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(共33张PPT)
第三章 电磁场与电磁波初步
第 3 节 电磁感应现象及应用
1
2
理解什么是电磁感应现象，掌握产生感应电流的条件。
3
了解电磁感应在生产生活中的应用。
了解电磁感应现象发现的过程。
教学目标
现代人们的生活已经离不开电了，照明的电灯、制冷的空调、储存食物的冰箱……它们所用的电能都是发电厂发出来的。而发电厂里的发电机是根据什么原理工作的呢？
新课引入
奥斯特实验：揭示了电流的磁效应，证实了电与磁是有联系的!前所未有地拓宽了物理学研究的视野；激发了科学家们的探索热情，引发了对称性的思考：电能生磁，磁能生电吗？
一、奥斯特实验的启迪
1830年，美国科学家亨利在研究绕有不同长度导线的电磁铁所产生的磁力大小时，曾在通电与断电瞬间，观察到了与不通电线圈相连的电流表指针偏转的现象。
一、奥斯特实验的启迪
1821年，法拉第在搜集电磁学研究进展概况资料时，他发现这个领域不仅成果丰硕，而且意义非凡，这激发起法拉第对“磁生电”这一重大课题研究的巨大兴趣，使他把注意力转移到这方面的研究上来。
一、奥斯特实验的启迪
法拉第于1822年提出“由磁产生电”的大胆设想，并开始了十年艰苦的探索。终于于1831年发现电磁感应现象，开辟了人类的电气化时代。
英国的法拉第认为： 电和磁是一对和谐对称的自然现象。
依据：磁化和静电感应现象
猜想：磁铁应该可以感应出电流！
信念：一定要转磁为电！
二、电磁感应现象的发现
“试验－失败－再试验”：屡战屡败、屡败屡战……
G
_
+
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
G
_
+
“试验－失败－再试验”：屡战屡败、屡败屡战……
通电直导线放在不通电线圈内部
“试验－失败－再试验”：屡战屡败、屡败屡战……
法拉第第一个成功实验：十年失败，一朝顿悟
开关
电池组
电流计
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。
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.
法拉第从中领悟到，“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。
1.电磁感应:由磁场产生电流的现象.
2.感应电流:电磁感应现象中产生的电流.
五类变化（1）变化中的电流（2）变化中的磁场（3）运动中的恒定电流（4）运动中的磁铁（5）运动中的导线
G
－
＋
+
N
S
平行运动
切割运动
三、感应电流产生的条件
结论：当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，电路中就有了电流。
实验操作 电流表指针 （是否偏转） 实验现象
（有无电流）
导体棒静止
导体棒平行磁感线运动
导体棒切割磁感线运动
不偏转
不偏转
偏转
无
无
有
G
－
＋
+
+
-
开关闭合瞬间
开关断开瞬间
开关闭合，迅速移动滑片
复原再做
A线圈
B线圈
操作观察 电流表指针偏转情况 A全部在B中 A在B的正上方 AB相互垂直
开关接通瞬间
电流稳定
开关断开瞬间
滑动变阻器电阻减小
滑动变阻器电阻增大
不偏转
不偏转
偏转
结论：只有线圈B中磁通量变化时，线圈B中有电流产生。
不偏转
不偏转
不偏转
偏转
偏转
偏转
不偏转
不偏转
偏转
偏转
偏转
偏转
G
－
＋
+
N极插入
N极抽出
S极插入
S极抽出
S
N
S
N
结论：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。
通过以上几个产生感应电流的实验，我们能否寻找它们之间的共同之处，并从本质上概括出产生感应电流的条件
只要穿过闭合导体回路的磁通量变化时，闭合导体回路中就有感应电流.
