電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其應(yīng)用課件-2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)

新人教版必修三第十三章電磁感應(yīng)及電磁波初步第3節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其應(yīng)用新課引入

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？聯(lián)系到電流的磁效應(yīng)，法拉第敏銳地覺察到，磁與電之間也應(yīng)該有這種“感應(yīng)”。法拉第從電流磁效應(yīng)的對(duì)稱性角度思考——磁生電

奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)——電生磁學(xué)習(xí)任務(wù)一：劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)1831年，法拉第把兩個(gè)線圈繞在一個(gè)鐵環(huán)上。他在1831年8月29日的日記中寫下了首次成功的記錄。一個(gè)線圈接電源G電源法拉第用過的線圈另一個(gè)線圈接“電流表”當(dāng)給一個(gè)線圈通電或斷電的瞬間，在另一個(gè)線圈上出現(xiàn)了電流。學(xué)習(xí)任務(wù)一：劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)使人們對(duì)電與磁內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識(shí)更加深入，宣告了電磁學(xué)作為一門統(tǒng)一學(xué)科的誕生。為電磁學(xué)的發(fā)展作出了重大貢獻(xiàn)。同時(shí)也推動(dòng)了電氣化時(shí)代的到來.法拉第歷經(jīng)10年領(lǐng)悟到，“磁生電”是一種在變化、運(yùn)動(dòng)的過程中才能出現(xiàn)的效應(yīng)。問題：與磁場(chǎng)相關(guān)的哪個(gè)物理量發(fā)生了變化，才能出現(xiàn)這種效應(yīng)呢？這些現(xiàn)象叫為電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫作感應(yīng)電流學(xué)習(xí)任務(wù)一：劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)金屬棒AB靜止時(shí)，電路中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生；AB沿著磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中也沒有感應(yīng)電流；只有AB切割磁感線時(shí)才產(chǎn)生感應(yīng)電流。AB切割磁感線時(shí)，磁場(chǎng)沒有變化，變化的只有電路ABCD的面積。那么，與磁場(chǎng)相關(guān)的哪個(gè)物理量發(fā)生了變化呢？導(dǎo)體棒AB做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)沒有變化，變化的只有回路ABCD的面積。也就是說，穿過回路ABCD的磁通量發(fā)生了變化。學(xué)習(xí)任務(wù)二：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件探究：線圈B中磁通量變化時(shí)是否會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流？問題：如何使線圈B的磁通量發(fā)生變化呢？方法：線圈A中的電流變化，使得線圈B中的磁通量發(fā)生變化。學(xué)習(xí)任務(wù)二：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件觀察下面幾種情況下線圈B中是否有電流產(chǎn)生。學(xué)習(xí)任務(wù)二：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件操作1：開關(guān)閉合、斷開瞬間開關(guān)和變阻器的狀態(tài)線圈B中是否有電流開關(guān)閉合瞬間

開關(guān)斷開瞬間

開關(guān)閉合時(shí)，滑動(dòng)變阻器不動(dòng)

開關(guān)閉合時(shí)，滑片從右向左移動(dòng)

有電流有電流學(xué)習(xí)任務(wù)二：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件操作2：開關(guān)閉合后，迅速滑動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片開關(guān)和變阻器的狀態(tài)線圈B中是否有電流開關(guān)閉合瞬間

開關(guān)斷開瞬間

開關(guān)閉合時(shí)，滑動(dòng)變阻器不動(dòng)

開關(guān)閉合時(shí)，滑片從右向左移動(dòng)

開關(guān)閉合時(shí)，滑片從左向右移動(dòng)

有電流有電流無電流有電流有電流學(xué)習(xí)任務(wù)二：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件在上面的實(shí)驗(yàn)中，由于迅速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片（或由于開關(guān)的閉合、斷開），線圈A中的電流迅速變化，產(chǎn)生的磁場(chǎng)的強(qiáng)弱也在迅速變化，又由于兩個(gè)線圈套在一起，所以線圈B內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)弱也在迅速變化。這種情況下，穿過線圈B的磁通量也發(fā)生了變化，線圈B中有感應(yīng)電流。當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，閉合導(dǎo)體回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流。學(xué)習(xí)任務(wù)二產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件以上實(shí)驗(yàn)及其他事實(shí)表明：當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，閉合導(dǎo)體回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流。產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：1、閉合回路2、磁通量發(fā)生變化學(xué)習(xí)任務(wù)二：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件法拉第的圓盤發(fā)電機(jī)——人類第一臺(tái)發(fā)電機(jī)1831年圣誕節(jié)前夕，一次科學(xué)報(bào)告會(huì)上，法拉第當(dāng)眾表演了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。一個(gè)銅盤的軸和銅盤的邊緣分別連在“電流表”的兩端。法拉第搖動(dòng)手柄使銅盤在磁極之間旋轉(zhuǎn)，“電流表”的指針隨之?dāng)[動(dòng)。這是最早的發(fā)電機(jī)。學(xué)習(xí)任務(wù)三：電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用三峽發(fā)電機(jī)組學(xué)習(xí)任務(wù)三：電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用法拉第出生于英國(guó)的一個(gè)鐵匠家庭，曾經(jīng)在一家書店當(dāng)過學(xué)徒。1813年，22歲的法拉第毛遂自薦，成了著名化學(xué)家戴維的助理實(shí)驗(yàn)員。法拉第看到，伏打電池昂貴、產(chǎn)生的電流小，而自然界中有不少天然磁石。如果可以由磁產(chǎn)生電流，就能獲得廉價(jià)的電力。他說：“我因?yàn)閷?duì)當(dāng)時(shí)產(chǎn)生電的方法感到不滿意，因此急于發(fā)現(xiàn)磁與感應(yīng)電流的關(guān)系，覺得電學(xué)在這條路上一定可以充分發(fā)展。在10年的探索中，法拉第遭遇了多次失敗。在他當(dāng)年的日記中“未顯示作用”“毫無反應(yīng)”“不行”等詞語，記錄著艱苦的探索歷程。他還認(rèn)為電磁相互作用是通過介質(zhì)來傳遞的，并把這種介質(zhì)叫作“場(chǎng)”，他還以驚人的想象力創(chuàng)造性地用“力線”（即現(xiàn)代物理學(xué)中的“磁感線”）形象地描述“場(chǎng)”的物理圖景。法拉第鄙視金錢、地位和權(quán)勢(shì)。他謙虛、樸實(shí)、安于清貧，謝絕了皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)、皇家研究院院長(zhǎng)、倫敦大學(xué)教授等職位和頭銜，也不肯接受貴族爵位。

