(新教材)2020春人教版物理必修第三册第13章《电磁感应与电磁波初步》第3节《电磁感应现象及应用》教学课件.ppt
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- 电磁感应与电磁波初步 电磁感应现象及应用 新教材 2020 春人教版 物理 必修 第三 13 电磁感应 电磁波 初步 现象 应用 教学 课件
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1、1第第3节电磁感应现象及应用节电磁感应现象及应用2核心素养核心素养物理观念物理观念科学思维科学思维科学探究科学探究1.知道什么是电磁感应现象。知道什么是电磁感应现象。2.理解磁通量的变化。理解磁通量的变化。3.理解探究感应电流产生条件的理解探究感应电流产生条件的实验,并理解感应电流产生的实验,并理解感应电流产生的条件。条件。4.掌握运用感应电流的产生条件掌握运用感应电流的产生条件判断感应电流能否产生。判断感应电流能否产生。1.理解从电生磁到理解从电生磁到磁生电的科学探究磁生电的科学探究方法。方法。2.探究感应电流产探究感应电流产生的条件的实验方生的条件的实验方法。法。1.通过实验探究通过实验探
2、究产生感应电流的产生感应电流的条件。条件。2.知道电磁感应知道电磁感应现象的发现过程,现象的发现过程,体会人类探索自体会人类探索自然规律的科学态然规律的科学态度和科学精神。度和科学精神。3知识点一划时代的发现知识点一划时代的发现上图是法拉第发明的发电机。圆盘发电机,首先向人类揭开了机械能转化为电能上图是法拉第发明的发电机。圆盘发电机,首先向人类揭开了机械能转化为电能的序幕。试想:电是怎么生成的?结合奥斯特发现电流的磁效应现象,猜想,电的序幕。试想:电是怎么生成的?结合奥斯特发现电流的磁效应现象,猜想,电能生磁,磁能生电吗?能生磁,磁能生电吗?观图助学观图助学41.1820年,丹麦物理学家年,丹
3、麦物理学家_发现载流导线能使小磁针偏转,说明电流产生发现载流导线能使小磁针偏转,说明电流产生_,这种作用称为电流的,这种作用称为电流的_,即,即“电能生磁电能生磁”。2.1831年,年,19世纪伟大的物理学家世纪伟大的物理学家_发现了发现了_现象,即现象,即“磁能生磁能生电电”。3.由磁得到电的现象叫作由磁得到电的现象叫作_。在。在_中产生的电流叫中产生的电流叫作感应电流。作感应电流。4.划时代的发现的意义划时代的发现的意义:为电和磁的统一创造了条件,推动人类进入电气化时代:为电和磁的统一创造了条件,推动人类进入电气化时代 。奥斯特奥斯特磁场磁场磁效应磁效应法拉第法拉第电磁感应电磁感应电磁感应
4、现象电磁感应现象电磁感应现象电磁感应现象5思考判断思考判断(1)首先发现电磁感应现象的科学家是奥斯特。首先发现电磁感应现象的科学家是奥斯特。()(2)电磁感应现象是把电转变为磁的过程。电磁感应现象是把电转变为磁的过程。()(3)电磁感应是一种在变化、运动过程中才会出现的现象。电磁感应是一种在变化、运动过程中才会出现的现象。()6观图助学观图助学如图所示,把一条大约如图所示,把一条大约10 m长的电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上,长的电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上,形成闭合电路。两个同学迅速摇动这条电线,可以发电吗?简述你的理由。你认为形成闭合电路。两个同学迅速摇动这条电线
5、,可以发电吗?简述你的理由。你认为两个同学沿哪个方向站立时,发电的可能性比较大?两个同学沿哪个方向站立时,发电的可能性比较大?知识点二产生感应电流的条件知识点二产生感应电流的条件71.能够产生感应电流的三个典型的实验是能够产生感应电流的三个典型的实验是(1)条形磁铁和线圈发生条形磁铁和线圈发生_。(2)闭合电路中的部分导体闭合电路中的部分导体_。(3)改变原线圈中电流,在副线圈中产生改变原线圈中电流,在副线圈中产生_。相对运动相对运动切割磁感线切割磁感线感应电流感应电流82.法拉第把可以产生电磁感应的情况概括为法拉第把可以产生电磁感应的情况概括为(1)_的电流。的电流。(2)_的磁场。的磁场。
