2024-2025年《金牌学案》物理人教版必修第3册教师用书配套Word课件：28　第六章　第三节　电磁感应现象.docx

第三节　电磁感应现象1．知道电磁感应现象及产生感应电流的条件，能解释与电磁感应相关的现象．2．理解产生感应电流的条件，能处理相关的问题．3．通过实验探究产生感应电流的条件，学会归纳总结法，体会电磁技术应用对人类生活和社会发展带来的影响．知识点一　电磁感应现象的发现1．“电生磁”：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应．2．“磁生电”(1)1831年，英国物理学家法拉第发现了磁能生电的现象，此现象叫电磁感应现象．产生的电流叫作感应电流．(2)发现电磁感应现象的意义①使人们对电与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．②使人们找到了磁生电的条件，开辟了人类的电气化时代．知识点二　产生感应电流的条件只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就有感应电流产生．　电路闭合和磁通量变化两方面必须同时具备才能产生感应电流．知识点三　电磁感应的应用1．汽车防抱死制动系统(ABS)(1)组成：ABS由轮速传感器、电子控制模块和电磁阀三个部分组成，其中轮速传感器是利用电磁感应现象来测量车轮的转速．(2)原理①如图所示，铁质齿轮P与车轮同步转动，它的右侧有一个绕着线圈的磁铁，当每个轮齿在接近和离开磁铁时，穿过线圈的磁通量会发生变化，线圈中出现感应电流．②随着各个轮齿的运动，磁通量的变化会使线圈中产生相应的感应电流．③电流由电流检测器D检测，并送到电子控制模块以控制电磁阀，为制动器提供合适的制动力，有效避免了汽车后轮侧滑的现象．2．无线充电技术(1)概念：无线充电，又称非接触式感应充电，是利用供电设备直接将电能传送给用电器的技术．(2)原理：充电器与用电器之间通过电感耦合传送电能．充电器中有发射线圈，给线圈一定频率的交变电流，通过电磁感应，用电器的接收线圈中产生的电流给电池充电．(3)优点：无线充电具有安全、耐用、方便等优点．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生． (×)(2)闭合电路的部分导体在磁场中运动就会产生感应电流． (×)(3)闭合线圈和磁场发生相对运动时，一定能产生感应电流． (×)(4)穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流． (√)　　变压器和电磁炉都是生产和生活中常见的电器，它们有一个共同的特点，是什么呢？提示：它们工作时都利用了电磁感应的原理. 考点1　科学探究：产生感应电流的条件1．实验探究感应电流产生的条件(1)闭合电路的部分导体切割磁感线在初中学过，当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，如图所示．导体棒左右、前后、上下平动，观察电流计的指针，把观察到的现象记录在表格中．导体棒的运动表针的摆动方向导体棒的运动表针的摆动方向向右平动向左向后平动不摆动向左平动向右向上平动不摆动向前平动不摆动向下平动不摆动结论：只有左右平动时，导体棒切割磁感线，才有感应电流产生；前后、上下平动，导体棒都不切割磁感线，没有感应电流产生．(2)向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中抽出如图所示，把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，或从线圈中抽出，或静止地放圈中．观察电流计的指针，把观察到的现象记录在表格中．磁铁的运动表针的摆动方向磁铁的运动表针的摆动方向N极插入线圈向右S极插入线圈向左N极停圈中不摆动S极停圈中不摆动N极从线圈中抽出向左S极从线圈中抽出向右结论：只有磁铁相对线圈运动时，才有感应电流产生；磁铁相对线圈静止时，没有感应电流产生．(3)模拟法拉第的实验如图所示，线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端与电流计连接，把线圈A装圈B的里面．观察以下四项操作中线圈B中是否有电流产生．把观察到的现象记录在表格中．