3.電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用

我們知道，閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。那么，切割磁感線是產(chǎn)生感應(yīng)電流的唯一方法嗎？還有其他方法嗎？這些方法有什么內(nèi)在聯(lián)系？電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)通過實(shí)驗(yàn)，了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象，了解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用及其對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的影響。1.了解法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的探索過程；2.掌握感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，能夠判斷具體實(shí)例中能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流；3.知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中具體應(yīng)用。

體會(huì)課堂探究的樂趣，汲取新知識(shí)的營(yíng)養(yǎng)，讓我們一起吧！進(jìn)走課堂一.奧斯特圓夢(mèng)“電生磁”1、電與磁有聯(lián)系嗎？19世紀(jì)20年代之前的“偏執(zhí)”法物理學(xué)家安培英國(guó)物理學(xué)家托馬斯·楊法物理學(xué)家?guī)靵龆唢@然肯定是獨(dú)立的，無關(guān)的。1.電與磁有聯(lián)系嗎？各種自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化的！我堅(jiān)信：電與磁是有關(guān)聯(lián)的。我一定要找到她！丹麥物理學(xué)家奧斯特德國(guó)哲學(xué)家康德因?yàn)椋核俏业呐枷?！大量事?shí)為證：機(jī)械運(yùn)動(dòng)熱運(yùn)動(dòng)摩擦生熱蒸氣機(jī)一.奧斯特圓夢(mèng)“電生磁”2.奧斯特“碰巧”發(fā)現(xiàn)了:電流磁效應(yīng)

電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)是與電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)密切相連的。

在1820年4月的一次演講中，奧斯特碰巧在南北方向的導(dǎo)線下面放置了一枚小磁針。當(dāng)電源接通時(shí)，小磁針居然轉(zhuǎn)動(dòng)了。隨后的實(shí)驗(yàn)證明，電流的確能使磁針偏轉(zhuǎn)。這種作用稱為電流的磁效應(yīng)。

電流的磁效應(yīng)顯示了載流導(dǎo)體對(duì)磁針的作用力，揭示了電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象之間存在的某種聯(lián)系。奧斯特實(shí)驗(yàn)：揭示了電流的磁效應(yīng)突破：電與磁是有聯(lián)系的!二、法拉第心系“磁生電”1.艱難的探索：眾多物理學(xué)家“淺嘗則止”偉大安培的嘗試：G_+將磁鐵放在閉合回路旁邊將通電直導(dǎo)線放在閉合回路旁邊2、法拉第：歷經(jīng)10年，“癡”心不改“試驗(yàn)－失?。僭囼?yàn)”：屢戰(zhàn)屢敗、屢敗屢戰(zhàn)……G_+一段通電直導(dǎo)線放在另一段直導(dǎo)線旁邊“試驗(yàn)－失?。僭囼?yàn)”：屢戰(zhàn)屢敗、屢敗屢戰(zhàn)……未通電直導(dǎo)線放在另一段通電線圈內(nèi)部G

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法拉第第一個(gè)成功實(shí)驗(yàn)：十年失敗，一朝頓悟開關(guān)電池組電流計(jì)

法拉第線圈：與160年后出現(xiàn)的現(xiàn)代變壓器出奇的相似，現(xiàn)已成為著名的科學(xué)文物。深入探究的真諦鐵心木筒變化的電流將條形磁鐵插入空心線圈運(yùn)動(dòng)的磁鐵在磁鐵中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體變化的磁場(chǎng)由磁得到電的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)。電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。電磁感應(yīng)不是穩(wěn)態(tài)效應(yīng)，而是動(dòng)態(tài)效應(yīng)。法拉第將其發(fā)現(xiàn)的全部“磁生電”現(xiàn)象分成五類：變化的電流變化的磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的恒定電流運(yùn)動(dòng)的磁鐵在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體“磁生電”現(xiàn)象的本質(zhì)特征是：變化、運(yùn)動(dòng)法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)使人們對(duì)電和磁內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識(shí)更加完善，宣告了電磁學(xué)作為一門統(tǒng)一學(xué)科的誕生，為電磁學(xué)的發(fā)展作出了重大貢獻(xiàn)。同時(shí)也推動(dòng)了電氣化時(shí)代的到來.法拉第1831年制造的發(fā)電機(jī)1831年10月28日法拉第的創(chuàng)新：

圓盤發(fā)電機(jī)，首先向人類揭開了機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的序幕。A．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流磁效應(yīng)；法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象B．麥克斯韋預(yù)言了電磁波；楞次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在C．庫(kù)侖發(fā)現(xiàn)了點(diǎn)電荷的相互作用規(guī)律；密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)定了元電荷的數(shù)值D．安培發(fā)現(xiàn)了磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用規(guī)律；洛倫茲發(fā)現(xiàn)了磁場(chǎng)對(duì)電流的作用規(guī)律例1.(多選)在電磁學(xué)發(fā)展過程中，許多科學(xué)家做出了貢獻(xiàn)．下列說法正確的是(

