高中物理人教必修三第13章第3節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用課件

1、電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用人教版高中物理 必修3新知導(dǎo)入我們知道，閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線的運(yùn)動時，導(dǎo)體中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。那么，切割磁感線是產(chǎn)生感應(yīng)電流的唯一方法嗎？還有其他方法嗎？今天我們就來研究產(chǎn)生感應(yīng)電流的方法。新知講解一、劃時代的發(fā)現(xiàn)1.電能生磁奧斯特發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線能使小磁針偏轉(zhuǎn)，即電流的磁效應(yīng)，這樣有關(guān)電與磁關(guān)系的嶄新研究領(lǐng)域洞開在人們面前，激發(fā)了科學(xué)家們的探索熱情。思考：既然電流能夠引起磁針的運(yùn)動，那么，為什么不能用磁體使導(dǎo)線中產(chǎn)生電流呢？SNI新知講解2.磁能生電英國科學(xué)家法拉第敏銳地覺察到，磁與電流之間應(yīng)該有聯(lián)系。他在1822年的日記中寫下了“由磁產(chǎn)生電”的設(shè)想。他做了

2、多次嘗試，經(jīng)歷了一次次失敗，但他堅(jiān)信電與磁有聯(lián)系，經(jīng)十年努力，終于發(fā)現(xiàn)磁能生電。法拉第英國物理學(xué)家、化學(xué)家新知講解3.法拉第的“磁生電” 實(shí)驗(yàn)1831年，法拉第把兩個線圈繞在一個鐵環(huán)上如下圖，一個線圈接電源，另一個線圈接“電流表”。當(dāng)給一個線圈通電或斷電的瞬間，在另一個線圈上出現(xiàn)了電流。法拉第從中領(lǐng)悟到，“磁生電”是一種在變化、運(yùn)動的過程中才能出現(xiàn)的效應(yīng)。法拉第用過的線圈SBAG新知講解于是，他又設(shè)計(jì)并動手做了幾十個實(shí)驗(yàn)，使深藏不露的各種“磁生電”的現(xiàn)象顯現(xiàn)而出。他把這些“磁生電” 現(xiàn)象定名為電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫作感應(yīng)電流。電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)使人們對電與磁內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識更加深入，宣告了電磁學(xué)作為

3、一門統(tǒng)一學(xué)科的誕生。新知講解二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件思考與討論1：如圖所示，金屬棒 AB 靜止或沿著磁感線運(yùn)動時，電路中有沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生？金屬棒 AB怎樣運(yùn)動才產(chǎn)生感應(yīng)電流？BACD金屬棒 AB 靜止或沿著磁感線運(yùn)動時，電路中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生。只有 AB 向右或向左切割磁感線時才產(chǎn)生感應(yīng)電流。新知講解思考與討論2:AB 切割磁感線時，磁場發(fā)生變化了嗎？發(fā)生變化的是什么？那么，與磁場相關(guān)的哪個物理量發(fā)生了變化呢？CDBA磁場沒有變化，變化的只有閉合電路 ABCD 的面積。也就是說，穿過電路 ABCD 的磁通量發(fā)生了變化。感應(yīng)電流的產(chǎn)生是否與磁通量的變化有關(guān)呢？ 下面我們通過實(shí)驗(yàn)來研究這個問題。新

4、知講解實(shí) 驗(yàn) 探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件1.實(shí)驗(yàn)器材線圈A、線圈B、學(xué)生電源、變阻器、開關(guān)、電流表。AB實(shí)驗(yàn)裝置新知講解2.實(shí)驗(yàn)步驟（1）按圖連接實(shí)驗(yàn)裝置， 線圈A通過變阻器和開關(guān)連接到電源上，線圈B的兩端連接到電流表上，把線圈A裝在線圈B的里面。（2）開關(guān)閉合或斷開瞬間，觀察與線圈B連接到電流表指針有無擺動。（3）開關(guān)閉合時，滑動變阻器不動，觀察電流表指針有無擺動。（4）開關(guān)閉合時，迅速移動滑動變阻器的滑片，觀察電流表指針有無擺動。新知講解探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件視頻新知講解開關(guān)和變阻器的狀態(tài)線圈 B 中是否有電流開關(guān)閉合瞬間開關(guān)斷開瞬間開關(guān)閉合時，滑動變阻器不動開關(guān)閉合時，迅速移動滑動變阻器的滑

5、片有電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生無電流產(chǎn)生新知講解思考：由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知迅速移動滑動變阻器的滑片或開關(guān)的閉合、斷開瞬間線圈 B 中有感應(yīng)電流，穿過線圈 B 的磁通量發(fā)生了變化嗎？參考答案：線圈 B 的磁通量發(fā)生了變化。線圈 A 中的電流迅速變化，產(chǎn)生的磁場的強(qiáng)弱也在迅速變化，又由于兩個線圈套在一起，所以線圈 B 內(nèi)的磁場強(qiáng)弱也在迅速變化。這種情況下，穿過線圈 B 的磁通量也發(fā)生了變化，線圈 B 中有感應(yīng)電流。甲乙ABAB思考討論：你能總結(jié)引起磁通量發(fā)生變化有哪些因素嗎？（1）由于磁場變化而引起閉合回路的磁通量的變化。（2）磁場不變，由于閉合電路的面積S發(fā)生變化而引起磁通量的變化。（3）閉合回路的

