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(共24張PPT)
第六章 電磁現象與電磁波
第3節 電磁感應現象
現代人們的生活已經離不開電了，照明的電燈、制冷的空調、儲存食物的冰箱、用于娛樂學習的彩電……它們所用的電能都是由哪里來的呢？都是發電廠發出來的。而發電廠里的發電機是根據什么原理工作的呢？
1. 知道電磁感應現象及感應電流的定義；
2. 理解產生感應電流的條件；
3.知道電磁感應現象在生活中的應用
改變世界
的線圈！
奧斯特
法拉第
科學家們早期對電磁學研究的艱辛歷程
1820年，奧斯特發現了電流的磁效應，表明電能產生磁；
1822年，法拉第在日記中寫下“磁能轉化為電”，開始長達近十年的探索；
【歷史回顧】
一、電磁感應現象的發現
1. 對稱性思考：
法拉第
電
電
靜電感應
感應
磁
磁
磁化
電
磁
電流磁效應
磁
電
法拉第
日記
1822年的一篇日記里，法拉第留下了“由磁生電”這樣閃光的思想。
一、電磁感應現象的發現
1822年12月，1825年11月，1828年4月做過的三次集中實驗研究，然而均以失敗告終。其原因是，在這些實驗中，使用的都是恒定電流，產生的恒定磁場。
2. 曲折的經歷：
G
_
+
未通電直導線放在另一段通電線圈內部
G
_
+
一段通電直導線放在另一段直導線旁邊
一、電磁感應現象的發現
3. 劃時代的發現：
1831年8月29日，法拉第在給一個線圈通電或斷電的瞬間，在另一個線圈中也出現了電流。尋找10年之久的“磁生電”的效應終于被發現了！
開關
電池組
電流計
鐵芯
閉合或斷開
指針偏轉
一、電磁感應現象的發現
4. 深入研究：法拉第將A、B線圈的內芯由鐵質換成木頭，在開關閉合或斷開的瞬間，電流計的指針是否偏轉？為什么？
五種類型可以引起感應電流
電流計的指針依然發生偏轉；因為“磁生電”是一種在變化、運動的過程中才能出現的效應。
①變化的電流
②變化的磁場
③運動的恒定電流
④運動的磁鐵
⑤在磁場中運動的導體。
5. 得出結論：
1831年11月24日，法拉第向皇家學會提交了一個報告，把這種現象定名為電磁感應，產生的電流叫做感應電流。
一、電磁感應現象的發現
6.物理意義：
法拉第發現的電磁感應使人們對電和磁內在聯系的認識更加完善，宣告了電磁學作為一門統一學科的誕生，為電磁學的發展作出了重大貢獻。同時也推動了電氣化時代的到來.
二、產生感應電流的條件
1. 實驗探究：(1)導體在磁場中運動時
①當導體ab在磁場中做切割磁感線運動時，觀察電流計的指針是否偏轉。
③借助圖（b），分析當導體ab在磁場中做切割磁感線運動時，穿過由導體ab和電流計組成的閉合電路的磁通量變化情況。
②當導體ab在磁場中做與磁感線平行的運動
時，觀察電流計的指針是否偏轉。
如圖（a）所示，將導體ab和電流計連接組成閉合電路。
二、產生感應電流的條件
1. 實驗探究：(1)導體在磁場中運動時
【實驗表明】當閉合回路的一部分導體做切割磁感線運動時，回路中會產生感應電流。
導體ab 有無電流




無
無
無
有
靜 止
上下運動
前后運動
左右運動
實驗2：如圖所示，將螺線管用導線與電流計連接成閉合電路。
分別把條形磁鐵插入螺線管，然后靜止在螺線管中，最后從螺線管中拔出來，觀察以上三個過程中電流計指針是否偏轉。分析螺線管中磁通量的變化情況。
二、產生感應電流的條件
1. 實驗探究：(2)磁鐵在線圈中運動時
二、產生感應電流的條件
1. 實驗探究： (2)磁鐵在線圈中運動時
磁鐵動作 有無電流 磁鐵動作 有無電流



N極插入線圈
N極停在線圈中
N極從線圈中抽出
無
無
有
有
有
有
S極插入線圈
S極停在線圈中
S極從線圈中抽出
【實驗表明】只有磁鐵相對于線圈運動時，回路中會產生感應電流。
二、產生感應電流的條件
1. 實驗探究： (3)螺線管在電流變化時
如圖所示，用導線把一個大螺線管B與電流計連接成閉合電路，被套在大螺線管B中的小螺線管A通過滑動變阻器、開關與電源連接。怎樣才能使大螺線管B中有電流產生？按表中要求進行實驗，注意觀察現象，并將結果填入表中。
二、產生感應電流的條件
1. 實驗探究：(3)螺線管在電流變化時
開 關 變阻器 有無電流




有
有
無
有
閉合瞬間
不動
斷開瞬間
閉合不動
不動
不動
閉合不動
迅速移動
【實驗表明】當通電螺線管電流變化時，回路中會產生感應電流。
二、產生感應電流的條件
B不變，S變化
S不變，B變化
Φ=BS 變化！
S不變，B變化
2. 分析論證：
【實驗表明】只要穿過閉合導體回路的磁通量發生變化，閉合導體回路中就有感應電流。
例題：如圖所示的條件下，哪些閉合矩形線圈能產生感應電流？
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
√
三、電磁感應的應用
1. 汽車防抱死制動系統(ABS)：
(1)組成：ABS由輪速傳感器、電子控制模塊和電磁閥三個部分組成，其中輪速傳感器是利用電磁感應現象來測量車輪的轉速。
(2)原理：
①當每個輪齒在接近和離開磁鐵時，穿過線圈的磁通量會發生變化，線圈中出現感應電流；
②電流由電流檢測器D檢測，并送到電子控制模塊以控制電磁閥，為制動器提供合適的制動力，有效避免了汽車后輪側滑的現象。
三、電磁感應的應用
2. 無線充電技術：
(1)概念：無線充電，又稱非接觸式感應充電，是利用供電設備直接將電能傳送給用電器的技術。
(2)原理：充電器與用電器之間通過電感耦合傳送電能。充電器中有發射線圈，給線圈一定頻率的交變電流，通過電磁感應，用電器的接收線圈中產生電流給電池充電。
(3)優點：無線充電具有安全、耐用、方便等優點。
1．關于產生感應電流的條件，下列說法正確的是(　　)
A．位于磁場中的閉合線圈一定會產生感應電流
B．閉合線圈平行磁感線運動時，線圈中一定產生感應電流
C．穿過閉合線圈的磁通量發生變化時，一定產生感應電流
D．閉合線圈垂直磁感線運動時，線圈中一定產生感應電流
C
2.　如圖所示，在豎直向下的勻強磁場中，有一閉合導體環，環面與磁場垂直．當導體環在磁場中完成下述運動時，可能產生感應電流的是(　　)
A．導體環保持水平且在磁場中向上或向下運動
B．導體環保持水平向左或向右加速平動
C．導體環以垂直環面、通過環心的軸轉動
D．導體環以一條直徑為軸，在磁場中轉動
D
3.(多選)某實驗裝置如圖所示，在鐵芯P上繞著兩個線圈Q和N，如果線圈Q中電流i與時間t的關系有四種情況，在t1 t2這段時間內，線圈N中有感應電流的是( )
A． B． C． D．
BCD
4.如圖所示，固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運動。t=0時，磁感應強度為B0，此時MN到達的位置使MDEN構成一個邊長為l的正方形。為使MN棒中不產生感應電流，從t=0開始，磁感應強度B隨時間t變化的關系式為_________。
vt
l

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