6、(3)_的恒定电流。的恒定电流。(4)_的磁铁。的磁铁。(5)在磁场中运动的在磁场中运动的_等。等。变化变化变化变化运动运动运动运动导体导体93.实验结论实验结论只要穿过只要穿过_电路的电路的_发生变化,发生变化,_电路中就会产生感应电电路中就会产生感应电流。流。闭合闭合磁通量磁通量闭合闭合10思考判断思考判断(1)只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生。只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生。()(2)闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流。闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流。()(3)闭合线圈和磁场发生相对运动时,一定
7、能产生感应电流。闭合线圈和磁场发生相对运动时,一定能产生感应电流。()(4)穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中一定会产生感应电流。穿过闭合电路的磁通量发生变化,电路中一定会产生感应电流。()11观察探究观察探究(1)如图所示,平面如图所示,平面S在垂直于磁场方向上的投影面积为在垂直于磁场方向上的投影面积为S。若有。若有n条磁感线穿条磁感线穿过过S,则穿过面积,则穿过面积S的磁感线有多少条?的磁感线有多少条?核心要点核心要点对磁通量变化的理解对磁通量变化的理解12(2)若磁场增强,即若磁场增强,即B增大,穿过面积增大,穿过面积S的磁感线条数是否增多?穿过面积的磁感线条数是否增多?穿过面积S的磁
8、的磁通量如何变化?通量如何变化?答案答案(1)n条条(2)B增大时,穿过面积增大时,穿过面积S的磁感线条数增多,穿过面积的磁感线条数增多,穿过面积S的磁通量的磁通量增大增大13探究归纳探究归纳1.引起磁通量变化的原因引起磁通量变化的原因(1)当当B不变,有效面积不变,有效面积S变化时,变化时,BS。(2)当当B变化,变化,S不变时,不变时,BS。(3)B和和S同时变化,则同时变化,则21。但此时。但此时BS。2.磁通量磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化量的比较的比较(1)是状态量,是闭合回路在某时刻是状态量,是闭合回路在某时刻(某位置某位置)穿过回路的磁感线的条数,当磁场穿过回路的磁感线的条
9、数,当磁场与回路平面垂直时与回路平面垂直时BS。(2)是过程量,它表示回路从某一时刻到另一时刻磁通量的改变量,即是过程量,它表示回路从某一时刻到另一时刻磁通量的改变量,即21。14试题案例试题案例例例1 如图所示,一环形线圈沿条形磁铁的轴线,从磁铁如图所示,一环形线圈沿条形磁铁的轴线,从磁铁N极的极的左侧左侧A点运动到磁铁点运动到磁铁S极的右侧极的右侧B点,点,A、B两点关于磁铁的中两点关于磁铁的中心对称,则在此过程中,穿过环形线圈的磁通量将心对称,则在此过程中,穿过环形线圈的磁通量将()A.先增大,后减小先增大,后减小B.先减小,后增大先减小,后增大C.先增大,后减小,再增大,再减小先增大,
10、后减小,再增大,再减小D.先减小,后增大,再减小,再增大先减小,后增大,再减小,再增大答案答案A15例例2 如图所示,匀强磁场的磁感应强度为如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,方向与水平方向的夹角为,方向与水平方向的夹角为30,图中,图中实线位置有一面积为实线位置有一面积为S的矩形线圈处于磁场中,并绕着它的一条边从水平位置的矩形线圈处于磁场中,并绕着它的一条边从水平位置转到竖直位置转到竖直位置(图中虚线位置图中虚线位置)。则在此过程中磁通量的变化量的大小为。则在此过程中磁通量的变化量的大小为()16解析解析取线圈在水平位置时穿过线圈的磁通量为正,取线圈在水平位置时穿过线圈的磁通量为正,线圈处于
