第三节 电磁感应现象的应用
电磁感应的应用
电磁感应的应用电磁感应是电磁学中的重要现象之一,它指的是当导体中的磁通量发生改变时,会产生感应电流。
这一现象不仅在日常生活中具有广泛的应用,也在各个领域的科学研究和工程实践中发挥着关键作用。
本文将探讨电磁感应在不同领域中的应用。
1. 发电机电磁感应的最典型应用就是发电机。
发电机利用电磁感应现象将机械能转化为电能。
工作原理是通过旋转的磁场线圈产生感应电流,进而达到产生电能的目的。
发电机被广泛应用于电力工业,为家庭和工业供应电能。
2. 变压器变压器是另一个重要的电磁感应应用。
它通过电磁感应的原理,实现了变换交流电压的功能。
变压器通过交变磁通产生感应电动势,并将电能从一端传输到另一端。
变压器被广泛应用于电力系统中,用于调整电压水平,以适应不同设备的需求。
3. 感应加热电磁感应加热是一种高效且无污染的加热方法。
它利用感应电流在导体中产生的热量来加热物体。
感应加热广泛应用于工业领域,如金属熔炼、焊接和热处理等。
相比传统的加热方法,电磁感应加热具有高效、节能的特点。
4. 感应传感器电磁感应还被应用于传感技术领域。
感应传感器通过测量电磁感应现象中的变化来检测和测量物理量。
例如,磁力计利用电磁感应原理来测量磁场强度;涡流传感器通过感应电流的变化来检测金属材料的缺陷。
感应传感器在工业自动化、交通运输和环境监测等领域具有广泛的应用。
5. 无线充电近年来,无线充电技术得到了快速发展,它利用电磁感应实现了电能的无线传输。
无线充电设备通常由一个发送器和一个接收器组成,通过电磁感应的原理,将电能从发送器传输到接收器。
无线充电广泛应用于智能手机、电动汽车等领域,为人们提供了更便捷的充电方式。
6. 电磁炮电磁炮是一种新型火炮武器,它利用电磁感应产生的强磁场来加速发射物体。
电磁炮具有高速度、高精度和长射程等特点,被认为是未来军事技术的重要方向之一。
总结电磁感应作为电磁学的重要现象,具有广泛的应用领域。
从发电机、变压器到感应加热、感应传感器,电磁感应技术在能源、工业、科学研究和国防等多个领域发挥着重要作用。
第13章 第3节 电磁感应现象及应用 新教材高中物理必修第三册(人教版)(解析版)
第3节电磁感应现象及应用课程内容要求核心素养提炼1.了解电磁感应现象发现的历史过程,体会科学家探索自然规律的科学态度和科学方法.2.通过实验,知道电磁感应现象及其产生的条件.3.了解法拉第发现电磁感应现象的重大意义.1.物理观念:电磁感应、感应电流.2.科学探究:探究感应电流产生的条件.一、划时代的发现1.1822年到1831年,法拉第经过长达10年的探索,发现了“由磁产生电”.2.由磁产生电叫作电磁感应,产生的电流叫作感应电流.[判断](1)只有很强的磁场才能产生感应电流.(×)(2)法拉第发现电磁感应现象是只有在变化、运动的过程中才出现的现象.(√)(3)奥斯特首先发现了电磁感应现象.(×)二、产生感应电流的条件1.实验装置:模拟法拉第的实验(如图):2.实验过程和现象实验操作实验现象(线圈B 中有无电流)分析论证开关闭合瞬间有磁场变化时,线圈B 中有感应电流;磁场不变时,线圈B 中无感应电流开关断开瞬间有开关保持闭合,滑动变阻器的滑片不动无开关保持闭合,迅速移动滑动变阻器的滑片有3.实验结论: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.这就是产生感应电流的条件.三、电磁感应现象的应用1.开辟了人类社会的电气化时代.2.生产、生活中广泛使用的变压器、电磁炉等也是根据电磁感应制造的.[思考]某一时刻穿过闭合回路的磁通量为0时,回路一定无感应电流吗?提示不一定,如果穿过闭合回路的磁通量正在变化,只是某时刻的磁通量为0,则回路中会产生感应电流.探究点一实验:探究感应电流产生的条件探究产生感应电流条件的实验步骤如图甲、乙、丙所示.甲:AB 棒垂直磁感线左右运动乙:AB 棒沿磁感线上下运动丙:AB 棒垂直磁感线左右运动(1)本实验中,我们通过观察________________________来判断电路中是否有感应电流.(2)通过比较图甲和丙可知,产生感应电流的一个条件是电路要________;通过比较图________可知,产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动.(3)若图甲中AB 棒不动,磁铁左右水平运动,电路________(选填“有”或“无”)感应电流.(4)在产生感应电流的实验中,将________能转化为电能,生活中的________机就是根据上述原理工作的.解析(1)实验时,通过观察电流表的指针是否偏转,来确定电路中是否产生感应电流.(2)甲电路是闭合电路,电流表的指针发生偏转,说明电路中产生了感应电流.丙电路是断开的,电流表的指针没有偏转,说明电路中没有产生感应电流.由此可知,产生感应电流的一个条件是电路要闭合.要得出产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动,这两次实验导体分别在磁场中做切割磁感线运动和不做切割磁感线运动,由此比较可以确定要选用图甲和图乙.(3)在图甲中,电路是闭合的;若AB 棒不动,磁体运动,利用运动和静止的相对性可以确定,AB棒也做切割磁感线运动.具备了感应电流产生的两个条件,所以电路中有电流产生.(4)电磁感应现象中,消耗了机械能,得到了电能.利用电磁感应现象制成了发电机.答案(1)电流表指针是否偏转(2)闭合甲和乙(3)有(4)机械发电[题后总结]产生感应电流的判断方法(1)电路一定是闭合的.(2)导体做切割磁感线的运动.(3)导体不动,磁场运动,造成导体切割磁感线.[训练1]某同学做观察电磁感应现象的实验,将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路,当他接通、断开开关时,电流表的指针都没有偏转,其原因是()A.开关位置接错B.电流表的正、负极接反C.线圈B的接头3、4接反D.蓄电池的正、负极接反A[图中所示连接的开关不能控制含有电源的电路中电流的通断,而本实验的内容之一就是研究在开关通断瞬间,电流的有无导致磁场变化,进而产生感应电流的情况,但图中的接法却达不到目的.][训练2]如图是某兴趣小组研究磁生电现象所需的器材.请你协助该小组完成如下工作,用实线将带有铁芯的线圈A、电源、滑动变阻器和开关连接成原线圈回路,将小量程电流表和线圈B连接成副线圈回路,并列举出在实验中改变副线圈回路磁通量,使副线圈回路产生感应电流的三种方式:①________________________________________________________________________;②________________________________________________________________________;③________________________________________________________________________.解析实物连接如图所示.①合上(或断开)开关瞬间;②合上开关后,将原线圈A插入副线圈B中或从副线圈B中抽出;③合上开关,将原线圈A插入副线圈B后,移动滑动变阻器的滑片.