1、3电磁感应现象及应用 第十三章 电磁感应与电磁波初步 核心素养明目标 核心素养学习目标 物理观念 知道电磁感应现象和感应电流的概念。科学思维通过模仿法拉第的实验，归纳得出产生感应电流的条件。学会通过现象分析归纳事物本质特征的科学思维方法。核心素养学习目标 科学探究经历感应电流产生条件的探究活动，提高分析论证能力。科学态度与责任(1)了解电磁感应现象曲折的发现过程，学习法拉第坚持理想信念、不畏艰辛、勇于探索的科学精神。(2)了解电磁感应现象的重大历史意义和电磁感应现象的广泛应用，体会科学、技术对人类文明的推动作用。自主预习探新知 NO.1知识点一 知识点二 知识点三 知识点一 划时代的发现 1_
2、发现的电流的磁效应，证实了电现象和_是有联系的。21831 年，_发现了“磁生电”现象，他认为“磁生电”是一种在_的过程中才能出现的效应。3法拉第把这些“磁生电”现象定名为_，这些现象中产生的电流叫作_。奥斯特磁现象法拉第变化、运动电磁感应感应电流1：思考辨析(正确的打“”，错误的打“”)(1)法拉第发现了电磁感应现象。()(2)法拉第完成了“由磁产生电”的设想。()知识点二 产生感应电流的条件 1探索感应电流产生的条件(1)实验装置(2)实验过程 开关和变阻器的状态线圈 B 中是否有电流 开关闭合瞬间有开关断开瞬间有开关闭合时，滑动变阻器不动无 开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片有 2产生
3、感应电流的条件：当穿过闭合导体回路的_发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流。电路闭合、磁通量变化，是产生感应电流的两个条件，缺一不可。闭合电路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件，如果穿过闭合电路的磁通量很大但不变化，那么也不会产生感应电流。磁通量2：思考辨析(正确的打“”，错误的打“”)(1)闭合线圈内有磁场，就有感应电流。()(2)穿过闭合线圈的磁通量发生变化，一定能产生感应电流。()(3)闭合线圈和磁场发生相对运动，不一定能产生感应电流。()知识点三 电磁感应现象的应用 1最早的发电机：法拉第的圆盘_。2电厂里的发电机、生产和生活中广泛使用的_、电磁炉等都是根据电磁感应制造的。发电机
4、变压器合作探究提素养 NO.2考点1 考点2 考点 1 电磁感应产生的条件 甲 乙 丙 保持线框平面始终与磁感线垂直，图甲中线框在磁场中上下运动；图乙中线框在磁场中左右运动；如图丙所示，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。(1)保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中上下运动(图甲)。线框中是否产生感应电流？(2)保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中左右运动(图乙)，线框中是否产生感应电流？(3)条形磁铁向左右运动时(图丙)，电流计的指针是否发生偏转？为什么？提示：(1)图甲中，线框在磁场中上下运动的过程中，导体没有切割磁感线，穿过线框的磁通量没有发
5、生变化，所以无感应电流产生。(2)图乙中，线框在磁场中左右运动的过程中，尽管导体切割磁感线，但是整个线框都处在磁场中，穿过线框的磁通量没发生变化，所以无感应电流产生。(3)发生偏转。闭合螺线管线圈中磁通量发生变化。1电磁感应(1)电磁感应现象：当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有电流产生，这种现象称为电磁感应现象。(2)产生感应电流的条件 电路闭合；磁通量变化。(3)电磁感应现象的实质：电路中产生感应电动势，如果电路闭合则有感应电流产生。(4)能量转化：发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能。2常见的产生感应电流的三种情况 3判断电磁感应现象是否发生的一般流程(1)确定研究的
