电磁感应现象及应用(课件) 2023-2024学年高中物理同步备课（人教版2019必修第三册）

第十三章电磁感应与电磁波初步13.3电磁感应现象及应用2023-2024学年高中物理同步备课必修第三册目录contents划时代的发现0102产生感应电流的条件03电磁感应现象的应用04典例分析1820年丹麦物理学家奥斯特圆——“电”生“磁”(机遇总是垂青那些有准备的人）电能生磁既然电能生磁，反过来磁能否“生”电呢？奥斯特新课导入划时代的发现011、法拉第：历经10年，“痴”心不改联系到电流的磁效应，法拉第敏锐地觉察到，磁与电之间也应该有这种“感应”。法拉第他在1822年的日记中写下了“由磁产生电”的设想，并为此进行了长达10年的探索。

很强的磁体或很强的电流可能会在邻近的闭合导线中感应出电流。他进行了很多次尝试，经历了一次次失败，都没有得到预想的结果。划时代的发现1831年，法拉第把两个线圈绕在一个铁环上。1、法拉第：历经10年，“痴”心不改他在1831年8月29日的日记中写下了首次成功的记录。一个线圈接电源G电源法拉第用过的线圈另一个线圈接“电流表”当给一个线圈通电或断电的瞬间，在另一个线圈上出现了电流。2、法拉第：深入探究的真谛法拉第另一个成功实验：法拉第在1831年9月24日，他把两根条形磁铁摆成V形.当其中一根磁铁上端与软铁棒接触或断开瞬间，他看到了灵敏电流计的指针发生了偏转．G软铁棒上绕着一组线圈,并架在两根条形磁铁之上。并串联了一只灵敏电流计法拉第：“一朝顿悟”磁生电是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。——五类“磁生电”现象：变化的电流变化的磁场运动的恒定电流运动的磁铁在磁场中运动的导体“磁生电”现象的本质特征是：变化、运动法拉第发现的电磁感应使人们对电和磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生，为电磁学的发展作出了重大贡献。同时也推动了电气化时代的到来.规律总结法拉第历经10年领悟到，“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。法拉第心系：“磁”能否“电”呢？（成功总是属于那些坚持不懈的人）他做了多次尝试，经历了一次次失败，历经十年努力，终于在1831年发现：磁能生电!这是一个划时代的发现.G电源历史的遗憾与电磁感应擦肩而过的几位科学家：安培科拉顿亨利机遇垂青于有准备头脑的人产生感应电流的条件02AB静止，无电流AB沿磁感线运动，无电流AB切割磁感线，有电流当产生感应电流时与磁场相关的哪个物理量发生了变化呢?观察并思考：AB切割磁感线时，磁场没有变化，变化的只有电路ABCD的面积。

也就是说，穿过电路ABCD的磁通量发生了变化。感应电流的产生是否与磁通量的变化有关呢?思维发散探究产生感应电流的条件实验操作实验现象（有无电流）分析论证导体棒静止闭合电路在磁场中围成的面积变化时，电路中有电流产生；围成的面积不变时，电路中无电流产生。导体棒平行磁感线运动导体棒切割磁感线运动探究无无有磁铁的运动实验现象（有无电流）分析论证插入线圈线圈中的磁场

变化时，线圈中有感应电流；线圈中的磁场

不变化时，线圈中无感应电流

静止不动从线圈中抽出探究有无有条形磁铁通电螺线管等效转换G－＋++-实验操作实验现象（线圈B中有无电流）分析论证开关闭合瞬间线圈B中磁场

时，线圈B中有感应电流；磁场

时，线圈B中无感应电流开关断开瞬间开关保持闭合，滑动变阻器滑片不动开关保持闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片开关闭合瞬间开关断开瞬间开关闭合，迅速移动滑片复原再做探究有有无有变化不变探究感应电流的产生条件切割类变化类模型归类B不变，S变S不变，B变Φ=BS变相对运动磁场变化切割类变化类产生感应电流的条件分析

结论：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。1.闭合回路2.磁通量变化正对面积S改变磁场B的大小改变磁场B的方向改变Φ=BS产生感应电流的条件想一想：分析下列各种情况，线圈有无感应电流产生？线框上下平动线框左右平动线框绕轴转动无感应电流无感应电流有感应电流1)向右平动(ad边还没有进入磁场)2)向上平动(ab边还没有离开磁场)3)以bc边为轴转动(ad边还没有转入磁场)4)以ab边为轴转动(转角不超过90°)5)B＝kt(k＞0)，且线框在图中位置不动有感应电流无感应电流无感应电流有感应电流有感应电流判一判：分析下列各种情况，线圈有无感应电流产生？判一判：分析下列各种情况，线圈有无感应电流产生？向右平动向下平动绕轴转动(ad边向外)从纸面向外平动向上平动有感应电流无感应电流无感应电流有感应电流有感应电流电磁感应现象的应用03想一想：

