电磁感应现象及应用【备课精研+高效课堂】 高二物理 （人教版2019必修第三册）

第3节

电磁感应现象及应用第十三章

人教版

高中物理必修三划时代的发现01产生感应电流的条件02电磁感应现象的应用03总结提升04我们知道，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生感应电流。

那么，切割磁感线是产生感应电流的唯一方法吗?还有其他方法吗?这些方法有什么内在联系?课堂引入先让我们一起欣赏一段视频吧！视频学习划时代的发现PART01

奥斯特发现的电流的磁效应，震动了整个科学界，人们从电流磁效应的对称性角度，开始思考如下的问题∶既然电流能够引起磁针的运动，那么，为什么不能用磁体使导线中产生电流呢?提出问题01G_+将磁铁放在闭合回路旁边将通电直导线放在闭合回路旁边牛人安培的尝试：艰难的探索02G_+一段通电直导线放在另一段直导线旁边未通电直导线放在另一段通电线圈内部G

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艰难的探索02屡败屡战的法拉第：历经10年,“痴”心不改在伦敦的一家科学档案馆里，陈列着英国物理学家法拉第写了十年的一本日记。这本日记非常奇特：第一页上写着：“对!必须转磁为电。”以后，每一天的日记除了写上日期之外，都是写着同样一个词“NO。”从1822年直到1831年，整整十年，每篇日记都是如此。只是在这本日记的最后一页，才改写上了一个新词：“Yes。”

艰难的探索02这是怎么回事?法拉第第一个成功实验：十年失败，一朝顿悟开关电池组电流计

法拉第线圈：与160年后出现的现代变压器出奇的相似，现已成为著名的科学文物。划时代的发现03铁心木筒变化的电流运动的磁铁在磁铁中运动的导体变化的磁场由磁得到电的现象叫电磁感应。电磁感应现象中产生的电流叫感应电流。电磁感应不是稳态效应，而是动态效应。深入探究的真谛04将条形磁铁插入空心线圈五类“磁生电”现象：变化的电流变化的磁场运动的恒定电流运动的磁铁在磁场中运动的导体“磁生电”现象的本质特征是：变化、运动法拉第发现的电磁感应使人们对电和磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生，为电磁学的发展作出了重大贡献。同时也推动了电气化时代的到来.规律总结05从此，人类的夜晚有了更多光明.创造未来06词一首冬草凋零，春芽破土；牛顿之后，法拉第出。铁匠之子，生于草莽之中；然志存高远，幸遇伯乐，终成大器；十年磨剑，坚信磁可生电；然遍尝失败，一朝电生，扬名天下。从普通的磁铁中获得电的希望，时时激励着我从实验上探求电流的感应效应。历史的记忆07与电磁感应擦肩而过的几位科学家：安培科拉顿亨利机遇垂青于有准备头脑的人历史的遗憾08科学史上许多重要发现和发明，常被人们有意无意地罩上神秘的光环，似乎科学家都是呼风唤雨的魔术师。但是我们在这里看到，具有闪光思维的奥斯特和法拉第，在做出伟大发现的过程中也受着历史局限性的束缚，也有过“可笑”的疏忽与失误。他们是伟大的，但也是可以学习的真实的人。启示与思考09你知道产生感应电流需要什么条件吗？产生感应电流的条件PART02AB静止，无电流AB沿磁感线运动，无电流AB切割磁感线，有电流那么，当产生感应电流时与磁场相关的哪个物理量发生了变化呢?观察与思考01AB切割磁感线时，磁场没有变化，变化的只有电路ABCD的面积。

也就是说，穿过电路ABCD的磁通量发生了变化。感应电流的产生是否与磁通量的变化有关呢?创造性思维02实验操作实验现象（有无电流）分析论证导体棒静止闭合电路在磁场中围成的面积变化时，电路中有电流产生；围成的面积不变时，电路中无电流产生。导体棒平行磁感线运动导体棒切割磁感线运动探究1：实验探究03磁铁的运动实验现象（有无电流）分析论证插入线圈线圈中的磁场变化时，线圈中有感应电流；线圈中的磁场不变化时，线圈中无感应电流

