第五节 电磁感应现象（教学课件）-【中职专用】高中物理同步课堂（高教版）

物理第五节

电磁感应现象主题五

电与磁及其应用通用类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321右手定则电磁感应现象法拉第电磁感应定律1

电磁感应现象初中学习过，闭合导体回路的一部分在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流。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

将电流表、导体棒和导线组成一个闭合回路，将蹄形磁铁按照图示放置。用手拿着导体棒做水平左右方向和竖直上下方向的运动，观察电流表指针的偏转情况。

【思考与讨论】

小组讨论，为什么运动的导体棒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，可以认为闭合回路的

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】

探究用条形磁铁在闭合回路中产生感应电流的方法提出问题：试着做一做，用如右图所示的器材（电流表、螺线管、条形磁铁和两段导线），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如图示，把带有铁芯的线圈A跟电源和开关连接起来组成一个闭合回路；把线圈B跟电流表连接起来组成另一个闭合回路，线圈A放置在线圈B中。观察闭合或打开开关的瞬间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若将前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的位置时会出现怎样的现象。【思考与讨论】将变阻器的滑动触头向左移动时，电路中电流由

变

，线圈A中的磁场由

变

；将变阻器的滑动触头向右移动时，电路中电流由

变

，线圈A中的磁场由

变

。

1.电磁感应现象利用磁场产生电流的现象，叫做电磁感应现象。

2.感应电流

电磁感应现象中产生的电流，叫做感应电流。

3.感应电流产生的条件

不论用什么方法只要穿过闭合电路中的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流。【例1】如图所示，有一个闭合线圈，处在很大的匀强磁场中，在下列情况中，线圈中产生感应电流的是（）。

A.

向右做匀速直线运动时

B.

向右做匀加速直线运动时

C.

向纸外平移时

D.

线圈绕ab

边做匀速转动时abdc解：当线圈向右做匀速直线运动时，由于匀强磁场很大，线圈始终在这个磁场中运动，穿过线圈的磁通量没有发生变化，故没有感应电流产生。

当线圈向右做匀加速直线运动和向纸外平移时，穿过线圈的磁通量没有发生变化，故没有感应电流产生。

当线圈绕ab

边做匀速转动时，穿过线圈的磁通量发生了变化所以有感应电流产生。2

右手定则右手定则

我们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。伸出右手咱们一起做3

法拉第电磁感应定律

(1)问题引入

如图所示，当电键S闭合后，电路中将产生电流。电路中产生的电流，可由全电路欧姆定律求出：

当电键S闭合，磁铁向下运动时，电路中也产生电流。SRE电源R

i

在电磁感应现象中产生的电动势，叫做感应电动势，用E

表示。

(2)感应电动势

1.感应电动势

产生感应电动势的那部分导体相当于电源。

2.感应电流的大小RS电源v

产生感应电动势的那部分导体的电阻，相当于电源的内电阻Ri

。

(3)法拉第电磁感应定律

演示实验1

将磁铁迅速插入与慢慢插入线圈中，观察电流表指针偏转的角度。

实验现象将磁铁迅速插入线圈时,指针偏转的角度大,感应电流大，感应电动势大；将磁铁慢慢插入线圈时，电流小，感应电动势也小。

将磁铁迅速插入线圈与慢慢插入线圈时，穿过线圈的磁通的变化量ΔΦ

相同，但所用时间Δt不同，产生的感应电动势不同，说明感应电动势的大小与磁通的变化所用时间有关。

演示实验2

将粗磁铁和细磁铁以相同的速度分别插入线圈中，观察电流表指针偏转角度。

实验现象

当粗磁铁插入线圈时，电流表指针偏转的角度大，说明电路中的电流大，感应电动势大。当细磁铁插入线圈时，电流表指针偏转的角度小，则电路中的电流小，感应电动势也小。

上述实验表明，穿过线圈的磁通的变化量ΔΦ不同，产生的感应电动势也不同。

法拉第在大量精确实验的基础上归纳出以下结论：

闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过闭合电路的磁通量的变化率成正比。这就是法拉第电磁感应定律。

设在某时刻t1，穿过单匝线圈的磁通量为Φ1，在时刻t2，穿过单匝线圈的磁通量为Φ2

，则在Δt=t2–t1的时间内，磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2–Φ1，感应电动势为

如果是n

匝线圈，则感应电动势为

在如图所示的匀强磁场中，磁感应强度为B，有一个矩形线框abcd

放在这个磁场里，它的平面与磁感应线垂直，导线ab

的长度为L

，以速度v

向右运动。

设导线在

t

时间内，由原来的位置ab

移动到位置a1b1,则线框面积的改变量

S=Lv

t;穿过闭合电路的磁通的改变量△Φ=BLv△t,

根据法拉第电磁感应定律，感应电动势为cGdbab'a'v【例1】如图所示，金属框可动边ab长0.1m，磁场的磁感应强度为0.5T，R=2

,当ab在外力作用下以6m/s的速度向右运动时，导体框和ab的电阻不计，求ab滑动时产生的感应电动势和闭合电路中的感应电流。

解：由导体垂直切割磁感应线的电动势公式，可得

由全电路欧姆定律，可得abRBv

1.下列说法中正确的是（）。

练习

A.电路中有感应电动势，就一定有感应电流

B.电路中有感应电流，就一定有感应电动势

C.两电路中感应电流较大的，感应电