请大家换一种方式思考
四、电磁感应规律的发现对社会发展的意义
法拉第在发现电磁感应现象之后，通过大量实验，归纳总结出电磁感应的规律，并发明了人类历史商第一台感应发电机
发电机把机械能转化为电能
变压器使电能大规模应用成为可能
感应电动机把电能转化为机械能，把人们从繁重的体力劳动中解脱出来，使人类进入了电气时代。
四、电磁感应规律的发现对社会发展的意义
电磁感应还被广泛地应用于各种电路控制器件、传感器、电子技术和信息技术之中，为生产、生活和科研等各个领域的电气化、自动化、信息化奠定了基础。
四、电磁感应规律的发现对社会发展的意义
电磁感应的发现对于人们认识物质世界及其统一性，在科学思想和科学方法的发展和创新等方面，有着深刻的意义。
同时，电磁感应发现的漫长曲折过程有着宝贵的哲学意义，它告诫、启发人们应该以联系和变化的观点认识物质世界。
四、电磁感应规律的发现对社会发展的意义
法拉第在研究电磁感应等电磁现象中，从磁性存在的空间分布逐渐提炼出“场”的科学创新思想。
电磁感应暗示着变化的磁场可产生电场，在此基础商，麦克斯韦建立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在，从而为信息时代的到来奠定了基础。
四、电磁感应规律的发现对社会发展的意义
【例1】如图所示，一环形线圈沿条形磁铁的轴线，从磁铁N极的左侧A点运动到磁铁S极的右侧B点，A、B两点关于磁铁的中心对称，则在此过程中，穿过环形线圈的磁通量将(　　)
A.先增大，后减小
B.先减小，后增大
C.先增大，后减小，再增大，再减小
D.先减小，后增大，再减小，再增大
典例分析
A
[例2] 如图为研究电磁感应现象的实验装置。下列哪种情况下电流表指针不会偏转(　　)
A.闭合开关的瞬间
B.闭合开关后，电路中电流稳定时
C.闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片时
D.闭合开关后，把线圈A从线圈B中拉出时
　B
一、奥斯特实验的启迪
二、电磁感应现象的发现
三、感应电流产生的条件
物理学史:
只要穿过闭合导体回路的磁通量变化时，闭合导体回路中就有感应电流.
本课小结
四、电磁感应规律的发现对社会发展的意义
1.有一正方形闭合线圈，在足够大的匀强磁场中运动。图中能产生感应电流的是(　　)
跟踪练习
D
解析　A中线圈不切割磁感线，所以A中线圈没有感应电流产生，故A错误；B、C、D中线圈均在切割磁感线，即使切割了磁感线，也不能保证就能产生感应电流，比如B和C中的线圈竖直边切割了磁感线，但闭合线圈的磁通量没有发生变化，故B、C中的线圈也没有感应电流产生。故B、C错误，D正确。
2.下列现象中属于电磁感应现象的是（ ）
A．磁场对电流产生力的作用
B．变化的磁场使闭合电路中产生电流
C．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化
D．电流周围产生磁场
B
3.(多选)某学生做观察电磁感应现象的实验时，将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关，用导线连接成如图所示的实验电路，闭合开关，下列说法正确的是( 　　)
A.线圈A插入线圈B的过程中，有感应电流
B.线圈A从线圈B拔出的过程中，有感应电流
C.线圈A停在线圈B中，有感应电流
D.线圈A拔出线圈B的过程中，线圈B的磁通量在减小
ABD
解析　由感应电流产生的条件知选项A、B正确，C错误；在线圈A从线圈B拔出的过程中，线圈B的磁通量减小，选项D正确。
4.(多选)如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合电路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中有感应电流的是(　 　)
A.线圈中通以恒定的电流
B.通电过程中，使变阻器的滑片P做匀速移动
C.通电过程中，使变阻器的滑片P做加速移动
D.将开关突然断开的瞬间
BCD
解析　线圈中通以恒定的电流，铜环A中磁通量不变，铜环A中没有感应电流，A错误；变阻器的滑片P做匀速、加速移动时，线圈中电流变化，铜环A中磁通量发生变化，铜环A中有感应电流，B、C正确；将开关突然断开的瞬间，线圈中电流变为零，铜环A中磁通量发生变化，铜环A中有感应电流，D正确。
谢谢
大家

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