133 电磁感应现象及应用(新人教版)课件.pptx

1、新教材 新高考新人教版新人教版 必修三必修三第十三章 电磁感应与电磁波初步第3节 电磁感应现象及应用新教材 新高考课堂引入：课堂引入：我们知道，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生感应电流。那么，切割磁感线是产生感应电流的唯一方法吗？还有其他方法吗？这些方法有什么内在联系？新教材 新高考新教材 新高考一一.奥斯特圆梦奥斯特圆梦“电生磁电生磁”1 1、电与磁有联系吗？、电与磁有联系吗？1919世纪世纪2020年代之前的年代之前的“偏执偏执”法物理学家法物理学家安培安培英国物理学家英国物理学家托马斯托马斯杨杨法物理学家法物理学家库仑库仑二者二者显然肯显然肯定定是独立的，

2、是独立的，无关的。无关的。新教材 新高考1 1、电与磁有联系吗？、电与磁有联系吗？各种自然现象各种自然现象之间是相互联之间是相互联系和相互转化系和相互转化的！的！我坚信：我坚信：电与电与磁是有关联的。磁是有关联的。我一定要找到我一定要找到她！她！丹麦物理学家丹麦物理学家奥斯特奥斯特德国哲学家德国哲学家康德康德因为：因为：他是他是我的偶像！我的偶像！大量事实为证：大量事实为证：机械运动机械运动热运动热运动摩擦生热摩擦生热蒸气机蒸气机一一.奥斯特圆梦奥斯特圆梦“电生磁电生磁”2 2、奥斯特、奥斯特“碰巧碰巧”发现了发现了:电流磁效应电流磁效应 电磁感应现象的发现是与电流磁效应的发现密切电磁感应现象

3、的发现是与电流磁效应的发现密切相连的。相连的。在在1820年年4月的一次演讲中，奥斯特碰巧在南月的一次演讲中，奥斯特碰巧在南北方向的导线下面放置了一枚小磁针。当电源接通时，北方向的导线下面放置了一枚小磁针。当电源接通时，小磁针居然转动了。随后的实验证明，电流的确能使小磁针居然转动了。随后的实验证明，电流的确能使磁针偏转。这种作用称为电流的磁效应。磁针偏转。这种作用称为电流的磁效应。电流的磁效应电流的磁效应显示了载流导体对显示了载流导体对磁针的作用力，揭磁针的作用力，揭示了示了电现象与磁现电现象与磁现象之间存在的某种象之间存在的某种联系。联系。新教材 新高考 物理学将不再是关于运动、热、物理学将

4、不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们所知道的空气、光、电、磁以及我们所知道的各种其他现象的零散的罗列，我们将各种其他现象的零散的罗列，我们将把整个宇宙纳在一个体系中。把整个宇宙纳在一个体系中。1 1、电与磁有联系吗？、电与磁有联系吗？一一.奥斯特圆梦奥斯特圆梦“电生磁电生磁”新教材 新高考2.奥斯特奥斯特“碰巧碰巧”发现了发现了:电流磁效应电流磁效应 电磁感应现象的发现是与电流磁效应的发现密切相连的。电磁感应现象的发现是与电流磁效应的发现密切相连的。在在1820年年4月的一次演讲中，奥斯特碰巧在南北方向的导线下月的一次演讲中，奥斯特碰巧在南北方向的导线下面放置了一枚小磁针。当电源接通时

5、，小磁针居然转动了。随后的实面放置了一枚小磁针。当电源接通时，小磁针居然转动了。随后的实验证明，电流的确能使磁针偏转。这种作用称为电流的磁效应。验证明，电流的确能使磁针偏转。这种作用称为电流的磁效应。电流的磁效应显示了电流的磁效应显示了载流导体对磁针的作用力，载流导体对磁针的作用力，揭示了揭示了电现象与磁现象之电现象与磁现象之间存在的某种联系。间存在的某种联系。新教材 新高考奥斯特实验：奥斯特实验：揭示了电流的磁效应揭示了电流的磁效应突破：突破：电与磁是有联系的电与磁是有联系的!新教材 新高考二二.法拉第心系法拉第心系“磁生电磁生电”1 1、艰难的探索：、艰难的探索：众多物理学家众多物理学家“

