電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用【備課精研+高效課堂】 高二物理 （人教版2019必修第三冊(cè)）

第3節(jié)

電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用第十三章

人教版

高中物理必修三劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)01產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件02電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用03總結(jié)提升04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?課堂引入先讓我們一起欣賞一段視頻吧！視頻學(xué)習(xí)劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)PART01

奧斯特發(fā)現(xiàn)的電流的磁效應(yīng)，震動(dòng)了整個(gè)科學(xué)界，人們從電流磁效應(yīng)的對(duì)稱性角度，開(kāi)始思考如下的問(wèn)題∶既然電流能夠引起磁針的運(yùn)動(dòng)，那么，為什么不能用磁體使導(dǎo)線中產(chǎn)生電流呢?提出問(wèn)題01G_+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牛人安培的嘗試：艱難的探索02G_+一段通電直導(dǎo)線放在另一段直導(dǎo)線旁邊未通電直導(dǎo)線放在另一段通電線圈內(nèi)部G

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艱難的探索02屢敗屢戰(zhàn)的法拉第：歷經(jīng)10年,“癡”心不改在倫敦的一家科學(xué)檔案館里，陳列著英國(guó)物理學(xué)家法拉第寫了十年的一本日記。這本日記非常奇特：第一頁(yè)上寫著：“對(duì)!必須轉(zhuǎn)磁為電。”以后，每一天的日記除了寫上日期之外，都是寫著同樣一個(gè)詞“NO?！睆?822年直到1831年，整整十年，每篇日記都是如此。只是在這本日記的最后一頁(yè)，才改寫上了一個(gè)新詞：“Yes。”

艱難的探索02這是怎么回事?法拉第第一個(gè)成功實(shí)驗(yàn)：十年失敗，一朝頓悟開(kāi)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。劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)03鐵心木筒變化的電流運(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)。深入探究的真諦04將條形磁鐵插入空心線圈五類“磁生電”現(xiàn)象：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(lái).規(guī)律總結(jié)05從此，人類的夜晚有了更多光明.創(chuàng)造未來(lái)06詞一首冬草凋零，春芽破土；牛頓之后，法拉第出。鐵匠之子，生于草莽之中；然志存高遠(yuǎn)，幸遇伯樂(lè)，終成大器；十年磨劍，堅(jiān)信磁可生電；然遍嘗失敗，一朝電生，揚(yáng)名天下。從普通的磁鐵中獲得電的希望，時(shí)時(shí)激勵(lì)著我從實(shí)驗(yàn)上探求電流的感應(yīng)效應(yīng)。歷史的記憶07與電磁感應(yīng)擦肩而過(guò)的幾位科學(xué)家：安培科拉頓亨利機(jī)遇垂青于有準(zhǔn)備頭腦的人歷史的遺憾08科學(xué)史上許多重要發(fā)現(xiàn)和發(fā)明，常被人們有意無(wú)意地罩上神秘的光環(huán)，似乎科學(xué)家都是呼風(fēng)喚雨的魔術(shù)師。但是我們?cè)谶@里看到，具有閃光思維的奧斯特和法拉第，在做出偉大發(fā)現(xiàn)的過(guò)程中也受著歷史局限性的束縛，也有過(guò)“可笑”的疏忽與失誤。他們是偉大的，但也是可以學(xué)習(xí)的真實(shí)的人。啟示與思考09你知道產(chǎn)生感應(yīng)電流需要什么條件嗎？產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件PART02AB靜止，無(wú)電流AB沿磁感線運(yùn)動(dòng)，無(wú)電流AB切割磁感線，有電流那么，當(dāng)產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)與磁場(chǎng)相關(guān)的哪個(gè)物理量發(fā)生了變化呢?觀察與思考01AB切割磁感線時(shí)，磁場(chǎng)沒(méi)有變化，變化的只有電路ABCD的面積。

也就是說(shuō)，穿過(guò)電路ABCD的磁通量發(fā)生了變化。感應(yīng)電流的產(chǎn)生是否與磁通量的變化有關(guān)呢?創(chuàng)造性思維02實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（有無(wú)電流）分析論證導(dǎo)體棒靜止閉合電路在磁場(chǎng)中圍成的面積變化時(shí)，電路中有電流產(chǎn)生；圍成的面積不變時(shí)，電路中無(wú)電流產(chǎn)生。導(dǎo)體棒平行磁感線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體棒切割磁感線運(yùn)動(dòng)探究1：實(shí)驗(yàn)探究03磁鐵的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（有無(wú)電流）分析論證插入線圈線圈中的磁場(chǎng)變化時(shí)，線圈中有感應(yīng)電流；線圈中的磁場(chǎng)不變化時(shí)，線圈中無(wú)感應(yīng)電流

靜止不動(dòng)從線圈中抽出探究2：實(shí)驗(yàn)探究03轉(zhuǎn)換角度條形磁鐵通電螺線管等效替代04G－＋++-實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（線圈B中有無(wú)電流）分析論證開(kāi)關(guān)閉合瞬間線圈B中磁場(chǎng)

時(shí)，線圈B中有感應(yīng)電流；磁場(chǎng)

