13.3　电磁感应现象及应用（导学案-原卷版）

PAGE1§13-3电磁感应现象及应用一、学习目标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，知道什么是电磁感应现象.2.通过实验，探究和理解感应电流的产生条件.3.了解电磁感应现象的应用，能够运用感应电流的产生条件判断能否产生感应电流．二、学习过程【问题探究】1825年，瑞士科学家科拉顿用实验探索如何产生感应电流。如图，他将“电流表”和线圈分别放在两个房间里，并用导线连成闭合回路。他用磁铁在线圈中插进或拔出进行实验时，并在两个房间之间跑来跑去，结果没有观察到感应电流。科拉顿看不到实验现象的原因是___________。后来由科学家______发现了电磁感应现象。【知识点1】划时代的发现1．“电生磁”的发现：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应．2．“磁生电”的发现：1831年，英国物理学家法拉第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，产生的电流叫作感应电流．例题1、在电磁学的发展过程中，许多物理学家做出了贡献，以下说法正确的是（）A．奥斯特认为安培力是带电粒子所受磁场力的宏观表现，提出了著名的洛伦兹力公式B．法拉第通过实验总结出了电磁感应规律，并制造了世界上第一台手摇发电机C．安培通过实验发现了通电导线周围存在磁场，首次揭示了电与磁的联系D．欧姆在前人工作的基础上通过实验研究总结出了电流通过导体时产生的热量跟电流的关系——焦耳定律例题2、如图所示的实验示意图中，用于探究“磁生电”的是（）A． B．C． D．【知识点2】实验：探究感应电流产生的条件（一）实验原理1.由电流表指针偏转方向与电流方向的关系，找出感应电流的方向。2.通过实验，观察分析原磁场方向和磁通量的变化，记录感应电流的方向，然后归纳出感应电流的方向与原磁场方向、原磁通量变化之间的关系。（二）实验器材条形磁体，螺线管，灵敏电流计，导线若干，干电池，滑动变阻器，开关，电池盒。（三）进行实验1.探究电流表指针偏转方向和电流方向之间的关系。实验电路如图1甲、乙所示：结论：电流从哪一侧接线柱流入，指针就向哪一侧偏转，即左进左偏，右进右偏。（指针偏转方向应由实验得出，并非所有电流表都是这样的）2.探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向（1）按图2连接电路，明确螺线管的绕线方向。（2）按照控制变量的方法分别进行N极（S极）向下插入线圈和N极（S极）向下时抽出线圈的实验。（3）观察并记录磁场方向、电流方向、磁通量大小变化情况，并将结果填入表格。甲乙丙丁条形磁体运动的情况N极向下插入线圈S极向下插入线圈N极朝下时拔出线圈S极朝下时拔出线圈原磁场方向（“向上”或“向下”）穿过线圈的磁通量变化情况（“增加”或“减少”）感应电流的方向（在螺线管上方俯视）逆时针顺时针顺时针逆时针感应电流的磁场方向（“向上”或“向下”）原磁场与感应电流磁场方向的关系（4）整理器材。（四）实验结果分析根据上表记录，得到下述结果：甲、乙两种情况下，磁通量都增加，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，阻碍磁通量的增加；丙、丁两种情况下，磁通量都减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，阻碍磁通量的减少。感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。（五）注意事项1.确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系时，要用试触法并注意减小电流强度，防止电流过大或通电时间过长损坏电流表。2.电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计。3.实验前设计好表格，并明确线圈的绕线方向。4.按照控制变量的思想进行实验。5.进行一种操作后，等电流计指针回零后再进行下一步操作。（六）实验结论：产生感应电流的条件，当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流．例题3、某同学使用如图所示的器材研究“影响感应电流方向的因素”。（1）在图中用实线代替导线将实验器材连成实验电路______；（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：①将线圈A迅速插入线圈B时，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏；②线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器的阻值调大时，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏；（3）在上述操作中，如果线圈B与灵敏电流计断开，则线圈B中________。A．因电路不闭合，无电磁感应现象B．