13-3电磁感应现象及应用（原卷版）-2022-2023学年高二物理备课必备讲义（人教2019必修第三册）

第十三章电磁感应与电磁波初步13.3电磁感应现象及应用目标导航目标导航课程标准课标解读1.了解电磁感应现象发现的过程，体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神。2．通过实验，探究和理解感应电流的产生条件。3．能够运用感应电流的产生条件判断能否产生感应电流。1．了解电磁感应现象曲折的发现过程，学习法拉第坚持理想信念、不畏艰辛、勇于探索的科学精神。2．经历感应电流产生条件的探究活动，提高分析论证能力。3．通过模仿法拉第的实验，归纳得出产生感应电流的条件。学会通过现象分析归纳事物本质特征的科学思维方法，认识实验观察能力与逻辑思维能力在科学探究过程中的重要作用。4．了解电磁感应现象发现的重大历史意义和电磁感应现象的广泛应用，体会科学、技术对人类文明的推动作用。知识精讲知识精讲知识点01划时代的发现1．“电生磁”的发现1820年，丹麦物理学家发现了电流的磁效应．2．“磁生电”的发现1831年，英国物理学家发现了电磁感应现象．3．电磁感应法拉第把他发现的磁生电的现象叫作电磁感应，产生的电流叫作．【即学即练1】首先发现电流的磁效应和电磁感应现象的物理学家分别是()A．安培和法拉第 B．法拉第和楞次C．奥斯特和安培 D．奥斯特和法拉第知识点02产生感应电流的条件1．实验：探究感应电流产生的条件(1)实验一：如图1所示，导体棒AB做切割磁感线运动时，线路中电流产生，而导体棒AB顺着磁感线运动时，线路中电流产生．(均选填“有”或“无”)图1(2)实验二：如图2所示，当条形磁体插入或拔出线圈时，线圈中电流产生，但条形磁体在线圈中静止不动时，线圈中电流产生．(均选填“有”或“无”)图2(3)实验三：如图3所示，将小线圈A插入大线圈B中不动，当开关S闭合或断开时，电流表中电流通过；若开关S一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中电流通过；而开关S一直闭合，滑动变阻器的滑动触头不动时，电流表中电流通过．(均选填“有”或“无”)图3(4)归纳总结：实验一中：导体棒做切割磁感线运动，回路的有效面积发生变化，从而引起了磁通量的变化，产生了感应电流．实验二中：磁体插入或拔出线圈时，线圈中的磁场发生变化，从而引起了磁通量的变化，产生了感应电流．实验三中：开关闭合、断开或滑动变阻器的滑动触头移动时，小线圈A中电流变化，从而引起穿过大线圈B的磁通量变化，产生了感应电流．三个实验共同特点是：产生感应电流时闭合回路的磁通量都发生了变化．【即学即练2】某学生做观察电磁感应现象的实验，将电流计、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路．当他接通、断开开关时，电流计的指针都没有偏转，其原因是()A．开关位置接错B．电流计的正、负接线柱接反C．线圈B的接头3、4接反D．蓄电池的正、负极接反知识点03电磁感应现象的应用生产、生活中广泛使用的变压器、等都是根据电磁感应制造的．【即学即练3】(多选)我国已经制定了“嫦娥”登月计划。假如宇航员登月后想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断不正确的是()A．直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场的有无B．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场C．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表有示数，则可判断月球表面有磁场D．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场能力拓展能力拓展考法01磁通量的变化1．磁感应强度B不变，有效面积S发生变化。如图(a)所示。2．有效面积S不变，磁感应强度B发生变化。如图(b)所示。3．磁感应强度B和有效面积S都不变，它们之间的夹角发生变化。如图(c)所示。【典例1】如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，若使线框逐渐远离(平动)通电导线，则穿过线框的磁通量将()A．逐渐增大 B．逐渐减小C．保持不变 D．不能确定考法02实验：探究感应电流产生的条件【典例2】如图为研究电磁感应现象的实验装置．下列哪种情况下电流表指针不会偏转()A．闭合开关的瞬间B．闭合开关后，电路中电流稳定时C．闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片时D．闭合开关后，把线圈A从线圈B中拉出时考法03产生感应电流的判定判断是否产生感应电流的技巧1．电路闭合和磁通量发生变化是产生感应电流的两个条件，二者缺一不可．2．磁通量发生变化，其主要内涵体现在“变化”上，磁通量很大，若没有变化，也不会产生感应电流．