6、浅尝则止浅尝则止”伟大伟大安培安培的尝试：的尝试：G_+将磁铁放在闭合回路旁边将磁铁放在闭合回路旁边将通电直导线放在闭合回路旁边将通电直导线放在闭合回路旁边新教材 新高考2 2、法拉第：、法拉第：历经历经1010年，年，“痴痴”心不改心不改“试验失败再试验试验失败再试验”：屡战屡败、屡败屡战屡战屡败、屡败屡战G_+一段通电直导线放在另一段直导线旁边一段通电直导线放在另一段直导线旁边新教材 新高考“试验失败再试验试验失败再试验”：屡战屡败、屡败屡战屡战屡败、屡败屡战未通电直导线放在另一段通电线圈内部未通电直导线放在另一段通电线圈内部G _+2 2、法拉第：、法拉第：历经历经1010年，年，“痴痴

7、”心不改心不改新教材 新高考法拉第法拉第第一个第一个成功实验：成功实验：十年失败，一朝顿悟十年失败，一朝顿悟2 2、法拉第：、法拉第：历经历经1010年，年，“痴痴”心不改心不改开关开关电池组电池组电流计电流计 法拉第线圈：与法拉第线圈：与160年后出现的现代变压器出奇的年后出现的现代变压器出奇的相似，现已成为著名的科学文物。相似，现已成为著名的科学文物。新教材 新高考深入探究的真谛铁心铁心木筒木筒变化变化的电流的电流将条形磁铁将条形磁铁插入空心线圈插入空心线圈运动运动的磁铁的磁铁在磁铁中在磁铁中运动运动的导体的导体变化变化的磁场的磁场l 由磁得到电的现象叫电磁感应。由磁得到电的现象叫电磁感应

8、。l 电磁感应现象中产生的电流叫感应电流。电磁感应现象中产生的电流叫感应电流。l 电磁感应不是稳态效应，电磁感应不是稳态效应，而是而是动态效应动态效应。2 2、法拉第：、法拉第：历经历经1010年，年，“痴痴”心不改心不改新教材 新高考法拉第将其发现的全部法拉第将其发现的全部“磁生电磁生电”现象分成现象分成五类：五类：变化变化的电流的电流变化变化的磁场的磁场运动运动的恒定电流的恒定电流运动运动的磁铁的磁铁在磁场中在磁场中运动运动的导体的导体“磁生电磁生电”现象的现象的本质本质特征特征是：是：变变化化、运动运动 法拉第发现的电磁感应使人们对电和磁内在法拉第发现的电磁感应使人们对电和磁内在联系的认

9、识更加完善，宣告了电磁学作为一门统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。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同时也推动了电气化时代的到来.新教材 新高考法拉第法拉第18311831年年制造的制造的发电机发电机1831年年10月月28日日 法拉第的创新：法拉第的创新：圆盘发电机，首先向人类圆盘发电机，首先向人类揭开了机械能转化为电能的序揭开了机械能转化为电能的序幕。幕。新教材 新高考新教材 新高考A奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象B麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在C库仑发现了点电

10、荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值D安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律例1.(多选)在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献下列说法正确的是()AC新教材 新高考三三.产生感应电流的条件产生感应电流的条件思考与讨论:为了便于分析产生感应电流的条件，我们把“问题”栏目中的实验装置图画成如图所示的示意图。金属棒 AB 静止时，电路中没有感应电流产生；AB 沿着磁感线运动时，电路中也没有感应电流；只有 AB 切割磁感线时才产生感应电流。AB 切割磁感线时，磁场没有变化，变化的只有电路 ABCD 的面积。那么，与磁场相关的哪个物理量发生了变化呢？新

11、教材 新高考探究一：闭合电路的部分导体切割磁感线导体棒的导体棒的运动运动表针的摆动表针的摆动方向方向导体棒的导体棒的运动运动表针的摆动表针的摆动方向方向向右平动向右平动向后平动向后平动向左平动向左平动向上平动向上平动向前平动向前平动向下平动向下平动结论：结论：不摆动不摆动只有左右平动时，导体棒切割磁感线，有电只有左右平动时，导体棒切割磁感线，有电流产生，前后平动、上下平动，导体棒都不流产生，前后平动、上下平动，导体棒都不切割磁感线，没有电流产生。切割磁感线，没有电流产生。向左向左向右向右不摆动不摆动不摆动不摆动不摆动不摆动新教材 新高考探究二：向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中抽出磁铁的运动磁铁

