电磁感应现象及应用-课件ppt
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13.3电磁感应现象及应用(课件)高二物理(人教版2019必修第三册)
04
【答案】D
【详解】A．通电长直导线周围的磁场不是匀强磁场，距离导线越近，则磁场越强，
越远处磁场越弱，选项A错误；
B．线圈向右匀速平移时，线圈中磁通量减小，则会产生感应电流，选项B错误；
C．当长直导线中电流I均匀增大时，线圈中磁通量增加，会有感应电流，选项C错误；
D．当长直导线中电流I均匀减小时，线圈中磁通量减小，线圈中有感应电流，选项D
C．将线圈A从线圈B中拔出
D．将电池的正负极对调，闭合开关
02
【答案】A
【详解】A．由题意可知，开关闭合瞬间，线圈A中的电流增大，穿过线圈B的磁通量增大，线圈B和电
流表构成的闭合回路中有感应电流产生，电流表的指针向右偏转。保持开关闭合，将滑片P向右滑动，
滑动变阻器接入电路的电阻值减小，回路中的电流增大，穿过线圈B的磁通量增加，电流表的指针向右
抽出
分析论证
线圈中的磁场
时，
线圈中有感应电流；
线圈中的磁场
线圈中无感应电流
时，
替换后实验
条形磁铁的磁场
通电螺线管的磁场
模拟法拉第实验
-
+
开关闭合，
迅速移动
滑片
G
－
开关闭合
瞬间
+
开关断开
瞬间
＋
复原再做
实验操作
开关闭合瞬间
开关断开瞬间
开关保持闭合，滑动变阻器滑片不动
开关保持闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片
D．线圈绕平行于磁场的转动轴转动，如图（d）所示
01
【答案】C
【详解】A．线圈沿磁场方向上下运动，线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，A错
误；
B．线圈垂直于磁场方向向右运动，运动范围在匀强磁场内，线圈的磁通量不变，不
大学物理电磁感应-PPT课件精选全文完整版
的磁场在其周围空间激发一种电场提供的。这
种电场叫感生电场（涡旋电场）
感生电场 E i
感生电场力 qEi
感生电场为非静 电性场强，故：
e E i dld dm t
Maxwell：磁场变化时，不仅在导体回路中 ，而且在其周围空间任一点激发电场，感生 电场沿任何闭合回路的线积分都满足下述关 系：
E id l d d m t d ds B td S d B t d S
线
形
状
电力线为闭合曲线
E感
dB 0 dt
电 场 的
为保守场作功与路径无关
Edl 0
为e非i 保守E 场感作d功l与路径dd有mt关
性
静电场为有源场
质
EdS
e0
q
感生电场为无源场
E感dS0
➢感生电动势的计算
方法一，由 eLE感dl
需先算E感
方法二， 由 e d
di
(有时需设计一个闭合回路)
2.感生电场的计算
Ei
dl
dm dt
L
当 E具i 有某种对称
性才有可能计算出来
例：空间均匀的磁场被限制在圆柱体内，磁感
强度方向平行柱轴，如长直螺线管内部的场。
磁场随时间变化，且设dB/dt=C >0，求圆柱
内外的感生电场。
则感生电场具有柱对称分布
Bt
此 E i 特点：同心圆环上各点大小相同，方向
磁通量 的变化
感应电流的 磁场方向
感应电流 的方向
电动势 的方向
➢ 楞次定律的另一种表述：
“感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因”
“原因”即磁通变化的原因，“效果”即感应电流的 场
电磁感应现象及应用ppt课件
线圈远离时,穿过线圈的磁场变弱，磁通量减少,故有 感应电流。
当二者均不动,而导线中电流I逐渐增大或减少时,穿 过线圈平面的磁场增大或减小，磁通量增大或减小, 故有感应电流。
牛刀小试
5、把一个铜环放在匀强磁场中，使环的平面跟磁场方向垂直， 如图所示。如果使环沿着磁场的方向移动，则铜环中是否有感应 电流？为什么？如果磁场是不均匀的，如图所示，则铜环中是否 产生感应电流？为什么？
无
无
有
牛刀小试
2、如图,磁场中有一个闭合的弹簧线圈。先把线圈撑开(图甲), 然后放手,让线圈收缩(图乙)。线圈收缩时,其中是否有感应电流? 为什么?
