高中物理人教版 (2019)必修 第三册3 电磁感应现象及应用评课ppt课件

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1.电流的磁效应:1820年,丹麦物理学家_______发现载流导线能使小磁针偏转,这种作用称为电流的磁效应。2.电磁感应现象:1831年,英国物理学家_______发现了“磁生电”的现象,这种现象叫作_____________,产生的电流叫_________。3.产生感应电流的条件:(1)_________;(2)_________________________。
穿过闭合回路的磁通量变化
4.电磁感应现象发现的意义:(1)电磁感应现象的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加完善,宣告了_______作为一门统一学科的诞生。(2)电磁感应现象的发现使人们找到了_______的条件,开辟了人类的电气化时代。
主题 产生感应电流的条件【实验情境1】闭合回路的部分导体切割磁感线
【问题探究】磁场中的导体如何运动才能产生感应电流?提示:当导体棒左右运动时,切割磁感线,有电流产生;导体棒上下平动时,不切割磁感线,没有电流产生。
【实验情境2】　把条形磁铁插入或拔出线圈 【问题探究】条形磁铁在螺线管中运动是否产生感应电流?提示:在闭合回路中,当线圈和磁铁发生相对运动时,回路中有感应电流;当磁铁相对线圈静止时,回路中无感应电流。
【实验情境3】　模拟法拉第的实验 【问题探究】改变线圈A中的电流,线圈B中是否产生感应电流?提示:只有当线圈A中电流变化时,线圈B中才有电流产生。
【结论生成】感应电流产生的必要条件是穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,所以判断感应电流有无时:1.明确导体回路是否闭合。2.判断穿过回路的磁通量是否发生变化。穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,大致有以下几种情况。(1)磁感应强度B不变,线圈面积S发生变化,例如闭合导体回路的一部分导体切割磁感线时。
(2)线圈面积S不变,磁感应强度B发生变化,例如线圈与磁体之间发生相对运动时或者磁场是由通电螺线管产生,而螺线管中的电流变化时。(3)磁感应强度B和回路面积S同时发生变化,此时可由ΔΦ=|Φ2-Φ1|计算并判断磁通量是否变化。(4)线圈面积S不变,磁感应强度B也不变,但二者之间夹角发生变化,例如线圈在磁场中转动时。
【典例示范】为观察电磁感应现象,某学生将电流计、螺线管A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路。
(1)当接通和断开开关时,电流计的指针都没有偏转,其原因是(　　)A.开关位置接错B.电流计的正、负极接反C.线圈B的3、4接头接反D.蓄电池的正、负极接反
(2)在开始实验之前,需要先确定电流计指针偏转方向与电流方向之间的关系,为此还需要的器材是______________________________________________, 具体方法是______________________________________________________。 
【解析】(1)因感应电流产生的条件是闭合电路中的磁通量发生变化,由电路图可知,若把开关接在螺线管B所在电路,因与1、2接头相连的电路电流不改变,所以不可能有感应电流,电流计也不可能偏转,开关应接在螺线管A与电源之间。(2)利用正负极已确定的干电池,与电流计和保护电阻串联,可以确定电流的流向与电流计指针偏转方向的关系。答案:(1)A　(2)一节干电池、保护电阻　用一节干电池与电流计、保护电阻串联连接,确定电流的流向与电流计指针偏转方向的关系
【规律方法】分析磁通量发生变化的因素:由Φ=BScsθ可知:当①磁感应强度B发生变化;②线圈的面积S发生变化;③磁感应强度B的垂直平面与面积S之间的夹角θ发生变化。这三种情况都可以引起磁通量发生变化。
【素养训练】法拉第在1831年发现了“磁生电”现象。如图,他把两个线圈绕在同一个软铁环上,线圈A和电池连接,线圈B用长直导线连通,在长直导线正下方平行于导线放置一个小磁针。下列有关实验现象的说法中正确的是(　　)A.只要A线圈中电流足够大,小磁针就会发生偏转B.A线圈闭合开关电流稳定后,线圈B匝数较少时小磁针不偏转,匝数足够多时小磁针偏转C.线圈A和电池接通瞬间,小磁针会偏转D.线圈A和电池断开瞬间,小磁针不会偏转
【解析】选C。小磁针会不会偏转取决于B线圈中有没有电流,而B中有没有电流取决于B线圈中的磁通量是否发生变化,当A线圈中电流足够大,但不变化时,B中无感应电流,磁针不会发生偏转,A错;当A线圈闭合开关电流稳定后,穿过线圈B的磁通量不发生变化,所以小磁针也不会发生偏转,故B错;线圈A和电池接通或断开的瞬间,穿过线圈B的磁通量发生变化,所以B中有感应电流,则小磁针会偏转,故C对、D错。
1.(多选)下列情况能产生感应电流的是(　　) A.如图甲所示,导体AB顺着磁感线运动B.如图乙所示,条形磁铁插入或拔出线圈时C.如图丙所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通时D.如图丙所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通,当改变滑动变阻器的阻值时
【解析】选B、D。题图甲中导体AB顺着磁感线运动,穿过闭合电路的磁通量没有发生变化,无感应电流,故选项A错误;题图乙中条形磁铁插入线圈时,线圈中的磁通量增加,拔出线圈时,线圈中的磁通量减少,都有感应电流产生,故选项B正确;题图丙中开关S一直接通时,回路中有恒定电流,螺线管A产生的磁场稳定,螺线管B中的磁通量无变化,不产生感应电流,故选项C错误;题图丙中开关S接通时,滑动变阻器的阻值变化使闭合回路中的电流变化,螺线管A产生的磁场变化,螺线管B中的磁通量变化,线圈中产生感应电流,故选项D正确。
2.如图,a为圆形金属环,b为直导线,且b垂直环面穿过圆环中心(　　)A.若直导线b中通入恒定电流,金属环a中会产生感应电流B.若直导线b中通入交变电流,金属环a中会产生感应电流C.若直导线b中通入恒定电流,同时让直导线b绕过圆环中心的水平轴在竖直平面内转动,金属环a中会产生感应电流D.以上三种说法均不对
【解析】选D。产生感应电流的条件是闭合回路和磁通量变化,当直导线b竖直时,不管b中通入什么样的电流,b产生的磁场都是和a平行,所以a中的磁通量始终为0,所以A、B错。当直导线b绕过圆环中心的水平轴在竖直平面内转动时,a环内穿入与穿出的磁通量相等,总的磁通量为0,所以不会产生感应电流,所以C错,D对。
3.(多选)一均匀扁平条形磁铁与一线圈共面,磁铁中心与圆心O重合。下列运动中能使线圈中产生感应电流的是(　　)A.N极向外、S极向里,绕O点转动B.N极向里、S极向外,绕O点转动C.在线圈平面内磁铁绕O点顺时针方向转动D.垂直线圈平面磁铁向纸外运动