11、竖直位置,磁感线从线圈另一面穿过,线圈处于竖直位置,磁感线从线圈另一面穿过,答案答案C17针对训练针对训练1 如图所示,通电直导线右边有一个矩形线框,线框平面如图所示,通电直导线右边有一个矩形线框,线框平面与直导线共面,若使线框逐渐远离与直导线共面,若使线框逐渐远离(平动平动)通电导线,则穿过线框的通电导线,则穿过线框的磁通量将磁通量将()A.逐渐增大逐渐增大 B.逐渐减小逐渐减小C.保持不变保持不变 D.不能确定不能确定解析解析线框远离导线时,穿过线框的磁感应强度减小,线框的面线框远离导线时,穿过线框的磁感应强度减小,线框的面积不变,所以穿过线框的磁通量减小。积不变,所以穿过线框的磁通量减小
12、。答案答案B18针对训练针对训练2 边长边长l10 cm的正方形线框固定在匀强磁场中,磁场的正方形线框固定在匀强磁场中,磁场方向与线框平面间的夹角方向与线框平面间的夹角30,如图所示。磁感应强度随时,如图所示。磁感应强度随时间变化的规律为间变化的规律为B(23t)T,则第,则第3 s内穿过线框的磁通量的变内穿过线框的磁通量的变化量化量为多少?为多少?解析解析第第3 s内就是从内就是从2 s末到末到3 s末,所以末,所以2 s末的磁场的磁感应强度为末的磁场的磁感应强度为B1(232)T8 T,3 s末的磁场的磁感应强度为末的磁场的磁感应强度为B2(233)T11 T,则,则BSsin(118)0
13、.12sin 30 Wb1.5102 Wb。答案答案1.5102 Wb19观察探究观察探究1.如图所示,有一个线圈与一个灵敏电流计连成闭合电路。将一条形磁铁的一部分如图所示,有一个线圈与一个灵敏电流计连成闭合电路。将一条形磁铁的一部分插入线圈中。插入线圈中。(1)当条形磁铁向右运动时,电流计的指针是否发生偏转?当条形磁铁向右运动时,电流计的指针是否发生偏转?(2)当线圈向左运动时,电流计的指针是否发生偏转?当线圈向左运动时,电流计的指针是否发生偏转?答案答案(1)偏转偏转(2)偏转偏转核心要点核心要点实验探究感应电流产生的条件实验探究感应电流产生的条件202.甲图,当导体棒切割磁感线运动时;乙
14、图,当条形磁铁插入或拔出线圈时;丙甲图,当导体棒切割磁感线运动时;乙图,当条形磁铁插入或拔出线圈时;丙图,当电键断开或闭合,或移动滑动变阻器的滑片时。电流表指针均有摆动,图,当电键断开或闭合,或移动滑动变阻器的滑片时。电流表指针均有摆动,这说明什么问题,三种情况下存在着什么共同的规律?这说明什么问题,三种情况下存在着什么共同的规律?21答案答案电流表指针均有摆动,说明三种情况下均产生了感应电流。共同点是三电流表指针均有摆动,说明三种情况下均产生了感应电流。共同点是三种情况下,闭合线圈的磁通量均发生变化。种情况下,闭合线圈的磁通量均发生变化。22探究归纳探究归纳1.闭合电路的部分导体切割磁感线闭
15、合电路的部分导体切割磁感线在初中学过,当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时,电路中会产生感在初中学过,当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流,如图所示。应电流,如图所示。23导体棒左右平动、前后平动、上下平动,观察电流表的指针,把观察到的现象导体棒左右平动、前后平动、上下平动,观察电流表的指针,把观察到的现象记录在表记录在表1中。中。表表1导体棒的运动导体棒的运动表针的摆动方向表针的摆动方向导体棒的运动导体棒的运动表针的摆动方向表针的摆动方向向右平动向右平动向左向左向后平动向后平动不摆动不摆动向左平动向左平动向右向右向上平动向上平动不摆动不摆动向前平动向前平动不摆动
16、不摆动向下平动向下平动不摆动不摆动结论:只有左右平动时,导体棒切割磁感线,才有电流产生;前后平动、上结论:只有左右平动时,导体棒切割磁感线,才有电流产生;前后平动、上下平动,导体棒都不切割磁感线,没有电流产生下平动,导体棒都不切割磁感线,没有电流产生242.向线圈中插入磁铁,把磁铁从线圈中拔出向线圈中插入磁铁,把磁铁从线圈中拔出如图所示,把磁铁的某一个磁极向线圈中插入,或从线圈中抽出,或静止地放如图所示,把磁铁的某一个磁极向线圈中插入,或从线圈中抽出,或静止地放在线圈中。观察电流表的指针,把观察到的现象记录在表在线圈中。观察电流表的指针,把观察到的现象记录在表2中。中。25表表2磁铁的运动磁铁
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