地球其实是个磁场,那么我们能够通过摇绳（电线）来发电吗？若可以，当沿哪个方向站立，发电的可能性比较大？可以，沿东西方向，站立可能性比较大。跳绳发电1831年圣诞节前夕，一次科学报告会上，法拉第当众表演了一个实验。一个铜盘的轴和铜盘的边缘分别连在“电流表”的两端。法拉第摇动手柄使铜盘在磁极之间旋转，“电流表”的指针随之摆动。这是最早的发电机。法拉第的圆盘发电机——人类第一台发电机当时在场的一位贵妇人取笑地问：“先生，您发明的这个东西有什么用呢？”法拉第平静地反问：“夫人，新生的婴儿又有什么用呢？”三峡电站一台发电机的转子手摇发电机变压器生活中的应用无线充电电磁炉感应电流的应用无线充电器是指不用传统的充电电源线连接到需要充电的终端设备上的充电器，采用了最新的无线充电技术。无线充电技术在2007年获得了20项专利，多种设备可以使用一台充电基站，手机、MP3播放器、电动工具和其他的电源适配器的有线充电情况将不会存在了。通过使用线圈之间产生的磁场，神奇的传输电能，电感耦合技术将会成为连接充电基站和设备的桥梁。电磁感应式无线充电无线充电器的送电线圈交流电手机端的受电线圈感应电流磁通量变化典例分析04【例题1】下列图中能产生感应电流的是(

)【解析】根据产生感应电流的条件可判断：A选项中，电路没有闭合，无感应电流；B选项中，面积增大，穿过闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C选项中，穿过线圈的磁感线相互抵消，Φ恒为零，ΔΦ＝0，无感应电流；D选项中，磁通量不发生变化，无感应电流。【答案】B【例题2】如图所示的装置，在下列各种情况中，不能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中产生感应电流的是（）A.开关S闭合或断开的瞬间B.开关S闭合后，电路中电流稳定时C.开关S闭合后，滑动变阻器触头滑动的瞬间D.把螺线管内铁芯迅速抽出的过程中【答案】BA．G1、G2中都有电流通过B．G1、G2中都没有电流通过C．只有G1中有电流通过D．只有G2中有电流通过【解析】虽然线圈abcd构成的闭合回路中没有磁通量的变化，但电流表G2与金属导轨构成的闭合回路中磁通量发生变化，有感应电流流过G1和G2，所以A对。【答案】A1.如图所示A、B两个同心圆处于一个垂直的匀强磁场当中，则有（）A.

B.

C.

D.无法确定AＡB如图所示A、B两个同心圆中有垂直于环面的匀强磁场，则有（）A.

B.

C.

D.无法确定BＡBxxxxxx有效面积相同2．如图4－1－6所示，能产生感应电流的是(

)A．磁铁向下运动B．磁铁停在线圈中不动C．磁铁向上运动D．只要有磁铁就一定有电流图4－1－6AC3、如图4－1－8所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属线框共面，第一次将金属线框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次将金属线框绕cd边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则(

)A．ΔΦ1＞ΔΦ2

B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1＜ΔΦ2

D．不能判断图4－1－8C解析：选C.设线框在位置Ⅰ时的磁通量为Φ1，在位置Ⅱ时的磁通量为ΦⅡ，直线电流产生的磁场在Ⅰ处比在Ⅱ处要强，ΦⅠ＞ΦⅡ.将线框从Ⅰ平移到Ⅱ，磁感线是从线框的同一面穿过的，所以ΔΦ1＝|ΦⅡ－ΦⅠ|＝ΦⅠ－ΦⅡ；将线框从Ⅰ绕cd边转到Ⅱ，磁感线分别是从线框的正反两面穿过的，所以ΔΦ2＝|(－ΦⅡ)－ΦⅠ|＝ΦⅠ＋ΦⅡ(以原来穿过的为正，则后来从另一面穿过的为负)．故正确选项为C.

4、如图4－1－9所示，直导线中通以电流I，矩形线圈与通电直导线共面，下列情况中能产生感应电流的是(

)A．电流I增大时B．线圈向右平动C．线圈向下平动D．线圈绕ab边转动图4－1－9ABD5、如图L为一根无限长的通电直导线，M为一金属环，L通过M的圆心并与M所在的平面垂直，且通以向上的电流I，则(

)A．当L中的电流发生变化时，环中有感应电流B．当M左右平移时，环中有感应电流C．当M保持水平，在竖直方向上下移动时环中有感应电流D．只要L与M保持垂直，则以上几种情况，环中均无感应电流图4－1－10D6.矩形线圈ABCD位于通电长直导线附近，