答案见解析探究点二感应电流有无的判断如图,图甲中磁铁下方有一个闭合线圈,图乙中通电导线右侧有一个闭合线框.甲乙(1)图甲中,线圈不动,磁铁向下靠近线圈时,线圈中有无感应电流?(2)图乙中,通电导线中的电流减小时,线框中有无感应电流?提示(1)线圈中的磁通量增大,有感应电流.(2)线框中的磁通量减小,有感应电流.判断有无感应电流的基本步骤1.明确所研究的电路是否为闭合电路.2.分析最初状态穿过电路的磁通量情况.3.根据相关量变化的情况分析穿过闭合电路的磁通量是否发生变化.常见的情况有以下几种:(1)磁感应强度B不变,线圈的面积S发生变化,例如闭合电路的一部分导体切割磁感线时.(2)线圈的面积S不变,磁感应强度B发生变化,例如线圈与磁体之间发生相对运动时或者磁场是由通电螺线管产生而螺线管中的电流变化时.(3)磁感应强度B和线圈的面积S同时发生变化,此时可由ΔΦ=Φ1-Φ0计算并判断磁通量是否发生变化.(4)线圈的面积S不变,磁感应强度B也不变,但二者之间的夹角发生变化,例如线圈在磁场中转动时.如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框,初始位置线框与磁感线平行,则在下列四种情况下,线框中会产生感应电流的是()A.线框平面始终与磁感线平行,线框在磁场中左右运动B.线框平面始终与磁感线平行,线框在磁场中上下运动C.线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动D.线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动C[四种情况中初始位置线框均与磁感线平行,磁通量为0,按选项A、B、D三种情况线框运动后,线框仍与磁感线平行,磁通量保持为0不变,线框中不产生感应电流.选项C中线框转动后,穿过线框的磁通量不断发生变化,所以产生感应电流,选项C正确.] [题后总结]判断产生感应电流的条件应注意的问题(1)磁通量有变化,但回路没闭合,不产生感应电流.(2)闭合回路切割磁感线,但磁通量没变,不产生感应电流.(3)初末位置磁通量相同,但过程中闭合回路磁通量有变化,产生感应电流.(4)线圈有正反两面,磁感线穿过的方向不同,磁通量不同,产生感应电流.[训练3]法拉第在1831年发现了“磁生电”现象.如图,他把两个线圈绕在同一个软铁环上,线圈A和电池连接,线圈B用导线连通,导线下面平行放置一个小磁针.实验中可能观察到的现象是()A.用一节电池作电源小磁针不偏转,用十节电池作电源小磁针会偏转B.线圈B匝数较少时小磁针不偏转,匝数足够多时小磁针会偏转C.线圈A和电池连接瞬间,小磁针会偏转D.线圈A和电池断开瞬间,小磁针不偏转C[根据“磁生电”即电磁感应现象的产生条件,只有线圈B中磁通量变化时才能在线圈B中产生感应电流,因此无论线圈B的匝数多少,无论线圈A中的电池多少,都不能在线圈B中产生感应电流,选项A、B错误;只有在线圈A和电池连接或断开的瞬间,线圈B 中才能产生感应电流,电流产生磁场,使导线下面平行放置的小磁针发生偏转,选项C正确,选项D错误.]。
电磁感应现象在生活中的应用
电磁感应现象在生活中的应用
电磁感应现象是指电磁场作用于导体时,导体内的电流会发生变化的现象。
电磁感应现象在生活中有很多应用。
电磁炉:电磁炉是利用电磁感应现象加热的一种厨具。
电磁炉的炉膛内装有电磁线圈,通过电流流动使线圈发热,从而加热食物。
感应加热器:感应加热器是利用电磁感应现象加热的一种设备。
它由电磁线圈和铁芯组成,电流流动时会产生磁场,使铁芯发热,从而加热周围的物体。
电动机:电动机是利用电磁感应现象产生旋转力的一种机械。
电动机的转子由带有电流的导体组成,电流流动时会产生磁场,使转子旋转。
电动机可以用来驱动很多机械设备,如电视机、空调、冰箱、汽车等。
电视机:电视机是利用电磁感应现象传送图像信息的一种电子设备。
电视机的电视屏幕内部装有电磁线圈,通过电流流动使线圈产生磁场,从而产生图像。
电话:电话是利用电磁感应现象传送声音信息的一种通信设备。
电话的话筒内部装有电磁线圈,通过电流流动使线圈产生磁场,从而产生声音。
电磁铁:电磁铁是利用电磁感应现象吸附金属物体的一种工具。
电磁铁内部装有
电磁线圈,通过电流流动使线圈产生磁场,从而吸附金属物体。
电磁感应现象在生活中的应用非常广泛,它不仅方便了我们的生活,还为科学技术的发展做出了巨大的贡献。
高中物理第十三章电磁感应与电磁波初步第三节电磁感应现象及应用教案3
第3节电磁感应现象及应用教学设计问题与目标1.了解电磁感应发现的过程,提高学生的分析、论证能力。
2.知道电磁感应现象,以及电磁感性现象的产生及其条件。
重点与难点重点1.知道什么是电磁感应现象.2.了解产生感应电流的条件。
难点1.电磁感应现象的产生及其条件。
2.电磁感应现象中的能量转化特点。
教学准备教师要求条形磁体、电源、导线、原线圈、副线圈、滑动变阻器、开关、电流计。
学生要求复习磁通量,预习本节知识点.教学过程一、导入新课我们知道,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中就会产生磁感应电流。
那么,切割磁感线是产生感应电流的唯一方法吗?还有其他方法吗?这些方法有什么内在联系吗?二、新课教学(一)划时代的发现奥斯特发现的电流的磁效应,震动了整个科学界,它证实电现象与磁现象是有联系的.有关电与磁关系的崭新研究领域洞开在人们面前,激发了科学家们的探索热情。
人们从电流磁效应的对称性角度,开始思考如下的问题:既然电流能够引起磁针的运动,那么,为什么不能用磁体使导线中产生电流呢?人们早就认识了磁化现象,知道磁体能使附近的铁棒产生磁性,带电体能在导体上感应出电荷。
联系到电流的磁效应,法拉第敏锐地觉察到,磁与电之间也应该有这种“感应”。
在1822年的提出了由磁产生电的想法.1831 年,法拉第把两个线圈绕在一个铁环上,一个线圈接电源,另一个线圈接“电流表”。
当给一个线圈通电或断电的瞬间,在另一个线圈上出现了电流。
他在1831年8月29日的日记中写下了首次成功的记录.法拉第从中领悟到,“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应.于是,他又设计并动手做了几十个实验,使深藏不露的各种“磁生电”的现象显现而出。
他把这些现象定名为电磁感应,产生的电流叫作感应电流。
法拉第总结出五种产生感应电流的类型:变化着的电流、变化着的磁场、运动的恒定电流、运动的磁体、在磁场中运动的导体。
(二)产生感应电流的条件根据上图组装实验装置,线圈A、变阻器、开关和电源串联,线圈C两端连接在电流表上,把线圈A装在线圈B的里面。
电磁感应现象及应用
电磁感应现象及应用1. 引言电磁感应是电磁学中的重要概念,它描述了磁场变化引起的电场变化以及电场变化引起的磁场变化。
电磁感应现象的发现和理解对于现代科学技术的发展起到了重要的推动作用。
本文将介绍电磁感应现象的基本原理以及其在各个领域中的应用。
2. 电磁感应的基本原理电磁感应是指当导体中的磁通量发生变化时,会在导体中产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律,当导体中的磁通量发生变化时,导体两端会产生感应电动势,其大小与磁通量变化率成正比。
