答案】增大     东西 你能行！！ 物理雾里悟理 【练习5】某兴趣小组设计了一辆“电磁感应车”，在一个车架底座上固定了一块塑料板，板上固定了线圈和红、绿两个二极管，装置和连成的电路如图甲所示。用强磁铁插入和拔出线圈，电流传感器记录了线圈中电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．在t=3s时刻，线圈中的磁通量最大 B．当磁铁从线圈左端插入时，小车将会向左运动 C．乙图显示了磁铁先后两次插入和拔出线圈的过程 D．若插入线圈的磁铁磁性足够强，红、绿两个二极管会同时发光 【参考答案】C 你能行！！ 物理雾里悟理 磁生电：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 划时代的发现 法拉第的圆盘发电机、三峡电站一台发电机的转子等 电磁感应现象应用 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。 产生感应电流条件 Φ=BS变 磁通量变化 课堂小结 物理雾里悟理 Lavf58.12.100 Lavf60.4.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$开始开始。菊花哪儿？ null250个人同时甩动铜线，利用铜线和地球来发电。那能否点亮小灯泡呢？在铜线下方放上一块磁铁，然后转动铜线，你就会发现居然产生了电流。而地球有南北极，也就可以说它是个巨大的磁铁。那用铜线当做跳绳能发电吗？首先挑战的是这个小灯泡，看来不可行，难道没有发电吗？检查后却是有电，就是地球的磁力能发电，但很少。而点亮小灯泡的电量需要1伏特电压和0.2安培的电流，所以一个人跳绳根本不够。那把铜线延长到13米呢？这时电流比刚才多出了少许，有了这个结果，接着将跳绳增加到2组，但没有变化，这是怎么回事呢？原来是甩动铜线不一致导致的。如果甩动铜线时两组一致，发电量就会增大，但增加人数会使统一性很难。团队还是将铜线增加到10组，虽然十组铜线让电量增加了许多，结果点亮小灯泡失败了。想要达到1伏特点亮灯泡，看来就需要更多的人。因此团队召集了250人，同时甩动着长达6000米的铜线。而为了布置这个超大的实验场地，他们就花费了整整一上午。现在实验开始，每两人一组开始甩动手中长达13米的铜线，一分钟过后，由于铜线较长很费力，加之人多，甩动的时机不合拍，导致只有0点三五伏特的电压。第一次实验因此失败，团队再次跟大家确认铜线甩动的时机和方法。第二次实验开始，这次虽然大伙儿都比较卖力，甩动铜线的时机也变得有点整齐了，但灯泡还是没有被点亮。第二次实验又失败了，接着休息了一会儿。第三次实验开始，但也是失败，最后大家拼尽全力甩动铜线，却让电压变成0.15伏特，电压每增还减了，看来这个小小的灯泡最终还是没有被点亮。虽然本次实验失败了，但也让我们知道了在地面上甩动铜线可以发电，铜线越长发电量越多，但必须要甩动的时机一致才行，不然即使很长的铜线，发电量也会不增反减，那么问题来了，利用铜线发电真的可以点亮小灯泡吗？ 没有切割磁感线的运动，只是磁通量发生变化产生的感应电动势，称为感生电动势。左边小线圈与电源、滑动变阻器、开关等组合成闭合电路，右边大线圈与电流表组合成闭合电路。把小线圈插入大线圈中。当我们闭合开关给小线圈通电时，电流表指针摆动，说明大线圈中产生了电流。断开开关切断小线圈中电流时，大殿圈中也产生感应电流。移动滑动变阻器的滑片，小线圈中的电流大小发生了变化，从而磁场发生变化，引起大线圈中产生感应电流。第一次缓慢移动滑动变阻器的滑片磁场变化缓慢，观察到大线圈中电流很小。第二次快速滑动划片磁场变化快，观察到第二次检流表的指针摆动很大。结论是，感生电动势的大小跟穿过电路的磁通量的变化快慢有关。 实验目的，研究产生感应电流的条件。实验中的器材有大螺线管、检流计、小螺线管。电源、滑线、变阻器、电键、导线、条形磁铁，将大螺线管与检流计组成一个闭合电路。将小螺线管、电线、电源、滑线、变阻器组成一个闭合电路。小螺线管通电流将会产生磁场。下面请同学注意观察大螺线管在什么情况下有感应电流，什么情况下没有感应电流。磁铁放进大螺线管静止不动。此帖拔出。磁铁插入螺线管。如果将小螺线管放入大螺线管。闭合电键。断开电键。电键闭合后，增加小螺线管中电流。减小小螺线管中电流。请同学们思考以下几个问题，一、是不是只要大螺线管中有磁感线通过就能产生感应电流？2、通过实验现象总结出产生感应电流的条件是什么？