人教版高中物理必修第三冊(cè)第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步13-3電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用課件

第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過(guò)介紹科學(xué)家對(duì)“電生磁”和“磁生電”的研究,了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的歷史過(guò)程,認(rèn)識(shí)發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象對(duì)推動(dòng)電磁學(xué)理論和電磁技術(shù)發(fā)展的重大意義,體會(huì)科學(xué)家探索自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法.2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)知道磁場(chǎng)變化能使閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,知道這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象,了解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,體會(huì)實(shí)驗(yàn)觀察能力與邏輯思維能力在實(shí)驗(yàn)探究中的重要作用.3.通過(guò)查閱資料等活動(dòng),知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象在生產(chǎn)、生活中的廣泛應(yīng)用,體會(huì)科學(xué)、技術(shù)對(duì)人類(lèi)文明的推動(dòng)作用.3電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)一劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)1.法拉第發(fā)現(xiàn)了磁生電現(xiàn)象.如圖所示的電路,開(kāi)關(guān)始終處于閉合狀態(tài)時(shí),B線圈中

(選填“有”或“無(wú)”)電流產(chǎn)生,開(kāi)關(guān)閉合或斷開(kāi)的瞬間,B線圈中

(選填“有”或“無(wú)”)電流產(chǎn)生.法拉第把這種“磁生電”的現(xiàn)象定名為

,產(chǎn)生的電流叫作

.無(wú)有電磁感應(yīng)感應(yīng)電流2.電流的磁效應(yīng)與電磁感應(yīng)有什么區(qū)別?答案:電流的磁效應(yīng)是指電流周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng),即“電生磁”.電磁感應(yīng)是利用磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電流,即“磁生電”.“電生磁”和“磁生電”是兩種因果關(guān)系相反的現(xiàn)象.知識(shí)點(diǎn)二產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件1.閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線.閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,如圖甲所示.(1)金屬棒AB靜止或沿著磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生嗎?答案:沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生.甲(2)金屬棒AB切割磁感線時(shí),簡(jiǎn)化示意圖如圖乙所示.AB切割磁感線時(shí),閉合回路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流,磁場(chǎng)沒(méi)有變化,閉合回路ABCD的面積發(fā)生了變化.與磁場(chǎng)相關(guān)的哪個(gè)物理量發(fā)生了變化呢?答案:穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生了變化.2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.當(dāng)穿過(guò)

回路的

發(fā)生變化時(shí),

回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流.閉合導(dǎo)體磁通量閉合導(dǎo)體乙知識(shí)點(diǎn)三電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用生產(chǎn)、生活中廣泛使用的

、

等是根據(jù)電磁感應(yīng)制造的.變壓器電磁爐小試身手判斷下列說(shuō)法的正誤并和同學(xué)交流(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”).1.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng).(

)2.穿過(guò)閉合回路的磁通量只與磁場(chǎng)的強(qiáng)弱有關(guān).(

)3.只要閉合回路內(nèi)有磁通量,閉合回路中就有感應(yīng)電流.(

)4.線框不閉合,即使穿過(guò)線框的磁通量變化,線框中也沒(méi)有感應(yīng)電流.(

)5.導(dǎo)體棒切割磁感線不一定產(chǎn)生感應(yīng)電流,但若垂直切割,則一定產(chǎn)生感應(yīng)電流.(

)6.不論用什么方法,只要穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化,閉合回路中就有電流產(chǎn)生.(