具体而言,当导体与一个磁场相互作用时,如果磁场的强度或者方向发生改变,导体中就会产生感应电动势。
3. 电磁感应现象的实验验证为了验证电磁感应现象,科学家们进行了一系列实验。
其中最著名的实验之一是法拉第实验。
法拉第实验使用了一个螺线管和一个磁铁,当磁铁靠近或远离螺线管时,螺线管中就会产生感应电流。
这个实验结果验证了电磁感应现象的存在,并且揭示了电磁感应现象与磁场变化之间的关系。
4. 电磁感应的应用4.1 发电机发电机是利用电磁感应原理将机械能转化为电能的装置。
发电机由转子和定子组成,转子通过机械能驱动旋转,而定子中的线圈则受到转子磁场的影响产生感应电流。
这种感应电流可以输出为电能供给各种设备使用。
发电机广泛应用于发电厂、风力发电、水力发电等领域。
4.2 变压器变压器是利用电磁感应原理来改变交流电压大小的装置。
变压器由两个线圈组成,分别称为初级线圈和次级线圈。
当初级线圈中通入交流电时,产生的交变磁场会感应次级线圈中的感应电动势,从而改变次级线圈中的电压大小。
变压器广泛应用于电力系统中,用于输电、配电以及各种电子设备中。
4.3 感应加热感应加热是利用电磁感应原理将电能转化为热能的技术。
通过在导体中通入交变电流,产生的交变磁场会感应导体中的感应电流,从而使导体发热。
感应加热广泛应用于工业领域,例如金属加热、焊接、熔化等。
4.4 传感器传感器是利用电磁感应原理来检测和测量物理量的装置。
人教版必修第三册第十三章第三节电磁感应现象及应用课件
共 同
磁场面积不变时,电路中无 点
感应电流产生
:磁
磁通 线圈中的磁场强弱变化时, 感 量
线圈中有感应电流产生; 线 发
线圈中的磁场强弱不变时,
的 条
生 变
线圈中无感应电流产生
数化
变
化
线圈B中磁场变化时,线圈
B中有感应电流产生;磁场
不变,线圈B中无感应电流
产生
电磁感应现象中产生的电流叫感应电流。
探究一:闭合电路的部分导体切割磁感线
“试验-失败-再试验”:屡战屡败、屡败屡战……
+G
_
未通电直导线放在另一段通电线圈内部
法拉第第一个成功实验:十年失败,一朝顿悟
电池组 开关
电流计
法拉第线圈:与160年后出现的现代变压器出奇的相似,现已 成为著名的科学文物。
法正确的是(
)
当磁铁向下平移时,线圈中产生感应电流
密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值
二者显然肯 定是独立的,
无关的。
法物理学家库仑
法物理学家安培
英国物理学家托马斯·杨
二者显然肯定是独立的,无关的。
一.奥斯特圆梦“电生磁” 当磁铁N极向纸外、S极向纸里绕OO'轴转动时,
这种作用称为电流的磁效应。
电磁感应现象中产生的电流叫感应电流。
1.电与磁有联系吗? AB 切割磁感线时,磁场没有变化,变化的只有电路 ABCD 的面积。
1.了解法拉第发现电磁感应现象的探索过程; 2.掌握感应电流产生的条件,能够判断具体实例中能够产生感应电流; 3.知道电磁感应现象在生产生活中具体应用。
体会课堂探究的乐趣, 汲取新知识的营养,
让我们一起 走 进 课 堂 吧!
最新人教版高中物理必修三第十三章电磁感应与电磁波初步 第三节电磁感应现象及应用
【典例示范】 为观察电磁感应现象,某学生将电流计、螺线管A和B、蓄电池、开关用导线连 接成如图所示的实验电路。
(1)当接通和断开开关时,电流计的指针都没有偏转,其原因是 ( ) A.开关位置接错 B.电流计的正、负极接反 C.线圈B的3、4接头接反 D.蓄电池的正、负极接反
(2)在开始实验之前,需要先确定电流计指针偏转方向与电流方向之间的关系, 为此还需要的器材是______________________________________________________________________。
【规律方法】分析磁通量发生变化的因素: 由Φ=BScosθ可知:当 ①磁感应强度B发生变化; ②线圈的面积S发生变化; ③磁感应强度B的垂直平面与面积S之间的夹角θ发生变化。 这三种情况都可以引起磁通量发生变化。
【素养训练】 法拉第在1831年发现了“磁生电”现象。如图,他把两个线圈绕在同一个软铁 环上,线圈A和电池连接,线圈B用长直导线连通,在长直导线正下方平行于导线 放置一个小磁针。下列有关实验现象的说法中正确的是 ( ) A.只要A线圈中电流足够大,小磁针就会发生偏转 B.A线圈闭合开关电流稳定后,线圈B匝数较少时小磁针 不偏转,匝数足够多时小磁针偏转 C.线圈A和电池接通瞬间,小磁针会偏转 D.线圈A和电池断开瞬间,小磁针不会偏转
【解析】选D。产生感应电流的条件是闭合回路和磁通量变化,当直导线b竖直 时,不管b中通入什么样的电流,b产生的磁场都是和a平行,所以a中的磁通量始终 为0,所以A、B错。当直导线b绕过圆环中心的水平轴在竖直平面内转动时,a环 内穿入与穿出的磁通量相等,总的磁通量为0,所以不会产生感应电流,所以C错,D 对。
【解析】选B、D。题图甲中导体AB顺着磁感线运动,穿过闭合电路的磁通量没有 发生变化,无感应电流,故选项A错误;题图乙中条形磁铁插入线圈时,线圈中的磁 通量增加,拔出线圈时,线圈中的磁通量减少,都有感应电流产生,故选项B正确; 题图丙中开关S一直接通时,回路中有恒定电流,螺线管A产生的磁场稳定,螺线管 B中的磁通量无变化,不产生感应电流,故选项C错误;题图丙中开关S接通时,滑动 变阻器的阻值变化使闭合回路中的电流变化,螺线管A产生的磁场变化,螺线管B 中的磁通量变化,线圈中产生感应电流,故选项D正确。
人教版(2019)高中物理必修三第十三章第3节 电磁感应现象及应用
第3节电磁感应现象及应用学习目标核心素养形成脉络1.了解电磁感应现象发现的过程,体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神.2.通过实验,探究和理解感应电流的产生条件.3.能够运用感应电流的产生条件判断能否产生感应电流.[学生用书P109]一、划时代的发现1.奥斯特发现的电流的磁效应,震动了整个科学界,它证实电现象与磁现象是有联系的.2.1831年,法拉第领悟到“磁生电”,并把这种现象定名为电磁感应,产生的电流叫作感应电流.二、产生感应电流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.三、电磁感应现象的应用生产、生活中广泛使用的变压器、电磁炉等也是根据电磁感应制造的.思维辨析(1)只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生.()(2)穿过螺线管的磁通量发生变化时,螺线管内部就一定有感应电流产生.()(3)穿过闭合线圈的磁通量变化时,线圈中有感应电流.()(4)闭合正方形线框在匀强磁场中垂直磁感线运动,必然产生感应电流.()提示:(1)×(2)×(3)√(4)×深度思考电流的磁效应与电磁感应有什么区别?提示:电流的磁效应是指电流周围产生磁场,即“电生磁”.电磁感应现象是利用磁场产生感应电流,即“磁生电”.“电生磁”和“磁生电”是两种因果关系相反的现象,要正确区分这两种现象,弄清现象的因果关系是关键.