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

3.電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用必備知識(shí)·自主學(xué)習(xí)關(guān)鍵能力·合作探究課堂檢測(cè)·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)新課程標(biāo)準(zhǔn)核心素養(yǎng)目標(biāo)1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象2．了解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件3．知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用及其對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的影響物理觀念知道什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象科學(xué)思維理解從電生磁到磁生電的科學(xué)探究方法科學(xué)探究通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用科學(xué)態(tài)度與責(zé)任通過(guò)探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，體驗(yàn)由實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)規(guī)律的樂(lè)趣，養(yǎng)成探究物理規(guī)律的良好習(xí)慣必備知識(shí)·自主學(xué)習(xí)一、劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)1.“電生磁”的發(fā)現(xiàn)1820年，丹麥物理學(xué)家________發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)．2．“磁生電”的發(fā)現(xiàn)1831年，英國(guó)物理學(xué)家________發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象．3．電磁感應(yīng)：法拉第把他發(fā)現(xiàn)的磁生電的現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫作________．奧斯特法拉第感應(yīng)電流二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件1．實(shí)驗(yàn)：探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件探究一：如圖甲實(shí)驗(yàn)中，讓導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中保持相對(duì)靜止時(shí)或者平行于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，無(wú)論磁場(chǎng)多強(qiáng)，閉合回路中都________電流，當(dāng)導(dǎo)體ab做____________運(yùn)動(dòng)時(shí)，閉合回路中有電流產(chǎn)生．探究二：如圖乙，當(dāng)線圈A的電流不變時(shí)，線圈B所在的回路中________電流產(chǎn)生；當(dāng)線圈A的電流________時(shí)，線圈B所在回路中就有了電流．沒(méi)有切割磁感線沒(méi)有變化2．產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：當(dāng)穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的________________時(shí)，閉合導(dǎo)體回路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流．磁通量發(fā)生變化三、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用(1)________是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制造的，它開(kāi)辟了人類社會(huì)的電氣化時(shí)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(jī)電磁感應(yīng)[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(dǎo)線中是否有感應(yīng)電流？提示：當(dāng)拉大彈簧所圍面積時(shí)，磁鐵內(nèi)部的磁場(chǎng)的磁通量不變，而磁鐵外部的磁場(chǎng)的磁通量卻增大，故所圍面積的磁通量減小，回路中有感應(yīng)電流．【思考辨析】判斷正誤，正確的畫(huà)“√”，錯(cuò)誤的畫(huà)“×”．(1)有電流即產(chǎn)生磁場(chǎng)．(

)(2)有磁場(chǎng)即產(chǎn)生電流．(

)(3)靜止的電荷周圍也能產(chǎn)生磁場(chǎng)．(

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

)(5)有變化的磁場(chǎng)即產(chǎn)生電流．(

)(6)閉合回路中有部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)即產(chǎn)生電流．(

)√××√×√關(guān)鍵能力·合作探究探究點(diǎn)一磁通量的變化探究總結(jié)磁通量的變化大致可分為以下幾種情況：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)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(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化．如圖(b)所示．(3)磁感應(yīng)強(qiáng)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(xì)長(zhǎng)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(guò)位置Ⅱ到位置Ⅲ，且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ，在這個(gè)過(guò)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(guò)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(xiàng)D正確．針對(duì)訓(xùn)練1

如圖所示為通電長(zhǎng)直導(dǎo)線的磁感線分布圖，等面積線圈S1、S2與導(dǎo)線處于同一平面，關(guān)于通過(guò)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(dǎo)線周圍的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨距離的增大而減小，S1處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大于S2處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，故Φ1>Φ2.針對(duì)訓(xùn)練2

如圖甲所示，虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，1和2為垂直磁場(chǎng)方向放置的兩個(gè)圓環(huán)，分別用Φ1和Φ2表示穿過(guò)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(guò)兩圓環(huán)的磁通量大小為ΦA(chǔ)與ΦB，則有(

)A．Φ1>Φ2

ΦA(chǔ)>ΦB

B．Φ1＝Φ2

ΦA(chǔ)<ΦBC．Φ1<Φ2

ΦA(chǔ)＝ΦB

D．無(wú)法比較答案：B解析：對(duì)于圖甲，圓環(huán)1內(nèi)有磁場(chǎng)，圓環(huán)1以外與圓環(huán)2以內(nèi)構(gòu)成的部分沒(méi)有磁場(chǎng)，所以穿過(guò)圓環(huán)1和圓環(huán)2的磁通量大小是相等的，即Φ1＝Φ2.對(duì)于圖乙，根據(jù)磁感線的分布情況可知，磁鐵內(nèi)部穿過(guò)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(wú)限大的空間，所以穿過(guò)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(chǔ).探究點(diǎn)二產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件導(dǎo)學(xué)探究(1)實(shí)驗(yàn)一：如圖1所示，導(dǎo)體棒AB做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線路中________電流產(chǎn)生，而導(dǎo)體棒AB順著磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，線路中________電流產(chǎn)生．(均選填“有”或“無(wú)”)圖1有無(wú)(2)實(shí)驗(yàn)二：如圖2所示，當(dāng)條形磁體插入或拔出線圈時(shí)，線圈中________電流產(chǎn)生，但條形磁體在線圈中靜止不動(dòng)時(shí)，線圈中________電流產(chǎn)生．(均選填“有”或“無(wú)”)圖2有無(wú)(3)實(shí)驗(yàn)三：如圖3所示，將小線圈A插入大線圈B中不動(dòng)，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合或斷開(kāi)時(shí)，電流表中________電流通過(guò)；若開(kāi)關(guān)S一直閉合，當(dāng)改變滑動(dòng)變阻器的阻值時(shí)，電流表中________電流通過(guò)；而開(kāi)關(guān)S一直閉合，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭不動(dòng)時(shí)，電流表中________電流通過(guò)．(均選填“有”或“無(wú)”)圖3