時(shí)，線圈B中無(wú)感應(yīng)電流開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間開(kāi)關(guān)保持閉合，滑動(dòng)變阻器滑片不動(dòng)開(kāi)關(guān)保持閉合，迅速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片開(kāi)關(guān)閉合瞬間開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間開(kāi)關(guān)閉合，迅速移動(dòng)滑片復(fù)原再做實(shí)驗(yàn)探究05切割類變化類產(chǎn)生感應(yīng)電流的兩種類型06B不變，S變S不變，B變?chǔ)?BS變相對(duì)運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)變化切割類變化類產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件分析07

結(jié)論：只要穿過(guò)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。1.閉合回路2.磁通量變化正對(duì)面積S改變磁場(chǎng)B的大小改變磁場(chǎng)B的方向改變?chǔ)?BS產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件08你能舉一些電磁感應(yīng)在生活中應(yīng)用的實(shí)例嗎?電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用PART03人類第一臺(tái)發(fā)電機(jī)法拉第的圓盤發(fā)電機(jī)01法拉第的圓盤發(fā)電機(jī)01三峽電站的一臺(tái)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子02手搖發(fā)電機(jī)03跳繩發(fā)電04變壓器電磁爐無(wú)線充電生活中的應(yīng)用05總結(jié)提升PART06磁生電：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)體劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)法拉第的圓盤發(fā)電機(jī)、三峽電站一臺(tái)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子等電磁感應(yīng)現(xiàn)象應(yīng)用只要穿過(guò)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。

產(chǎn)生感應(yīng)電流條件Φ=BS變磁通量變化課堂小結(jié)【練習(xí)1】（2022春·江西上饒·高二校聯(lián)考階段練習(xí)）1921年一個(gè)十分神奇的與電有關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象被法拉第發(fā)現(xiàn)了，出于對(duì)這個(gè)現(xiàn)象的好奇，他對(duì)這種現(xiàn)象潛心研究了十年，終于在1931年發(fā)現(xiàn)了在物理科技史上影響十分重大的電磁感應(yīng)效應(yīng)。下列四幅圖所描述的情境，能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）A．甲圖中，線圈與條形磁鐵中心軸線在同一平面內(nèi)且遠(yuǎn)離磁鐵B．乙圖中，線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)C．丙圖中，條形磁鐵快速穿過(guò)有缺口的線圈D．丁圖中，線圈在通電直導(dǎo)線下方以虛線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)【參考答案】D課堂練習(xí)【練習(xí)2】（2022春·浙江·高三校聯(lián)考階段練習(xí)）某地理老師給同學(xué)們展示了一種磁懸浮地球儀，底座通電時(shí)球體會(huì)懸浮起來(lái)（圖甲）。它的內(nèi)部原理是如圖乙所示，底座里面有線圈，球體是磁鐵，球體的頂端是S極，底部是N極，底座通電時(shí)能讓球體懸浮起來(lái)。則下列敘述中正確的是（）A．地球儀底座對(duì)桌面的壓力大小等于底座受到的重力B．球體能夠懸浮是利用了電磁感應(yīng)原理C．電路中的a端點(diǎn)須連接直流電源的負(fù)極D．若增加線圈的電流，則球體重新靜止時(shí)受到的斥力將變大【參考答案】C課堂練習(xí)【練習(xí)3】（2022春·江蘇徐州·高二學(xué)業(yè)考試）如圖所示，虛線I和Ⅱ之間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。閉合線圈自高處落下，依次經(jīng)過(guò)a、b、c三個(gè)位置。則線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的是（）A．位置a和位置b

B．位置b和位置c C．位置a和位置c

D．三個(gè)位置都有【參考答案】C課堂練習(xí)【練習(xí)4】（2022春·江西撫州·高二江西省臨川第二中學(xué)階段練習(xí)）利用如圖所示裝置可探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。線圈A通過(guò)滑動(dòng)變阻器和開(kāi)關(guān)S連接到電源上，線圈B的兩端連接到電流計(jì)G上，把線圈A裝在線圈B的里面。某同學(xué)發(fā)現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，由此可以判斷（）A．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)B．線圈A向上移動(dòng)時(shí)，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)C．線圈A中鐵芯向上拔出時(shí)，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)D．滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)【參考答案】D課堂練習(xí)【練習(xí)5】（2022春·福建福州·高二福建省福州第一中學(xué)期末）某學(xué)校開(kāi)展“搖繩發(fā)電”的比賽活動(dòng)。如圖所示，在操場(chǎng)上，將一根長(zhǎng)為20m的銅芯導(dǎo)線兩端與電流傳感器的兩個(gè)接線柱連接，構(gòu)成閉合回路；兩同學(xué)面對(duì)面站立搖動(dòng)這條導(dǎo)線。（忽略地球磁偏角的影響）（1）若增大搖繩的頻率，則電流傳感器的最大示數(shù)將_______（選填“增大”、“減小”、“不變”）；（2）為了獲得較大電流，兩同學(xué)應(yīng)該________站立搖繩。（選填“東西”、“南北”）【參考答案】增大

東西課堂練習(xí)【練習(xí)6】（2022秋·浙江嘉興·高二期末）某興趣小組設(shè)計(jì)了一輛“電磁感應(yīng)車”，在一個(gè)車架底座上固定了一塊塑料板，板上固定了線圈和紅、綠兩個(gè)二極管，裝置和連成的電路如圖甲所