新教材2023版高中物理第十三章電磁感應與電磁波初步3.電磁感應現(xiàn)象及應用課件新人教版必修第三冊

3.電磁感應現(xiàn)象及應用必備知識·自主學習關鍵能力·合作探究課堂檢測·素養(yǎng)達標新課程標準核心素養(yǎng)目標1.通過實驗，了解電磁感應現(xiàn)象2．了解產(chǎn)生感應電流的條件3．知道電磁感應現(xiàn)象的應用及其對現(xiàn)代社會的影響物理觀念知道什么是電磁感應現(xiàn)象科學思維理解從電生磁到磁生電的科學探究方法科學探究通過實驗探究產(chǎn)生感應電流的條件，了解電磁感應現(xiàn)象在生產(chǎn)、生活中的應用科學態(tài)度與責任通過探究產(chǎn)生感應電流的條件，體驗由實驗發(fā)現(xiàn)規(guī)律的樂趣，養(yǎng)成探究物理規(guī)律的良好習慣必備知識·自主學習一、劃時代的發(fā)現(xiàn)1.“電生磁”的發(fā)現(xiàn)1820年，丹麥物理學家________發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應．2．“磁生電”的發(fā)現(xiàn)1831年，英國物理學家________發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象．3．電磁感應：法拉第把他發(fā)現(xiàn)的磁生電的現(xiàn)象叫作電磁感應，產(chǎn)生的電流叫作________．奧斯特法拉第感應電流二、產(chǎn)生感應電流的條件1．實驗：探究感應電流產(chǎn)生的條件探究一：如圖甲實驗中，讓導體棒在磁場中保持相對靜止時或者平行于磁場運動時，無論磁場多強，閉合回路中都________電流，當導體ab做____________運動時，閉合回路中有電流產(chǎn)生．探究二：如圖乙，當線圈A的電流不變時，線圈B所在的回路中________電流產(chǎn)生；當線圈A的電流________時，線圈B所在回路中就有了電流．沒有切割磁感線沒有變化2．產(chǎn)生感應電流的條件：當穿過閉合導體回路的________________時，閉合導體回路中就產(chǎn)生感應電流．磁通量發(fā)生變化三、電磁感應現(xiàn)象的應用(1)________是根據(jù)電磁感應原理制造的，它開辟了人類社會的電氣化時代．(2)生產(chǎn)、生活中廣泛使用的變壓器、電磁爐等都是根據(jù)________制造的．發(fā)電機電磁感應[情境思考]

如圖所示，環(huán)形金屬軟彈簧套在條形磁鐵的中心位置，若沿其半徑向外拉彈簧，使其所圍面積增大，則金屬導線中是否有感應電流？提示：當拉大彈簧所圍面積時，磁鐵內(nèi)部的磁場的磁通量不變，而磁鐵外部的磁場的磁通量卻增大，故所圍面積的磁通量減小，回路中有感應電流．【思考辨析】判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”．(1)有電流即產(chǎn)生磁場．(

)(2)有磁場即產(chǎn)生電流．(

)(3)靜止的電荷周圍也能產(chǎn)生磁場．(

)(4)穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，一定產(chǎn)生感應電流．(

)(5)有變化的磁場即產(chǎn)生電流．(

)(6)閉合回路中有部分導體做切割磁感線運動即產(chǎn)生電流．(

)√××√×√關鍵能力·合作探究探究點一磁通量的變化探究總結磁通量的變化大致可分為以下幾種情況：(1)磁感應強度B不變，有效面積S發(fā)生變化．如圖(a)所示．(2)面積S不變，磁感應強度B發(fā)生變化．如圖(b)所示．(3)磁感應強度B和面積S都不變，它們之間的夾角發(fā)生變化．如圖(c)所示．典例示范例1[2022·吉林聯(lián)考]如圖所示，一水平放置的矩形閉合線圈abcd在細長磁鐵N極附近下落，保持bc邊在紙外，ad邊在紙內(nèi)，由圖中的位置Ⅰ經(jīng)過位置Ⅱ到位置Ⅲ，且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ，在這個過程中，線圈中的磁通量(

)A．是增加的B．是減少的C．先增加，后減少

D．先減少，后增加【答案】

D【解析】要知道線圈在下落過程中磁通量的變化情況，就必須知道條形磁鐵在磁極附近磁感線的分布情況，條形磁鐵在N極附近的分布情況如圖所示，由圖可知線圈中的磁通量是先減少，后增加．故選項D正確．針對訓練1

