2023學(xué)年新教材高中物理電磁現(xiàn)象與電磁波第3節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象第4節(jié)電磁波及其應(yīng)用教案

--10-第三節(jié)電磁感應(yīng)現(xiàn)象第四節(jié)電磁涉及其應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.[2.[科學(xué)態(tài)度與責(zé)任]了解電磁感應(yīng)的應(yīng)用。3.[了解電磁波的形成和傳播。4.[物理觀念]了解電磁場(chǎng)的物質(zhì)性。5.[科學(xué)態(tài)度與責(zé)任]了解電視播送、電視、雷達(dá)的工作原理。一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的覺(jué)察1．電磁感應(yīng)法拉第把他覺(jué)察的磁生電的現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流。2．覺(jué)察電磁感應(yīng)現(xiàn)象的意義(1)使人們對(duì)電與磁內(nèi)在聯(lián)系的生疏更加完善，宣告了電磁學(xué)作為一門統(tǒng)一學(xué)科的誕生。(2)使人們找到了磁生電的條件，開(kāi)拓了人類的電氣化時(shí)代。二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件1．探究導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)是否產(chǎn)生電流(如下圖)：試驗(yàn)現(xiàn)象(有試驗(yàn)現(xiàn)象(有試驗(yàn)操作試驗(yàn)結(jié)論無(wú)電流)導(dǎo)體棒平行磁閉合回路包圍的面積變化時(shí)，回路中有感應(yīng)電流；包圍的無(wú)感線運(yùn)動(dòng)面積不變時(shí)，回路中無(wú)感應(yīng)電流導(dǎo)體棒切割磁導(dǎo)體棒切割磁有感線運(yùn)動(dòng)探究磁鐵在通電螺線管中運(yùn)動(dòng)是否產(chǎn)生電流(如下圖)：試驗(yàn)操作N(或S)極插入線圈N(或S)極停在線圈中NS)極從線圈中抽出模擬法拉第的試驗(yàn)(如下圖)：

試驗(yàn)現(xiàn)象(有無(wú)電流)有無(wú)有

試驗(yàn)結(jié)論線圈中的磁場(chǎng)變化時(shí)，線圈中有感應(yīng)電流；線圈中的磁場(chǎng)不變時(shí)，線圈中無(wú)感應(yīng)電流試驗(yàn)操作開(kāi)關(guān)閉合瞬間開(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，快速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片

