《第13章3電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用》課件、同步練習(xí)、導(dǎo)學(xué)案

1、第三節(jié) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步這是產(chǎn)生感應(yīng)電流的唯一方法嗎？ 奧斯特：電生磁一、劃時代的發(fā)現(xiàn)生 奧斯特：電生磁一、劃時代的發(fā)現(xiàn)磁 電？ 法拉第：磁生電一、劃時代的發(fā)現(xiàn) 奧斯特發(fā)現(xiàn)的電流磁效應(yīng)，使整個科學(xué)界受到了極大的震動，它證實電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象是有聯(lián)系的。法拉第贊揚道：“它突然打開了科學(xué)中一個黑暗領(lǐng)域的大門，使其充滿光明?！?法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)使人們對電和磁內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識更加完善，宣告了電磁學(xué)作為一門統(tǒng)一學(xué)科的誕生，為電磁學(xué)的發(fā)展作出了重大貢獻(xiàn)。 科學(xué)史上許多重要發(fā)現(xiàn)和發(fā)明，常被人們有意無意地罩上神秘的光環(huán)，似乎科學(xué)家都是呼風(fēng)喚雨的魔術(shù)師。但是我們在這里看到，具有閃光思

2、維的奧斯特和法拉第，在做出偉大發(fā)現(xiàn)的過程中也受著歷史局限性的束縛，也有過“可笑”的疏忽與失誤。他們是偉大的，但也是可以學(xué)習(xí)的真實的人。一、劃時代的發(fā)現(xiàn)鐵芯和線圈M是產(chǎn)生這一效應(yīng)的必要條件嗎？ 1831年11月24日，法拉第向皇家學(xué)會提交了一個報告，把這種現(xiàn)象定名為電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。 “磁生電”是一種在變化、運動的過程中才能出現(xiàn)的效應(yīng)。 五種類型可以引起感應(yīng)電流：變化的電流、變化的磁場、運動的恒定電流、運動的磁鐵、在磁場中運動的導(dǎo)體。一、劃時代的發(fā)現(xiàn)有規(guī)律嗎？二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件實驗：探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件導(dǎo)體棒的運動情況表針的擺動情況左右運動上下平動擺動不擺動實驗結(jié)論：當(dāng)導(dǎo)體

3、棒左右運動時，切割磁感線，有電流產(chǎn)生；導(dǎo)體棒上下平動時，不切割磁感線，沒有電流產(chǎn)生。二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件實驗：探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件磁鐵的運動情況表針的擺動情況插入瞬間拔出瞬間停在線圈中擺動不擺動擺動實驗結(jié)論：磁鐵插入和拔出的瞬間，螺線管中的每一線圈都切割磁感線，有電流產(chǎn)生；磁鐵停在螺線管中時，沒切割磁感線，無電流產(chǎn)生。二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件實驗：探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件操作表針的擺動情況開關(guān)閉合瞬間開關(guān)閉合，滑動變阻器不動開關(guān)閉合，滑動變阻器觸片滑動開關(guān)斷開瞬間擺動不擺動擺動擺動實驗結(jié)論：磁鐵插入和拔出的瞬間，螺線管中的每一線圈都切割磁感線，有電流產(chǎn)生；磁鐵停在螺線管中時，沒切割磁感線，無電

4、流產(chǎn)生。二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件實驗：探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件結(jié)論：只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有電流產(chǎn)生。導(dǎo)體切割磁感線改變了閉合電路在磁場中的面積磁鐵插入或拔出改變了閉合電路中磁場的強(qiáng)弱開關(guān)閉合或斷開，滑動變阻器滑動改變了閉合電路中磁場的強(qiáng)弱二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件結(jié)論：只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有電流產(chǎn)生。磁通量變化包括：B不變，S變化S不變，B變化B、S不變，B、S的夾角變化B、S都變化三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用 1.通電直導(dǎo)線旁邊放一矩形線圈ABCD，請大家設(shè)計方法，使ABCD中能產(chǎn)生感應(yīng)電流？改變直導(dǎo)線中電流大小，或讓矩形線圈靠近或遠(yuǎn)離直導(dǎo)線 2.如圖所