)√××√×√探究一磁通量的變化問(wèn)題情境1.圖甲中,導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng);圖乙中,條形磁體插入線圈;圖丙中,矩形線圈繞OO'轉(zhuǎn)動(dòng)(小于90°).甲乙丙(2)以圖乙為例,還有什么方法可以改變穿過(guò)線圈的磁通量?答案:磁體向上移動(dòng)、向左右移動(dòng)、向前后移動(dòng)均可以使穿過(guò)線圈的磁通量變化;磁體不動(dòng),線圈繞任一直徑轉(zhuǎn)動(dòng)等也可以使穿過(guò)線圈的磁通量變化.(1)三幅圖中,穿過(guò)閉合回路的磁通量是否變化?是如何變化的?答案:圖甲中,導(dǎo)體棒向右移動(dòng),閉合回路的面積減小,穿過(guò)閉合回路的磁通量減小;圖乙中,磁體靠近線圈時(shí),線圈所在位置的磁場(chǎng)增強(qiáng),穿過(guò)閉合回路的磁通量增大;圖丙中,線圈轉(zhuǎn)動(dòng)(小于90°),穿過(guò)閉合回路的磁通量減小.(1)若開(kāi)關(guān)S一直接通,有無(wú)磁感線穿過(guò)線圈C?若有,穿過(guò)線圈C的磁通量是否變化?答案:有磁感線穿過(guò)線圈C,但是穿過(guò)線圈C的磁通量不變化.2.如圖所示,線圈A、電源、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)組成閉合回路;線圈C與電流表組成閉合回路,線圈A與C很近.答案:滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變化,線圈A中的電流變化,其產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化,穿過(guò)線圈C的磁通量變化;開(kāi)關(guān)S由斷開(kāi)改為閉合、開(kāi)關(guān)S由閉合改為斷開(kāi)、線圈A遠(yuǎn)離線圈C也可以使穿過(guò)線圈C的磁通量發(fā)生變化.(2)當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通時(shí),改變滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值,穿過(guò)線圈C的磁通量是否變化?還有哪些方式可以改變穿過(guò)線圈C的磁通量?過(guò)程建構(gòu)引起閉合回路磁通量變化的原因:(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變,有效面積S發(fā)生變化.(2)有效面積S不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化.(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B和有效面積S都變化.【典例1】(多選)如圖所示,豎直放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線通有恒定電流,有一矩形線框與導(dǎo)線在同一平面內(nèi),在下列情況中,穿過(guò)線框的磁通量發(fā)生變化的是(

)A.導(dǎo)線中電流變大B.線框向右平動(dòng)C.線框向下平動(dòng)D.線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)E.線框以直導(dǎo)線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)解析:選項(xiàng)A中,I增大時(shí)引起導(dǎo)線周?chē)拇艌?chǎng)增強(qiáng),穿過(guò)線框的磁通量增大,選項(xiàng)A正確.選項(xiàng)B中,距離直導(dǎo)線越遠(yuǎn),磁感線分布越疏,因此線框向右平動(dòng)時(shí),穿過(guò)線框的磁通量變小,選項(xiàng)B正確.選項(xiàng)D中,線框以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng),有效面積S變化,穿過(guò)線框的磁通量變化,選項(xiàng)D正確.答案:ABD探究二產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件問(wèn)題情境1.實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,觀察導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)時(shí)閉合導(dǎo)體回路中是否有電流產(chǎn)生,將觀察到的現(xiàn)象填入表格.導(dǎo)體棒的狀態(tài)回路中是否有電流導(dǎo)體棒靜止導(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)答案:沒(méi)有沒(méi)有有2.實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,觀察磁體在螺線管中運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí)回路中是否有電流產(chǎn)生,將觀察到的現(xiàn)象填入表格.磁體的狀態(tài)回路中是否有電流N極插入線圈

N極停在線圈中

N極從線圈中抽出

S極插入線圈

S極停在線圈中

S極從線圈中抽出

答案:有沒(méi)有有有沒(méi)有有3.實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,觀察下面幾種情況下線圈B中是否有電流產(chǎn)生,將觀察到的現(xiàn)象填入表格.答案:有有沒(méi)有有開(kāi)關(guān)和滑動(dòng)變阻器的狀態(tài)線圈B中是否有電流開(kāi)關(guān)閉合瞬間

開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間

開(kāi)關(guān)閉合時(shí),滑動(dòng)變阻器滑片不動(dòng)

開(kāi)關(guān)閉合時(shí),迅速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片

4.利用“3”中的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),當(dāng)開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí),迅速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片或?qū)⒕€圈A快速插入(或拔出)線圈B,線圈B中是否有電流?為什么?答案:沒(méi)有電流.通過(guò)對(duì)比“2”的操作過(guò)程及現(xiàn)象,此時(shí)線圈A所在的電路處于斷開(kāi)狀態(tài),因此,線圈B所在的電路沒(méi)有產(chǎn)生感應(yīng)電流.5.請(qǐng)你根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié),什么情況下閉合導(dǎo)體回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流.答案:當(dāng)穿過(guò)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.過(guò)程建構(gòu)是否產(chǎn)生感應(yīng)電流,主要體現(xiàn)在“磁通量變化”上,有沒(méi)有磁感線穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,如果穿過(guò)回路的磁通量很大但不變化,那么無(wú)論磁通量多么大,都不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.【典例2】(多選)下圖中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(