有。收缩时，面积减小，磁通量减小，所以产生感应 电流
牛刀小试
3、如图所示，垂直于纸面的匀强磁场局限在虚线框内，闭合线 圈由位置1穿过虚线框运动到位置2，线圈在运动过程中什么时 候有感应电流，什么时候没有感应电流？为什么？
实验三：模拟法拉第实验
开关和变阻器状态
线圈B中是否有电流
开关闭合瞬间
有
开关断开瞬间
有
开关闭合，滑动变阻器不动
无
开关闭合，迅速移动划片
有
感应电流的产生与哪个量有关？ 变化的电流
探究感应电流产生的条件
切割磁感线
面积S变化
变化的磁场B
磁通量
变化的电流I
变化的磁场B
探究感应电流产生的条件
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。
不能；穿过铜环的磁通量不变
能；穿过铜环的磁通量发生变化
牛刀小试
6、某实验装置如图所示，在铁芯P上绕有两个线圈A和B，如果线圈 A中电流i与时间t的关系有甲、乙、丙、丁四种情况，则在这段时 间内，能在线圈B中产生感应电流的是（ BCD ）
当二者均不动,而导线中电流I逐渐增大或减少时,穿 过线圈平面的磁场增大或减小，磁通量增大或减小, 故有感应电流。
牛刀小试
5、把一个铜环放在匀强磁场中，使环的平面跟磁场方向垂直， 如图所示。如果使环沿着磁场的方向移动，则铜环中是否有感应 电流？为什么？如果磁场是不均匀的，如图所示，则铜环中是否 产生感应电流？为什么？
无
无
有
牛刀小试
2、如图,磁场中有一个闭合的弹簧线圈。先把线圈撑开(图甲), 然后放手,让线圈收缩(图乙)。线圈收缩时,其中是否有感应电流? 为什么?
有。收缩时，面积减小，磁通量减小，所以产生感应 电流
牛刀小试
3、如图所示，垂直于纸面的匀强磁场局限在虚线框内，闭合线 圈由位置1穿过虚线框运动到位置2，线圈在运动过程中什么时 候有感应电流，什么时候没有感应电流？为什么？
实验三：模拟法拉第实验
开关和变阻器状态
线圈B中是否有电流
开关闭合瞬间
有
开关断开瞬间
有
开关闭合，滑动变阻器不动
无
开关闭合，迅速移动划片
有
感应电流的产生与哪个量有关？ 变化的电流
探究感应电流产生的条件
切割磁感线
面积S变化
变化的磁场B
磁通量
变化的电流I
变化的磁场B
探究感应电流产生的条件
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。
不能；穿过铜环的磁通量不变
能；穿过铜环的磁通量发生变化
牛刀小试
6、某实验装置如图所示，在铁芯P上绕有两个线圈A和B，如果线圈 A中电流i与时间t的关系有甲、乙、丙、丁四种情况，则在这段时 间内，能在线圈B中产生感应电流的是（ BCD ）
电磁感应现象及应用ppt课件
2．产生感应电流的条件
2.电磁感应现象产生的电流叫做 感应电流
二、探究感应电流的产生条件
1．实验观察 探究1：导体棒在磁场中运动是否产生电流
实验操作
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
实验现象(有无电流 )
_无___ _无___
_有___
结论： 当闭合回路中部分导体切割磁感线时，电路中会产生感应电流。
产生感应电流的条件
• 分析下列各种情况，线圈有无感应电流产生？ • 1 ) 向右平动(ad边还没有进入磁场)
有感应电流
• 2 ) 向上平动(ab边还没有离开磁场)
• 无3 感) 以应bc电边流为轴转动(ad边还没有转入磁场)
• 无4 感) 以应ab电边流为轴转动(转角不超过90°)
• 5 ) B＝kt(k＞0)，且线框在图中位置不动
家用微波炉
家用微波炉把220V家用电，通过变压器增大电压，高压使 磁控管产生高频微波，高频微波再通过滤导管传送给搅拌器， 搅拌器使高频微波均匀分布在炉腔内。食物内的水分被高频微 波振动，产生热量，进而使食物加热。
日常变压器
变压器分为单相变 压器和三相变压器，右 图为单相变压器，主要 应用电磁感应原理，使 N1N2两线圈内的磁通量 发生改变，从而使线圈 内的电流发生改变。
