電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用 課件 2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)

13.3

電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用

我們知道，閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。那么，切割磁感線是產(chǎn)生感應(yīng)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？思考與討論：“磁生電”？“電能生磁”！一、劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)奧斯特夢(mèng)圓:“電”生“磁”(機(jī)遇總是垂青那些有準(zhǔn)備的人）法拉第心系：“磁”生“電”（成功總是屬于那些堅(jiān)持不懈的人）題外話：科拉頓跑失良機(jī)

科拉頓沒有助手，當(dāng)他把磁鐵投入到螺線管中后，立即跑到另一個(gè)房間去觀察。十分可惜，他未能來得及觀察到電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)。

后來有位科學(xué)家感嘆:“可憐的科拉頓，在跑來跑去中丟失了良機(jī)。1831年,法拉第的成功實(shí)驗(yàn)法拉第尋找10年的”磁生電”終于發(fā)現(xiàn)法拉第把引起電流的原因概括為五類，它們都與變化和運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系，這就是：變化的電流、變化的磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)的恒定電流、運(yùn)動(dòng)的磁鐵、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體。他把“磁生電”的現(xiàn)象定名為電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。二、感應(yīng)電流的條件實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（有無電流）分析論證導(dǎo)體棒靜止閉合電路在磁場(chǎng)中圍成的面積變化時(shí)，電路中有電流產(chǎn)生；圍成的面積不變時(shí)，電路中無電流產(chǎn)生。導(dǎo)體棒平行磁感線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體棒切割磁感線運(yùn)動(dòng)探究1：二、感應(yīng)電流的條件磁鐵的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（有無電流）分析論證插入線圈線圈中的磁場(chǎng)

變化時(shí)，線圈中有感應(yīng)電流；線圈中的磁場(chǎng)

不變化時(shí)，線圈中無感應(yīng)電流

靜止不動(dòng)從線圈中抽出探究2：轉(zhuǎn)換角度條形磁鐵通電螺線管G－＋++-實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（線圈B中有無電流）分析論證開關(guān)閉合瞬間線圈B中磁場(chǎng)

時(shí)，線圈B中有感應(yīng)電流；磁場(chǎng)

時(shí)，線圈B中無感應(yīng)電流開關(guān)斷開瞬間開關(guān)保持閉合，滑動(dòng)變阻器滑片不動(dòng)開關(guān)保持閉合，迅速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片開關(guān)閉合瞬間開關(guān)斷開瞬間開關(guān)閉合，迅速移動(dòng)滑片復(fù)原再做實(shí)驗(yàn)探究1、分析論證：切割類變化類2、條件分析：B不變，S變S不變，B變?chǔ)?BS變相對(duì)運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)變化切割類變化類