感应电流的产生条件[学生用书P110]【核心深化】1.感应电流产生条件的理解(1)不论什么情况,只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件,就必然产生感应电流.(2)只要产生了感应电流,那么电路一定是闭合的,穿过该电路的磁通量也一定发生了变化.2.ΔΦ与Φ的区别ΔΦ与Φ意义不同,大小也没有必然的联系.感应电流的产生与Φ无关,只取决于Φ的变化,即与ΔΦ有关.下图中能产生感应电流的是()[解析]根据产生感应电流的条件可判断:A选项中,电路没闭合,无感应电流;B选项中,面积增大,闭合电路的磁通量增大,有感应电流;C选项中,穿过线圈的磁感线相互抵消,Φ恒为零,无感应电流;D选项中,磁通量不发生变化,无感应电流.[答案] B(1)判断闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流时,一定注意“部分导体”“切割”的含义.(2)磁感线的条数可用来形象地表示一个回路的磁通量大小,所以可充分利用穿过闭合电路的磁感线的条数是否变化来判断某过程中磁通量是否变化.下列能产生感应电流的是()解析:选B.选项B是导体棒切割磁感线,能产生感应电流,选项C是通电导体在磁场中受力运动,选项A、D是电流的磁效应.综上所述,B正确.磁通量变化的几种情形[学生用书P110]【核心深化】(1)磁感应强度B不变,有效面积S发生变化.如图(a)所示.(2)有效面积S不变,磁感应强度B发生变化.如图(b)所示.(3)磁感应强度B和有效面积S都不变,它们之间的夹角发生变化.如图(c)所示.磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量,如图所示,通有恒定电流的导线MN 与闭合线框共面,第一次将线框由位置1平移到位置2,第二次将线框绕cd边翻转到位置2,设先后两次通过线框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2,则()A.ΔΦ1>ΔΦ2B.ΔΦ1=ΔΦ2C.ΔΦ1<ΔΦ2D.无法确定[解析]设闭合线框在位置1时的磁通量为Φ1,在位置2时的磁通量为Φ2,直线电流产生的磁场在位置1处比在位置2处要强,故Φ1>Φ2.将闭合线框从位置1平移到位置2,磁感线是从闭合线框的同一面穿过的,所以ΔΦ1=|Φ2-Φ1|=Φ1-Φ2;将闭合线框从位置1绕cd边翻转到位置2,磁感线分别从闭合线框的正反两面穿过,所以ΔФ2=|(-Φ2)-Φ1|=Φ1+Φ2(以原来穿过的方向为正方向,则后来从另一面穿过的方向为负方向).C正确.[答案] C(2020·江苏镇江期末)如图所示,线圈平面与条形磁铁的轴线垂直,现将线圈沿轴线由A点平移到B点,穿过线圈磁通量的变化情况是()A.变大B.先变大,后变小C.不变D.变小解析:选D.线圈在N极和S极附近时,磁场较强,磁感线较密,穿过线圈的磁感线较多,磁通量较大,而远离条形磁铁磁极时,磁场变弱,磁感线较疏,穿过线圈的磁通量较小.故线圈在A处的磁通量比较大.线圈从A到B的过程中磁通量逐渐减小,D正确.[学生用书P111] 1.(实验验证)在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中,能观察到感应电流的是()A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的变化B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化D.绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化解析:选D.产生感应电流必须满足的条件:①电路闭合;②穿过闭合电路的磁通量要发生变化.选项A、B电路闭合,但磁通量不变,不能产生感应电流,故选项A、B观察不到电流表的变化;选项C满足产生感应电流的条件,也能产生感应电流,但是等我们从一个房间到另一个房间后,电流表中已没有电流,故选项C也观察不到电流表的变化;选项D 满足产生感应电流的条件,能产生感应电流,可以观察到电流表的变化,D正确.2.(电磁感应现象)下列现象中,属于电磁感应现象的是()A.小磁针在通电导线附近发生偏转B.通电线圈在磁场中转动C.闭合线圈在磁场中运动产生了电流D.磁铁吸引小磁针解析:选C.电磁感应是指“磁生电”的现象,而小磁针和通电线圈在磁场中转动,反映了磁场力的性质,所以A、B、D项不是电磁感应现象,C项是电磁感应现象.3.(感应电流的产生)(多选)如图是法拉第最初研究电磁感应现象的装置,AB是绕在软铁芯上的线圈,电流表与线圈组成一闭合回路.下列说法正确的是()A.当右边磁铁S极离开B端时,线圈中产生感应电流B.当右边磁铁S极离开B端,并在B端附近运动时,线圈中产生感应电流C.当磁铁保持图中状态不变时,线圈中有感应电流D.当磁铁保持图中状态不变时,线圈中无感应电流解析:选ABD.当右边磁铁S极离开B端或在B端附近运动时,线圈所处位置磁场变化,穿过线圈的磁通量变化,产生感应电流,A、B正确;当磁铁保持题图中状态不变时,穿过线圈的磁通量不变,线圈中无感应电流,C错误,D正确.4.(产生感应电流的条件)如图所示,竖直放置的长直导线通以图示方向的电流,有一矩形金属线框abcd与导线在同一平面内.下列情况,矩形线框中不会产生感应电流的是()A.导线中电流变大B.线框向右平动C.线框向下平动D.线框以ab边为轴转动解析:选C.导线中电流变大,则周围的磁感应强度增强,则线框中磁通量增大,故可以产生感应电流,A错误;线框向右平动时,线框中的磁感应强度减小,故磁通量减小,可以产生感应电流,B错误;线框向下平动时,线框中的磁感应强度不变,磁通量不变,故不会产生感应电流,C正确;线框以ab边为轴转动时,线框中的磁通量发生变化,会产生感应电流,D错误.[学生用书P167(单独成册)](建议用时:30分钟)【合格考练】1.许多科学家在物理学发展的过程中作出了重要贡献.下列说法正确的是()A.洛伦兹发现了“磁生电”现象B.法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律,卡文迪什测出了静电力常量k的值C.丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应,并总结出了右手螺旋定则D.法拉第首先发现电磁感应现象,并总结出产生感应电流的原因解析:选D.奥斯特发现了电流的磁效应,安培总结出右手螺旋定则,法拉第发现了电磁感应现象即“磁生电”现象,A、C错误;法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律,同时又测出了静电力常量k的值,B错误;法拉第通过不懈的努力第一个发现了电磁感应现象,并总结出产生感应电流的原因,D正确.2.(多选)如图所示,电流表与螺线管组成闭合电路,以下能使电流表指针偏转的是()A.将磁铁插入螺线管的过程中B.磁铁放在螺线管中不动时C.将磁铁从螺线管中向上抽出的过程中D.磁铁静止而将螺线管向上移动解析:选ACD.只要螺线管中的磁通量发生变化,回路中有感应电流,指针便会偏转;只要螺线管中的磁通量不发生变化,回路中无感应电流,指针便不会偏转.