安培未能足够重视这一转瞬即逝的实验现象，痛失 了一项重大的科学发现，原因何在？
这是因为他把分子电流假说看得极为重要，他完 全被自己的理论禁锢起来了。
解放思想，实事求是
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。
1.利用磁场产生电流的现象叫电磁感 应现象
2.电磁感应现象产生的电流叫做 感应电流
二、探究感应电流的产生条件
1．实验观察 探究1：导体棒在磁场中运动是否产生电流
实验操作
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
实验现象(有无电流 )
_无___ _无___
_有___
结论： 当闭合回路中部分导体切割磁感线时，电路中会产生感应电流。
产生感应电流的条件
• 分析下列各种情况，线圈有无感应电流产生？ • 1 ) 向右平动(ad边还没有进入磁场)
有感应电流
• 2 ) 向上平动(ab边还没有离开磁场)
• 无3 感) 以应bc电边流为轴转动(ad边还没有转入磁场)
• 无4 感) 以应ab电边流为轴转动(转角不超过90°)
• 5 ) B＝kt(k＞0)，且线框在图中位置不动
家用微波炉
家用微波炉把220V家用电，通过变压器增大电压，高压使 磁控管产生高频微波，高频微波再通过滤导管传送给搅拌器， 搅拌器使高频微波均匀分布在炉腔内。食物内的水分被高频微 波振动，产生热量，进而使食物加热。
日常变压器
变压器分为单相变 压器和三相变压器，右 图为单相变压器，主要 应用电磁感应原理，使 N1N2两线圈内的磁通量 发生改变，从而使线圈 内的电流发生改变。
安培未能足够重视这一转瞬即逝的实验现象，痛失 了一项重大的科学发现，原因何在？
这是因为他把分子电流假说看得极为重要，他完 全被自己的理论禁锢起来了。
解放思想，实事求是
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。
1.利用磁场产生电流的现象叫电磁感 应现象
《电磁感应现象》课件
4. 分析结果
根据记录的数据，分析电磁感应 现象中产生的电动势大小和方向 与磁场变化的关系，验证法拉第 电磁感应定律。
5. 清理实验现场
实验结束后，关闭电源，拆解电 路，整理实验器材。
05
电磁感应现象的意义与影响
对现代电力工业的影响
发电
发电机利用电磁感应原理将机械 能转化为电能，为现代电力工业
提供源源不断的能源。
智能电网
智能电网的建设需要大量应用电磁感应技术，实 现高效、安全、可靠的电力传输和分配。
3
交通领域
未来交通工具如电动汽车、高速磁悬浮列车等将 大量应用电磁感应技术，提高运行效率和安全性 。
学生自我评估与反馈
学生应自我评估对本课程内容的掌握程度，是否理解了电磁感应现象的基本概念和法拉第电磁感应定律的原理 。
用于测量感应电流的大小 和方向。
导线
连接电源、线圈、电流计 和磁铁。
实验步骤与观察
2. 启动实验
打开电源，逐渐增加磁场强度或 改变磁场方向，观察灵敏电流计 的读数变化。
1. 连接电路
将电源、线圈、电流计和磁铁按 照电路图正确连接，确保线路接 触良好。
3. 记录数据
在实验过程中，记录不同磁场强 度和方向下，感应电流的大小和 方向变化。
输电
高压输电线路利用电磁感应原理 将电能高效地传输到各个角落，
满足人们的电力需求。
配电
配电系统利用电磁感应原理实现 电能的分配和管理，保障电力供
应的稳定性和可靠性。
对现代电子工业的影响
电子设备
各种电子设备如电视、电脑、手机等 都离不开电磁感应的应用，如变压器 、电感器等。
通信技术
无线通信和光纤通信技术利用电磁感 应原理实现信息的传输和处理，极大 地促进了现代电子工业的发展。
电磁感应现象的综合应用ppt课件
生了相互转化．
(3)根据能量守恒列方程求解．精品课件