5、示的勻強(qiáng)磁場中有一個矩形的閉合導(dǎo)線框。在下列幾種情況下，線框中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流？ 3.如圖所示，磁場中有一個閉合的彈簧線圈。先把線圈撐開（圖甲），然后放手，讓線圈收縮（圖乙）。線圈收縮時，其中是否有感應(yīng)電流？為什么？ 4.矩形線圈ABCD位于通電長直導(dǎo)線附近，線圈與導(dǎo)線在同一個平面內(nèi)，線圈的兩個邊與導(dǎo)線平行。在這個平面內(nèi)，線圈遠(yuǎn)離導(dǎo)線移動時，線圈中有沒有感應(yīng)電流？線圈和導(dǎo)線都不動，當(dāng)導(dǎo)線中的電流I逐漸增大或減小時，線圈中有沒有感應(yīng)電流？為什么？ 5.如圖所示，把矩形閉合線圈放在勻強(qiáng)磁場中，線圈平面與磁感線平行，下面能使線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（ ） A線圈沿磁感線方向移動 B線圈沿垂直磁感線方向做

6、移動 C線圈以ab邊為軸勻速轉(zhuǎn)動 D線圈以bc邊為軸勻速轉(zhuǎn)動C1.利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。 2.結(jié)論：無論用什么方法，只要使閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電流中就會有感應(yīng)電流產(chǎn)生。3.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：（1）電路閉合（2）磁通量發(fā)生變化3.電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用同步練習(xí)必備知識自我檢測一、劃時代的發(fā)現(xiàn)1.“電生磁”的發(fā)現(xiàn)1820年,丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)。2.“磁生電”的發(fā)現(xiàn)1831年,英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。3.電磁感應(yīng)法拉第把他發(fā)現(xiàn)的磁生電的現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。必備知識自我檢測二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件1.實驗觀察(

7、1)導(dǎo)體棒在磁場中運動必備知識自我檢測(2)磁鐵在線圈中運動 必備知識自我檢測(3)模擬法拉第的實驗 必備知識自我檢測2.分析論證(1)實驗(1)表明:閉合導(dǎo)體回路包圍的面積變化時,有電流產(chǎn)生;閉合導(dǎo)體回路包圍的面積不變時,無電流產(chǎn)生。(2)實驗(2)表明:線圈中的磁場變化時,有感應(yīng)電流;線圈中的磁場不變時,無感應(yīng)電流。(3)實驗(3)表明:線圈B中磁場變化,有感應(yīng)電流;線圈B中磁場不變,無感應(yīng)電流。(4)實驗結(jié)論:產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件與磁場的變化有關(guān)系,與閉合導(dǎo)體回路包圍的面積有關(guān)系。3.感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件當(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。必備知識自我檢測三、

8、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用法拉第的圓盤發(fā)電機(jī)開辟了人類社會的電氣化時代。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。電磁感應(yīng)的應(yīng)用不局限于此,電磁感應(yīng)原理用于很多設(shè)備和系統(tǒng),其中包括感應(yīng)馬達(dá)、發(fā)電機(jī)、充電池的無接觸充電、感應(yīng)鐵架的電爐、感應(yīng)焊接、電感器、電磁成型、磁場計、電磁感應(yīng)燈、電動式傳感器、麥克風(fēng)等。必備知識自我檢測1.正誤判斷。(1)只要閉合電路內(nèi)有磁通量,閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。 ()解析:產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:一是閉合電路,二是磁通量變化。有磁通量而不變化,是不會產(chǎn)生感應(yīng)電流的。答案:(2)穿過螺線管的磁通量發(fā)生變化時,螺線管內(nèi)部就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生。 ()解析:磁通量

9、發(fā)生變化,而螺線管回路不閉合,不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。答案:必備知識自我檢測(3)閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中運動就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。 ()解析:只有閉合電路的部分導(dǎo)體做切割磁感線的運動時,閉合回路中才會產(chǎn)生感應(yīng)電流。答案:(4)線框不閉合時,即使穿過線框的磁通量發(fā)生變化,線框中也沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生。 ()解析:產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩個條件都滿足才會有感應(yīng)電流產(chǎn)生。答案:必備知識自我檢測2.探究討論。(1)奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)對法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象有什么意義?答案:正因為奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),提示了電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象之間存在某種聯(lián)系,突破了人類對電與磁認(rèn)識的局限性,使法拉第堅信有了磁場就一定會產(chǎn)生電流。(2

