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高中物理人教版 (2019)必修 第三册3 电磁感应现象及应用图片课件ppt
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册3 电磁感应现象及应用图片课件ppt，共29页。PPT课件主要包含了电磁感应，感应电流，闭合导体，磁通量，变压器，电磁炉，探究一磁通量的变化，答案ABD，D导体框向右平动，答案BD等内容，欢迎下载使用。
3 电磁感应现象及应用
知识点一 划时代的发现
1.法拉第发现了磁生电现象.如图所示的电路,开关始终处于闭合状态时,B线圈中 (选填“有”或“无”)电流产生,开关闭合或断开的瞬间,B线圈中 (选填“有”或“无”)电流产生.法拉第把这种“磁生电”的现象定名为 ,产生的电流叫作 .
2.电流的磁效应与电磁感应有什么区别?
答案:电流的磁效应是指电流周围产生磁场,即“电生磁”.电磁感应是利用磁场产生感应电流,即“磁生电”.“电生磁”和“磁生电”是两种因果关系相反的现象.
知识点二 产生感应电流的条件
1.闭合电路的部分导体切割磁感线.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流,如图甲所示.
(1)金属棒AB静止或沿着磁感线运动时,电路中有感应电流产生吗?
答案:没有感应电流产生.
(2)金属棒AB切割磁感线时,简化示意图如图乙所示.AB切割磁感线时,闭合回路中产生了感应电流,磁场没有变化,闭合回路ABCD的面积发生了变化.与磁场相关的哪个物理量发生了变化呢?
答案:穿过闭合回路的磁通量发生了变化.
2.产生感应电流的条件.当穿过 回路的 发生变化时, 回路中就产生感应电流.
知识点三 电磁感应现象的应用
生产、生活中广泛使用的 、 等是根据电磁感应制造的.
1.奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第发现了电磁感应.( )2.穿过闭合回路的磁通量只与磁场的强弱有关. ( )3.只要闭合回路内有磁通量,闭合回路中就有感应电流.( )4.线框不闭合,即使穿过线框的磁通量变化,线框中也没有感应电流.( )5.导体棒切割磁感线不一定产生感应电流,但若垂直切割,则一定产生感应电流.( )6.不论用什么方法,只要穿过闭合回路的磁通量发生变化,闭合回路中就有电流产生.( )
(一)图甲中,导体棒向右运动;图乙中,条形磁体插入线圈;图丙中,矩形线圈绕OO'转动(小于90°).
2.以图乙为例,还有什么方法可以改变穿过线圈的磁通量?
答案:磁体向上移动、向左右移动、向前后移动均可以使穿过线圈的磁通量变化;磁体不动,线圈绕任一直径转动等也可以使穿过线圈的磁通量变化.
1.三幅图中,穿过闭合回路的磁通量是否变化?均是如何变化的?
答案:图甲中,导体棒向右移动,闭合回路的面积减小,穿过闭合回路的磁通量减小;图乙中,磁体靠近线圈时,线圈所在位置的磁场增强,穿过闭合回路的磁通量增大;图丙中,线圈转动(小于90°),穿过闭合回路的磁通量减小.
3.若开关S一直接通,有无磁感线穿过线圈C?若有,穿过线圈C的磁通量是否变化?
答案:有磁感线穿过线圈C,但是穿过线圈C的磁通量不变化.
(二)如图所示,线圈A、电源、滑动变阻器、开关组成闭合回路;线圈C与电流表组成闭合回路,线圈A与C很近.
答案:滑动变阻器接入电路的阻值变化,线圈A中的电流变化,其产生的磁场变化,穿过线圈C的磁通量变化;开关S由断开改为闭合、开关S由闭合改为断开、线圈A远离线圈C也可以使穿过线圈C的磁通量发生变化.
4.当开关S接通时,改变滑动变阻器接入电路的阻值,穿过线圈C的磁通量是否变化?还有哪些方式可以改变穿过线圈C的磁通量?
引起闭合回路磁通量变化的原因:(1)磁感应强度B不变,有效面积S发生变化.(2)有效面积S不变,磁感应强度B发生变化.(3)磁感应强度B和有效面积S都变化.
