電磁感應(yīng)現(xiàn)象

關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象第1頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

1831年圣誕節(jié)的前夕，一次科學(xué)報(bào)告會(huì)上，法拉第當(dāng)眾表演了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。

一個(gè)銅盤的軸和銅盤的邊緣分別連在“電流計(jì)”的兩端，法拉第搖動(dòng)手柄使銅盤在磁極之間旋轉(zhuǎn)，“電流計(jì)”的指針隨之?dāng)[動(dòng)，這是最早的發(fā)電機(jī)。當(dāng)時(shí)在場(chǎng)的一位貴婦人取笑地問(wèn)：“先生，您發(fā)明的這個(gè)玩意兒有什么用呢？”法拉第平靜地反問(wèn)：“夫人，新生的嬰兒有什么用呢？”第2頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五后來(lái)，發(fā)電機(jī)這個(gè)新生的“嬰兒”，果然成長(zhǎng)為一個(gè)改變世界面貌的“巨人”，它開辟了人類社會(huì)的電氣化時(shí)代。第3頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五３.１電磁感應(yīng)現(xiàn)象第4頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五一．劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)第5頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

奧斯特在1820年發(fā)現(xiàn)的電流磁效應(yīng)，使整個(gè)科學(xué)界受到了極大的震動(dòng)，它證實(shí)電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象是有聯(lián)系的。探究電與磁關(guān)系的嶄新領(lǐng)域，突然洞開在人們面前，激發(fā)了科學(xué)家們的探索熱情。一個(gè)接一個(gè)的新發(fā)現(xiàn)，象熱浪一樣沖擊歐洲大陸，也激勵(lì)著英國(guó)的科學(xué)界。猜想：電能生磁，磁能生電嗎？第6頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五電能生磁，磁能生電嗎？安培、科拉頓的遺憾

一、劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)第7頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五英國(guó)科學(xué)家法拉第敏銳地覺察到，磁與電流之間應(yīng)該有聯(lián)系。他在1822年的日記中寫下了“由磁產(chǎn)生電”的設(shè)想。他做了多次嘗試，經(jīng)歷了一次次失敗，但他堅(jiān)信電與磁有聯(lián)系，經(jīng)十年努力，終于發(fā)現(xiàn)磁能生電。

法拉第，英國(guó)物理學(xué)家、化學(xué)家第8頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

1831年，法拉第終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象：把兩個(gè)線圈繞在一個(gè)鐵環(huán)上，一個(gè)線圈接電源，另一個(gè)線圈接“電流表”，當(dāng)給一個(gè)線圈通電或斷電的瞬間，在另一個(gè)線圈上出現(xiàn)了電流。他在1831年8月29日的日記中寫下了首次成功的記錄。法拉第用過(guò)的線圈第9頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第10頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五二．電磁感應(yīng)現(xiàn)象第11頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1．電磁感應(yīng)：

回想初中所學(xué)的結(jié)論:閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流。物理學(xué)中把這類現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)。

2．感應(yīng)電流：

由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。概念：第12頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)為完整的電磁學(xué)理論奠定了基礎(chǔ)，奏響了電氣化時(shí)代的序曲。我們今天正在享受著電磁感應(yīng)給人類帶來(lái)的各種恩惠。

在什么條件下能夠產(chǎn)生電磁感應(yīng)？

如圖導(dǎo)體左右平動(dòng)，前后運(yùn)動(dòng)、上下運(yùn)動(dòng)。

觀察電流表的指針:演示

演示1第13頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五動(dòng)畫：電磁感應(yīng)現(xiàn)象演示實(shí)驗(yàn)第14頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五向里運(yùn)動(dòng)向外運(yùn)動(dòng)第15頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)表針的擺動(dòng)方向?qū)w棒的運(yùn)動(dòng)表針的擺動(dòng)方向向右平動(dòng)向左向后平動(dòng)不擺動(dòng)向左平動(dòng)向右向上平動(dòng)不擺動(dòng)向前平動(dòng)不擺動(dòng)向下平動(dòng)不擺動(dòng)

結(jié)論：只有左右平動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒切割磁感線，有電流產(chǎn)生，前后平動(dòng)、上下平動(dòng)，導(dǎo)體棒都不切割磁感線，沒有電流產(chǎn)生。結(jié)論：第16頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五三．電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件第17頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五向線圈中插入磁鐵，把磁鐵從線圈中拔出。

如圖所示：把磁鐵的某一個(gè)磁極向線圈中插入，從線圈中拔出，或靜止地放在線圈中。觀察電流表的指針。演示2演示第18頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

（1）將螺線管和電流表連接。

（2）N極插入線圈的過(guò)程中，觀察指針有沒有偏轉(zhuǎn)？如何偏轉(zhuǎn)？

（3）N極停在線圈中，觀察指針有沒有偏轉(zhuǎn)？如何偏轉(zhuǎn)？

（4）N極從線圈中抽出的過(guò)程中，觀察指針有沒有偏轉(zhuǎn)？如何偏轉(zhuǎn)？

（5）S極插入線圈的過(guò)程中，觀察指針有沒有偏轉(zhuǎn)？如何偏轉(zhuǎn)？

（6）S極停在線圈中，觀察指針有沒有偏轉(zhuǎn)？如何偏轉(zhuǎn)？

（7）S極從線圈中抽出的過(guò)程中，觀察指針有沒有偏轉(zhuǎn)？如何偏轉(zhuǎn)？第19頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五磁鐵的運(yùn)動(dòng)表針的擺動(dòng)方向磁鐵的運(yùn)動(dòng)表針的擺動(dòng)方向N極插入線圈向右S極插入線圈向左N極停在線圈中不擺動(dòng)S極停在線圈中不擺動(dòng)N極從線圈中抽出向左S極從線圈中抽出向右

