5.2 电磁感应现象及其应用 课件-2025-2026学年高二上学期物理鲁科版必修第三册

该高中物理课件聚焦电磁感应现象及其应用，核心涵盖磁通量概念与计算、电磁感应现象条件及应用。以法拉第磁感线情境导入，通过线圈磁感线条数比较问题衔接磁场知识，构建从磁通量定义、计算到电磁感应条件探究的学习支架，形成连贯知识脉络。 其亮点在于以科学探究为主线，通过导体棒切割磁感线、磁铁在线圈运动、电路变化三个实验引导学生归纳感应电流条件，培养科学探究与科学推理能力。结合无线充电、动圈式话筒等生活实例深化物理观念，课堂小结系统梳理知识，助力学生理解概念并提升应用能力，为教师提供结构化教学资源。

第五章 电磁感应与电磁波初步 第2节 电磁感应现象及其应用 High school physics 知道什么是电磁感应现象，通过实验探究产生感应电流的条件 理解磁通量的概念，会计算磁通量的大小 02 01 难点 了解电磁感应现象的应用 03 重难点 法拉第用磁感线描述了磁场的强弱和方向。 A B 两个面积相同的线圈放入磁场中，穿过两个线圈的磁感线一样多吗？哪个线圈所在处的磁感应强度较大呢？你是如何比较的？ 情境导入 磁 通 量 01 (1)如图所示，平面S在垂直于磁场方向上的投影面积为S'。若有n条磁感线通过S'，则通过面积S的磁感线有多少条？ (2)若磁场增强，即B增大，通过面积S的磁感线条数是否增多？ n条 B增大时，通过面积S的磁感线条数增多 磁通量 在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直、面积为S的平面，我们把磁感应强度B与面积S的乘积称为穿这个平面的磁通量，简称磁通，用Φ表示。 1.定义： 2.定义式： 3.国际单位： 韦伯 符号： Wb 简称韦 注意：磁通量可以形象地理解为“穿过一个闭合电路的磁感线的多少” Φ= BS 要点归纳 磁通密度 当所取平面与磁感线垂直时： 这表示磁感应强度在数值上等于：穿过垂直磁感线的单位面积的磁通量 磁感应强度也可称为：磁通密度 则 Φ= BS 要点归纳 7 如果面积为S的平面与磁场方向不垂直时，则穿过该面积的磁通量还会不会是BS呢？ B 当 α= 0°时 当α=90°时 B的方向与S垂直，Φ最大 B的方向与S平行，Φ=0 0<Φ<BS Φ=BSn = BScos α 当0°＜α＜90°时 要点归纳 =BSsinα Φ=B⊥S S B α ③B与S成α角： Φ=BS ①B⊥S： ②B//S： Φ=0 S B S⊥ S B θ =BScosθ Φ=BS⊥ S B 分解磁场法 面积投影法 要点归纳 磁通量的正、负 Φ > 0 Φ < 0 B B 磁通量是标量，但有正、负。当磁感线从某一面穿入时，磁通量为正值，则磁感线从此面穿出时磁通量为负值。 磁通量是标量，运算遵循标量运算法则(代数求和)。 正负不表大小，只表示磁感线从正面穿进还是从负面穿进 要点归纳 S B1 B2 当平面有相同方向磁感线同时穿过时，总磁通量为各磁通量之和； S B3 B1 当平面有相反方向磁感线同时穿过时，总磁通量为各磁通量之差的绝对值。 Φ=Φ1+Ф2 =B1S+B2S Φ'=Φ1-Ф3 =B1S-B3S 要点归纳 11 ΔΦ＝ 末态磁通量 初态磁通量 磁通量的变化量 S B 这两个状态穿过横截面的磁通量有何变化？变化了多少？ 要点归纳 某线圈平面与磁场方向垂直，线圈转过180°，则旋转前后穿过线圈的磁通量会发生变化。 B B 要点归纳 1.如图所示，线圈平面与水平方向夹角θ=60°，磁感线方向竖直向下，线圈平面面积S=0.4 m2，匀强磁场磁感应强度大小B=0.6 T，则： (1)穿过线圈的磁通量Φ为多少？把线圈以cd为轴顺时针转过120°角，则通过线圈磁通量的变化量为多少？ 答案　 (1) 0.12 Wb　0.36 Wb　 (2) 0　0 (2)若θ=90°，穿过线圈的磁通量为多少？当θ为多大时，穿过线圈的磁通量最大？ 例题 (1)线圈在垂直磁场方向上的投影面积S⊥=Scos 60°=0.4× m2=0.2 m2 穿过线圈的磁通量Φ1=BS⊥=0.6×0.2 Wb=0.12 Wb。 