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四、电磁感应中的图象问题
(1)磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应 电流I随时间t变化的图象，即B－t图象、Φ－t图 图 象 象、E－t图象和I－t图象 类 型 (2)对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的 情况，还常涉及感应电动势E和感应电流I随线圈 位移x变化的图象，即E－x图象和I－x图象
精品课件
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2．求解电能的主要思路
(1)利用克服安培力做功求解：电磁感应中产生的电能等于克
服安培力所做的功；
(2)利用能量守恒求解：机械能的减少量等于产生的电能；
(3)利用电路特征来求解：通过电路中所产生的电能来计算．
3．解决电磁感应现象中的能量问题的一般步骤
(1)确定等效电源．
(2)分析清楚有哪些力做功，就可以知道有哪些形式的能量发
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问题 类型
(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图 象(2)由给定的有关图象分析电磁感应过程，求 解相应的物理量
应用 知识
左手定则、安培定则、楞次定律、法拉第电磁 感应定律、欧姆定律、牛顿定律、相关数学知 识等
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1．用均匀导线做成的正方形线框边
长为0.2 m，正方形的一半放在垂
()
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14
图9－3－2 A．棒的机械能增加量
B．棒的动能增加量
C．棒的重力势能增加量
D．电阻R上放出的热量
精品课件
15
解析：棒加速上升时受到重力、拉力F及安培力．根据功能原 理可知力F与安培力做的功的代数和等于棒的机械能的增加量， A正确． 答案：A
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高中物理(新人教版)必修第三册：电磁感应现象及应用【精品课件】
右偏”、“左偏”、“不停振动”）．
（2）断开开关和电源，将铁芯重新插入内线圈中，把直流输出改为交流输出 ，其他均不变．接通电源，闭合开关，G表指针 不停振动（“不动”、“右 偏”、“左偏”、“不停振动”）． （3）仅用一根导线，如何判断G表内部线圈是否断了？_______
短接G表前后各摇动G 表一次，比较指针偏转， 有明显变化，则线圈断 了，反之则未断
6.（2019·浙江·高考真题）在“探究电磁感应的产生条件”实验中，实验连 线后如图1所示，感应线圈组的内外线圈的绕线方向如图2粗线所示．
（1）接通电源，闭合开关，G表指针会有大的偏转，几秒后G表指针停在中 间不动．将滑动变阻器的触头迅速向右滑动时，G表指针_左__偏_（“不动”、“右 偏”、“左偏”、“不停振动”）；迅速抽出铁芯时，G表指针_右__偏_（“不动”、“
5.(多选)下列选项中的操作能使如图所示的三种装置产生感应电流的是（ ） A．甲图中，使导体棒AB顺着磁感线运动 B．乙图中，使条形磁铁插入或拔出线圈 C．丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A插
入大螺线管B中不动 D．丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A插入大螺线管B中不动，移动滑动变阻
器的滑片
【正确答案】BD
艰难的探索 牛人安培的尝试：
+G
_
+G
_
将磁铁放在闭合回路旁边
将通电直导线放在闭合回路旁边