【典例1】(多选)如图所示,竖直放置的长直导线通有恒定电流,有一矩形线框与导线在同一平面内,在下列情况中,穿过线框的磁通量发生变化的是( )
A.导线中电流变大 B.线框向右平动 C.线框向下平动 D.线框以ab边为轴转动 E.线框以直导线为轴转动
解析:选项A中,I增大时引起导线周围的磁场增强,穿过线框的磁通量增大,选项A正确.选项B中,距离直导线越远,磁感线分布越疏,因此线框向右平动时,穿过线框的磁通量变小,选项B正确.选项D中,线框以ab边为轴转动,有效面积S变化,穿过线框的磁通量变化,选项D正确.
探究二 产生感应电流的条件
1.实验装置如图所示,观察磁体在螺线管中运动或静止时回路中是否有电流产生,将观察到的现象填入表格.
答案:有 没有 有 有 没有 有
2.实验装置如图所示,观察下面几种情况下线圈B中是否有电流产生,将观察到的现象填入表格.
答案:有 有 没有 有
3.利用“2”中的实验装置进行实验,当开关处于断开状态时,迅速移动滑动变阻器的滑片或将线圈A快速插入(或拔出)线圈B,线圈B中是否有电流?为什么?
答案:没有电流.通过对比“2”的操作过程及现象,此时线圈A所在的电路处于断开状态,因此,线圈B所在的电路没有产生感应电流.
4.请你根据实验现象总结,什么情况下闭合导体回路中产生感应电流.
答案:当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中就产生感应电流.
是否产生感应电流,主要体现在“磁通量变化”上,有没有磁感线穿过闭合导体回路不是产生感应电流的条件,如果穿过回路的磁通量很大但不变化,那么无论磁通量多么大,都不会产生感应电流.
【典例2】(多选)下图中能产生感应电流的是( )
A.磁体靠近弯曲的导线
B.导体棒在金属导轨上沿相反方向运动
C.通入增大的电流(水平直导线在水平导体圆环的正上方)
解析:选项A中,回路没有闭合,无感应电流产生;选项B中,闭合回路面积增大,通过闭合导体回路的磁通量增大,有感应电流产生;选项C中,穿过导体环的磁感线相互抵消,磁通量恒为0,无感应电流产生;选项D中,穿过闭合导体回路的磁通量减小,有感应电流产生.综上所述,选项B、D正确.
1.首先发现电流的磁效应和电磁感应的物理学家分别是( )A.安培和法拉第 B.法拉第和楞次C.奥斯特和安培 D.奥斯特和法拉第
2.(多选)闭合导体线框在匀强磁场中运动的情况如下图所示,能产生感应电流的是( )
A.线框垂直纸面向外运动
3.如图所示,矩形导体线框abcd由静止开始运动,若要使线框中产生感应电流且穿过线框的磁通量逐渐变大,则线框的运动情况应该是( )
A.向右平动(ad边还没有进入磁场)B.向上平动(ab边还没有离开磁场)C.以bc边为轴转动(ad边还没有转入磁场)D.以ab边为轴转动(转角不超过90°)
4.(多选)如图所示,在匀强磁场中有两条平行的金属导轨,磁场方向与导轨平面垂直;导轨上有两条可沿导轨移动的导体棒A、C.若导体棒的运动速度大小分别为v1、v2.下列四种情况,回路中产生感应电流的是( )
A.v1>v2,且方向相反B.v1
1.切割磁感线类:闭合回路的一部分导体切割磁感线时,闭合回路中产生电流(见图甲).2.磁体与线圈相对运动类:磁体插入和拔出线圈时,回路中产生电流(见图乙).3.电流变化类:如图丙所示,当开关S闭合或断开时,线圈B中产生电流;开关闭合,滑动变阻器滑片向上或向下滑时,回路B中产生电流.
【典例】如图所示,在匀强磁场中的U形导轨上,有两根等长的平行导体棒AB和CD,它们以相同的速度v匀速向右滑动.为使AB中有感应电流产生,下列操作可行的是( )
A.断开和闭合开关都可以B.断开开关C.断开和闭合开关都不行D.闭合开关
解析:若开关断开,导体棒运动时,只有ABCD是闭合回路,但穿过ABCD的磁通量不变,不产生感应电流;若开关闭合,导体棒运动时,穿过闭合回路ABNM的磁通量变化,产生感应电流,选项D正确.