操作现象开关闭合瞬间有电流产生开关断开瞬间有电流产生开关闭合时，滑动变阻器的滑片不动无电流产生开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片有电流产生结论：只有当线圈A中电流变化时，线圈B中才有感应电流产生．2．结论只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生．【典例1】　图为研究“电磁感应现象”的实验装置．(1)关于“电磁感应现象”的实验探究，下列说法正确的是__________(填正确答案标号)．A．图甲，当导体ab在磁场中分别垂直于磁感线与沿着磁感线运动时，电流计指针均会偏转B．图乙，在接通或断开电源的瞬间，电流计指针偏转，线圈B中出现感应电流C．图乙，当开关闭合，线圈A电流稳定后，穿过线圈B的磁通量不为零，所以线圈B中会出现感应电流D．图乙，开关闭合时，移动滑动变阻器的滑片，电流计指针偏转，线圈B中出现感应电流(2)图乙接通开关进行实验时，滑动变阻器滑片P应该滑置在________(选填“A”或“B”)端．[解析]　(1)当导体ab在磁场中沿着磁感线运动时，电流计指针不会偏转，故A错误；在接通或断开电源的瞬间，穿过闭合回路的磁通量发生变化，电流计指针偏转，线圈B中出现感应电流，故B正确；当开关闭合，线圈A电流稳定后，穿过线圈B的磁通量不为零，但是磁通量没有发生变化，所以线圈B中不会出现感应电流，故C错误；开关闭合时，移动滑动变阻器的滑片，穿过闭合回路的磁通量发生变化，电流计指针偏转，线圈B中出现感应电流，故D正确.故选BD.(2)题图乙接通开关进行实验时，滑动变阻器滑片P应该滑置在阻值最大处，即A端.[答案]　(1)BD　(2)A[跟进训练]1．在“探究电磁感应的产生条件”实验中，实物连线后如图甲所示．感应线圈组的内外线圈的绕线方向如图乙粗线所示．甲乙(1)接通电源，闭合开关，G表指针会有大的偏转，几秒后G表指针停在中间不动．将滑动变阻器的触头迅速滑动时，G表指针________(选填“不动”“偏转”或“不停振动”)；迅速抽出铁芯时，G表指针________(选填“不动”“偏转”或“不停振动”)．(2)断开开关和电源，将铁芯重新插入内线圈中，把恒定电流改为大小、方向都做周期性变化的电流，其他均不变．接通电源，闭合开关，G表指针________(选填“不动”“偏转”或“不停振动”)．[解析]　(1)滑动变阻器触头滑动时，接入电路的电阻变化，电路中电流变化，穿过外线圈的磁通量变化，根据产生感应电流的条件可判断外线圈内有感应电流，故G表指针偏转.抽出铁芯时，穿过外线圈的磁通量减小，G表指针偏转.(2)把恒定电流改为大小、方向都做周期性变化的电流后，内线圈中的电流方向不断发生变化，穿过外线圈的磁场方向也不断发生变化，故G表指针不停振动.[答案]　(1)偏转　偏转　(2)不停振动 考点2　感应电流产生条件的理解1．感应电流产生的条件穿过闭合回路的磁通量发生变化，无论是闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，还是穿过回路的磁场或回路的面积发生变化，都会引起穿过闭合回路的磁通量发生变化，在回路中就会有感应电流产生．其条件可以归纳为两个：一是电路本身必须闭合，二是穿过回路本身的磁通量发生变化．主要体现在“变化”上，回路中有没有磁通量穿过不是产生感应电流的条件，如果穿过回路的磁通量很大但无变化，那么无论多么大，都不会产生感应电流．2．判断感应电流有无的方法(1)明确电路是否为闭合电路．(2)判断穿过回路的磁通量是否发生变化．穿过闭合电路的磁通量发生变化，大致有以下几种情况：Φ变化的四种情况B不变、S变例：闭合电路的一部分异体切割磁感线时B变、S不变例：线圈与条形磁铁发生相对运动时B和S都变注意：此时可由ΔΦ＝Φt－Φ0计算并判断磁通量是否变化B和S大小都不变，但二者之间的夹角变例：线圈在匀强磁场中转动时【典例2】　如图所示，矩形线框在磁场中做各种运动，能够产生感应电流的是(　　)　A　　　　B　　 　　C　　　　DB　[感应电流产生的条件为：①磁通量发生变化；②闭合回路.A、C、D中穿过矩形线框的磁通量都不变，故不产生感应电流.故选B.]　判断是否产生感应电流的方法(1)看回路是否闭合，只有在电路闭合时才有可能产生感应电流．