)AC三、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件思考與討論:為了便于分析產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，我們把“問題”欄目中的實(shí)驗(yàn)裝置圖畫成如圖所示的示意圖。金屬棒AB靜止時(shí)，電路中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生；AB沿著磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中也沒有感應(yīng)電流；只有AB切割磁感線時(shí)才產(chǎn)生感應(yīng)電流。AB切割磁感線時(shí)，磁場(chǎng)沒有變化，變化的只有電路ABCD的面積。那么，與磁場(chǎng)相關(guān)的哪個(gè)物理量發(fā)生了變化呢？探究一：閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線導(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)向后平動(dòng)向左平動(dòng)向上平動(dòng)向前平動(dòng)向下平動(dòng)結(jié)論：不擺動(dòng)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。向左向右不擺動(dòng)不擺動(dòng)不擺動(dòng)探究二：向線圈中插入磁鐵，把磁鐵從線圈中抽出磁鐵的運(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S極插入線圈N極停在線圈中S極停在線圈中N極從線圈中抽出S極從線圈中抽出結(jié)論：向右不擺動(dòng)向左向左不擺動(dòng)向右只有磁鐵相對(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。開關(guān)和變阻器的狀態(tài)線圈B中是否有電流開關(guān)閉合瞬間開關(guān)斷開瞬間開關(guān)閉合時(shí)，滑動(dòng)變阻器不動(dòng)開關(guān)閉合時(shí)，迅速移動(dòng)變阻器的滑片結(jié)論：探究三：模擬法拉第的實(shí)驗(yàn)有電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生無電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生只有當(dāng)線圈A中電流變化時(shí)，線圈B中才有電流產(chǎn)生。分析論證：探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件磁場(chǎng)強(qiáng)弱恒定，閉合電路包圍的磁場(chǎng)面積變化時(shí)，電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生；包圍的磁場(chǎng)面積不變時(shí)，電路中無感應(yīng)電流產(chǎn)生線圈中的磁場(chǎng)強(qiáng)弱變化時(shí)，線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生；線圈中的磁場(chǎng)強(qiáng)弱不變時(shí)，線圈中無感應(yīng)電流產(chǎn)生線圈B中磁場(chǎng)變化時(shí)，線圈B中有感應(yīng)電流產(chǎn)生；磁場(chǎng)不變，線圈B中無感應(yīng)電流產(chǎn)生共同點(diǎn)：磁感線的條數(shù)變化磁通量發(fā)生變化歸納結(jié)論：探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件：1）電路閉合2）磁通量發(fā)生變化只要穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路中就有感應(yīng)電流。例2.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流能在周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，法拉第認(rèn)為磁也一定能生電，并進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)。圖中環(huán)形物體是法拉第使用過的線圈，A、B兩線圈繞在同一個(gè)鐵環(huán)上，A與直流電源連接，B與靈敏電流表連接。實(shí)驗(yàn)時(shí)未發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)，即沒有“磁生電”，其原因是(

)A．線圈A中的電流較小，產(chǎn)生的磁場(chǎng)不夠強(qiáng)B．線圈B中產(chǎn)生的電流很小，電流表指針偏轉(zhuǎn)不了C．線圈A中的電流是恒定電流，不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)D．線圈A中的電流是恒定電流，產(chǎn)生穩(wěn)恒磁場(chǎng)D例3.（多選）如圖所示，A、B兩回路中各有一開關(guān)S1、S2，且回路A中接有電源，回路B中接有靈敏電流計(jì)，下列操作及相應(yīng)的結(jié)果可能的是（）A.先閉合S2，后閉合S1的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)B.S1、S2閉合后，在斷開S2的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)C.先閉合S1，后閉合S2的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)D.S1、S2閉合后，在斷開S1的瞬間，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)AD四、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用

1831年圣誕節(jié)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“電流表”的兩端。法拉第搖動(dòng)手柄使銅盤在磁極之間旋轉(zhuǎn)，“電流表”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：“先生，您發(fā)明的這個(gè)東西有什么用呢？”法拉第平靜地反問：“夫人，新生的嬰兒又有什么用呢？”后來，根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象制造的最早的發(fā)電機(jī)這個(gè)新生的“嬰兒”，果然成長(zhǎng)為電廠里巨大的發(fā)電機(jī)這一改變世界面貌的“巨人”，它開辟了人類社會(huì)的電氣化時(shí)代。定義：當(dāng)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí)電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)。實(shí)質(zhì)：電路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如果電路閉合則有感應(yīng)電流產(chǎn)生能量轉(zhuǎn)化：機(jī)械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。電磁感應(yīng)應(yīng)用發(fā)電機(jī)：開辟了人類社會(huì)的電氣化時(shí)代生活中廣泛使用的變壓器、電磁爐等1.(多選)如圖所示,在正方形線圈的內(nèi)部有一條形磁鐵,線圈與磁鐵在同一平面內(nèi),兩者有共同的中心軸線OO',關(guān)于線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的下列說法正確的是(

)A.當(dāng)磁鐵向紙面外平移時(shí),線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流B.當(dāng)磁鐵向上平移時(shí),線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流C.當(dāng)磁鐵向下平移時(shí),線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流D.當(dāng)磁鐵N極向紙外、S極向紙里繞OO'軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流ABD2.(多選)如圖所示,豎直放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線通有恒定電流,有一矩形線框與導(dǎo)線在同一平面內(nèi),在下列情況中線框產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(

)A.導(dǎo)線中的電流變大