高中物理人教版 (2019)必修 第三册3 电磁感应现象及应用教学演示课件ppt

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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？
一.奥斯特圆梦“电生磁”
1、电与磁有联系吗？19世纪20年代之前的“偏执”
二者显然肯定是独立的，无关的。
各种自然现象之间是相互联系和相互转化的！
我坚信：电与磁是有关联的。我一定要找到她！
2、奥斯特“碰巧”发现了: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。 在1820年4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，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。
电流的磁效应显示了载流导体对磁针的作用力，揭示了电现象与磁现象之间存在的某种联系。
物理学将不再是关于运动、热、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，我们将把整个宇宙纳在一个体系中。
2.奥斯特“碰巧”发现了:电流磁效应
奥斯特实验：揭示了电流的磁效应
突破：电与磁是有联系的!
二.法拉第心系“磁生电”
1、艰难的探索：众多物理学家“浅尝则止”
2、法拉第：历经10年，“痴”心不改
“试验－失败－再试验”：屡战屡败、屡败屡战……
一段通电直导线放在另一段直导线旁边
未通电直导线放在另一段通电线圈内部
法拉第第一个成功实验：十年失败，一朝顿悟
法拉第线圈：与160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。
将条形磁铁插入空心线圈
由磁得到电的现象叫电磁感应。
电磁感应现象中产生的电流叫感应电流。
电磁感应不是稳态效应，而是动态效应。
法拉第将其发现的全部“磁生电”现象分成五类：
“磁生电”现象的本质特征是：变化、运动
法拉第发现的电磁感应使人们对电和磁内在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。同时也推动了电气化时代的到来.
法拉第1831年制造的发电机
1831年10月28日 法拉第的创新：
圆盘发电机，首先向人类揭开了机械能转化为电能的序幕。
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( 　　)
三.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？
探究一：闭合电路的部分导体切割磁感线
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，导体棒都不切割磁感线，没有电流产生。
探究二：向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中抽出
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。
探究三：模拟法拉第的实验
只有当线圈A中电流变化时，线圈B中才有电流产生。
分析论证：探究感应电流的产生条件
磁场强弱恒定，闭合电路包围的磁场面积变化时，电路中有感应电流产生；包围的磁场面积不变时，电路中无感应电流产生
线圈中的磁场强弱变化时，线圈中有感应电流产生；线圈中的磁场强弱不变时，线圈中无感应电流产生
线圈B中磁场变化时，线圈B中有感应电流产生；磁场不变，线圈B中无感应电流产生
共同点：磁感线的条数变化
归纳结论：探究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，闭合导体回路中就有感应电流。
【课堂练习2】(2016·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
【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，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
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(　　)
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
四.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。