(2)确定磁场方向与回路平面之间的方向关系，即磁场方向与回路平面垂直、平行或成一角度．(3)判断穿过回路的磁感线的条数是否发生变化，如果变化则产生感应电流，否则不产生感应电流．[跟进训练]2．(多选)如图所示，下列情况能产生感应电流的是(　　)A．如图甲所示，导体棒AB顺着磁感线运动时B．如图乙所示，条形磁铁插入或拔出线圈时C．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通时D．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器的阻值时BD　[A中导体棒顺着磁感线运动，穿过闭合电路的磁通量没有发生变化，无感应电流，故A错误；B中条形磁铁插入线圈时线圈中的磁通量增加，拔出线圈时线圈中的磁通量减少，都有感应电流，故B正确；C中开关S一直接通，回路中为恒定电流，螺线管A产生的磁场稳定，螺线管B中的磁通量无变化，线圈中不产生感应电流，故C错误；D中开关S接通，滑动变阻器的阻值变化使闭合回路中的电流变化，螺线管A产生的磁场发生变化，螺线管B中磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，故D正确.]1．下列现象中属于电磁感应现象的是(　　)A．磁场对电流产生力的作用B．变化的磁场使闭合电路中产生电流C．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D．电流周围产生磁场B　[磁场对电流产生力的作用属于通电导线在磁场中的受力情况；插在通电螺线管中的软铁棒被磁化属于电流的磁效应；电流周围产生磁场属于电流的磁效应；变化的磁场使闭合电路中产生电流属于电磁感应现象，故正确答案为B.]2．如图所示，线圈Ⅰ与电源、开关、滑动变阻器相连，线圈Ⅱ与电流计 相连，线圈Ⅰ与线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上，在下列情况下，电流计 是否有示数？(1)开关闭合瞬间；(2)开关闭合稳定后；(3)开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器的滑片；(4)开关断开瞬间．[解析]　(1)开关闭合时线圈Ⅰ中电流从无到有，故电流形成的磁场也从无到有，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从无到有，故线圈Ⅱ中产生感应电流，电流计 有示数.(2)开关闭合稳定后，线圈Ⅰ中电流稳定不变，电流形成的磁场不变，此时线圈Ⅱ中虽有磁通量但磁通量稳定不变，故线圈Ⅱ中无感应电流产生，电流计无示数.(3)开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器的滑片，电阻变化，线圈Ⅰ中的电流变化，电流形成的磁场也发生变化，穿过线圈Ⅱ的磁通量也发生变化，故线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计 有示数.(4)开关断开瞬间，线圈Ⅰ中电流从有到无，电流形成的磁场也从有到无，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从有到无，故线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计有示数.[答案]　(1)有　(2)无　(3)有　(4)有3．(新情境题，以“金属薄圆盘”为背景，考查产生感应电流的条件)如图所示，一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中．问题：下列情况能不能使圆盘中产生感应电流？甲　　　　　　　　乙(1)如图甲圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动；(2)如图乙圆盘以某一水平直径为轴匀速转动．[解析]　(1)当圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，无论转到什么位置，圆盘中的磁通量不发生变化，不能产生感应电流.(2)当圆盘以某一水平直径为轴匀速转动时，穿过圆盘的磁感线条数不断变化，即圆盘中的磁通量发生变化，圆盘中将产生感应电流.[答案]　(。