3 电磁感应现象及应用
知识点一 划时代的发现
1.法拉第发现了磁生电现象.如图所示的电路,开关始终处于闭合状态时,B线圈中 (选填“有”或“无”)电流产生,开关闭合或断开的瞬间,B线圈中 (选填“有”或“无”)电流产生.法拉第把这种“磁生电”的现象定名为 ,产生的电流叫作 .
2.电流的磁效应与电磁感应有什么区别?
答案:电流的磁效应是指电流周围产生磁场,即“电生磁”.电磁感应是利用磁场产生感应电流,即“磁生电”.“电生磁”和“磁生电”是两种因果关系相反的现象.
知识点二 产生感应电流的条件
1.闭合电路的部分导体切割磁感线.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流,如图甲所示.
(1)金属棒AB静止或沿着磁感线运动时,电路中有感应电流产生吗?
答案:没有感应电流产生.
(2)金属棒AB切割磁感线时,简化示意图如图乙所示.AB切割磁感线时,闭合回路中产生了感应电流,磁场没有变化,闭合回路ABCD的面积发生了变化.与磁场相关的哪个物理量发生了变化呢?
答案:穿过闭合回路的磁通量发生了变化.
2.产生感应电流的条件.当穿过 回路的 发生变化时, 回路中就产生感应电流.
知识点三 电磁感应现象的应用
生产、生活中广泛使用的 、 等是根据电磁感应制造的.
1.奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第发现了电磁感应.( )2.穿过闭合回路的磁通量只与磁场的强弱有关. ( )3.只要闭合回路内有磁通量,闭合回路中就有感应电流.( )4.线框不闭合,即使穿过线框的磁通量变化,线框中也没有感应电流.( )5.导体棒切割磁感线不一定产生感应电流,但若垂直切割,则一定产生感应电流.( )6.不论用什么方法,只要穿过闭合回路的磁通量发生变化,闭合回路中就有电流产生.( )
(一)图甲中,导体棒向右运动;图乙中,条形磁体插入线圈;图丙中,矩形线圈绕OO'转动(小于90°).
2.以图乙为例,还有什么方法可以改变穿过线圈的磁通量?
答案:磁体向上移动、向左右移动、向前后移动均可以使穿过线圈的磁通量变化;磁体不动,线圈绕任一直径转动等也可以使穿过线圈的磁通量变化.
1.三幅图中,穿过闭合回路的磁通量是否变化?均是如何变化的?
答案:图甲中,导体棒向右移动,闭合回路的面积减小,穿过闭合回路的磁通量减小;图乙中,磁体靠近线圈时,线圈所在位置的磁场增强,穿过闭合回路的磁通量增大;图丙中,线圈转动(小于90°),穿过闭合回路的磁通量减小.
3.若开关S一直接通,有无磁感线穿过线圈C?若有,穿过线圈C的磁通量是否变化?
答案:有磁感线穿过线圈C,但是穿过线圈C的磁通量不变化.
(二)如图所示,线圈A、电源、滑动变阻器、开关组成闭合回路;线圈C与电流表组成闭合回路,线圈A与C很近.
答案:滑动变阻器接入电路的阻值变化,线圈A中的电流变化,其产生的磁场变化,穿过线圈C的磁通量变化;开关S由断开改为闭合、开关S由闭合改为断开、线圈A远离线圈C也可以使穿过线圈C的磁通量发生变化.
4.当开关S接通时,改变滑动变阻器接入电路的阻值,穿过线圈C的磁通量是否变化?还有哪些方式可以改变穿过线圈C的磁通量?
引起闭合回路磁通量变化的原因:(1)磁感应强度B不变,有效面积S发生变化.(2)有效面积S不变,磁感应强度B发生变化.(3)磁感应强度B和有效面积S都变化.
