物理魯科版（2019）必修第三冊 5.2電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其應(yīng)用課件

第5章初識電磁場與電磁波第2節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其應(yīng)用1.知道磁通量的概念，通過計(jì)算磁通量的大小進(jìn)一步了解定量描述磁場的方法。2.理解什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。3.掌握產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。4.了解電磁感應(yīng)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用【學(xué)習(xí)目標(biāo)】【知識體系】一、磁通量1．磁通量(1)定義：磁場中穿過磁場某一面積S的磁感線條數(shù)叫作穿過這個(gè)面積的磁通量。(2)計(jì)算公式：Φ＝BS，此公式的適用條件：①勻強(qiáng)磁場；②磁感線與平面垂直。(3)單位：在國際制單位制中是韋伯，簡稱韋，符號是Wb，1Wb＝1T·m2。(4)磁通量是一個(gè)只用大小就能描述的物理量，是標(biāo)量。【新課學(xué)習(xí)】2.磁通量Φ及其變化量ΔΦ的理解與計(jì)算(1).對磁通量的三點(diǎn)理解①磁通量是標(biāo)量，但是有正負(fù)．磁通量的正負(fù)不代表大小，只表示磁感線是怎樣穿過平面的．即若以向里穿過某面的磁通量為正，則向外穿過這個(gè)面的磁通量為負(fù)．②若穿過某一面的磁感線既有穿出，又有穿入，則穿過該面的合磁通量為凈磁感線的條數(shù)．③由Φ＝BS可知，磁通量的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān)．（2）．勻強(qiáng)磁場中磁通量的計(jì)算①B與S垂直時(shí)：Φ＝BS.B指勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，S為線圈的面積．②B與S不垂直時(shí)：Φ＝BS⊥.S⊥為線圈在垂直磁場方向上的有效面積，在應(yīng)用時(shí)可將S分解到與B垂直的方向上，如圖所示，Φ＝BSsinθ.③磁通量變化量的計(jì)算當(dāng)B與S垂直時(shí)，通常有以下兩種情況：(1)S不變，B改變，則ΔΦ＝ΔBS.(2)S改變，B不變，則ΔΦ＝B·ΔS.二、探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件實(shí)驗(yàn)1：直導(dǎo)線在磁場中。導(dǎo)體靜止；導(dǎo)體向上、向下運(yùn)動(dòng)（平行磁感線）；導(dǎo)體向左或向右運(yùn)動(dòng)(切割磁感線）。觀察實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行概括實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(有無電流)導(dǎo)體靜止導(dǎo)體向上、向下運(yùn)動(dòng)（平行磁感線）導(dǎo)體向左或向右運(yùn)動(dòng)(切割磁感線）無無有結(jié)論：閉合電路包圍的面積變化時(shí)，電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生；包圍的面積不變時(shí)，電路中無感應(yīng)電流產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)2：條形磁鐵插入（撥出）螺線管。實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(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S極插入線圈S極停在線圈中S極從線圈中抽出觀察實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行概括有無有有無有線圈中的磁場變化時(shí)，線圈中有感應(yīng)電流；線圈中的磁場不變時(shí)，線圈中無感應(yīng)電流實(shí)驗(yàn)3：導(dǎo)體和磁場不發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，線圈電路接通、斷開，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片左、右滑動(dòng)。實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(線圈B中有無電流)線圈電路接通線圈電路斷開滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片左滑動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)片右滑動(dòng)有有有有觀察實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行概括線圈B中磁場變化時(shí)，線圈B中有感應(yīng)電流；線圈B中磁場不變時(shí)，線圈B中無感應(yīng)電流感應(yīng)電流是否產(chǎn)生的判斷1.感應(yīng)電流產(chǎn)生的必要條件是穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，所以判斷感應(yīng)電流有無時(shí)必須明確以下兩點(diǎn)：2．通過觀察穿過閉合導(dǎo)體回路的磁感線的條數(shù)是否變化判斷某過程中磁通量是否變化．(1)閉合電路；(2)磁通量發(fā)生變化．歸納總結(jié)只要穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流．三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)際應(yīng)用1.計(jì)算機(jī)磁盤及磁記錄2.無線充電如圖所示是一種延時(shí)開關(guān)．閉合S2，當(dāng)S1閉合時(shí)，電磁鐵F將銜鐵D吸下，C線路接通．當(dāng)S1斷開時(shí)，由于B的電磁感應(yīng)作用，D將延遲一段時(shí)間才被釋放．3、延時(shí)開關(guān)4，動(dòng)圈式揚(yáng)聲器聲音使紙盒振動(dòng)線圈隨紙盒振動(dòng)線圈切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流例1.關(guān)于產(chǎn)生感應(yīng)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(chǎn)生感應(yīng)電流B．閉合線圈平行磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中一定產(chǎn)生感應(yīng)電流C．穿過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化時(shí)，一定產(chǎn)生感應(yīng)電流D．閉合線圈垂直磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中一定產(chǎn)生感應(yīng)電流【例題分析】

