電磁感應現(xiàn)象及其應用課件-2024-2025學年高二上學期物理人教版（2019）必修第三冊

新人教版必修三第十三章電磁感應及電磁波初步第3節(jié)電磁感應現(xiàn)象及其應用新課引入

我們知道，閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線的運動時，導體中就會產(chǎn)生感應電流。那么，切割磁感線是產(chǎn)生感應電流的唯一方法嗎？還有其他方法嗎？這些方法有什么內(nèi)在聯(lián)系？聯(lián)系到電流的磁效應，法拉第敏銳地覺察到，磁與電之間也應該有這種“感應”。法拉第從電流磁效應的對稱性角度思考——磁生電

奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應——電生磁學習任務一：劃時代的發(fā)現(xiàn)1831年，法拉第把兩個線圈繞在一個鐵環(huán)上。他在1831年8月29日的日記中寫下了首次成功的記錄。一個線圈接電源G電源法拉第用過的線圈另一個線圈接“電流表”當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。學習任務一：劃時代的發(fā)現(xiàn)電磁感應的發(fā)現(xiàn)使人們對電與磁內(nèi)在聯(lián)系的認識更加深入，宣告了電磁學作為一門統(tǒng)一學科的誕生。為電磁學的發(fā)展作出了重大貢獻。同時也推動了電氣化時代的到來.法拉第歷經(jīng)10年領悟到，“磁生電”是一種在變化、運動的過程中才能出現(xiàn)的效應。問題：與磁場相關的哪個物理量發(fā)生了變化，才能出現(xiàn)這種效應呢？這些現(xiàn)象叫為電磁感應，產(chǎn)生的電流叫作感應電流學習任務一：劃時代的發(fā)現(xiàn)金屬棒AB靜止時，電路中沒有感應電流產(chǎn)生；AB沿著磁感線運動時，電路中也沒有感應電流；只有AB切割磁感線時才產(chǎn)生感應電流。AB切割磁感線時，磁場沒有變化，變化的只有電路ABCD的面積。那么，與磁場相關的哪個物理量發(fā)生了變化呢？導體棒AB做切割磁感線運動時，磁場沒有變化，變化的只有回路ABCD的面積。也就是說，穿過回路ABCD的磁通量發(fā)生了變化。學習任務二：產(chǎn)生感應電流的條件探究：線圈B中磁通量變化時是否會產(chǎn)生感應電流？問題：如何使線圈B的磁通量發(fā)生變化呢？方法：線圈A中的電流變化，使得線圈B中的磁通量發(fā)生變化。學習任務二：產(chǎn)生感應電流的條件觀察下面幾種情況下線圈B中是否有電流產(chǎn)生。學習任務二：產(chǎn)生感應電流的條件操作1：開關閉合、斷開瞬間開關和變阻器的狀態(tài)線圈B中是否有電流開關閉合瞬間