线圈以cd为轴顺时针转过120°角后变为与磁场垂直，但由于此时磁感线从线圈平面穿入的方向与原来相反，故此时通过线圈的磁通量 Φ2=-BS=-0.6×0.4 Wb=-0.24 Wb 故ΔΦ=|Φ2-Φ1|=0.36 Wb (2)当θ=90°时，线圈在垂直磁场方向上的投影面积S⊥'=0，由Φ'=BS⊥'知，此时穿过线圈的磁通量为0。 当θ=0时，线圈平面与磁场垂直，此时S⊥″=S，穿过线圈的磁通量最大。 02 电磁感应现象 奥斯特 1777.8-1851.3 1820年，奥斯特发现了电流的磁效应，震动了整个科学界，它证实了电现象与磁现象是有联系的。 电流的磁效应 既然电流能产生磁，那么，磁体能不能使导线中产生电流呢? 要点归纳 法拉第 用了10年的时间，发现了磁生电的现象——电磁感应现象。 实验1：探究导体棒在磁场中运动是否产生电流 G － ＋ + N S 平行运动 切割运动 实验操作 实验现象（有无电流） 导体棒与磁场保持相对静止 导体棒平行磁感线运动 导体棒切割磁感线运动 无电流 无电流 有电流 分析论证：闭合回路包围的磁场的面积变化时，电路中有电流产生；包围的磁场的面积不变时，电路中无电流产生 实验1：探究导体棒在磁场中运动是否产生电流 G － ＋ + N极插入 N极抽出 S极插入 S极抽出 S N S N 实验2：探究磁铁在通电螺线管中运动是否产生电流 实验操作 实验现象（有无电流） N极插入线圈 N极停在线圈中 N极从线圈中抽出 S极插入线圈 S极停在线圈中 S极从线圈中抽出 有电流 分析论证：线圈中的磁场变化时，线圈中有电流产生；线圈中的磁场不变时，线圈中无电流产生。 实验2：探究磁铁在通电螺线管中运动是否产生电流 无电流 有电流 有电流 无电流 有电流 G － ＋ + + - 开关闭合瞬间 开关断开瞬间 开关闭合，迅速移动滑片 A线圈 B线圈 实验3：磁场和导体无相对运动是否产生电流 实验操作 实验现象（有无电流） 开关闭合瞬间 开关断开瞬间 开关闭合时，滑动变阻器不动 开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片 有电流 有电流 无电流 有电流 分析论证：线圈B中的磁场变化时，线圈B中有电流产生；线圈B中的磁场不变时，线圈B中无电流产生。 实验3：磁场和导体无相对运动是否产生电流 归纳总结：只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有电流产生。 1.电路闭合 2.磁通量变化 正对面积S改变 磁场B的大小改变 B与S的夹角改变 Φ=BSsinα 产生感应电流的条件 要点归纳 2.(多选)(2023·福州市高二期末)如图所示有三种实验装置，选项中能使装置产生感应电流的是 A.图甲中，使导体棒AB沿着磁感线方向运动， 而不改变闭合回路的磁通量 B.图乙中，使条形磁铁在线圈中保持不动 C.图乙中，使条形磁铁插入或拔出线圈 D.图丙中，开关S保持闭合，改变滑动变阻器滑片的位置 √ √ 例题 26 题图甲中，使导体棒AB沿着磁感线方向运动，闭合回路的磁通量没有变化，不会产生感应电流，故A错误； 题图乙中，使条形磁铁保持不动，闭合回路的磁通量没有变化，不会产生感应电流，故B错误； 题图乙中，使条形磁铁插入或拔出线圈，闭合回路的磁通量发生了变化，产生感应电流，故C正确； 题图丙中，开关S保持闭合，改变滑动变阻器滑片的位置，B中磁通量改变，产生感应电流，故D正确。 3.(2024·四川省郫都区绵实外国语学校检测)如图所示的装置，在下列各种情况中，悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中不产生感应电流的是 A.开关S接通的瞬间 B.开关S接通后，电路中电流稳定时 C.开关S接通后，滑动变阻器滑片滑动的瞬间 D.