有有無(wú)探究總結(jié)1.感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件實(shí)驗(yàn)一中：導(dǎo)體棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，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(yīng)電流．實(shí)驗(yàn)二中：磁體插入或拔出線圈時(shí)，線圈中的磁場(chǎng)發(fā)生變化，從而引起了磁通量的變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電流．實(shí)驗(yàn)三中：開(kāi)關(guān)閉合、斷開(kāi)或滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移動(dòng)時(shí)，小線圈A中電流變化，從而引起穿過(guò)大線圈B的磁通量變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電流．三個(gè)實(shí)驗(yàn)共同特點(diǎn)是：產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)閉合回路的磁通量都發(fā)生了變化．2．感應(yīng)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(gè)條件，就必然會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流；反之，只要產(chǎn)生了感應(yīng)電流，那么電路一定是閉合的，且穿過(guò)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(yīng)電流的是(

)【答案】

D【解析】

A錯(cuò)：保持線框平面始終與磁感線平行，線框在磁場(chǎng)中平行于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，磁通量一直為零，磁通量不變，沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生．B錯(cuò)：線框和通電長(zhǎng)直導(dǎo)線都在豎直平面內(nèi)，線框以直導(dǎo)線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，磁通量不變，沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生．C錯(cuò)：線框從圖示位置開(kāi)始以cd邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)角度小于60°，磁通量沒(méi)有發(fā)生變化，沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生．D對(duì)：條形磁鐵豎直向下穿過(guò)水平放置的線框的過(guò)程中，穿過(guò)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(yīng)電流．

針對(duì)訓(xùn)練3

如圖中金屬圓環(huán)均帶有絕緣外皮，A項(xiàng)中直導(dǎo)線與圓環(huán)在同一平面內(nèi)，B項(xiàng)中直導(dǎo)線與環(huán)面垂直，C項(xiàng)中直導(dǎo)線在圓環(huán)水平直徑正上方且與直徑平行，D項(xiàng)中直導(dǎo)線與圓環(huán)接觸且與圓環(huán)直徑重合，當(dāng)電流增大時(shí)，環(huán)中有感應(yīng)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(yīng)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(méi)有感應(yīng)電流，故B錯(cuò)誤；圖C、D中線圈回路中磁通量均為零，故都沒(méi)有感應(yīng)電流，故C、D錯(cuò)誤．針對(duì)訓(xùn)練4

如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，用于研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是(

)答案：B解析：A錯(cuò)：用來(lái)探究影響磁場(chǎng)力大小的因素的實(shí)驗(yàn)．B對(duì)：研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，觀察導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)是否會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．C錯(cuò)：用來(lái)探究磁場(chǎng)力的方向與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)．D錯(cuò)：奧斯特實(shí)驗(yàn)，證明通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)．課堂檢測(cè)·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1．如圖所示，在條形磁鐵外套有A、B兩個(gè)大小不同的圓環(huán)，穿過(guò)A環(huán)的磁通量ΦA(chǔ)與穿過(guò)B環(huán)的磁通量ΦB相比較，則(

)A．ΦA(chǔ)>ΦB

B．ΦA(chǔ)<ΦBC．ΦA(chǔ)＝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(huà)出穿過(guò)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(guò)A、B環(huán)的磁感線條數(shù)應(yīng)該這樣粗略計(jì)算，用磁鐵內(nèi)的磁感線總條數(shù)減去磁鐵外每個(gè)環(huán)中的磁感線條數(shù)(因?yàn)榇盆F內(nèi)、外磁感線的方向相反)．很明顯，磁鐵外部的磁感線通過(guò)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(chǔ)>ΦB.故A正確，B、C、D都錯(cuò)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(shuō)法中正確的是(

)A．螺線管中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流B．螺線管中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流C．只有磁鐵速度足夠大時(shí)，螺線管中才能產(chǎn)生感應(yīng)電流D．只有在磁鐵的磁性足夠強(qiáng)時(shí)，螺線管中才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流答案：B解析：條形磁鐵以速度v向螺線管靠近時(shí)，穿過(guò)螺線管的磁通量會(huì)增大，螺線管中有感應(yīng)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(yīng)電流的是(

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