試驗(yàn)現(xiàn)象(線圈B中有無(wú)電流)有有無(wú)有

試驗(yàn)結(jié)論線圈BB中有感應(yīng)電流；線圈B中磁場(chǎng)不變時(shí)，線圈B中無(wú)感應(yīng)電流感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件：只要穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化，閉合回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。三、電磁感應(yīng)的應(yīng)用1．汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)ABS系統(tǒng)的作用：為了防止汽車緊急制動(dòng)時(shí)，因車輪被抱死，從而發(fā)生側(cè)滑。(2)ABS系統(tǒng)的組成：由輪速傳感器、電子掌握模塊和電磁閥組成。其中輪速傳感器是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象測(cè)量車輪轉(zhuǎn)速的。2的技術(shù)。具有安全、耐用、便利等特點(diǎn)，還可應(yīng)用于生物醫(yī)療。四、電磁場(chǎng)與電磁波英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋在爭(zhēng)論了法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象之后，提出了電磁場(chǎng)理論：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)構(gòu)成了一個(gè)不行分別的統(tǒng)一的場(chǎng)，稱為電磁場(chǎng)。變化的電磁場(chǎng)在空間中的傳播形成了電磁波。五、電磁場(chǎng)的物質(zhì)性1．電磁場(chǎng)可以使電荷移動(dòng)，即可以對(duì)電荷做功，這說(shuō)明電磁場(chǎng)具有能量。預(yù)言的光壓。這說(shuō)明電磁場(chǎng)具有與其他物質(zhì)相互作用的屬性。具有運(yùn)動(dòng)質(zhì)量。光壓現(xiàn)象也說(shuō)明白磁場(chǎng)是有質(zhì)量的，由于有質(zhì)量的物質(zhì)才能對(duì)其他物體表現(xiàn)出壓力作用。六、電磁波的技術(shù)應(yīng)用轉(zhuǎn)發(fā)回地面，大大增加了信號(hào)的掩蓋面積。雷達(dá)：雷達(dá)是利用電磁波進(jìn)展測(cè)距、定位的儀器，主要由放射機(jī)、接收機(jī)和顯示器等局部組成。移動(dòng)：無(wú)線、無(wú)線對(duì)講機(jī)、移動(dòng)均是通過(guò)電磁波實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放射與接收的。每臺(tái)手機(jī)都是一個(gè)小型電磁波放射臺(tái)，將用戶的聲音或數(shù)字信息轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l信號(hào)放射到空中，同時(shí)它又相當(dāng)于一個(gè)收音機(jī)，捕獲空中的電磁波，使用戶接收到對(duì)方放射來(lái)的信息。1(1)有電流即生磁場(chǎng)。雷達(dá)用的是中波波段的無(wú)線電波。穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化，肯定產(chǎn)生感應(yīng)電流。(4)移動(dòng)是利用無(wú)線電波進(jìn)展通信的。(5)線框不閉合，即使穿過(guò)線框的磁通量變化，線框中也沒(méi)有感應(yīng)電流。2．關(guān)于產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是( )A．只要閉合電路在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，閉合電路中就肯定有感應(yīng)電流B．只要閉合電路中有磁通量，閉合電路中就有感應(yīng)電流C．只要導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，就有感應(yīng)電流產(chǎn)生D．只要穿過(guò)閉合電路的磁感線條數(shù)發(fā)生變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流D [只有穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，D正確。]

(√)(×)(√)(√)