在磁铁插入、抽出过程中螺线管中的磁通量均发生变化,能产生感应电流,电流表指针偏转,A、C正确;磁铁放在螺线管中不动时,螺线管中的磁通量不发生变化,无感应电流产生,B错误;由于磁铁静止而螺线管向上移动,螺线管中的磁通量发生变化,有感应电流产生,电流表指针偏转,D正确.3.(多选)如图所示,用导线做成的圆形回路与一直导线构成几种位置组合,下列哪些组合中,当切断直导线中的电流时,闭合回路中会有感应电流产生(图A、B、C中直导线都与圆形线圈在同一平面内,O点为线圈的圆心,D图中直导线与圆形线圈垂直,并与中心轴重合)()解析:选BC.①对题图A而言,因为通电直导线位于圆形线圈所在平面内,且与直径重合,因此穿过圆形线圈的磁通量为零,所以当切断直导线中的电流时,穿过圆形线圈的磁通量在整个变化过程中必为零,所以闭合回路中不会有感应电流产生.②对题图B而言,因为磁通量为大小两个部分磁感线条数之差,当切断直导线中的电流后,磁通量为零,即此过程中磁通量有变化,故闭合回路中会有感应电流产生.③同理分析可得题图C中也有感应电流产生.④对题图D而言,因为圆形线圈与直导线产生的磁场的磁感线平行,故磁通量为零.当切断直导线中的电流时,穿过环形导线的磁通量在整个变化过程中皆为零,所以闭合回路中不会有感应电流产生.4.金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图所示的运动,线圈中有感应电流的是()解析:选B.在选项A、C、D中,线圈中的磁通量始终为零,不产生感应电流;选项B 中,在线圈转动过程中,磁通量做周期性变化,产生感应电流,B正确.5.(多选)我国已经制定了“嫦娥”登月计划.假如宇航员登月后想探测一下月球表面是否有磁场,他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈,则下列推断不正确的是() A.直接将电流表放于月球表面,看是否有示数来判断磁场的有无B.将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈沿某一方向运动,如电流表无示数,则可判断月球表面无磁场C.将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈沿某一方向运动,如电流表有示数,则可判断月球表面有磁场D.将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈在某一平面内沿各个方向运动,如电流表无示数,则可判断月球表面无磁场解析:选ABD.直接将电流表放于月球表面,没有闭合回路,就不会产生感应电流,根本不可能判定磁场的有无,A 错误;将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈沿某一方向运动,电流表无示数,但若使线圈沿另一方向运动,电流表可能有示数,B 错误;如果线圈沿某一方向运动,电流表有示数,则说明月球表面一定有磁场,C 正确;将电流表与线圈组成闭合回路,使线圈在某一平面内沿各个方向运动,但有可能在这个平面内磁感线与闭合回路平行,没有磁感线穿过回路,所以不能断定月球表面有无磁场,D 错误.6.(多选)如图所示,水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线,以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系.四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置,两直导线中的电流大小与变化情况完全相同,电流方向如图所示,当两直导线中的电流都增大时,四个线圈a 、b 、c 、d 中感应电流的情况是( )A .线圈a 中无感应电流B .线圈b 中有感应电流C .线圈c 中有感应电流D .线圈d 中无感应电流解析:选CD.根据安培定则可判断出电流产生的磁场方向,线圈a 中的磁场方向均垂直于纸面向里,线圈c 中的磁场方向均垂直于纸面向外,线圈b 、d 中的合磁通量始终为零,故增大两直导线中的电流时,线圈a 、c 中的磁通量发生变化,有感应电流产生,而线圈b 、d 中无感应电流产生.C 、D 正确,A 、B 错误.7.如图所示,边长为l 的正方形导体框匀速地从磁场左边穿过磁场运动到磁场右边,磁场的宽度为d ,线框的速度为v .若l <d ,则线框中存在感应电流的时间为( )A.l vB .2l v C.d v D .2d v解析:选B.导线框进入磁场与出磁场时有感应电流,完全在磁场中时,导线框不产生感应电流,由产生感应电流的过程的路程s =2l ,则线框中存在感应电流的时间:t =2l v ,故B正确.8.如图所示,线圈平面与水平方向成θ角,磁感线竖直向下,设磁感应强度为B,线圈面积为S,则穿过线圈的磁通量Φ=________.解析:线圈平面abcd与磁感应强度B方向不垂直,不能直接用Φ=BS计算,计算时可以用不同的方法:方法一:把S投影到与B垂直的方向即水平方向,如图中a′b′cd,S⊥=S cos θ故Φ=BS⊥=BS cos θ.方法二:把B分解为平行于线圈平面的分量B∥和垂直于线圈平面的分量B⊥,显然B∥不穿过线圈,且B⊥=B cos θ,故Φ=B⊥S=BS cos θ.答案:BS cos θ【等级考练】9.如图所示,开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直,且一半在磁场内,一半在磁场外.若要使线框中产生感应电流,下列办法中不可行的是()A.将线框向左拉出磁场B.以ab边为轴转动(小于90°)C.以ad边为轴转动(小于60°)D.以bc边为轴转动(小于60°)解析:选D.将线框向左拉出磁场的过程中,线框的bc部分做切割磁感线的运动,或者说穿过线框的磁通量减少,所以线框中将产生感应电流.当线框以ab边为轴转动(小于90°)时,穿过线框的磁通量减少,所以线框中将产生感应电流.当线框以ad边为轴转动(小于60°)时,穿过线框的磁通量减少,所以在这个过程中,线框中会产生感应电流.如果转过的角度超过60°,bc边将进入无磁场区,那么线框中将不产生感应电流(60°~300°).当线框以bc边为轴转动时,如果转动的角度小于60°,则穿过线框的磁通量始终保持不变,线框中不产生感应电流.10.(多选)如图所示,有一四面体OABC处在Ox方向的匀强磁场中,下列关于穿过各个面的磁通量的说法正确的是()A.穿过面AOB的磁通量为零B.穿过面ABC和面BOC的磁通量相等C.穿过面AOC的磁通量不为零D.穿过四面体OABC的磁通量为零解析:选ABD.面AOB与磁感应强度B的方向平行,故Φ=0.穿过面ABC与面BOC的磁感线条数相等,故磁通量相等.穿过面AOC的磁通量为零.穿出面ABC的磁感线条数与穿入面BOC的磁感线条数相等,因此穿过四面体OABC的合磁通量为零,A、B、D正确.11.在纸面内放有一条形磁铁和一个位于磁铁正上方的圆形线圈(如图所示),下列情况中能使线圈中产生感应电流的是()A.将磁铁在纸面内向上平移B.将磁铁在纸面内向右平移C.将磁铁绕垂直纸面的轴转动D.将磁铁的N极向纸外转,S极向纸内转解析:选D.