3、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：結(jié)論：只要穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路中就有感應(yīng)電流。1.閉合回路2.磁通量變化正對(duì)面積S改變磁場(chǎng)B的大小改變磁場(chǎng)B的方向改變?chǔ)?BS你能舉一些電磁感應(yīng)在生活中應(yīng)用的實(shí)例嗎?【練習(xí)1】（2022春·江西上饒·高二校聯(lián)考階段練習(xí)）1921年一個(gè)十分神奇的與電有關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象被法拉第發(fā)現(xiàn)了，出于對(duì)這個(gè)現(xiàn)象的好奇，他對(duì)這種現(xiàn)象潛心研究了十年，終于在1931年發(fā)現(xiàn)了在物理科技史上影響十分重大的電磁感應(yīng)效應(yīng)。下列四幅圖所描述的情境，能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）A．甲圖中，線圈與條形磁鐵中心軸線在同一平面內(nèi)且遠(yuǎn)離磁鐵B．乙圖中，線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)C．丙圖中，條形磁鐵快速穿過有缺口的線圈D．丁圖中，線圈在通電直導(dǎo)線下方以虛線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)D【練習(xí)2】（2022春·浙江·高三校聯(lián)考階段練習(xí)）某地理老師給同學(xué)們展示了一種磁懸浮地球儀，底座通電時(shí)球體會(huì)懸浮起來（圖甲）。它的內(nèi)部原理是如圖乙所示，底座里面有線圈，球體是磁鐵，球體的頂端是S極，底部是N極，底座通電時(shí)能讓球體懸浮起來。則下列敘述中正確的是（）A．地球儀底座對(duì)桌面的壓力大小等于底座受到的重力B．球體能夠懸浮是利用了電磁感應(yīng)原理C．電路中的a端點(diǎn)須連接直流電源的負(fù)極D．若增加線圈的電流，則球體重新靜止時(shí)受到的斥力將變大C三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用變壓器信號(hào)發(fā)射基站電磁爐水利發(fā)電機(jī)組【練習(xí)3】（2022春·福建福州·高二福建省福州第一中學(xué)期末）某學(xué)校開展“搖繩發(fā)電”的比賽活動(dòng)。如圖所示，在操場(chǎng)上，將一根長(zhǎng)為20m的銅芯導(dǎo)線兩端與電流傳感器的兩個(gè)接線柱連接，構(gòu)成閉合回路；兩同學(xué)面對(duì)面站立搖動(dòng)這條導(dǎo)線。（忽略地球磁偏角的影響）（1）若增大搖繩的頻率，則電流傳感器的最大示數(shù)將_______（選填“增大”、“減小”、“不變”）；（2）為了獲得較大電流，兩同學(xué)應(yīng)該________站立搖繩。（選填“東西”、“南北”）【參考答案】增大

東西磁生電：變化的電流、變化的磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)的恒定電流、運(yùn)動(dòng)的磁鐵、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)法拉第的圓盤發(fā)電機(jī)、三峽電站一臺(tái)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子等電磁感應(yīng)現(xiàn)象應(yīng)用只要穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路中就有感應(yīng)電流。

產(chǎn)生感應(yīng)電流條件Φ=BS變磁通量變化【練習(xí)4】．唱卡拉OK用的話筒有一種是動(dòng)圈式的，它的工作原理是:在彈性膜片后面粘接一個(gè)輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場(chǎng)中，當(dāng)聲波使膜片前后振動(dòng)時(shí)，就將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。下列說法正確的是（）A．動(dòng)圈式話筒是利用電流的磁效應(yīng)工作的B．動(dòng)圈式話筒是利用電磁感應(yīng)原理工作的C．膜片振動(dòng)時(shí)，穿過金屬線圈的磁通量不變D．膜片振動(dòng)時(shí)，金屬線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B【練習(xí)5】如圖所示，圓形線圈的一半位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)線圈由圖示位置開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，弧acb受到向右的磁場(chǎng)力，則線圈的運(yùn)動(dòng)形式可能是（）A．向左平動(dòng)（線圈未全部離開磁場(chǎng)）B．向右平動(dòng)（線圈未全部進(jìn)入磁場(chǎng)）C．以直徑ab為軸轉(zhuǎn)動(dòng)（不超過90°）D．以直徑cd為軸轉(zhuǎn)動(dòng)（不超過90°）ACD【練習(xí)6】（2022春·江蘇徐州·高二學(xué)業(yè)考試）如圖所示，虛線I和Ⅱ之間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。閉合線圈自高處落下，依次經(jīng)過a、b、c三個(gè)位置。則線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是（）A．位置a和位置b

B．位置b和位置c C．位置a和位置c

D．三個(gè)位置都有【參考答案】C【練習(xí)7】（2022秋·浙江嘉興·高二期末）某興趣小組設(shè)計(jì)了一輛“電磁感應(yīng)車”，在一個(gè)車架底座上固定了一塊塑料板，板上固定了線圈和紅、綠兩個(gè)二極管，裝置和連成的電路如圖甲所示。用強(qiáng)磁鐵插入和拔出線圈，電流傳感器記錄了