開關斷開瞬間

開關閉合時，滑動變阻器不動

開關閉合時，滑片從右向左移動

有電流有電流學習任務二：產(chǎn)生感應電流的條件操作2：開關閉合后，迅速滑動滑動變阻器的滑片開關和變阻器的狀態(tài)線圈B中是否有電流開關閉合瞬間

開關斷開瞬間

開關閉合時，滑動變阻器不動

開關閉合時，滑片從右向左移動

開關閉合時，滑片從左向右移動

有電流有電流無電流有電流有電流學習任務二：產(chǎn)生感應電流的條件在上面的實驗中，由于迅速移動滑動變阻器的滑片（或由于開關的閉合、斷開），線圈A中的電流迅速變化，產(chǎn)生的磁場的強弱也在迅速變化，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中有感應電流。當穿過閉合導體回路的磁通量發(fā)生變化時，閉合導體回路中就產(chǎn)生感應電流。學習任務二產(chǎn)生感應電流的條件以上實驗及其他事實表明：當穿過閉合導體回路的磁通量發(fā)生變化時，閉合導體回路中就產(chǎn)生感應電流。產(chǎn)生感應電流的條件：1、閉合回路2、磁通量發(fā)生變化學習任務二：產(chǎn)生感應電流的條件法拉第的圓盤發(fā)電機——人類第一臺發(fā)電機1831年圣誕節(jié)前夕，一次科學報告會上，法拉第當眾表演了一個實驗。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，“電流表”的指針隨之擺動。這是最早的發(fā)電機。學習任務三：電磁感應現(xiàn)象的應用三峽發(fā)電機組學習任務三：電磁感應現(xiàn)象的應用法拉第出生于英國的一個鐵匠家庭，曾經(jīng)在一家書店當過學徒。1813年，22歲的法拉第毛遂自薦，成了著名化學家戴維的助理實驗員。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，就能獲得廉價的電力。他說：“我因為對當時產(chǎn)生電的方法感到不滿意，因此急于發(fā)現(xiàn)磁與感應電流的關系，覺得電學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。在他當年的日記中“未顯示作用”“毫無反應”“不行”等詞語，記錄著艱苦的探索歷程。他還認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、地位和權勢。他謙虛、樸實、安于清貧，謝絕了皇家學會會長、皇家研究院院長、倫敦大學教授等職位和頭銜，也不肯接受貴族爵位。

STSE法拉第與電氣化時代當堂達標檢測1．圖所示的勻強磁場中有一個矩形閉合導線框。在下列幾種情況下，線框中是否產(chǎn)生感應電流？(1)保持線框平面始終與磁感線垂直，線框在磁場中上下運動（圖甲）；(2)保持線框平面始終與磁感線垂直，線框在磁場中左右運動（圖乙）；(3)線框繞軸線轉動（圖丙）。

【詳解】(1)保持線框平面始終與磁感線垂直，線框在磁場中上下運動,線框的磁通量不變，不產(chǎn)生感應電流；(2)保持線框平面始終與磁感線垂直，線框在磁場中左右運動，線框的磁通量不變，不產(chǎn)生感應電流；(3)線框繞軸線轉動，線框的磁通量變化，產(chǎn)生感應電流當堂達標檢測【詳解】先把線圈撐開，然后放手，讓線圈收縮，則線圈的面積減小，根據(jù)可知，穿過線圈的磁通量減小，則線圈中會產(chǎn)生感應電流。2．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，其中是否有感應電流？為什么？

當堂達標檢測

【詳解】當線圈向右移動，進入磁場的過程中，穿過線圈的磁通量增大，故產(chǎn)生感應電流；當完全進入時，穿過線圈的磁通量不變，則不產(chǎn)生感應電流；當離開磁場時，磁通量減小，產(chǎn)生感應電流。3．如圖，垂直于紙面的勻強磁場局限在虛線框內(nèi)，閉合線圈由位置1穿過虛線框運動到位置2。線圈在運動過程中什么時候有感應電流，什么時候沒有感應電流？為什么？當堂達標檢測4．矩形線圈位于通電長直導線附近（如圖），線圈與導線在同一平面內(nèi)，線圈的兩個邊與導線平行。在這個平面內(nèi)，線圈遠離導線移動時，線圈中有沒有感應電流？線圈和導線都不動，當導線中的電流逐漸增大或減小時，線圈中有沒有感應電流？為什么？注意：長直導線中電流越大，它產(chǎn)生的磁場越強；離長直導線越遠，它的磁場越弱。

【詳解】當線圈逐漸遠離線圈，穿過線圈的磁場減弱，即穿過線圈的磁通量減小，故產(chǎn)生感應電流；當電流增大或減小時，垂直紙面向里的磁場增強或減弱，穿過線圈的磁通量增加或減小，因此有感應電流。當堂達標檢測【詳解】如果使銅環(huán)沿著磁場的方向移動，則穿過銅環(huán)的磁通量不變，不會產(chǎn)生感應電流；如果磁場是不均勻的，如果使銅環(huán)沿著磁場的方向移動，則穿過銅環(huán)的磁通量發(fā)生變化，會產(chǎn)生感應電流。5．把一個銅環(huán)放在勻強磁場中，使銅環(huán)的平面跟磁場方向垂直（圖甲）。如果使銅環(huán)沿著磁場的方向移動，其中是否有感應電流？為什么？如果磁場是不均勻的（圖乙），是否有感應電流？為什么？

當堂達標檢測

詳解】要在線圈B中產(chǎn)生感應電流，