解析：位于磁場中的閉合線圈，只有磁通量發(fā)生變化，才一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A錯(cuò)誤；閉合線圈平行磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，閉合電路中磁通量沒有變化，則閉合電路中就沒有感應(yīng)電流，故B錯(cuò)誤；穿過閉合電路的磁感線的條數(shù)發(fā)生變化，磁通量一定發(fā)生變化，則閉合電路中就有感應(yīng)電流，故C正確；緊緊圍繞感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件：閉合電路，磁通量發(fā)生變化；導(dǎo)體切割磁感線，磁通量不一定發(fā)生變化，故D錯(cuò)誤．答案：C例2.一個(gè)面積是40cm2的導(dǎo)線框，垂直地放在勻強(qiáng)磁場中，穿過它的磁通量為0.8Wb，求：勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度．【解析】在勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)線圈與磁場垂直時(shí)，穿過線圈的磁通量Φ=BS．當(dāng)線圈與磁場成θ角時(shí)，磁通量Φ=BSsinθ．在勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)線圈與磁場垂直時(shí)，穿過線圈的磁通量：Φ=BS．【答案】200T例3.如圖所示，開始時(shí)矩形線圈平面與磁場垂直，且一半在勻強(qiáng)磁場內(nèi)一半在勻強(qiáng)磁場外，若要使線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，則下列方法中可行的是（）

【解析】以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)（小于900），穿過線圈的磁通量減小，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A正確；以為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線圈的磁通量減小，有感應(yīng)電流產(chǎn)生故B正確；以ad邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)小于600，穿過線圈的磁通量從減小到零，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故C正確．以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(小于600)，穿過線圈的磁通量，保持不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故D錯(cuò)誤．【答案】ABC【課堂練習(xí)】1.如圖所示，框架的面積為S，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.試求：(1)若從圖示位置轉(zhuǎn)過90°，則穿過框架平面的磁通量的變化量為多少？(2)若從圖示位置轉(zhuǎn)過180°，則穿過框架平面的磁通量的變化量為多少？

【解析】（1）框架平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直時(shí)，穿過框架平面的磁通量：Φ=BS；從圖示位置轉(zhuǎn)過90°，則穿過框架平面的磁通量變?yōu)?，則磁通量的變化量為0-BS=-BS；（2）若從圖示位置轉(zhuǎn)過180°，則穿過框架平面的磁通量為-BS，磁通量的變化量為：（-BS）-BS=-2BS；【答案】(1)-BS;(2)-2BS2.如圖所示，要使Q線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，可采用的方法有()

A.閉合電鍵K后，把R的滑片右移B.閉合電鍵K后，把P中的鐵心從左邊抽出C.閉合電鍵K后，把Q靠近PD.無需閉合電鍵K，只要把Q靠近P即可【解析】A．閉合電鍵K后，把R的滑片右移，P中的電流減小，穿過Q的磁通量變化，Q中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A正確；B．閉合電鍵K后，將P中的鐵心從左邊抽出，穿過Q的磁通量變化，Q中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故B正確；C．閉合電鍵，將Q靠近P，Q中的磁通量發(fā)生變化，Q中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故C正確；D．若K不閉合，則P線圈中無磁場，故Q中不會有電流產(chǎn)生，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；【答案】ABC3.如圖所示，導(dǎo)線ab和cd互相平行，則下列四種情況下導(dǎo)線cd中無電流的是()

A.開關(guān)S閉合或斷開的瞬間B.開關(guān)S是閉合的，但滑動(dòng)觸頭向左滑C.開關(guān)S是閉合的，但滑動(dòng)觸頭向右滑D.開關(guān)S始終閉合，不滑動(dòng)觸頭【解析】開關(guān)S閉合或斷開的瞬間，下方回路中的電流發(fā)生變化，ab中產(chǎn)生的磁場隨之變化，穿過上面回路的磁通量變化，所以導(dǎo)線cd中有感應(yīng)電流，故A錯(cuò)誤；開關(guān)S閉合，滑動(dòng)觸頭向左滑動(dòng)時(shí)，接入電路的電阻增大，回路中的電流減小，則ab產(chǎn)生的磁場減弱，則穿過上面回路的磁通量減小，將產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B錯(cuò)誤；開關(guān)S閉合，滑動(dòng)觸頭向右滑動(dòng)時(shí)，接入電路的電阻減小，回路中的電流增大，則ab產(chǎn)生的磁場增強(qiáng)，則穿過上面回路的磁通量增大，將產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯(cuò)誤；開關(guān)S始終是閉合的，不滑動(dòng)觸頭，回路中電流不變，ab產(chǎn)生的磁場不變，穿過上面回路的磁通量不變，將無感應(yīng)電流產(chǎn)生，故D正確．所以D正確，ABC錯(cuò)誤．【答案】D4.均勻帶負(fù)電的圓環(huán)a繞過圓心與圓環(huán)所在平面垂直的軸O旋轉(zhuǎn)，如圖所示，一閉合小金屬圓環(huán)b和圓環(huán)a在同一平面內(nèi)，且與a同心，則()

A.只要圓環(huán)在轉(zhuǎn)動(dòng)，小圓環(huán)內(nèi)一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生B.

圓環(huán)不管怎樣運(yùn)動(dòng)，小圓環(huán)內(nèi)都沒有感應(yīng)電流C.圓環(huán)做變速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小圓環(huán)內(nèi)有感