如圖所示為通電長直導線的磁感線分布圖，等面積線圈S1、S2與導線處于同一平面，關于通過線圈S1、S2的磁通量Φ1、Φ2，下列分析正確的是(

)A．Φ1>Φ2

B．Φ1<Φ2C．Φ1＝Φ2≠0D．Φ1＝Φ2＝0答案：A解析：直導線周圍的磁感應強度隨距離的增大而減小，S1處的磁感應強度大于S2處的磁感應強度，故Φ1>Φ2.針對訓練2

如圖甲所示，虛線框內(nèi)有勻強磁場，1和2為垂直磁場方向放置的兩個圓環(huán)，分別用Φ1和Φ2表示穿過兩環(huán)的磁通量；如圖乙所示，兩同心圓環(huán)A和B處在同一平面內(nèi)，B的半徑小于A的半徑．一條形磁鐵的軸線與圓環(huán)平面垂直，則穿過兩圓環(huán)的磁通量大小為ΦA與ΦB，則有(

)A．Φ1>Φ2

ΦA>ΦB

B．Φ1＝Φ2

ΦA<ΦBC．Φ1<Φ2

ΦA＝ΦB

D．無法比較答案：B解析：對于圖甲，圓環(huán)1內(nèi)有磁場，圓環(huán)1以外與圓環(huán)2以內(nèi)構成的部分沒有磁場，所以穿過圓環(huán)1和圓環(huán)2的磁通量大小是相等的，即Φ1＝Φ2.對于圖乙，根據(jù)磁感線的分布情況可知，磁鐵內(nèi)部穿過環(huán)面的磁感線方向向上，外部磁感線方向向下．由于磁感線是閉合曲線，磁鐵內(nèi)部的磁感線條數(shù)等于磁鐵外部磁感線的總條數(shù)，而磁鐵外部磁感線分布在無限大的空間，所以穿過環(huán)面的磁鐵外部向下的磁感線將磁鐵內(nèi)部向上的磁感線抵消一部分，圓環(huán)B的面積小，抵消較少，則磁通量較大，所以ΦB>ΦA.探究點二產(chǎn)生感應電流的條件導學探究(1)實驗一：如圖1所示，導體棒AB做切割磁感線運動時，線路中________電流產(chǎn)生，而導體棒AB順著磁感線運動時，線路中________電流產(chǎn)生．(均選填“有”或“無”)圖1有無(2)實驗二：如圖2所示，當條形磁體插入或拔出線圈時，線圈中________電流產(chǎn)生，但條形磁體在線圈中靜止不動時，線圈中________電流產(chǎn)生．(均選填“有”或“無”)圖2有無(3)實驗三：如圖3所示，將小線圈A插入大線圈B中不動，當開關S閉合或斷開時，電流表中________電流通過；若開關S一直閉合，當改變滑動變阻器的阻值時，電流表中________電流通過；而開關S一直閉合，滑動變阻器的滑動觸頭不動時，電流表中________電流通過．(均選填“有”或“無”)圖3

有有無探究總結1.感應電流產(chǎn)生的條件實驗一中：導體棒做切割磁感線運動，回路的有效面積發(fā)生變化，從而引起了磁通量的變化，產(chǎn)生了感應電流．實驗二中：磁體插入或拔出線圈時，線圈中的磁場發(fā)生變化，從而引起了磁通量的變化，產(chǎn)生了感應電流．實驗三中：開關閉合、斷開或滑動變阻器的滑動觸頭移動時，小線圈A中電流變化，從而引起穿過大線圈B的磁通量變化，產(chǎn)生了感應電流．三個實驗共同特點是：產(chǎn)生感應電流時閉合回路的磁通量都發(fā)生了變化．2．感應電流產(chǎn)生條件的理解不論什么情況，只要滿足電路閉合和磁通量發(fā)生變化這兩個條件，就必然會產(chǎn)生感應電流；反之，只要產(chǎn)生了感應電流，那么電路一定是閉合的，且穿過該電路的磁通量也一定發(fā)生了變化．典例示范例2金屬線框在下列四種情況中能產(chǎn)生感應電流的是(

)【答案】

D【解析】

A錯：保持線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場中平行于磁場運動，磁通量一直為零，磁通量不變，沒有感應電流產(chǎn)生．B錯：線框和通電長直導線都在豎直平面內(nèi)，線框以直導線為軸轉(zhuǎn)動，磁通量不變，沒有感應電流產(chǎn)生．C錯：線框從圖示位置開始以cd邊為軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動角度小于60°，磁通量沒有發(fā)生變化，沒有感應電流產(chǎn)生．D對：條形磁鐵豎直向下穿過水平放置的線框的過程中，穿過線框的磁通量先增加后減少，磁通量發(fā)生了變化，所以能產(chǎn)生感應電流．

