13.3電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用第十三章電磁感應(yīng)與電磁波初步我們知道，閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場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？一、劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)聯(lián)系到電流的磁效應(yīng)，法拉第敏銳地覺察到，磁與電之間也應(yīng)該有這種“感應(yīng)”。法拉第他在1822年的日記中寫下了“由磁產(chǎn)生電”的設(shè)想，并為此進(jìn)行了長達(dá)10年的探索。法拉第：歷經(jīng)10年，“癡”心不改

奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)——電生磁從電流磁效應(yīng)的對(duì)稱性角度思考——磁生電一、劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)1831年，法拉第把兩個(gè)線圈繞在一個(gè)鐵環(huán)上。他在1831年8月29日的日記中寫下了首次成功的記錄。一個(gè)線圈接電源G電源法拉第用過的線圈另一個(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。法拉第：歷經(jīng)10年，“癡”心不改一、劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)法拉第另一個(gè)成功實(shí)驗(yàn)：法拉第在1831年9月24日，他把兩根條形磁鐵擺成V形.當(dāng)其中一根磁鐵上端與軟鐵棒接觸或斷開瞬間，他看到了靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)．G軟鐵棒上繞著一組線圈,并架在兩根條形磁鐵之上。并串聯(lián)了一只靈敏電流計(jì)法拉第：“一朝頓悟”磁生電是一種在變化、運(yùn)動(dòng)的過程中才能出現(xiàn)的效應(yīng)。法拉第：深入探究的真諦電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流叫作感應(yīng)電流金屬棒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)，磁場沒有變化，變化的只有電路ABCD的面積。那么，與磁場相關(guān)的哪個(gè)物理量發(fā)生了變化呢？導(dǎo)體棒AB做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁場沒有變化，變化的只有回路ABCD的面積。也就是說，穿過回路ABCD的磁通量發(fā)生了變化。探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)過程斷開、閉合開關(guān)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)，滑片從右向左移動(dòng)

有電流有電流探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件閉合開關(guān)移動(dòng)滑動(dòng)觸頭開關(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)，滑片從右向左移動(dòng)

有電流有電流開關(guān)閉合時(shí)，滑片從左向右移動(dòng)

無電流有電流有電流實(shí)驗(yàn)過程二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件在上面的實(shí)驗(yàn)中，由于迅速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片（或由于開關(guān)的閉合、斷開），線圈A中的電流迅速變化，產(chǎn)生的磁場的強(qiáng)弱也在迅速變化，又由于兩個(gè)線圈套在一起，所以線圈B內(nèi)的磁場強(qiáng)弱也在迅速變化。這種情況下，穿過線圈B的磁通量也發(fā)生了變化，線圈B中有感應(yīng)電流。當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，閉合導(dǎo)體回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流。三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用法拉第的圓盤發(fā)電機(jī)——人類第一臺(tái)發(fā)電機(jī)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)。發(fā)電機(jī)三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室手搖發(fā)電機(jī)線圈磁體皮帶手柄發(fā)電機(jī)三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用三峽發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用電磁爐三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用無線充電器三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用其他金屬探測器自發(fā)電手電筒一卡通磁懸浮列車定義：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，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【例題1】(多選)下列圖中線圈中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(

)解析：ACA中，線圈在磁場中運(yùn)動(dòng)，穿過線圈的磁通量沒有變化，所以不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流；B中，線圈離開磁場時(shí)，磁通量減小，故有感應(yīng)電流產(chǎn)生；C中，線圈與磁場始終平行，穿過線圈的磁通量為零，沒有變化，所以不能產(chǎn)生感應(yīng)電流；D中，在磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，發(fā)生線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流．本題選不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選AC．解析：A【例題2】如圖所示，矩形線框abcd由靜止開始運(yùn)動(dòng)，若要使線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流且磁通量逐漸變大，則線框的運(yùn)動(dòng)情況應(yīng)該是(

)A．向右平動(dòng)(ad邊還沒有進(jìn)入磁場)B．向上平動(dòng)(ab邊還沒有離開磁場)C．以bc邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(ad邊還沒有轉(zhuǎn)入磁場)D．以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)(轉(zhuǎn)角不超過90°)選項(xiàng)A和D所描述的情況，線框在磁場中的有效面積S均發(fā)生變化(A情況下S增大，D情況下S變小)，穿過線框的磁通量均改變，由產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件知線框中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．而B、C所描述的情況中，線框中的磁通量均不改變，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．D中磁通量變小．【例題3】某中學(xué)高中部有不少電子設(shè)備的應(yīng)用，其中不屬于電磁感應(yīng)原理的是(

)A．教職工洗手間的紅外感應(yīng)水龍頭B．圖書館書籍的電子感應(yīng)標(biāo)簽C．教職工宿舍鐵門的電子感應(yīng)鑰匙D．教職工宿舍使用的電磁爐解析：A教職工洗手間的紅外感應(yīng)水龍頭，利用的是紅外線感應(yīng)，不屬于電磁感應(yīng)，故A正確；圖書館的閱讀器通過發(fā)射天線發(fā)送特定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入有效工作區(qū)域時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而獲得能量、電子標(biāo)簽被激活，利用的是感應(yīng)電流，故B錯(cuò)誤；電子感應(yīng)鑰匙通過電磁感應(yīng)完成信息傳遞，通過電子鑰匙內(nèi)置的芯片里的數(shù)據(jù)完成身份認(rèn)證，利用的是電磁感應(yīng)，故C錯(cuò)誤；電磁爐利用電磁感應(yīng)原理和電流熱效應(yīng)工作的，故D錯(cuò)誤．1、下列屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是(

)A．通電導(dǎo)體周圍產(chǎn)生磁場B．磁場對(duì)感應(yīng)電流發(fā)生作用，阻礙導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)C．由于導(dǎo)體自身電流發(fā)生變化，在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流D．電荷在磁場中定向移動(dòng)形成電流根據(jù)引起感應(yīng)電流的原因的五類情況可知，導(dǎo)體中自身電流變化在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流為電磁感應(yīng)現(xiàn)象，C正確．C2、(多選)下列現(xiàn)象中，能表明電和磁有聯(lián)系的是(

)A．摩擦起電B．兩塊磁鐵相互吸引或排斥C．小磁針靠近通電導(dǎo)線時(shí)偏轉(zhuǎn)D．磁鐵插入閉合線圈過程中，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流摩擦起電是靜電現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；兩塊磁鐵相互吸引或排斥是磁現(xiàn)象，B錯(cuò)誤；小磁針靠近通電導(dǎo)線時(shí)偏轉(zhuǎn)，說明“電生磁”．磁鐵插入閉合線圈過程中，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，說明“磁生電”．故C、D正確．CD3、如圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，有一閉合導(dǎo)體環(huán)，環(huán)面與磁場垂直．當(dāng)導(dǎo)體環(huán)在磁場中完成下述運(yùn)動(dòng)時(shí)，可能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(

)A．導(dǎo)體環(huán)保持水