結(jié)論：只有磁鐵相對(duì)線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)，有電流產(chǎn)生。磁鐵相對(duì)線圈靜止時(shí)，沒有電流產(chǎn)生。結(jié)論：第20頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五通過(guò)前面兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們可以得到什么結(jié)論？

只有磁鐵相對(duì)線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)，才有電流產(chǎn)生。磁鐵相對(duì)線圈靜止時(shí)，沒有電流產(chǎn)生。

想一想：這個(gè)結(jié)論是不是普遍適用的呢？第21頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五演示3進(jìn)一步探究感應(yīng)電流與磁通量變化的關(guān)系。

1．實(shí)驗(yàn)儀器：學(xué)生電源、電鍵、滑動(dòng)變阻器、小螺線管A、大螺線管B、電流表。

2．實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

（1）將小螺線管A套在大螺線管B中；將大螺線管B和電流表連接；將學(xué)生電源、電鍵、滑動(dòng)變阻器、小螺線管A連接。第22頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

（2）開關(guān)閉合的瞬間，觀察指針有沒有偏轉(zhuǎn)？如何偏轉(zhuǎn)？

（3）開關(guān)斷開的瞬間，觀察指針有沒有偏轉(zhuǎn)？如何偏轉(zhuǎn)？

（4）開關(guān)總是閉合的，滑動(dòng)變限器也不動(dòng)，觀察指針有沒有偏轉(zhuǎn)？如何偏轉(zhuǎn)？

（5）開關(guān)總是閉含的，但迅速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，觀察指針有沒有偏轉(zhuǎn)？如何偏轉(zhuǎn)？演示插入視頻第23頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五操作現(xiàn)象開關(guān)閉合瞬間有電流產(chǎn)生開關(guān)斷開瞬間有電流產(chǎn)生開關(guān)閉合時(shí)，滑動(dòng)變阻器不動(dòng)無(wú)電流產(chǎn)生開關(guān)閉合時(shí)，迅速移動(dòng)變阻器的滑片有電流產(chǎn)生

結(jié)論：只有當(dāng)線圈A中電流變化時(shí)，線圈B中才有電流產(chǎn)生。結(jié)論：第24頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五為了說(shuō)清楚產(chǎn)生電磁感應(yīng)的條件，要用到一個(gè)物理量——磁通量φ。

定義：穿過(guò)閉合回路的磁感線的條數(shù)。φ=BS

不要求掌握第25頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

（1）閉合導(dǎo)體回路的面積與垂直穿過(guò)它的磁感應(yīng)強(qiáng)度的乘積。

（2）公式：Ф=B?S。

（3）單位：韋伯（Wb）

1Wb=1T?1m2=1V?s

（4）物理意義：磁通量表示穿過(guò)一個(gè)閉合電路的磁感線條數(shù)。

對(duì)于同一個(gè)平面，當(dāng)它跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，磁場(chǎng)越強(qiáng)，穿過(guò)它的磁感線條數(shù)越多，磁通量就越大。當(dāng)它跟磁場(chǎng)方向平行時(shí)，沒有磁感線穿過(guò)它，則磁通量為零。

（5）磁場(chǎng)變化、面積變化都會(huì)引起磁通量的變化。了解：第26頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五分析1

演示實(shí)驗(yàn)1中，部分導(dǎo)體切割磁感線，閉合電路所圍面積發(fā)生變化（磁場(chǎng)不變化），有電流產(chǎn)生；當(dāng)導(dǎo)體棒前后、上下平動(dòng)時(shí)，閉合電路所圍面積沒有發(fā)生變化，無(wú)電流產(chǎn)生。第27頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五分析2

演示實(shí)驗(yàn)2中，磁體相對(duì)線圈運(yùn)動(dòng)，線圈內(nèi)磁場(chǎng)發(fā)生變化，變強(qiáng)或者變?nèi)酰ň€圈面積不變），有電流產(chǎn)生；當(dāng)磁體在線圈中靜止時(shí)，線圈內(nèi)磁場(chǎng)不變化，無(wú)電流產(chǎn)生。甲磁場(chǎng)變強(qiáng)乙磁場(chǎng)變?nèi)醯?8頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五分析3演示實(shí)驗(yàn)3中，通、斷電瞬間，變阻器滑動(dòng)片快速移動(dòng)過(guò)程中，線圈A中電流變化，導(dǎo)致線圈B內(nèi)磁場(chǎng)發(fā)生變化，變強(qiáng)或者變?nèi)酰ň€圈面積不變），有電流產(chǎn)生；當(dāng)線圈A中電流恒定時(shí)，線圈內(nèi)磁場(chǎng)不變化，無(wú)電流產(chǎn)生。甲磁通量變大乙磁通量變小第29頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五分析歸納總結(jié)結(jié)論：只要穿過(guò)閉合電路的磁通量變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。即：“磁生電”的確是一種在變化、運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中才能出現(xiàn)的效應(yīng)。第30頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五課堂小結(jié)一、電磁感應(yīng)

1．磁通量：穿過(guò)閉合回路的磁感線的條數(shù)φ。φ=BS——不要求掌握。

2．電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。

3．閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線，或穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象。

二、產(chǎn)生感應(yīng)電流條件：

1．穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化?！唉底儭?/p>

2．“Φ變”的原因：可能是B變、S變、B與S間的夾角變。第31頁(yè)，共33頁(yè)，2023年，2月20日，星期五教材習(xí)題答案

1．答：在甲、乙圖中穿過(guò)矩形線框的磁通量不變，線框中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流；丙圖中穿過(guò)線框的磁通量發(fā)生變化，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。

2．答：線圈收縮時(shí)，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，因?yàn)榇┻^(guò)彈簧線