(√)手機(jī)是現(xiàn)代人們最常用的通信工具之一，手機(jī)間通話和收發(fā)信息是利( )電磁波傳送C．光纖傳送

超聲波傳送D．空氣傳送產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件及方法ab直。當(dāng)導(dǎo)體棒ab產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件及方法ab直。當(dāng)導(dǎo)體棒ab向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，閉合回路中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生？當(dāng)導(dǎo)體棒ab相對(duì)導(dǎo)體框靜止，整體向右移動(dòng)時(shí)，回路中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生？提示：穿過(guò)回路的面積變化，磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生。此時(shí)穿過(guò)回路中的磁通量沒(méi)有變化，沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生。提示：穿過(guò)回路的面積變化，磁通量發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生。此時(shí)穿過(guò)回路中的磁通量沒(méi)有變化，沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生。穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化，無(wú)論是閉合回路的一局部導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，還是穿過(guò)回路的磁場(chǎng)或回路的面積發(fā)生變化，都會(huì)引起穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化，在回路中就會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生。其條件可以歸納為兩個(gè)：一是電路本身必需閉合，二是穿過(guò)回路本身的磁通量發(fā)生變化。主要表達(dá)在“變化”上，回路中有沒(méi)有磁通量穿過(guò)不是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，假設(shè)穿過(guò)回路的磁通量很大但無(wú)變化，那么無(wú)論多么大，都不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。產(chǎn)生感應(yīng)電流的方法閉合電路的一局部導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)ABAB順著磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線路中無(wú)電流產(chǎn)生。甲 乙磁鐵在線圈中運(yùn)動(dòng)如圖乙所示，條形磁鐵插入或拔出線圈時(shí)，線圈中有電流產(chǎn)生，但磁鐵在線圈中靜止不動(dòng)時(shí)，線圈中無(wú)電流產(chǎn)生。轉(zhuǎn)變螺線管AB中的電流如圖丙所示，將小螺線管AB插入大螺線管CD中不動(dòng)，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通或斷開(kāi)時(shí)，電流表中有電流通過(guò)；假設(shè)開(kāi)關(guān)S始終接通，當(dāng)轉(zhuǎn)變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)，電流表中也有電流通過(guò)。丙【例1】 如下圖，矩形線框在磁場(chǎng)中做各種運(yùn)動(dòng)，能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( )A B C DB A、C、D中穿過(guò)矩形線框的磁通量都不變，故不產(chǎn)生感應(yīng)電流。]推斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流的方法看回路是否閉合，只有在電路閉合時(shí)才有可能產(chǎn)生感應(yīng)電流。確定磁場(chǎng)方向與回路平面之間的方向關(guān)系，即磁場(chǎng)方向與回路平面垂直、平行或成一角度。推斷穿過(guò)回路的磁感線的條數(shù)是否發(fā)生變化，假設(shè)變化則產(chǎn)生感應(yīng)電流，否則不產(chǎn)生感應(yīng)電流。[跟進(jìn)訓(xùn)練][跟進(jìn)訓(xùn)練]1．如下圖，線圈兩端接在電流表上組成閉合電路。在以下?tīng)顩r中，電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是( )A．線圈不動(dòng)，磁鐵插入線圈B．線圈不動(dòng)，磁鐵從線圈中拔出C．磁鐵不動(dòng)，線圈上、下移動(dòng)D．磁鐵插在線圈內(nèi)不動(dòng)對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論及電磁波的理解D [產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化，線圈和電流表已經(jīng)組成閉合回路，只要穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針就偏轉(zhuǎn)。在選項(xiàng)A、B、C三種狀況下，線圈和磁鐵發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流；而當(dāng)磁鐵插在線圈中不動(dòng)時(shí)，線圈中雖然有磁通量，但磁通量不變化，不產(chǎn)生感應(yīng)電流。]對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論及電磁波的理解據(jù)悉一架從斯洛文尼亞飛往薩拉熱窩的飛機(jī)突然警報(bào)長(zhǎng)鳴，不得不緊急迫降，調(diào)查者們?cè)谛欣钆摾镉X(jué)察了一個(gè)處于開(kāi)機(jī)狀態(tài)的手機(jī)。為什么我們?cè)诔俗w機(jī)時(shí)，空姐都會(huì)提示我們據(jù)悉一架從斯洛文尼亞飛往薩拉熱窩的飛機(jī)突然警報(bào)長(zhǎng)鳴，不得不緊急迫降，調(diào)查者們?cè)谛欣钆摾镉X(jué)察了一個(gè)處于開(kāi)機(jī)狀態(tài)的手機(jī)。為什么我們?cè)诔俗w機(jī)時(shí)，空姐都會(huì)提示我們要關(guān)閉手機(jī)呢？提示：每個(gè)處于工作狀態(tài)的手機(jī)都是一個(gè)無(wú)線電臺(tái)，它將用戶的聲音轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l電信號(hào)放射到空中，而飛機(jī)也是靠電磁波導(dǎo)航的，所以在飛機(jī)上使用手機(jī)，就會(huì)干擾正常的電磁波導(dǎo)航信號(hào)，影響飛機(jī)的正常飛行。