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势C．若已知线圈A和线圈B的绕向，不能用楞次定律判定线圈B两接线柱的电势高低D．若已知线圈A和线圈B的绕向，可以用楞次定律判定线圈B两接线柱的电势高低例题4、如图为“研究电磁感应现象”的实验装置，线圈A放在线圈B中，在闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向右偏转.下列说法中正确的是（）A．闭合开关后，将线圈A从线圈B中抽出时，电流计指针向右偏转B．闭合开关后，滑片P向右滑动时，电流计指针向右偏转C．闭合开关后，线圈A、B保持不动，电流计指针一直向右偏转D．断开开关瞬间，电流计指针向右偏转§13-3电磁感应现象及应用作业班级：学号：姓名：一、选择题1．管道髙频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接，焊机的原理如图所示，圆管通过一个接有高频交流电源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为（）A．奥斯特 B．安培 C．法拉第 D．库仑2．下列说法中正确的有（）A．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生B．只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中一定会产生感应电流C．闭合电路在磁场内做切割磁感线运动，闭合电路中一定会产生感应电流D．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生3．如图所示，一根直导线穿过圆环a的对称轴和圆环b的中心轴线，三者相互绝缘，当导线中的电流突然增大时，下列说法中正确的是（）A．两环都产生感应电流 B．a环产生感应电流，b环无感应电流C．两环都无感应电流 D．b环产生感应电流，a环无感应电流4．如图所示，一个闭合金属圆环用绝缘细线挂于O点，将圆环拉离平衡位置并由静止释放，圆环摆动过程中经过有界的水平方向的匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直边界，磁场方向垂直于圆环所在平面向里，若不计空气阻力，则（）A．圆环向右穿过磁场后，还能摆到释放位置B．圆环进入磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大C．在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流D．圆环最终将静止在平衡位置5．如图所示，1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上，A线圈与电源、滑动变阻器组成一个回路，B线圈与开关、电流表G组成另一个回路。通过多次实验，法拉第终于总结出产生感应电流的条件。关于该实验下列说法正确的是（）A．闭合开关S的瞬间，电流表G中有的感应电流B．闭合开关S的瞬间，电流表G中有的感应电流C．闭合开关S后，在增大电阻的过程中，电流表G中有的感应电流D．闭合开关S后，在增大电阻的过程中，电流表G中有的感应电流6．图中能产生感应电流的是（）A． B．C． D．7．如图所示有三种实验装置，下列选项中能使装置产生感应电流的操作是（）A．甲图中，使导体棒AB顺着磁感线方向运动B．乙图中，使条形磁铁在线圈中保持不动C．乙图中，使条形磁铁插入或拔出线圈D．丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A在大螺线管B中保持不动8．图示中，正方形闭合线圈始终在匀强磁场中运动，线圈中能产生感应电流的是（）A．水平方向匀速运动 B．水平方向匀速运动C．绕轴转动 D．绕轴转动9．穿过闭合回路的磁通量Φ与时间t关系的图象分别如图所示，闭合回路中不能产生感应电流的是（）A． B．C． D．10．下列装置中是利用电磁感应原理工作的是（）A．电动机 B．话筒C．电磁继电器 D．扬声器二、非选择题11．科学家通过长期研究，发现了电和磁的联系，其中最重要的两项研究如图所示．（1）研究电磁感应现象的装置是__________（“甲”或“乙”）图，根据这一现象，制成了__________（“电动机”或“发电机”）．（2）研究通电导线在磁场中的受力情况现象的装置是__________（“甲”或“乙”）图，根据这一现象，制成了__________（“电动机”或“发电机”）．12．实验：探究感应电流产生的条件（1）实验一：如图所示，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”）（2）实验二：如图所示，当条形磁铁插入或拔出线圈时，线圈中________电流产生，但条形磁铁在线圈中静止不动时，线圈中________电流产生。（均选填“有”或“无”）（3）实验三：如图所示，将小螺线管A插入大螺线管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”）13．如图所示，矩形异线框abcd位于竖直放置的通电长直导线附近，导线框和长直导线在同一竖直平