6、闭合回路；(2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量；(3)磁通量变化与感应电流的产生：不变无感应电流变化回路闭合，有感应电流不闭合，无感应电流，但有感应电动势 磁通量的变化【典例 1】如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈 abcd 在细长磁铁 N 极附近下落，保持 bc 边在纸外，ad 边在纸内，由图中的位置经过位置到位置，且位置和都很靠近位置，在这个过程中，线圈中的磁通量()A是增加的 B是减少的 C先增加，后减少D先减少，后增加D 要知道线圈在下落过程中磁通量的变化情况，就必须知道条形磁铁在磁极附近磁感线的分布情况，条形磁铁在 N 极附近磁感线的分布情况如图所示，由图可知线圈中磁通
7、量是先减少，后增加，选项 D 正确。由公式 BScos(为线圈垂直与磁感线方向的夹角)，可以看出 的变化是由 B、S 或 的变化引起的，因此在求磁通量的变化时要先弄清 的变化是由哪一个量的变化引起的，然后根据此量的变化情况分析磁通量的变化情况。感应电流有无判断【典例 2】如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是()A BC D B A 中线框中磁通量始终不变，故没有感应电流产生；B 中线框中的磁通量不断改变，故产生感应电流；C、D 中线框中的磁通量始终为零，故没有感应电流产生。判断电路中是否产生感应电流的思路跟进训练 1(角度一)如图所示，通电螺线管水平固定，OO为其轴线
8、，a、b、c 三点在该轴线上，在这三点处各放一个完全相同的小圆环，且各圆环平面垂直于 OO轴。则关于这三点的磁感应强度 Ba、Bb、Bc的大小关系及穿过三个小圆环的磁通量 a、b、c 的大小关系，下列判断正确的是()ABaBbBc，abc BBaBbBc，abc CBaBbBc，abc DBaBbBc，abc C 由通电螺线管的磁场分布特点可知，a、b、c 三点的磁感应强度 Ba、Bb、Bc 的大小关系为 BaBbBc；三个小圆环的面积相同，根据磁通量的定义 BS 可知，abc，所以 A、B、D 错误，C 正确。2(角度二)(2021济南一中期中)(多选)如图所示，导线 ab 和 cd互相平行
9、，则在下列情况下导线 cd 中有感应电流产生的是()A开关 S 断开或闭合的瞬间 B开关 S 是闭合的，但滑片向左滑动 C开关 S 是闭合的，但滑片向右滑动 D开关 S 始终闭合，且滑片静止不动 ABC 导线 ab 中的电流发生变化时，导线 cd 中才有感应电流产生。故 A、B、C 正确。考点 2 电磁感应现象的应用 了解法拉第的圆盘发电机。法拉第的圆盘发电机的工作原理是什么？提示：在圆盘转动时，圆盘上任一半径方向的电路都会在磁场中转过一面积引起磁通量的变化，在这半径方向电路产生感应电动势，与外电路通过圆盘边缘(如图中的实线)、圆盘中心相连构成闭合电路，从而形成沿这半径方向电路的感应电流，对整
10、个圆盘而言，圆盘面上应形成从中心到边缘各处都有的半径方向上的电流。电磁感应现象在生产生活中的应用非常广泛，如磁悬浮列车、发电机、变压器、手机的无线充电技术、感应焊接、电感器、电磁炉、电视、手机和收音机等的信号收发、感应磁卡的信号传输等。下面以其中几个应用为例具体说明。应用实例原理图说明 发电机线框在磁场中匀速转动，穿过线框的磁通量周期性变化，产生大小、方向周期性变化的电流 应用实例原理图说明 话筒声音使膜片振动，连接在膜片上的线圈随着一起振动，线圈在永久磁体的磁场中切割磁感线，从而形成微弱的电流，再经过放大电路将输入信号放大后输出 应用实例原理图说明 金属探测器探测器中有一个通有大小和方向都变
11、化的电流的发射线圈，当发射线圈周围有金属物时，金属物中会产生环状电流，环状电流的磁场反过来影响接收线圈中的电流，使探测器报警 应用实例原理图说明 电磁炉陶瓷板下面的线圈接入大小和方向都变化的电流以后，会形成变化的磁场，铁锅、不锈钢锅的底部在变化的磁场中产生环状的感应电流，让锅底快速发热，实现对食物的加热【典例 3】(多选)(2021北师大附中期中)动圈式话筒和磁带录音机都应用了电磁感应现象，如图甲所示是话筒原理图，如图乙所示是录音机的录音、放音原理图，由图可知()甲乙A话筒工作时磁体不动线圈振动而产生感应电流 B录音机放音时变化的磁场在静止的线圈里产生感应电流 C录音机放音时线圈中变化的电流在
12、磁头缝隙处产生变化的磁场 D录音机录音时线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场 ABD 话筒工作时，通过线圈振动切割磁感线，产生感应电流，A 正确；录音时是电生磁，即利用了电流的磁效应原理，放音时是磁生电，即利用了电磁感应原理，B、D 正确，C 错误。跟进训练 3(多选)(2021华中师大一附中期中)主持节目、演唱常用到话筒，其中有一种动圈式话筒，如图所示，其工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号，下列说法正确的是()A该传感器是根据电流的磁效应工作的 B该传感器是根据电磁感应原理工作的 C膜片振动时，穿过金