STSE法拉第與電氣化時(shí)代當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)1．圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框。在下列幾種情況下，線框中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流？(1)保持線框平面始終與磁感線垂直，線框在磁場(chǎng)中上下運(yùn)動(dòng)（圖甲）；(2)保持線框平面始終與磁感線垂直，線框在磁場(chǎng)中左右運(yùn)動(dòng)（圖乙）；(3)線框繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)（圖丙）。

【詳解】(1)保持線框平面始終與磁感線垂直，線框在磁場(chǎng)中上下運(yùn)動(dòng),線框的磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流；(2)保持線框平面始終與磁感線垂直，線框在磁場(chǎng)中左右運(yùn)動(dòng)，線框的磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流；(3)線框繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，線框的磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)【詳解】先把線圈撐開，然后放手，讓線圈收縮，則線圈的面積減小，根據(jù)可知，穿過線圈的磁通量減小，則線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。2．磁場(chǎng)中有一個(gè)閉合的彈簧線圈。先把線圈撐開（圖甲），然后放手，讓線圈收縮（圖乙）。線圈收縮時(shí)，其中是否有感應(yīng)電流？為什么？

當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)

【詳解】當(dāng)線圈向右移動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中，穿過線圈的磁通量增大，故產(chǎn)生感應(yīng)電流；當(dāng)完全進(jìn)入時(shí)，穿過線圈的磁通量不變，則不產(chǎn)生感應(yīng)電流；當(dāng)離開磁場(chǎng)時(shí)，磁通量減小，產(chǎn)生感應(yīng)電流。3．如圖，垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)局限在虛線框內(nèi)，閉合線圈由位置1穿過虛線框運(yùn)動(dòng)到位置2。線圈在運(yùn)動(dòng)過程中什么時(shí)候有感應(yīng)電流，什么時(shí)候沒有感應(yīng)電流？為什么？當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)4．矩形線圈位于通電長(zhǎng)直導(dǎo)線附近（如圖），線圈與導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，線圈的兩個(gè)邊與導(dǎo)線平行。在這個(gè)平面內(nèi)，線圈遠(yuǎn)離導(dǎo)線移動(dòng)時(shí)，線圈中有沒有感應(yīng)電流？線圈和導(dǎo)線都不動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線中的電流逐漸增大或減小時(shí)，線圈中有沒有感應(yīng)電流？為什么？注意：長(zhǎng)直導(dǎo)線中電流越大，它產(chǎn)生的磁場(chǎng)越強(qiáng)；離長(zhǎng)直導(dǎo)線越遠(yuǎn)，它的磁場(chǎng)越弱。

【詳解】當(dāng)線圈逐漸遠(yuǎn)離線圈，穿過線圈的磁場(chǎng)減弱，即穿過線圈的磁通量減小，故產(chǎn)生感應(yīng)電流；當(dāng)電流增大或減小時(shí)，垂直紙面向里的磁場(chǎng)增強(qiáng)或減弱，穿過線圈的磁通量增加或減小，因此有感應(yīng)電流。當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)【詳解】如果使銅環(huán)沿著磁場(chǎng)的方向移動(dòng)，則穿過銅環(huán)的磁通量不變，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流；如果磁場(chǎng)是不均勻的，如果使銅環(huán)沿著磁場(chǎng)的方向移動(dòng)，則穿過銅環(huán)的磁通量發(fā)生變化，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。5．把一個(gè)銅環(huán)放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，使銅環(huán)的平面跟磁場(chǎng)方向垂直（圖甲）。如果使銅環(huán)沿著磁場(chǎng)的方向移動(dòng)，其中是否有感應(yīng)電流？為什么？如果磁場(chǎng)是不均勻的（圖乙），是否有感應(yīng)電流？為什么？

當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)

詳解】要在線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流，