針對訓練3

如圖中金屬圓環(huán)均帶有絕緣外皮，A項中直導線與圓環(huán)在同一平面內(nèi)，B項中直導線與環(huán)面垂直，C項中直導線在圓環(huán)水平直徑正上方且與直徑平行，D項中直導線與圓環(huán)接觸且與圓環(huán)直徑重合，當電流增大時，環(huán)中有感應電流的是(

)答案：A解析：圖A中電流變化，線圈中磁通量變化，線圈中有感應電流，故A正確；圖B中線圈平面與電流產(chǎn)生的磁感線平行，因此回路中磁通量始終為零，沒有感應電流，故B錯誤；圖C、D中線圈回路中磁通量均為零，故都沒有感應電流，故C、D錯誤．針對訓練4

如圖所示的實驗裝置中，用于研究電磁感應現(xiàn)象的是(

)答案：B解析：A錯：用來探究影響磁場力大小的因素的實驗．B對：研究電磁感應現(xiàn)象的實驗，觀察導體棒在磁場中做切割磁感線運動時是否會產(chǎn)生感應電流．C錯：用來探究磁場力的方向與哪些因素有關的實驗．D錯：奧斯特實驗，證明通電導線周圍存在磁場．課堂檢測·素養(yǎng)達標1．如圖所示，在條形磁鐵外套有A、B兩個大小不同的圓環(huán)，穿過A環(huán)的磁通量ΦA與穿過B環(huán)的磁通量ΦB相比較，則(

)A．ΦA>ΦB

B．ΦA<ΦBC．ΦA＝ΦB

D．不能確定答案：A解析：本題考查磁通量的概念．Φ＝Φ內(nèi)－Φ外，分別畫出穿過A、B環(huán)的磁感線分布如圖所示，磁鐵內(nèi)的磁感線條數(shù)與其外部磁感線條數(shù)相等．通過A、B環(huán)的磁感線條數(shù)應該這樣粗略計算，用磁鐵內(nèi)的磁感線總條數(shù)減去磁鐵外每個環(huán)中的磁感線條數(shù)(因為磁鐵內(nèi)、外磁感線的方向相反)．很明顯，磁鐵外部的磁感線通過B環(huán)的條數(shù)比A環(huán)的多，故B環(huán)中剩下的磁感線條數(shù)比A環(huán)中剩下的磁感線條數(shù)少，所以ΦA>ΦB.故A正確，B、C、D都錯誤．2．如圖所示，條形磁鐵以速度v向螺線管靠近，下面幾種說法中正確的是(

)A．螺線管中不會產(chǎn)生感應電流B．螺線管中會產(chǎn)生感應電流C．只有磁鐵速度足夠大時，螺線管中才能產(chǎn)生感應電流D．只有在磁鐵的磁性足夠強時，螺線管中才會產(chǎn)生感應電流答案：B解析：條形磁鐵以速度v向螺線管靠近時，穿過螺線管的磁通量會增大，螺線管中有感應電流產(chǎn)生．3．(多選)在如圖所示的條件下，閉合矩形線圈中能產(chǎn)生感應電流的是(

)答案：CD解析：A錯：線圈平面與磁感線平行，無感應電流產(chǎn)生．B錯：隨著線圈的轉(zhuǎn)動，B與S都不變，B又垂直于S，所以Φ＝BS始終不變．C對：圖示狀態(tài)，Φ＝0，轉(zhuǎn)過90°時，Φ＝BS，因此產(chǎn)生感應電流．D對：螺線管內(nèi)通入交變電流，電流大小、方向都在變，因此磁場強弱、方向也在變，所以穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應電流．4．探究產(chǎn)生感應電流條件的實驗步驟如圖甲、乙、丙所示．(1)本實驗中，我們通過觀察________________________來判斷電路中是否有感應電流；(2)通過比較圖甲和丙可知，產(chǎn)生感應電流的一個條件是電路要_______，通過比較圖________可知，產(chǎn)生感應電流的另一個條件是導體要在磁場中做切割磁感線運動；(3)若圖甲中AB棒不動，磁鐵左右水平運動，電路中________(選填“有”或“無”)感應電流．靈敏電流計的指針是否偏轉(zhuǎn)閉合甲和乙有解析：(1)實驗時，通過觀察靈敏電流計的指針是否偏轉(zhuǎn)來確定電路中是否產(chǎn)生感應電流．(2)題圖甲所示電路是閉合電路，靈