電磁場(chǎng)假設(shè)在空間某處產(chǎn)生了周期性變化的電場(chǎng)，就會(huì)在四周空間引起周期性變化的磁場(chǎng)，而這個(gè)周期性變化的磁場(chǎng)又在較遠(yuǎn)的空間引起的周期性變化的電場(chǎng)。變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)相互聯(lián)系，形成了一個(gè)不行分割的統(tǒng)一體——電磁場(chǎng)。麥克斯韋電磁場(chǎng)理論中的“均勻變化”指的是在相等的時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度或電場(chǎng)強(qiáng)度的變化量一樣且變化是不均勻的。電磁波在真空中電磁波的傳播速度等于光速，光是一種電磁波。遞的過(guò)程。2】(多項(xiàng)選擇)依據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．恒定的電場(chǎng)四周產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，恒定的磁場(chǎng)四周產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)B．變化的電場(chǎng)四周產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)四周產(chǎn)生電場(chǎng)CD．均勻變化的電場(chǎng)四周產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)四周產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)BD[對(duì)此理論全面正確的理解為：不變化的電場(chǎng)四周不產(chǎn)生磁場(chǎng)；變化的電場(chǎng)四周可以產(chǎn)生變化磁場(chǎng)，也可以產(chǎn)生不變化的磁場(chǎng)；均勻變化的電場(chǎng)四周產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)；周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場(chǎng)。變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)的規(guī)律與以上類似，故正確答案為B、D。]均勻變化的電場(chǎng)磁場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)電場(chǎng)，不均勻變化的電場(chǎng)磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)電場(chǎng)，周期性變化的電場(chǎng)磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場(chǎng)電場(chǎng)。[跟進(jìn)訓(xùn)練][跟進(jìn)訓(xùn)練]2．(多項(xiàng)選擇)關(guān)于電磁場(chǎng)理論的表達(dá)正確的選項(xiàng)是( )A．變化的磁場(chǎng)四周肯定存在著電場(chǎng)，與是否有閉合電路無(wú)關(guān)B．周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率周期性變化的電場(chǎng)C．變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)相互關(guān)聯(lián)，形成一個(gè)統(tǒng)一的場(chǎng)，即電磁場(chǎng)D．電場(chǎng)四周肯定存在磁場(chǎng)，磁場(chǎng)四周肯定存在電場(chǎng)AB[變化的磁場(chǎng)四周產(chǎn)生電場(chǎng)，當(dāng)電場(chǎng)中有閉合回路時(shí)，回路中有電流。假設(shè)無(wú)閉合回路，電場(chǎng)仍舊存在，AC、D以下?tīng)顩r中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是( )甲 乙丙A．在甲圖中導(dǎo)體AB在垂直于磁感線方向運(yùn)動(dòng)B．在乙圖中，條形磁鐵插入和離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程C．在乙圖中，磁鐵靜止在線圈中D．在丙圖中，翻開(kāi)和閉合開(kāi)關(guān)的時(shí)候C[在甲圖中導(dǎo)體AB在垂直于磁感線方向運(yùn)動(dòng)，切割磁感線，能產(chǎn)生感應(yīng)電流，不符合題意，故A錯(cuò)誤；在乙圖中，條形磁鐵插入和離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程，磁通量變化，能產(chǎn)生感應(yīng)電流，不符合題意，故B錯(cuò)誤；在乙圖中，磁鐵靜止在線圈中，磁通量不變，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，符合題意，故C正確；在丙圖中，翻開(kāi)和閉合開(kāi)關(guān)的時(shí)候，電流變化導(dǎo)致電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化，從而副線圈中的磁通量變化，能產(chǎn)生感應(yīng)電流，不符合題意，故D錯(cuò)誤。]驗(yàn)中不會(huì)使電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是()保持開(kāi)關(guān)閉合C．開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間

甲 乙開(kāi)關(guān)閉合瞬間D．移動(dòng)變阻器滑片電流表指針不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故A正確；當(dāng)開(kāi)關(guān)接通的瞬間、開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的瞬間或者移動(dòng)變阻器滑片時(shí)，線圈中磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故B、C、D錯(cuò)誤。]在以下裝置中，既能放射又能接收電磁波的是( )收音機(jī)C．固定

移動(dòng)D．電視機(jī)[收音機(jī)和電視機(jī)只能接收電磁波，固定接收和發(fā)送的是電流信號(hào)，只有移動(dòng)可放射和接收電磁波。]4．(多項(xiàng)選擇)在飛機(jī)上使用以下哪些物品會(huì)干擾飛機(jī)的通訊系統(tǒng)( )A．手機(jī)C．手提電腦

B．MP3D．單放機(jī)AC 電磁波，所以A、C5．如圖為“探究感應(yīng)電流與磁通量變化的關(guān)系”的試驗(yàn)裝置，當(dāng)閉合開(kāi)