)A.磁體靠近彎曲的導(dǎo)線B.導(dǎo)體棒在金屬導(dǎo)軌上沿相反方向運(yùn)動(dòng)C.通入增大的電流(水平直導(dǎo)線在水平導(dǎo)體圓環(huán)的正上方)D.導(dǎo)體框向右平動(dòng)答案:BD解析:選項(xiàng)A中,回路沒(méi)有閉合,無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生;選項(xiàng)B中,閉合回路面積增大,通過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量增大,有感應(yīng)電流產(chǎn)生;選項(xiàng)C中,穿過(guò)導(dǎo)體環(huán)的磁感線相互抵消,磁通量恒為0,無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生;選項(xiàng)D中,穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量減小,有感應(yīng)電流產(chǎn)生.綜上所述,選項(xiàng)B、D正確.課堂評(píng)價(jià)答案:D1.首先發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)和電磁感應(yīng)的物理學(xué)家分別是(

)A.安培和法拉第B.法拉第和楞次C.奧斯特和安培D.奧斯特和法拉第答案:ACD2.(多選)如圖所示,圓形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所做的各種運(yùn)動(dòng)中,不能產(chǎn)生感應(yīng)電流的有(

)ABCD3.如圖所示,當(dāng)車(chē)輛駛?cè)牖蝰偝鰣A形區(qū)域時(shí),車(chē)輛會(huì)改變區(qū)域內(nèi)通電線圈中的磁場(chǎng),通過(guò)傳感器電路將磁場(chǎng)的變化轉(zhuǎn)換為交通燈的控制信號(hào).車(chē)輛駛?cè)雸D中圓形區(qū)域時(shí),車(chē)輛引起磁場(chǎng)變化的原因最類(lèi)似于 ()A.減小通電線圈的面積B.加大通電線圈的壓力C.將鐵芯放入通電線圈D.增加通電線圈的匝數(shù)答案:C解析:車(chē)輛駛?cè)腩}圖中圓形區(qū)域時(shí),車(chē)輛上大部分是金屬,車(chē)輛通過(guò)通電線圈中的磁場(chǎng)時(shí),在車(chē)輛上產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,即產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)引起通電線圈中的磁場(chǎng)變化,此過(guò)程最類(lèi)似于將鐵芯放入通電線圈,鐵芯的磁通量變化,在鐵芯上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而改變通電線圈中的磁場(chǎng).故選項(xiàng)C正確.4.(多選)如圖所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩條平行的金屬導(dǎo)軌,磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直;導(dǎo)軌上有兩條可沿導(dǎo)軌移動(dòng)的導(dǎo)體棒A、C.若導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)速度大小分別為v1、v2.下列四種情況,回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(

)A.v1>v2,且方向相反

B.v1<v2,且方向相同C.v1=v2,且方向相反

D.v1=v2,且方向相同答案:ABC解析:導(dǎo)軌位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,只要回路的面積發(fā)生變化,穿過(guò)回路的磁通量就發(fā)生變化,回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生.只有當(dāng)兩導(dǎo)體棒同向運(yùn)動(dòng),且速度大小相等時(shí),回路面積才不變,回路中沒(méi)有感應(yīng)電流.選項(xiàng)A、B、C正確.模型建構(gòu)——產(chǎn)生感應(yīng)電流的常見(jiàn)類(lèi)型1.切割磁感線類(lèi):閉合回路的一部分導(dǎo)體切割磁感線時(shí),閉合回路中產(chǎn)生電流(見(jiàn)圖甲).2.磁體與線圈相對(duì)運(yùn)動(dòng)類(lèi):磁體插入和拔出線圈時(shí),回路中產(chǎn)生電流(見(jiàn)圖乙).3.電流變化類(lèi):如圖丙所示,當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合或斷開(kāi)時(shí),線圈B中產(chǎn)生電流;開(kāi)關(guān)閉合,滑動(dòng)變阻器滑片向上或向下滑時(shí),回路B中產(chǎn)生電流.甲乙丙【典例】如圖所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的U形導(dǎo)軌上,有兩根等長(zhǎng)的平行導(dǎo)體棒AB和CD,它們以相同的速度v