资源简介

13.3电磁感应现象及应用
预习案
预习目标
1.了解电磁感应现象及相关的物理学史.
2.通过实验探究产生感应电流的条件．
3.能正确分析磁通量的变化情况．
4.能运用感应电流的产生条件判断是否有感应电流产生．
预习内容
预习教材114~118页，思考下列问题：
1. 如何判断是否有感应电流产生？
2. 如何理解与计算磁通量Φ及其变化量ΔΦ？
预习检测
1. 1820年，丹麦物理学家 发现了电流的磁效应。
1831年，英国物理学家 发现了电磁感应现象．产生的电流叫作 。
发现电磁感应现象的意义
(1)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)使人们找到了 电的条件，开辟了人类的电气化时代。
2. 关于磁通量的概念，以下说法中正确的是(　　)
A．磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大
B．磁感应强度越大，线圈面积越大，则磁通量也越大
C．穿过线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零
D．磁通量发生变化，一定是磁场发生变化引起的
3. 关于产生感应电流的条件，下列说法正确的是(　　)
A．位于磁场中的闭合线圈一定会产生感应电流
B．闭合线圈平行磁感线运动时，线圈中一定产生感应电流
C．穿过闭合线圈的磁通量发生变化时，一定产生感应电流
D．闭合线圈垂直磁感线运动时，线圈中一定产生感应电流
4. (多选)如图所示，下列情况能产生感应电流的是(　　)
A．如图甲所示，导体棒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
探究案
学习目标
1.了解电磁感应现象及相关的物理学史.
2.通过实验探究产生感应电流的条件．
3.能正确分析磁通量的变化情况．
4.能运用感应电流的产生条件判断是否有感应电流产生．
课堂探究
考点：
一、划时代的发现
电流的磁效应
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应
“电生磁”
磁能生电吗？
电磁感应
1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象．产生的电流叫作感应电流。
电磁学
开启了电气化时代
二、产生感应电流的条件
探究：导体棒在磁场中运动能否产生电流
1.导体棒静止
电流计指针不偏转无感应电流
2.导体棒平行磁感线运动
电流计指针不偏转无感应电流
3.导体棒切割磁感线运动
电流计指针偏转有感应电流
结论：闭合电路包围的面积变化时，电路中有感应电流产生；包围的面积不变时，电路中无感应电流产生
探究：磁铁在螺线管中运动能否产生电流
1.磁铁停在线圈中
电流计指针不偏转无感应电流
2.磁铁插入线圈中
电流计指针偏转有感应电流
2.磁铁从线圈中抽出
电流计指针偏转有感应电流
探究：磁铁在螺线管中运动能否产生电流
结论：当线圈中磁场发生变化时，闭合回路中有感应电流产生；当线圈中磁场不变时，闭合回路中无感应电流
探究：模拟法拉第的实验
线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面
探究：模拟法拉第的实验
1.闭合开关
电流计指针偏转有感应电流
2.断开开关
电流计指针偏转有感应电流
3.开关闭合，滑动变阻器不动
电流计指针不偏转无感应电流
4.开关闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片
电流计指针偏转有感应电流
结论：当线圈A中电流变化时，线圈B中才有感应电流产生。磁场发生变化
Φ＝BS
只要穿过闭合回路磁通量发生变化，闭合回路中就有感应电流
①电路闭合
②磁通量发生变化
三、电磁感应现象的应用
无线充电器是指不用传统的充电电源线连接到需要充电的终端设备上的充电器，采用了最新的无线充电技术。
通过使用线圈之间产生的磁场，神奇的传输电能，电感耦合技术将会成为连接充电基站和设备的桥梁。
无线充电技术在 2007 年获得了 20 项专利，多种设备可以使用一台充电基站，手机、MP3 播放器、电动工具和其他的电源适配器的有线充电情况将不会存在了。
地球其实是一个磁场，那么我们能够通过摇绳（电线）来发电吗？如果可以，那么当沿哪个方向站立时，发电的可能性比较大？
可以通过摇绳来发电
当两同学沿东西方向站立时，发电的可能性比较大
典例精析
下列属于电磁感应现象的是(　　)
A．通电导体周围产生磁场
B．磁场对感应电流发生作用，阻碍导体运动
C．由于导体自身电流发生变化，在回路中产生感应电流
D．电荷在磁场中定向移动形成电流
变式训练
(多选)下列现象中，能表明电和磁有联系的是(　　)
A．摩擦起电
B．两块磁铁相互吸引或排斥
C．小磁针靠近通电导线时偏转
D．磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流
随堂检测
1．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．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动
B．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动
C．线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动
D．线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动
2．如图所示，在条形磁铁的外面套着一个闭合金属弹簧线圈P，现用力从四周拉弹簧线圈，使线圈包围的面积变大，则下列关于穿过弹簧线圈磁通量的变化以及线圈中是否有感应电流产生的说法中，正确的是(　　)
A．磁通量增大，有感应电流产生
B．磁通量增大，无感应电流产生
C．磁通量减小，有感应电流产生
D．磁通量减小，无感应电流产生
3．(多选)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中可能的是(　　)
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
4．(多选)如图所示，在同一平面上有两条相互垂直且彼此绝缘的长通电直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系．四个相同的圆形闭合线圈在四个象限中完全对称放置，两条长直导线中电流大小与变化情况完全相同，电流方向如图所示，当两条导线中的电流都开始增大时，四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是(　　)
A．线圈a中无感应电流
B．线圈b中有感应电流
C．线圈c中有感应电流
D．线圈d中无感应电流
本课小结
参考答案
预习检测
奥斯特 法拉第 感应电流 电磁学 磁生电
C
C
4.BD
课堂探究
考点
典例精析
【解析】
根据引起感应电流的原因的五类情况可知，导体中自身电流变化在回路中产生感应电流为电磁感应现象，C正确．
变式训练
【解析】摩擦起电是静电现象；两块磁铁相互吸引或排斥是磁现象；小磁针靠近通电导线时偏转，说明“电生磁”；磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流，说明“磁生电”．C、D表明电和磁有联系．
随堂检测
1. 【解答】四种情况中初始位置线框均与磁感线平行，磁通量为零，线圈按A、B、D三种情况移动后，线框仍与磁感线平行，磁通量保持为零，不变，线框中不产生感应电流；C中线圈转动后，穿过线框的磁通量不断发生变化，所以产生感应电流，C项正确．
2. 【解答】本题中条形磁铁磁感线的分布如图所示(从上向下看)．磁通量是指穿过一个面的磁感线的多少，由于垂直纸面向外的和垂直纸面向里的磁感线要抵消一部分，当弹簧线圈P的面积扩大时，垂直纸面向里的磁感线条数增加，而垂直纸面向外的磁感线条数是一定的，故穿过这个面的磁通量将减小，回路中会有感应电流产生，选项C正确．
3. 【解答】回路A中有电源，当S1闭合后，回路中有电流，产生磁场，回路B中有磁通量．在S1闭合或断开的瞬间，回路A中的电流从无到有或从有到无，产生的磁场发生变化，从而使穿过回路B的磁通量发生变化，此时若S2是闭合的，则回路B中有感应电流，电流计指针偏转，所以选项A、D正确．
4. 【解答】根据安培定则可判断出两通电直导线的磁场方向，线圈a中磁场方向均垂直于纸面向里，线圈c中磁场方向均垂直于纸面向外，线圈b、d中合磁通量为零，当导线中电流增大时，线圈a、c中合磁通量增大，有感应电流产生，线圈b、d中合磁通量为零，无感应电流产生，故选项A、B错误，C、D正确．

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