若开始时磁通量虽然是零，但是磁通量是变化的，仍然可以产生感应电流．【典例3】(多选)如图所示，正方形线圈处在电流恒定的长直导线形成的磁场中：甲向右平动，乙向下平动，丙绕轴转动(ad边向外)，丁向上平动(丁线圈有个缺口)。则线圈中能产生感应电流的是()A．甲线圈 B．乙线圈C．丙线圈 D．丁线圈分层提分分层提分题组A基础过关练1.在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是()A．将绕在条形磁体上的线圈与电流表组成闭合回路，然后观察电流表示数的变化B．在通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，一段时间后观察电流表示数的变化C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁体后，再到相邻房间去观察电流表示数的变化D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表示数的变化2.(多选)下图中能产生感应电流的是()3.如图所示，线圈平面与条形磁铁的轴线垂直，现将线圈沿轴线由A点平移到B点，穿过线圈磁通量的变化情况是()A．变大 B．先变大，后变小C．不变 D．变小4.(多选)闭合线圈按如图所示的方式在磁场中运动，则穿过闭合线圈的磁通量发生变化的是()5.如图所示，在同一平面内有四根彼此绝缘的直导线，分别通有大小相同、方向如图所示的电流，要使由四根直导线所围成的面积内的磁通量增加，则应切断哪一根导线中的电流()A．切断i1 B．切断i2C．切断i3 D．切断i46.如图甲所示为法拉第在研究电磁感应时用过的线圈，其工作原理如图乙所示，则实验中不会使电流表指针发生偏转的是()A．保持开关闭合B．开关闭合瞬间C．开关断开瞬间D．移动滑动变阻器滑片7.(多选)如图所示，电流表与螺线管组成闭合电路，以下能使电流表指针偏转的是()A．将磁铁插入螺线管的过程中B．磁铁放在螺线管中不动时C．将磁铁从螺线管中向上抽出的过程中D．磁铁静止而将螺线管向上移动8.在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示。它们是：①电流计、②直流电源、③带铁芯(图中未画出)的线圈A、④线圈B、⑤开关、⑥滑动变阻器(1)试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线)。(2)实验表明，当穿过闭合回路的________发生变化时，闭合电路中就会有电流产生。(3)怎样才能使线圈B中有感应电流产生？试列举出两种方法：①_____________________________________________________；②______________________________________________________。题组B能力提升练9.某实验装置如图所示，在铁芯P上绕有两个线圈A和B，如果线圈A中电流i与时间t的关系有甲、乙、丙、丁四种情况，如图所示，则在t1～t2这段时间内，能在线圈B中产生感应电流的是()A．甲 B．乙C．丙 D．丁10.如图所示，固定的长直导线中通有恒定电流，一矩形线框从abcd位置向右平移到a′b′c′d′位置的过程中，关于穿过线框的磁通量变化情况，下列叙述正确的是(线框平行于纸面且与导线相互绝缘)()A．一直增加B．一直减少C．先增加后减少D．先增加，再减少到零，然后再增加，最后再减少11.如图所示，一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内，螺线管的中心线恰好和线圈的一条直径MN重合．要使线圈a中产生感应电流，可采用的方法有()A．使螺线管在线圈a所在平面内转动B．使螺线管中的电流发生变化C．使线圈a以MN为轴转动D．使线圈a以与MN垂直的直径为轴转动12.(多选)如图所示，在“口”字形闭合铁芯上绕有一组线圈，线圈与滑动变阻器、电池、开关构成闭合电路，a、b、c、d四个闭合金属圆环套在铁芯上．假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯内，当滑动变阻器的滑片左右滑动时，能产生感应电流的圆环是()A．a环 B．b环C．c环 D．d环13.如图所示，这是三个成功的演示实验，回答下列问题。(1)在实验中，电流表指针偏转的原因是______________________________。(2)第一个成功实验(如图a)中，将条形磁铁从同一高度插入到线圈中同一位置，快速插入和缓慢插入有什么量是相同的？______________，什么量是不同的？______________。(3)从三个成功的演示实验可归纳出的结论是：___________________________________________________________________________________。题组C培优拔尖练14.如图所示，一有界匀强磁场，宽度为d，使一边长为l的正方形导线框以速度v向右匀速通过磁场区域，若d＞l，则导线框通过磁场过程中，导