中职物理（通用类）高教版（2023）5.5 电磁感应现象 同步课件(共24张PPT)

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第五节电磁感应现象

白鹤滩水电站为什么要安装这么大的水轮发电机组呢？

主要内容

电磁感应现象

右手定则

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法拉第电磁感应定律

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PART01

电磁感应现象

一、电磁感应现象

我们在初中学过，闭合导体回路的一部分在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中会产生电流。这种现象称为电磁感应现象，其中产生的电流称为感应电流。

【观察与体验】观察导体切割磁感线时的电磁感应现象

将导体棒、电流表和导线组成一个闭合回路，将蹄形磁铁按照右图所示放置。用手拿着导体棒做竖直上下方向和水平左右方向的运动，观察电流表指针的偏转情况。

【思考与讨论】

与同学讨论，导体棒的运动为什么会在闭合回路中产生感应电流？当导体棒在磁铁中左右运动时，闭合回路的发生了变化；当导体棒在磁铁中上下运动时，闭合回路的

没有发生变化。

【活动与探究】探究用磁铁在闭合回路中产生感应电流的方法

一、电磁感应现象

提出问题：

如何利用如右图所示的器材（一个电流表、一个螺线管、一个磁铁和两根导线），产生出感应电流？

【观察与体验】观察变化电流产生的电磁感应现象

一、电磁感应现象

如右图所示，把带有铁芯的线圈A跟电源和开关连接起来，把线圈B跟电流表连接起来，线圈A放置在线圈B中。观察闭合或打开开关时电流表指针的偏转情况。

【思考与讨论】

开关闭合时，电路中电流的变化是由变为，线圈A中的磁场变化是由变为。开关打开时，电路中电流的变化是由变为，线圈A中的磁场变化是由变为。

【观察与体验】观察变化电流产生的电磁感应现象

一、电磁感应现象

把上面电路中的开关换成滑动变阻器，如右图所示。观察改变滑动变阻器的滑动触头位置时发生的现象。

【思考与讨论】

变阻器的滑动触头向左移动时，电路中电流的变化是由变，线圈A中的磁场变化是由变；变阻器的滑动触头向右移动时，电路中电流的变化是由变，线圈A中的磁场变化是由变。

电磁感应现象的产生好像很简单，但是历史上发现电磁感应现象的过程却十分艰难。法拉第做了近十年“磁生电”的实验，1831年8月，才在如右图所示的电路中，发现了电磁感应现象。

一、电磁感应现象

后来，法拉第又做了大量的实验，把产生感应电流的情况归纳成五类：变化着的电流、变化着的磁场、运动的恒定电流、运动的磁场、在磁场中运动的导体。

现在，人们归纳出：不论用什么方法，只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，回路中就有感应电流产生。

02

PART01

右手定则

二、右手定则

通过实验人们归纳出，闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，可以用右手定则来判断感应电流的方向：伸开右手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动的方向。那么，其余四指的指向就是感应电流的方向，如右图所示。

03

PART01

法拉第电磁感应定律

那么，感应电动势的大小与哪些因素有关呢？

在电磁感应现象中，闭合导体回路中产生了感应电流，说明回路中一定有电动势。当断开的回路中磁通量变化时，虽然没有感应电流，但是电动势一定存在。我们把在电磁感应现象中产生的电动势，称为感应电动势。产生感应电动势的那部分导体或线圈就相当于电源。

三、法拉第电磁感应定律

【观察与体验】研究决定感应电动势大小的因素

再次进行如右图所示的实验，这一次注意观察，感应电流的大小与导体切割磁感线的速度之间的关系。

三、法拉第电磁感应定律

观察发现：在用闭合回路的一部分导体切割磁感线时，导体运动的速度越，产生的感应电流越大。

【观察与体验】研究决定感应电动势大小的因素

再次进行如右图所示的实验，这一次注意观察，感应电流的大小与磁铁运动速度之间的关系。

三、法拉第电磁感应定律

观察发现：条形磁铁在闭合回路的线圈中运动时，运动的速度越，产生的感应电流越大。

【观察与体验】研究决定感应电动势大小的因素

再次进行如右图所示的实验，这一次注意观察，改变滑动变阻器的滑动触头位置时，感应电流的大小与触头滑动速度之间的关系。

三、法拉第电磁感应定律

观察发现：在改变滑动变阻器的滑动触头位置时，滑动触头滑动的速度越，产生的感应电流越大。

与同学讨论，归纳以上观察结果，可以得出感应电流的大小可能与穿过电路的磁通量的有关。

科学家们通过大量实验归纳出：导体回路中感应电动势的大小，跟穿过这一回路的磁通量的变化率成正比，并把它称为法拉第电磁感应定律。

在时间Δt内，穿过某单匝线圈的磁通量的改变量为ΔΦ，则在单匝线圈中产生的感应电动势为

三、法拉第电磁感应定律

如果线圈有n匝，那么，整个线圈的感应电动势就是单匝线圈的感应电动势的n倍，即

三、法拉第电磁感应定律

示例在一个B=0.01T的匀强磁场中，放一个横截面积为0.001m2的线圈，其匝数为500匝。在0.1s内把线圈平面从平行于磁感线的方向转过90°，变为与磁感线的方向垂直。求线圈中的平均感应电动势。

分析线圈在匀强磁场中发生转动，由于穿过其中磁通量从最小变化到最大，所用时间为0.1s，可以求出线圈的磁通量的变化率，进而利用法拉第电磁感应定律进行求解。

三、法拉第电磁感应定律

解当线圈平面平行于磁感线的方向时，穿过线圈的磁通量最小，Φ1=0，当线圈平面垂直于磁感线的方向时，穿过线圈的磁通量最大，为

Φ2=BS=0.01×0.001Wb=1×10–5Wb

三、法拉第电磁感应定律

在0.1s内穿过线圈磁通量的改变量

ΔΦ=Φ2－Φ1=1×10–5Wb

由法拉第电磁感应定律，得

三、法拉第电磁感应定律

=500×V=0.05V

电磁感应现象的发现是19世纪最伟大的发现之一。后来，发明家们根据电磁感应原理相继发明了交流发电机、变压器等一大批造福人类的新机器，将人类带入电气化时代，极大地促进了社会的发展。

【应用与拓展】旋转电枢式发电机的工作原理

三、法拉第电磁感应定律

白鹤滩水电站位于四川省宁南县和云南省