将磁铁向上平移、向右平移或绕垂直纸面的轴转动,线圈始终与磁感线平行,磁通量始终为零,没有变化,不产生感应电流,A、B、C错误;将磁铁的N极向纸外转,S极向纸内转,穿过线圈的磁通量变化,线圈中产生感应电流,D正确.12.某同学做观察电磁感应现象的实验,将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路.当他闭合、断开开关时,电流表的指针都没有偏转,其原因是()A.开关位置接错B.电流表的正、负极接反C.线圈B的接头3、4接反D.蓄电池的正、负极接反解析:选A.线圈A始终与电源相连,其产生的磁场是恒定的,所以闭合、断开开关时,穿过线圈B的磁通量没有发生变化,不产生感应电流,故电流表指针没有偏转.产生题中所述现象的原因是开关位置接错.13.研究电磁感应现象实验所需的器材如图所示,用实线将带有铁芯的线圈A、电源、滑动变阻器和开关连接成原线圈回路,将小量程电流表和线圈B连接成副线圈回路,并列举出在实验中改变副线圈回路磁通量,使副线圈回路产生感应电流的三种方法:(1)________________________________________________________________________;(2)________________________________________________________________________;(3)________________________________________________________________________.答案:实验连接图如图所示.(1)将原线圈插入副线圈保持静止,闭合(或断开)开关,产生感应电流(2)闭合开关,将原线圈插入副线圈或从副线圈中抽出的过程中,产生感应电流(3)将原线圈插入副线圈保持静止并闭合开关,移动滑动变阻器的滑片时,产生感应电流14.如图所示,线圈A中接有如图所示的电源,线圈B有一半的面积处在线圈A中,两线圈平行但不接触.则在开关S闭合的瞬间,线圈B中有无感应电流?解析:将S闭合的瞬间,与线圈A组成的闭合电路有电流通过,线圈A产生的磁场不仅穿过所包围的面积,方向向外;也穿过线圈外的广大面积,方向向里.所包围的面积内磁通密度大,外围面积上的磁通密度小.对线圈B,与A重合的一半面积向外的磁通量大于另一半面积向里的磁通量,因此线圈B所包围的总磁通量不为零,而是方向向外.也就是说在开关S闭合的瞬间,穿过线圈B的磁通量增加,所以线圈B中有感应电流.答案:有感应电流。
电磁感应现象的实际应用
电磁感应现象的实际应用电磁感应是指导电体或电像体中的电流发生改变时,所产生的电场和磁场相互作用而产生感应电流的现象。
这一现象在日常生活和科学研究中得到了广泛应用。
本文将介绍电磁感应的实际应用。
一、电磁感应在发电中的应用电磁感应在发电领域起到了重要的作用。
在电力站中,通过将转子上的导体通过磁场的作用进行旋转,使磁通量的变化导致引发感应电流,进而产生电压。
这一过程以发电机的形式实现电能的转化。
电磁感应的应用使得电力能够被高效地转换为可供人们使用的电能,满足了现代社会对能源的需求。
二、电磁感应在感应炉中的应用感应炉利用电磁感应现象将电能转化为热能。
在感应炉中,通过在感应线圈中通电产生交变磁场,使感应器内的涡流发生感应电流。
这些感应电流在电阻中发生热量损耗,从而将电能转化为热能,使得感应炉可以用于金属熔化、焊接、热处理等工艺中。
感应炉的应用大大提高了生产效率和能源利用效率。
三、电磁感应在电磁炮中的应用电磁炮是一种利用电磁感应原理发射物体的装置。
在电磁炮中,通过通电产生强磁场,使得线圈内的导体受到电磁力的作用而发生运动。
当导体受到电磁力的推动时,物体就会被加速并被发射出去。
电磁炮通常用于军事领域,具有高速、高精度等特点。
四、电磁感应在感应传感器中的应用感应传感器是一种利用电磁感应现象进行测量和检测的装置。
通过感应传感器可以实时监测和测量电流、温度、位置、速度等物理量。
感应传感器在汽车、机械、工业自动化等领域中起到了重要的作用,实现了对各种物理量的精确监测和控制。
五、电磁感应在交通领域的应用电磁感应技术在交通领域有着广泛的应用,如磁悬浮列车、地下车库的车位指示系统等。
在磁悬浮列车中,通过在轨道上设置电磁线圈,利用电磁感应原理实现列车的悬浮和牵引;而地下车库的车位指示系统则利用电磁感应原理检测车位的空闲状态,为车主提供便利。
六、电磁感应在无线充电中的应用电磁感应技术还被广泛应用于无线充电领域。
通过将电源与充电装置之间的感应线圈进行耦合,使得电能可以通过电磁感应传输到接收装置中。
《电磁感应现象及应用》PPT课件
电流产生的条件,只需要检查B线圈中磁通量是否变化即可。闭合开关时,电路
中的电流从无到有,A中的磁场从无到有,故穿过B的磁通量发生变化,电流表
中有电流流过;当电路中电流稳定时,穿过B的磁通量不再发生变化,电流表中
无电流流过;移动滑动变阻器的滑片时,会造成A中电流大小变化,能引起B的
磁通量变化,电流表中有电流流过;把线圈 A从线圈B中拉出时,穿过B的磁通
时应注意:
(1)熟记条形磁铁和蹄形磁铁内、外磁感线分布的立体形状,它是解决问题的基
础。
39
(2)学会找特殊位置并分析其变化。
利用磁感线判断磁通量的变化:若线圈所包围的磁感线穿过线圈平面的方向相
同时,条数增加,磁通量增加;若穿过线圈平面的磁感线方向相反时,某一个
方向是多数的磁感线条数增加,则磁通量增加,某一个方向是少数的磁感线条
6
1.能够产生感应电流的三个典型的实验是
相对运动
(1)条形磁铁和线圈发生____________。
切割磁感线
(2)闭合电路中的部分导体____________。
感应电流
(3)改变原线圈中电流,在副线圈中产生____________。
7
2.法拉第把可以产生电磁感应的情况概括为
变化
(1)________的电流。
14
A
)
[例2] 如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,方向与水平方向的夹角为30°,图中
实线位置有一面积为S的矩形线圈处于磁场中,并绕着它的一条边从水平位置Ⅰ转
到竖直位置(图中虚线位置Ⅱ)。则在此过程中磁通量的变化量的大小为(
15
A.
3-1
BS
2
B.BS
C.
3+1
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
第3节电磁感应现象在技术中的应用
今天,我们总结了应用楞次定律的基本步骤,
和在具体解题时应该注意的要点。这些步 骤虽然不是象写八股文一样绝对不能违背, 但在初学阶段,“循规蹈矩”、脚踏实地是必 要的,一味地讲速度,会造成丢三落四、得不 偿失,希望大家记住这一点。
例.如图所示,两个相同的铝环套在一根无限长 的光滑杆上,将一条形磁铁向左插入铝环(未穿 出)的过程中,两环的运动情况是:( ) (A)同时向左运动,距离增大; (B)同时向左运动,距离不变; (C)同时向左运动,距离变小; (D)同时向右运动,距离增大。
v
N S
如图示,一条形磁铁从静止开始由高处下落通过 闭合的铝环后继续下落,空气阻力不计,则在磁 铁的运动过程中,试判断闭合铝环中产生感应电 流的方向?定性判断磁铁下落的加速度?
