中职物理课件：505第五节 电磁感应现象

第五节电磁感应现象主讲人：张明明山东省滕州市中等职业教育中心学校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12法拉第电磁感应定律301PART01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。02PART01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。03PART01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