13、属线圈的磁通量会改变 D膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电流 BC 当声波使膜片前后振动时，穿过金属线圈的磁通量会改变，线圈中产生感应电流，将声音信号转变为电信号，是根据电磁感应原理工作的，A、D 错误，B、C 正确。当堂达标夯基础 NO.31 2 3 4 1(多选)下列说法正确的是()A发现电磁感应现象的科学家是奥斯特，发现电流磁效应的科学家是法拉第 B奥斯特的思维和实践没有突破当时人类对电和磁认识的局限性 C产生感应电流的原因都与变化或运动有关 D电磁感应现象的发现使人们找到了“磁生电”的方法，开辟了人类的电气化时代 5 1 2 3 4 CD 奥斯特发现了电流的磁效应，他的思维和实践突破
14、了人类对电与磁认识的局限性，B 错误；发现电磁感应现象的科学家是法拉第，A 错误；产生感应电流的原因都与变化或运动有关，C 正确；电磁感应现象的发现，宣告了电磁学的诞生，开辟了人类的电气化时代，D 正确。5 1 2 3 4 2一个匝数为 n、面积为 S 的闭合线圈置于水平面上，若线圈内的磁感应强度在时间 t 内由竖直向下从 B1 减少到零，再反向增加到 B2，则线圈内的磁通量的变化量 为()An(B2B1)S Bn(B2B1)S C(B2B1)SD(B2B1)S 5 1 2 3 4 D 设末状态的磁通量 2B2S，则初状态的磁通量 1B1S，因为磁感应方向相反，则线圈内的磁通量的变化量(B2B
15、1)S，与线圈匝数无关，故 D 正确，A、B、C 错误。5 1 2 3 4 3在如图所示的实验中，能在线圈中产生感应电流的情况是()A磁铁静止在线圈上方 B磁铁静止在线圈右侧 C磁铁静止在线圈里面 D磁铁插入或抽出线圈的过程 5 1 2 3 4 D 磁铁静止在线圈上方、右侧和里面，穿过闭合电路的磁通量均不发生变化，但磁铁插入或抽出时，穿过闭合电路的磁通量变化，故选项 D 正确。5 1 2 3 4 4线圈在长直导线电流的磁场中做如图所示的运动：A向右平动，B向下平动，C绕轴转动(ad 边向里)，D从纸面向纸外做平动，E向上平动(线圈有个缺口)，判断线圈中有没有感应电流？A B C D E 5 1
16、 2 3 4 解析 在直导线电流磁场中的五个线圈，原来磁通量都是垂直纸面向里的，对直线电流来说，离电流越远，磁场就越弱。A向右平动，穿过线圈的磁通量没有变化，故线圈中没有感应电流。B向下平动，穿过线圈的磁通量减少，必产生感应电流。C绕轴转动，穿过线圈的磁通量变化(开始时减少)，必产生感应电流。5 1 2 3 4 D离纸面越远，线圈中磁通量越少，线圈中有感应电流。E向上平动，穿过线圈的磁通量增加，但由于线圈没有闭合，因此无感应电流。答案 A、E 中无感应电流，B、C、D 中有感应电流。5 1 2 3 4 5 5情境：如图所示，一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中。问题：下列情况下能使圆盘
17、中产生感应电流的是 (a)(b)1 2 3 4 5(1)圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动；(2)圆盘以某一水平直径为轴匀速转动。1 2 3 4 5 解析(1)当圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，无论转到什么位置，圆盘中的磁通量不发生变化，不能产生感应电流。(2)当圆盘以某一水平直径为轴匀速转动时，穿过圆盘的磁感线条数不断变化，即圆盘中的磁通量发生变化，圆盘中将产生感应电流。答案 见解析 回归本节知识，自我完成以下问题：1什么是电磁感应现象？提示：当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中有电流产生，这种现象称为电磁感应现象。2如果平面跟磁场方向不垂直，该如何计算磁通量呢？提示：可以作出该平面在垂直于磁场方向上的投影平面，设两平面之间的夹角为，则磁通量 BScos。3产生感应电流的条件是什么？提示：闭合回路的磁通量发生变化。点击右图进入 课 后 素 养 落 实 谢谢观看 THANK YOU!