—
v
A
v
B
A
M
G
v N
B
课本P192实验
D C
课本P193实验
A CD
B
楞次定律内容:感应电流具有这样 的方向,即感应电流的磁场总要阻 碍引起感应电流的磁通量的变化。
四层意思:
①谁阻碍谁? ②阻碍什么?
③如何阻碍? ④结果如何?
如图:当线圈离通电直导线而去时, 线圈中感应电流方向如何?
A
D
I
v
BC
A
D
I
v
BC
Hale Waihona Puke 应用楞次定律解题的步骤:(1)明确原磁场方向 (2)明确穿过闭合回路的磁通量如何变化 (3)由楞次定律确定感应电流的磁场方向 (4)利用安培定则确定感应电流的方向
A
M
G
v N
B
课本P193实验
A CD
B
第3节 电磁感应现象及应用 教学课件
上一页
返回导航
下一页
第十三章 电磁感应与电磁波初步
10
3.(实验:探究感应电流产生的条件)(1)在“研究电磁感应现象”的实验中: 为了研究感应电流的方向,图中滑动变阻器和电源的连线已经画出,请将图 中实物连成实验所需电路图。
上一页
返回导航
下一页
第十三章 电磁感应与电磁波初步
11
(2)线圈 A 放在 B 中不动,在突然接通 S 时,B 线圈中产生的感应电流方向 与 A 线圈中的电流方向________(选填“相同”“相反”或“无电流”)。 (3)连接好实验线路后,闭合开关,发现电流计的指针向左偏,则在闭合开关 后,把螺线管 A 插入螺线管 B 的过程中,电流表的指针将________(选填“向 左”“向右”或“不”)偏转。 (4)闭合开关后,线圈 A 放在 B 中不动,在滑动变阻器的滑片向右滑动的过 程中,电流表指针将________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
返回导航
下一页
第十三章 电磁感应与电磁波初步
15
【例 1】 磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量,如图所示,
通有恒定电流的导线 MN 与闭合线框共面,第一次将线框由位
置 1 平移到位置 2,第二次将线框绕 cd 边翻转到位置 2,设先
后两次通过线框的磁通量变化分别为 ΔΦ1 和 ΔΦ2,则( )
A.ΔΦ1>ΔΦ2
(×) (3)穿过闭合线圈的磁通量变化时,线圈中有感应电流。( × ) (4)闭合正方形线框在匀强磁场中垂直磁感线运动,必然产生感应电流。
( ×)
上一页
返回导航
下一页
第十三章 电磁感应与电磁波初步
5
知识点 3 电磁感应现象的应用 生产、生活中广泛使用的变压器、电磁炉等也是根据电磁感应制造的。
13.3电磁感应现象及应用
N
B
S
1.引起磁通量变化的原因
(1)当B不变,有效面积S变化时,ΔΦ=B·ΔS。 (2)当B变化,S不变时,ΔΦ=ΔB·S。 (3)B和S同时变化,则ΔΦ=Φ2-Φ1。但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS。
1.1820 年 , 丹 麦 物 理 学 家 _奥___斯__特__ 发 现 载 流 导 线 能 使 小 磁 针 偏 转 , 说 明 电 流 产 生 ___磁__场___,这种作用称为电流的___磁__效__应_,即“电能生磁”。
电流的磁效应 显示了载流导体对 磁针的作用力,揭 示了电现象与磁现 象之间存在的某种 联系。
2、法拉第:历经10年,“痴”心不改 法拉第第一个成功实验:十年失败,一朝顿悟
法拉第线圈:与160年后出现的现代变压器出奇的相似,现已成为著 名的科学文物。
电磁感应现象:
用磁场产生电流的现象定名为电磁感应(“磁生电”)。 感应电流: 产生的电流叫做感应电流。
法拉第将其发现的全部“磁生电”现象分成五类:
“磁生电”现象 的本质特征是: 变化、运动
变化的电流 变化的磁场 运动的恒定电流 运动的磁铁 在磁场中运动的导体
归纳结论:探究感应电流的产生条件 感应电流的产生条件:只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,闭合导体回路中就有
感应电流。 (1)电路闭合 (2)磁通量发生变化
栏目导航
例1:如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框。在下列几种情况下, 线框中是产生感应电流? (1)保持线框平面始终与磁感线垂直,线框在磁场中上下运动(图甲)。 (2)保持线框平面始终与磁感线垂直,线框在磁场中左右运动(图乙)。 (3)线框绕轴线转动(图丙)。
解:(1)不产生 (2)不产生 (3)产生
8
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)奥斯特发现了电磁感应现象。 (2)法拉第发现了电磁感应现象。 (3)法拉第完成了“由磁产生电”的设想。 (4)闭合电路中的磁通量发生变化就会产生感应电流。 (5)只要电路中磁通量发生变化,就有感应电流产生。
分层训练:13_3 电磁感应现象及应用(解析版)
第3节电磁感应现象及应用一、感应电流发现与产生1.(2022春·陕西西安·高二阶段练习)发现电磁感应现象的科学家是()A.奥斯特B.法拉第C.科拉顿D.安培【答案】B【详解】1931年英国科学家法拉第发现了电磁感应现象。
故选B。
2.下列现象中,属于电磁感应现象的是()A.通电线圈在磁场中转动B.闭合线圈在磁场中运动而产生电流C.磁铁吸引小磁针D.小磁针在通电导线附近发生偏转【答案】B【详解】A.通电线圈在磁场中发生转动属于电流受到安培力的作用产生的,不是电磁感应现象,故A错误;B.闭合线圈靠近磁铁时,闭合回路磁通量发生变化,产生感应电流,是电磁感应现象,故B正确;C.磁铁吸引小磁针属于磁现象,不是电磁感应现象,故C错误;D.小磁针在通电导线附近发生偏转是由于电流产生磁场引起的,不是电磁感应现象,故D错误。
故选B。
3.如图所示,一根条形磁铁穿过一个弹簧线圈,先将线圈拉开,在放手后则穿过线圈的磁通量如何变化()A.增大B.减小C.不变D.无法判断【答案】A【详解】磁感线在条形磁铁的内外形成闭合曲线,磁铁外部的磁感线总数等于内部磁感线的总数,而且磁铁内外磁感线方向相反。
而磁铁外部的磁感线分布在无穷大空间,所以图中线圈中磁铁内部的磁感线多于外部的磁感线,由于方向相反,外部的磁感线要将内部的磁感线抵消一些,先将线圈面积拉大,在放手后,内部磁感线总数不变,而抵消减小,剩余增大,则磁通量将增大。
磁通量的方向与磁铁内部的磁场方向相同即向右。
故选A。
4.下列情况能产生感应电流的是()A.如图(a)所示,导体AB顺着磁感线运动B.如图(b)所示,条形磁铁插入线圈中不动时C.如图(c)所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通时D.如图(c)所示,小螺线管A插入大螺线管B中不动,开关S一直接通,当改变滑动变阻器阻值时【答案】D【详解】A.导体顺着磁感线运动,通过闭合电路的磁通量不变,不会产生感应电流,故A错误。
新人教版高中物理必修三第十三章第3节电磁感应现象及应用