开关S断开的瞬间 √ 开关接通的瞬间，螺线管产生的磁场从无到有，穿过铜质闭合线圈A的磁通量增大，产生感应电流，故A不符合题意； 螺线管中通以恒定的电流时，螺线管产生恒定的磁场，穿过铜质闭合线圈A的磁通量不变，不产生感应电流，故B符合题意； 开关接通后，使滑动变阻器的滑片滑动时，螺线管中电流变化，螺线管产生的磁场变化，穿过铜质闭合线圈A的磁通量变化，产生感应电流，故C不符合题意； 开关断开的瞬间，螺线管产生的磁场从有到无，穿过铜质闭合线圈A的磁通量减小，产生感应电流，故D不符合题意。 判断电磁感应现象是否发生的一般流程 1.确定研究的闭合回路； 2.弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量Φ； 3.磁通量变化与感应电流的产生 总结提升 03 电磁感应的应用 法拉第于1831年制作出了第一台能稳定产生少量电流的发电机，揭示了机械能转化为电能的序幕。 你能举一些电磁感应在生活中应用的实例吗? 如图所示为计算机磁盘及其磁记录原理示意图。其中读写磁头(电磁铁)用来录制和读取信息。 计算机磁盘与磁记录 1.录制 磁头产生的磁场随数字信息而改变，当磁性盘片转动时，变化的磁场将磁盘上的磁性材料磁化，从而记录下相应的磁信号。 计算机磁盘与磁记录 2.读取 磁盘转动再次通过磁头，电磁感应使磁头产生的电流与录制时的电流一致，从而获得录制的信息。 磁不但可以记录声音、影像等数字信息，而且可以用来记录其他信息。 计算机磁盘与磁记录 信息记录：利用电流的磁效应，即电生磁。 信息读取：利用电磁感应原理，即磁生电。 手机无线充电装置的充电座和手机分别内置线圈，当手机放在充电座上时，充电座的线圈产生变化磁场，使手机的线圈产生感应电流，感应电流经转换变为直流电后给手机电池充电。 无线充电 无线充电 话筒是把声音转变为电信号的装置，如图所示是动圈式话筒结构图。 动圈式话筒 当人对着话筒讲话时，声波使金属膜片振动，连接在膜片上的线圈(音圈)随之在永磁铁的磁场中振动，从而产生感应电流。感应电流的大小和方向不断发生变化，经扩音器放大后，扬声器就能放出被放大的声音了。 4.(来自教材)如图所示，电吉他的弦是磁性物质。当弦振动时，线圈产生感应电流，感应电流输送到放大器、喇叭，把声音播放出来。请解释电吉他是如何产生感应电流的。弦能否改用尼龙材料？ 答案　当磁性物质制作的弦振动时，会造成穿过线圈的磁通量发生变化，线圈产生感应电流。若将弦改用尼龙材料，因尼龙材料无磁性，当弦振动时线圈中就不会产生感应电流，故不能改用尼龙材料。 例题 与其担心未来，不如努力现在。成功的路上，只有奋斗才能给自己安全感。 电磁感应现象及应用 磁通量 电磁感应现象 磁通量Φ=BS，单位：韦伯；符号：Wb 磁通量密度：B= 磁通量与夹角的关系 探究导体棒在磁场中运动是否产生电流 探究磁铁在通电螺线管中运动是否产生电流 电磁感应的应用 计算机磁盘与磁纪录、无线充电、动圈式话筒 磁场和导体无相对运动是否产生电流 磁通量的正负 磁通量的变化量： ΔΦ=|Φ2-Φ1| B⊥S，Φ=BS ； B∥S ， Φ=0； 0°<α<90°时，有0<Φ<BS 课堂小结 本 课 结 束 Keep Thinking! $1821年，法拉第从奥斯特的实验中得到启发，他设计了一款简单的装置，成功利用电流使线圈转动起来。实际上，这就是今天世界上所有电动机的始祖。这时的法拉第已经小有名气，而他的爱情之花也终于绽放，他与妻子萨拉结为伴侣，从此一生扶持，相伴到老。萨拉是位坚韧睿智的女子，她全心支持丈夫的事业，照顾法拉第的起居。更为重要的是，每当法拉第遇到质疑与攻击的时候，萨拉总是默默地站在他身后，坚定的支持着他在妻子的开导与鼓励之下，法拉第的科学道路越走越远。1831年，法拉第发现当磁铁穿过一个闭合线路时，线路内就会有电流产生，这就是最著名的电磁感应现象。这一定律被现代电学物理学公认为最伟大的发现之一。同年，法拉第发明出人类历史上第一台发电机，从此开启了一个属于电器的时代。1837年，法拉第有了一个震惊科学界的新发现，他将电场和磁场的概念引入正式的研究课程中，指出电和磁的周围都有厂的存在，这打破了牛顿力学超级作用的传统观念，随即又提出电力线的全新概念，一举打破长达数百年的前人权威观念，奠定了现代电磁学的基础，成为物理学界又一伟大的发现。这位质朴的科学巨匠一生奔走在科学的道路上用他的天才、智慧为世界带来光明与希望。