艰难的探索 法拉第：屡战屡败、屡败屡战……
历经10年, “痴”心不改
+
G
_
+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
艰难的探索
在伦敦的一家科学档案馆里，陈列着英国物理学家法拉第写了
（2）断开开关和电源，将铁芯重新插入内线圈中，把直流输出改为交流输出 ，其他均不变．接通电源，闭合开关，G表指针 不停振动（“不动”、“右 偏”、“左偏”、“不停振动”）． （3）仅用一根导线，如何判断G表内部线圈是否断了？_______
短接G表前后各摇动G 表一次，比较指针偏转， 有明显变化，则线圈断 了，反之则未断
6.（2019·浙江·高考真题）在“探究电磁感应的产生条件”实验中，实验连 线后如图1所示，感应线圈组的内外线圈的绕线方向如图2粗线所示．
（1）接通电源，闭合开关，G表指针会有大的偏转，几秒后G表指针停在中 间不动．将滑动变阻器的触头迅速向右滑动时，G表指针_左__偏_（“不动”、“右 偏”、“左偏”、“不停振动”）；迅速抽出铁芯时，G表指针_右__偏_（“不动”、“
5.(多选)下列选项中的操作能使如图所示的三种装置产生感应电流的是（ ） A．甲图中，使导体棒AB顺着磁感线运动 B．乙图中，使条形磁铁插入或拔出线圈 C．丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A插
入大螺线管B中不动 D．丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A插入大螺线管B中不动，移动滑动变阻
器的滑片
【正确答案】BD
艰难的探索 牛人安培的尝试：
+G
_
+G
_
将磁铁放在闭合回路旁边
将通电直导线放在闭合回路旁边
艰难的探索 法拉第：屡战屡败、屡败屡战……
历经10年, “痴”心不改
+
G
_
+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
艰难的探索
在伦敦的一家科学档案馆里，陈列着英国物理学家法拉第写了
电磁感应现象的应用-PPT课件
图 2－3－5 A．ABS 防抱死系统是利用电流的磁效应工作的 B．ABS 防抱死系统是利用电磁感应原理工作的 C．车速越快产生的电流越大 D．车速越快产生的电流越小 解析：齿轮的每个铁质轮齿在靠近磁铁端点时被磁化，相 当于一个磁铁，各个铁质轮齿交替通过线圈端点时改变线圈内
的磁通量，从而使线圈中产生感应电流，故 ABS 防抱死系统利 用了电磁感应原理，故 B 对．车速越快，磁通量变化越快，产 生的感应电流就会越大，故 C 对．
)
图 2－3－3 A．次级电压是 1.5 V B．次级电压为 0 V C．通过副线圈的磁通量是个变量 D．通过副线圈的磁通量为零
解析：接干电池使得初级线圈上的电流为恒定电流，故激 发出的是恒定的磁场，对于副线圈，磁感应强度 B 不变，线圈 面积 S 不变，故副线圈的磁通量Φ＝BS 是个固定值，所以 C、 D 错，而产生感应电动势的条件是：穿过电路的磁通量要变化， 所以 A 错，B 正确．
1．给变压器的原线圈加上交变电流，使铁芯中产生交变的 磁通量，进而使穿过的副线圈中产生____感__应__电__动__势_____．
2 ．变压器原副线圈两端的电压比与原副线圈的匝数成 ___正_____比，即 UU12＝___nn_12____.
3 ． 变压器是根据 ____电__磁___感__应______ 的原理制成的 ，所以 ____不__能____(选填“能”或“不能”)产生直流电压．
答案： B
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
【触类旁通】 1．理想变压器在正常工作时，原、副线圈中不相同的物理
量是( D ) A．每匝线圈中磁通量的变化率 B．交变电流的频率 C．原线圈的输入功率，副线圈的输出功率 D．原、副线圈中的感应电动势