静止不动从线圈中抽出探究2：实验探究03转换角度条形磁铁通电螺线管等效替代04G－＋++-实验操作实验现象（线圈B中有无电流）分析论证开关闭合瞬间线圈B中磁场

时，线圈B中有感应电流；磁场

时，线圈B中无感应电流开关断开瞬间开关保持闭合，滑动变阻器滑片不动开关保持闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片开关闭合瞬间开关断开瞬间开关闭合，迅速移动滑片复原再做实验探究05切割类变化类产生感应电流的两种类型06B不变，S变S不变，B变Φ=BS变相对运动磁场变化切割类变化类产生感应电流的条件分析07

结论：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。1.闭合回路2.磁通量变化正对面积S改变磁场B的大小改变磁场B的方向改变Φ=BS产生感应电流的条件08你能举一些电磁感应在生活中应用的实例吗?电磁感应现象的应用PART03人类第一台发电机法拉第的圆盘发电机01法拉第的圆盘发电机01三峡电站的一台发电机转子02手摇发电机03跳绳发电04变压器电磁炉无线充电生活中的应用05总结提升PART06磁生电：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体划时代的发现法拉第的圆盘发电机、三峡电站一台发电机的转子等电磁感应现象应用只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。

产生感应电流条件Φ=BS变磁通量变化课堂小结【练习1】（2022春·江西上饶·高二校联考阶段练习）1921年一个十分神奇的与电有关的实验现象被法拉第发现了，出于对这个现象的好奇，他对这种现象潜心研究了十年，终于在1931年发现了在物理科技史上影响十分重大的电磁感应效应。下列四幅图所描述的情境，能够产生感应电流的是（）A．甲图中，线圈与条形磁铁中心轴线在同一平面内且远离磁铁B．乙图中，线圈在匀强磁场中垂直于磁场方向运动C．丙图中，条形磁铁快速穿过有缺口的线圈D．丁图中，线圈在通电直导线下方以虚线为轴转动【参考答案】D课堂练习【练习2】（2022春·浙江·高三校联考阶段练习）某地理老师给同学们展示了一种磁悬浮地球仪，底座通电时球体会悬浮起来（图甲）。它的内部原理是如图乙所示，底座里面有线圈，球体是磁铁，球体的顶端是S极，底部是N极，底座通电时能让球体悬浮起来。则下列叙述中正确的是（）A．地球仪底座对桌面的压力大小等于底座受到的重力B．球体能够悬浮是利用了电磁感应原理C．电路中的a端点须连接直流电源的负极D．若增加线圈的电流，则球体重新静止时受到的斥力将变大【参考答案】C课堂练习【练习3】（2022春·江苏徐州·高二学业考试）如图所示，虚线I和Ⅱ之间有垂直于纸面向里的匀强磁场。闭合线圈自高处落下，依次经过a、b、c三个位置。则线圈中有感应电流产生的是（）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．三个位置都有【参考答案】C课堂练习【练习4】（2022春·江西抚州·高二江西省临川第二中学阶段练习）利用如图所示装置可探究感应电流产生的条件。线圈A通过滑动变阻器和开关S连接到电源上，线圈B的两端连接到电流计G上，把线圈A装在线圈B的里面。某同学发现闭合开关S时，电流表指针向右偏转，由此可以判断（）A．断开开关S时，电流表指针向右偏转B．线圈A向上移动时，电流表指针向右偏转C．线圈A中铁芯向上拔出时，电流表指针向右偏转D．滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表指针向右偏转【参考答案】D课堂练习【练习5】（2022春·福建福州·高二福建省福州第一中学期末）某学校开展“摇绳发电”的比赛活动。如图所示，在操场上，将一根长为20m的铜芯导线两端与电流传感器的两个接线柱连接，构成闭合回路；两同学面对面站立摇动这条导线。（忽略地球磁偏角的影响）（1）若增大摇绳的频率，则电流传感器的最大示数将_______（选填“增大”、“减小”、“不变”）；（2）为了获得较大电流，两同学应该________站立摇绳。（选填“东西”、“南北”）【参考答案】增大

东西课堂练习【练习6】（2022秋·浙江嘉兴·高二期末）某兴趣小组设计了一辆“电磁感应车”，在一个车架底座上固定了一块塑料板，板上固定了线圈和红、绿两个二极管，装置和连成的电路如图甲所