【典例1】(多选)如图所示,竖直放置的长直导线通有恒定电流,有一矩形线框与导线在同一平面内,在下列情况中,穿过线框的磁通量发生变化的是( )
A.导线中电流变大 B.线框向右平动 C.线框向下平动 D.线框以ab边为轴转动 E.线框以直导线为轴转动
解析:选项A中,I增大时引起导线周围的磁场增强,穿过线框的磁通量增大,选项A正确.选项B中,距离直导线越远,磁感线分布越疏,因此线框向右平动时,穿过线框的磁通量变小,选项B正确.选项D中,线框以ab边为轴转动,有效面积S变化,穿过线框的磁通量变化,选项D正确.
探究二 产生感应电流的条件
1.实验装置如图所示,观察磁体在螺线管中运动或静止时回路中是否有电流产生,将观察到的现象填入表格.
答案:有 没有 有 有 没有 有
2.实验装置如图所示,观察下面几种情况下线圈B中是否有电流产生,将观察到的现象填入表格.
答案:有 有 没有 有
3.利用“2”中的实验装置进行实验,当开关处于断开状态时,迅速移动滑动变阻器的滑片或将线圈A快速插入(或拔出)线圈B,线圈B中是否有电流?为什么?
答案:没有电流.通过对比“2”的操作过程及现象,此时线圈A所在的电路处于断开状态,因此,线圈B所在的电路没有产生感应电流.
4.请你根据实验现象总结,什么情况下闭合导体回路中产生感应电流.
答案:当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中就产生感应电流.
是否产生感应电流,主要体现在“磁通量变化”上,有没有磁感线穿过闭合导体回路不是产生感应电流的条件,如果穿过回路的磁通量很大但不变化,那么无论磁通量多么大,都不会产生感应电流.
【典例2】(多选)下图中能产生感应电流的是( )
A.磁体靠近弯曲的导线
B.导体棒在金属导轨上沿相反方向运动
C.通入增大的电流(水平直导线在水平导体圆环的正上方)
解析:选项A中,回路没有闭合,无感应电流产生;选项B中,闭合回路面积增大,通过闭合导体回路的磁通量增大,有感应电流产生;选项C中,穿过导体环的磁感线相互抵消,磁通量恒为0,无感应电流产生;选项D中,穿过闭合导体回路的磁通量减小,有感应电流产生.综上所述,选项B、D正确.
1.首先发现电流的磁效应和电磁感应的物理学家分别是( )A.安培和法拉第 B.法拉第和楞次C.奥斯特和安培 D.奥斯特和法拉第
2.(多选)闭合导体线框在匀强磁场中运动的情况如下图所示,能产生感应电流的是( )
A.线框垂直纸面向外运动
3.如图所示,矩形导体线框abcd由静止开始运动,若要使线框中产生感应电流且穿过线框的磁通量逐渐变大,则线框的运动情况应该是( )
A.向右平动(ad边还没有进入磁场)B.向上平动(ab边还没有离开磁场)C.以bc边为轴转动(ad边还没有转入磁场)D.以ab边为轴转动(转角不超过90°)
4.(多选)如图所示,在匀强磁场中有两条平行的金属导轨,磁场方向与导轨平面垂直;导轨上有两条可沿导轨移动的导体棒A、C.若导体棒的运动速度大小分别为v1、v2.下列四种情况,回路中产生感应电流的是( )
A.v1>v2,且方向相反B.v1
1.切割磁感线类:闭合回路的一部分导体切割磁感线时,闭合回路中产生电流(见图甲).2.磁体与线圈相对运动类:磁体插入和拔出线圈时,回路中产生电流(见图乙).3.电流变化类:如图丙所示,当开关S闭合或断开时,线圈B中产生电流;开关闭合,滑动变阻器滑片向上或向下滑时,回路B中产生电流.
【典例】如图所示,在匀强磁场中的U形导轨上,有两根等长的平行导体棒AB和CD,它们以相同的速度v匀速向右滑动.为使AB中有感应电流产生,下列操作可行的是( )
A.断开和闭合开关都可以B.断开开关C.断开和闭合开关都不行D.闭合开关
解析:若开关断开,导体棒运动时,只有ABCD是闭合回路,但穿过ABCD的磁通量不变,不产生感应电流;若开关闭合,导体棒运动时,穿过闭合回路ABNM的磁通量变化,产生感应电流,选项D正确.
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