10、)電流的磁效應(yīng)與電磁感應(yīng)有什么區(qū)別?答案:電流的磁效應(yīng)是指電流周圍產(chǎn)生磁場,即“電生磁”。電磁感應(yīng)現(xiàn)象是利用磁場產(chǎn)生感應(yīng)電流,即“磁生電”?！半娚拧焙汀按派姟笔莾煞N因果關(guān)系相反的現(xiàn)象,要正確區(qū)分這兩種現(xiàn)象。探究隨堂檢測 探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件情景導(dǎo)引如圖所示,原線圈(小螺線管)接電源、開關(guān)和滑動變阻器,副線圈(大螺線管)接電流表,按照表中實驗操作進(jìn)行實驗,觀察有無感應(yīng)電流產(chǎn)生,完成下表。探究隨堂檢測探究隨堂檢測知識歸納1.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。2.感應(yīng)電流有無的判斷引起感應(yīng)電流的表面因素很多,但本質(zhì)的原因是磁通量的變化。只要穿過閉合

11、電路的磁通量變化,閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。探究隨堂檢測穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,大致有以下四種情況: 畫龍點睛 (1)電路為閉合電路。(2)穿過電路的磁通量發(fā)生變化。兩條必須同時滿足,才能產(chǎn)生感應(yīng)電流。探究隨堂檢測實例引導(dǎo)例題如圖所示,矩形線圈與磁場垂直,且一半在勻強(qiáng)磁場內(nèi),一半在勻強(qiáng)磁場外。下述操作中能使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是()A.以bc為軸轉(zhuǎn)動45B.以ad為軸轉(zhuǎn)動45C.將線圈向下平移D.將線圈向上平移探究隨堂檢測解析:當(dāng)線圈以bc為軸轉(zhuǎn)動45時,ad邊剛好還沒有進(jìn)入磁場,這樣,穿過線圈的磁感線的條數(shù)沒有發(fā)生變化,磁通量不發(fā)生改變,所以在回路中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,A錯誤。當(dāng)以ad

12、為軸轉(zhuǎn)動45時,bc邊剛好要離開磁場,這樣,穿過線圈的磁感線的條數(shù)將不斷減少,所以在回路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項B正確。當(dāng)將線圈向下平移或者向上平移時,穿過線圈的磁感線的條數(shù)均沒有發(fā)生變化,磁通量不發(fā)生改變,所以在回路中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,選項C、D錯誤。答案:B探究隨堂檢測規(guī)律方法判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流的技巧(1)電路閉合和磁通量發(fā)生變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩個條件,二者缺一不可。(2)磁通量發(fā)生變化,其主要內(nèi)涵體現(xiàn)在“變化”上,磁通量很大,若沒有變化,也不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,開始磁通量雖然是零,但是變化的,仍然可以產(chǎn)生感應(yīng)電流。(3)產(chǎn)生感應(yīng)電流的實質(zhì)是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。探究隨堂檢測1.(多選)如

13、圖所示,在正方形線圈的內(nèi)部有一條形磁鐵,線圈與磁鐵在同一平面內(nèi),兩者有共同的中心軸線OO,關(guān)于線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的下列說法正確的是 ()A.當(dāng)磁鐵向紙面外平移時,線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流B.當(dāng)磁鐵向上平移時,線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流C.當(dāng)磁鐵向下平移時,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流D.當(dāng)磁鐵N極向紙外、S極向紙里繞OO軸轉(zhuǎn)動時,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流探究隨堂檢測解析:由于線圈與磁鐵在同一平面內(nèi),兩者有共同的中心軸線OO,由條形磁鐵的磁感線分布的軸對稱性可以判斷出此時線圈中的磁通量為零。當(dāng)磁鐵向紙面外平移時,N極發(fā)出的磁感線從磁鐵外部再回到S極,所以在平移過程中,線圈中沒有磁通量的改變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,A正確;當(dāng)磁鐵向上平移時或者當(dāng)磁鐵向下平移時,線圈始終在條形磁鐵的軸線上,所以磁通量始終為零,所以線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,所以B正確,C錯誤;當(dāng)磁鐵N極向紙外、S極向紙里繞OO軸轉(zhuǎn)動時,線圈中的磁通量將由零開始逐漸增加,所以磁通量發(fā)生了變化,將會產(chǎn)生感應(yīng)電流,所以D正確。答案:ABD探究隨堂檢測2.(多選)