6、磁場和面積S同時發(fā)生變化而引起磁通量的變化。（4）閉合電路與磁場間的夾角發(fā)生變化而引起磁通量的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時，閉合導(dǎo)體回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流。這就是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。新知講解新知講解針對練習(xí)：關(guān)于感應(yīng)電流，下列說法中正確的是（）A只要穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中就一定有感應(yīng)電流 B只要閉合導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動，導(dǎo)線中就一定有感應(yīng)電流 C若閉合電路的一部分導(dǎo)體不做切割磁感線運(yùn)動，閉合電路中一定沒有感應(yīng)電流 D當(dāng)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，閉合電路中一定有感應(yīng)電流 D新知講解三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用1.最早的發(fā)電機(jī)1831 年圣誕節(jié)前夕，一次科學(xué)報告會上

7、，法拉第當(dāng)眾表演了一個實(shí)驗(yàn)。一個銅盤的軸和銅盤的邊緣分別連在“電流表”的兩端。法拉第搖動手柄使銅盤在磁極之間旋轉(zhuǎn)，“電流表”的指針隨之?dāng)[動。這是最早的發(fā)電機(jī)。新知講解1.根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成發(fā)電機(jī)，它開辟了人類社會的電氣化時代。2.生產(chǎn)、生活中廣泛使用的變壓器、電磁爐等也是根據(jù)電磁感應(yīng)制造的。發(fā)電機(jī)變壓器電磁爐新知講解三峽電站一臺發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子新知講解 STSE 法拉第與電氣化時代法拉第出生于英國的一個鐵匠家庭，曾經(jīng)在一家書店當(dāng)過學(xué)徒。1813 年，22 歲的法拉第毛遂自薦，成了著名化學(xué)家戴維的助理實(shí)驗(yàn)員。法拉第看到，伏打電池昂貴、產(chǎn)生的電流小，而自然界中有不少天然磁石。如果可以由磁產(chǎn)生電流，就

8、能獲得廉價的電力。他說：“我因?yàn)閷Ξ?dāng)時產(chǎn)生電的方法感到不滿意，因此急于發(fā)現(xiàn)磁與感應(yīng)電流的關(guān)系，覺得電學(xué)在這條路上一定可以充分發(fā)展。在 10 年的探索中，法拉第遭遇了多次失敗。在他當(dāng)年的日記中“未顯新知講解示作用”“毫無反應(yīng)”“不行”等詞語，記錄著艱苦的探索歷程。他還認(rèn)為電磁相互作用是通過介質(zhì)來傳遞的，并把這種介質(zhì)叫作“場”，他還以驚人的想象力創(chuàng)造性地用“力線”（即現(xiàn)代物理學(xué)中的“磁感線”）形象地描述“場”的物理圖景。法拉第鄙視金錢、地位和權(quán)勢。他謙虛、樸實(shí)、安于清貧，謝絕了皇家學(xué)會會長、皇家研究院院長、倫敦大學(xué)教授等職位和頭銜，也不肯接受貴族爵位。課堂練習(xí)1.對電流磁效應(yīng)的對稱性思考或逆向思維

9、，人們提出的問題是（）A摩擦產(chǎn)生熱 B電流產(chǎn)生磁 C靜電感應(yīng) D磁體產(chǎn)生電流 D課堂練習(xí)2.如圖所示，在垂直于紙面的范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場中，有一個矩形線圈abcd，線圈平面與磁場垂直，O1O2是線圈的對稱軸，線圈怎樣運(yùn)動才能使其產(chǎn)生感應(yīng)電流（）A線圈向右勻速移動 B線圈向右加速移動 C線圈垂直于紙面向里平動 D線圈繞O1O2軸轉(zhuǎn)動 DO1O2a bd c課堂練習(xí)3.法拉第最初發(fā)現(xiàn)“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)情景簡化如圖所示，在正確操作的情況下，得到符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的選項(xiàng)是（）A閉合開關(guān)的瞬間，電流計(jì)指針無偏轉(zhuǎn) B閉合開關(guān)穩(wěn)定后，電流計(jì)指針有偏轉(zhuǎn) C通電狀態(tài)下，斷開與電源相連線圈的瞬間，電流計(jì)指針有偏轉(zhuǎn)

10、D將繞線的鐵環(huán)換成木環(huán)后，閉合或斷開開關(guān)瞬間，電流計(jì)指針無偏轉(zhuǎn) 。C課堂練習(xí)4.處于恒定勻強(qiáng)磁場中的閉合線圈，在下列運(yùn)動狀態(tài)中一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）A勻速運(yùn)動 B與磁場發(fā)生相對運(yùn)動 C切割磁感線運(yùn)動 D繞垂直磁場的軸翻轉(zhuǎn) D拓展提高1如圖所示為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)裝置。如果在閉合開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)一下，那么合上開關(guān)后（）BA靈敏電流計(jì)指針一直在右邊某一位置保持不動 B線圈A插入線圈B后將滑動變阻器的滑片迅速向右拉時靈敏電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)一下 C將線圈A迅速抽出線圈B時，靈敏電流計(jì)指針將向右偏轉(zhuǎn)一下 D線圈A插入線圈B后，將開關(guān)斷開，靈敏電流計(jì)指針將向右偏轉(zhuǎn)一下 拓展提高2.把矩形閉合線圈abcd放在勻強(qiáng)磁場里，線圈平面與磁感線平行，如圖所示。下列能使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的運(yùn)動是（）A讓線圈沿磁感線方向加速運(yùn)動 B讓線圈垂直紙面方向勻速運(yùn)動 C讓線圈以bc邊為軸作勻速轉(zhuǎn)動 D讓線圈以ab邊為軸作勻速轉(zhuǎn)動Ca bcdB拓展提高3.下列說法正確的是（ ）A電容器是一種儲存電荷的裝置 B避雷針是用來防止靜電的 C電感器應(yīng)用了電流的熱效應(yīng) D電磁爐應(yīng)用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象 A、B、D課堂總結(jié)1.電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)是劃時代的發(fā)現(xiàn)。2.當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時，閉