12、的运动表针的摆表针的摆动方向动方向磁铁的运动磁铁的运动表针的摆表针的摆动方向动方向N N极插入线圈极插入线圈S S极插入线圈极插入线圈N N极停在线圈极停在线圈中中S S极停在线圈极停在线圈中中N N极从线圈中极从线圈中抽出抽出S S极从线圈中极从线圈中抽出抽出结论：结论：向右向右不摆动不摆动向左向左向左向左不摆动不摆动向右向右只有磁铁相对线圈运动时，有电流产生。磁铁只有磁铁相对线圈运动时，有电流产生。磁铁相对线圈静止时，没有电流产生。相对线圈静止时，没有电流产生。新教材 新高考开关和变阻器的状开关和变阻器的状态态线圈线圈B B中是否有电中是否有电流流开关闭合瞬间开关闭合瞬间开关断开瞬间开关断

13、开瞬间开关闭合时，滑动开关闭合时，滑动变阻器不动变阻器不动开关闭合时，迅速开关闭合时，迅速移动变阻器的滑片移动变阻器的滑片结论：结论：探究三：模拟法拉第的实验有电流产生有电流产生有电流产生有电流产生无电流产生无电流产生有电流产生有电流产生只有当线圈A中电流变化时，线圈B中才有电流产生。新教材 新高考分析论证：探究感应电流的产生条件 磁场强弱恒定，闭合电路包磁场强弱恒定，闭合电路包围的磁场面积变化时，电路围的磁场面积变化时，电路中有感应电流产生；包围的中有感应电流产生；包围的磁场面积不变时，电路中无磁场面积不变时，电路中无感应电流产生感应电流产生线圈中的磁场强弱变化线圈中的磁场强弱变化时，线圈中

14、有感应电流时，线圈中有感应电流产生；线圈中的磁场强产生；线圈中的磁场强弱不变时，线圈中无感弱不变时，线圈中无感应电流产生应电流产生线圈线圈B B中磁场变化时，线圈中磁场变化时，线圈B B中有感应电流产生；磁场中有感应电流产生；磁场不变，线圈不变，线圈B B中无感应电流中无感应电流产生产生共同点：磁感线的条数变化磁通量发生变化新教材 新高考归纳结论：探究感应电流的产生条件 感应电流的产生条件：感应电流的产生条件：1）电路闭合2）磁通量发生变化只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，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。闭合导体回路中就有感应电流。【课堂练习2】(2016

15、河南开封名校联考)奥斯特发现了电流能在周围产生磁场，法拉第认为磁也一定能生电，并进行了大量的实验。图中环形物体是法拉第使用过的线圈，A、B两线圈绕在同一个铁环上，A与直流电源连接，B与灵敏电流表连接。实验时未发现电流表指针偏转，即没有“磁生电”，其原因是()A线圈A中的电流较小，产生的磁场不够强B线圈B中产生的电流很小，电流表指针偏转不了C线圈A中的电流是恒定电流，不会产生磁场D线圈A中的电流是恒定电流，产生稳恒磁场D新教材 新高考【例2】如图所示，A、B两回路中各有一开关S1、S2，且回路A中接有电源，回路B中接有灵敏电流计，下列操作及相应的结果可能的是（）A、先闭合S2，后闭合S1的瞬间，

16、电流计指针偏转B、S1、S2闭合后，在断开S2的瞬间，电流计指针偏转 C、先闭合S1，后闭合S2的瞬间，电流计指针偏转D、S1、S2闭合后，在断开S1的瞬间，电流计指针偏转AD新教材 新高考 例3.奥斯特发现了电流能在周围产生磁场，法拉第认为磁也一定能生电，并进行了大量的实验。图中环形物体是法拉第使用过的线圈，A、B两线圈绕在同一个铁环上，A与直流电源连接，B与灵敏电流表连接。实验时未发现电流表指针偏转，即没有“磁生电”，其原因是()A线圈A中的电流较小，产生的磁场不够强B线圈B中产生的电流很小，电流表指针偏转不了C线圈A中的电流是恒定电流，不会产生磁场D线圈A中的电流是恒定电流，产生稳恒磁场

17、D新教材 新高考例4.如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是()A如图甲所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动B如图乙所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动C如图丙所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动D如图丁所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动C新教材 新高考四四.电磁感应现象的应用电磁感应现象的应用 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）。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？”后来，根据电磁感应现象制造的最早的发电机这个新生的“婴儿”，果然成长为电厂里巨大的发电机这一改变世界面貌的“巨人”，它开辟了人类社会的电气化时代。新教材 新高考新教材 新高考