开关闭合时,迅速移动滑 线圈 A 的电流变化,则穿过线
动变阻器的滑片
圈 B 的磁场变化
B 中是否 有电流
有
有
无
有
总结
线圈 B 的面 积不变,穿过 线圈 B 的磁 场发生变化 时,会产生感 应电流
2.产生感应电流的条件: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。
3.磁通量的变化 (1)面积 S 发生变化;(2)磁感应强度 B 发生变化;(3)磁场 B 与面积 S 的夹角 发生变化。 三、电磁感应现象的应用 1.最早的发电机:法拉第的圆盘发电机。 2.电厂里的发电机、生产和生活中广泛使用的变压器、电磁炉等都是根据 电磁感应制造的。
A.逐渐增大 C.始终为 0
B.逐渐减小 D.不为 0 但保持不变
答案:C
[变式训练 1-2]如图所示,一水平放置的矩形闭合线圈 abcd 在细长磁铁 N 极附近下落,保持 bc 边在纸外,ad 边在纸内,由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到 位置Ⅲ,且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ,在这个过程中,线圈中的磁通量( )
悟到,“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。 3.电磁感应:由磁产生电的现象。 4.感应电流:由电磁感应产生的电流。
二、产生感应电流的条件 1.探索感应电流产生的条件 (1)实验一:
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
线圈中是否有电流
分析论证
无 穿过线圈的磁场不
第十三章 第3节 电磁感应现象及应用 天下行走_XZ
任务一:对磁通量变化的理解 任务二:对产生感应电流条件的理解
知识总结
夯实基础
一、划时代的发现 1.电流的磁效应引起的思考:既然电流能够产生磁场,那么,为什么不
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
汽车防抱死制动系统(ABS)
汽车紧急制动时,如果 车轮被制动装置抱死,车轮 将出现滑动,方向盘就会失 灵,汽车将甩尾侧滑,可能 发生严重的交通事故。
为了防止这种现 象,科技工作者发明 了防抱死制动系统, 即ABS系统。
P
ABS系统由轮速传感器、 电子控制模块和电磁阀三个 部分组成。轮速传感器采集 车轮转速信号;电子控制模 块把这个信号转换为反映车 轮转动情况的信号,并据此 向电磁阀发出指令,电磁阀 根据指令调节制动器的制动 力。 播放H11205传感、磁通。
播放H11207,简介高频焊接原理。
巩固练习
3.电磁感应原理在生产和日常生活中有许多应用。下列 例子中,不是属于电磁感应原理应用的是: [ ] B A.交流发电机的线圈在磁场中匀速转动,穿过线圈的磁 通量随时间交替变化,在线圈中产生了大小和方向随时间变化 的交流电。 B.电流表的指针偏角跟通过电表的电流大小成正比。 C.汽车防抱死系统的轮速传感器中,铁质轮齿接近和离 开磁铁时,穿过线圈(套在磁铁上)的磁通量发生变化,在线 圈中出现感应电流。轮齿转得越快,线圈中的磁通量变化越 快,产生的感应电流越大,根据感应电流大小可以测出车轮转 速。 D.高频焊接机是利用高频交流电产生变化极快的磁通量, 在待焊接的工件上产生很大的电流,电阻很大的焊缝处放出很 多热量,致使温度升得很高,将焊缝处的金属融化而使焊缝消 失。
D.变压器原线圈对电源来说是负载,而副线圈对负载来说则
是电源
2.一台变压器的原线圈匝数为600匝,副线圈为6000匝, 第一次将原线圈两端接在10V交流电源上,第二次将原线圈两 端接在输出电压为10V的电池组上,则先后两次在副线圈两端 的输出电压分别为: [ ] B A. 100V 100V B. 100V 0V C. 0V 100V D. 0VB. 0V
U1I1 U 2 I 2
理想变压器原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率,即
P Байду номын сангаас P 2
推得
I1 U 2 n2 I 2 U1 n1
I1 n2 I 2 n1
可见,理想变压器的原、副线圈的电流之比,等于匝数的反比。
巩固练习
1.下列说法中正确的是: [ ]
BCD A.变压器也可以改变电流大小不变的直流电的电压 B.变压器的原理是一种电磁感应现象,副线圈输出的电流是 原线圈电流的感应电流 C.变压器由绕在同一闭合铁芯上的若干线圈组成
式中,U1、U2是原、副线圈两端的电压,n1、n2是原、副线圈的匝数。
P 1 P 2
如果n2>n1,则U2>U1, 变压器将电压升高,这种 变压器称为升压变压器。 发电厂发出的电送到电网 要用到升压变压器。如果 n2<n1,则U2<U1,变压器 将电压降低,这种变压器 称为降压变压器。手机用 的充电器就是降压变压器。
变压器
在电能的输送中,发电厂发出的交流电的电压被升高到几 十万伏,经过长距离传输,再由变压器将高压降为低压(一般 是380V或220V)。日常生活中常常采用不同的电压,例如阴 极 射线管电视机显像管 需要 10kV 以上的电 压,而手机工作只需 要3.6V的电压。 把交流电的电压 升高或者降低的装置 称为变压器,它是根 据电磁感应原理制成 的。
3.若一台理想变压器的原、副线圈的匝数、电压、电流 和电功率分别用n1、n2、U1、U2、I1、I2和P1、P2表示,则下列 关系式不正确的是: [ ] D U1 I 2 U 1 n1 B. A. U 2 I1 U 2 n2
C.
I 1 n2 I 2 n1
P1 U 1 D. P2 U 2
变压器主要由铁芯和绕在 铁芯上的原、副线圈组成。 当原线圈中通以大小和方 向周期性变化的交流电流时, 在铁芯中产生周期性变化的磁 通量,副线圈上产生周期性变 化的感应电动势。将副线圈跟 用电器组成闭合电路,电路中 形成周期性变化的交流电。 实验表明:对于忽略线圈电阻以及各种电磁能量损耗的 理想变压器,原、副线圈两端的电压之比等于这两个线圈的 匝数之比,即 U1 n1 U 2 n2
勤能补拙!
电磁感应原理在生产和日常生活中还有许多应用,如发 电机、电话、录音机、漏电保护开关、磁悬浮列车等。
交流发电机原理
发电机的转子 线圈在匀强磁场中 匀速转动,磁感线 与线圈平面的夹角 不断变化,穿过线 圈的磁通量周期性 变化,线圈中产生 周期性变化的感应 电动势,发电机外 的电路闭合,电路 中形成交流电。
轮速传感器是利用电磁感应现象测量车轮转速的。铁质齿轮P与车轮 同步转动。它的右侧有一个绕着线圈的磁铁。一个轮齿在接近和离开磁铁 时,穿过线圈的磁通量发生变化,线圈中出现感应电流。随着各个轮齿的 运动,磁通量的变化使线圈中产生相应的感应电流,这个电流由电流检测 器D检测,送到电子控制模块中转换为与车轮转速的大小和变化有关的信息, 用以控制电磁阀,为制动器提供足够大却又不致把车论抱死的制动力,有 效避免了前轮丧失转向功能和后轮侧滑的现象。