13.3 电磁感应现象及应用 导学案-2022-2023学年高二物理上学期（人教版2019必修第三册）

高二物理必修三13.3《电磁感应现象及应用》导学案学习目标:1．了解电磁感应现象曲折的发现过程，通过实验，探究和理解感应电流的产生条件.2．能够运用感应电流的产生条件判断能否产生感应电流。学习过程:一、划时代的发现1．电流的磁效应引起的逆向思考：用磁体使导线中产生电流……2．法拉第的探索：经历了长达10年的探索，经历了一次次失败，最终领悟到，“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。3．电磁感应：。感应电流：。二、探究感应电流产生的条件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?（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）进行实验实验一：开关和变阻器的状态分析线圈B中是否有电流总结开关闭合瞬间线圈A的电流突然变，则穿过线圈B的磁场突然变强线圈B的面积不变，穿过线圈B的磁场发生变化时，会产生感应电流开关断开瞬间线圈A的电流突然，则穿过线圈B的磁场突然变弱开关闭合时，滑动变阻器不动线圈A的电流，则穿过线圈B的磁场不变开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片线圈A的电流，则穿过线圈B的磁场变化2．产生感应电流的条件：当穿过闭合导体回路的________发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流。3．磁通量的变化(1)_________发生变化；(2)_________发生变化；(3)磁场B与面积S的_____发生变化。例题：如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是()A．线圈中通以恒定的电流B．通电时，使变阻器的滑片P做匀速移动C．通电时，使铜环A相对于铁芯向右做加速移动D．将开关突然断开的瞬间变式训练：线圈在长直导线电流的磁场中做如图所示的运动：A.向右平动，B.向下平动，C.绕轴转动(ad边向里)，D.从纸面向纸外做平动，E.向上平动(E线圈有个缺口)，判断线圈中有没有感应电流？变式训练：(多选)如图所示，线框ABCD从有界的匀强磁场区域穿过，下列说法正确的是()A．进入匀强磁场区域的过程中，ABCD中有感应电流B．在匀强磁场中加速运动时，ABCD中有感应电流C．在匀强磁场中匀速运动时，ABCD中没有感应电流D．离开匀强磁场区域的过程中，ABCD中没有感应电流实验结论：产生感应电流的条件，当穿过闭合导体回路的时，闭合导体回路中就产生感应电流．三、电磁感应现象的应用1．最早的发电机：法拉第的圆盘发电机。2．电厂里的发电机、生产和生活中广泛使用的变压器、电磁炉等都是根据电磁感应制造的。例题：如图是漏电保护器的部分电路图，由金属环，线圈，控制器组成，其工作原理是控制器探测到线圈中有电流时会把入户线断开，即称电路跳闸，下列有关漏电保护器的说法正确的是（）A．当接负载的电线中电流均匀变化时，绕在铁芯上的线圈中有稳定的电流B．当接负载的电线短路或电流超过额定值时，漏电保护器会发出信号使电路跳闸C．只有当接负载的电线漏电时，绕在铁芯上的线圈中才会有电流通过D．当接负载的电线中电流不稳定时，漏电保护器会发出信号使电路跳闸课后作业：1.如图所示的实验示意图中，用于探究“磁生电”的是（）A．B．C．D．2.关于感应电流，下列说法正确的有（）A．只要穿过闭合电路的磁通量不为零，闭合电路中就有感应电流产生B．穿过电路平面的磁通量发生变化时，电路内一定有感应电流产生C．线圈不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也没有感应电流D．只要闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流产生3.现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接．在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向右加速滑动时，电流计指针向右偏转．由此可以推断（）A．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向B．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，电流计指针向右偏转C．滑动变阻器的滑片P匀速向右滑动，电流计指针静止在中央D．线圈A向上移动，电流计指针向左偏转4.如图所示，虚线边界内存在垂直纸面向里的匀强磁场，用绝缘细线系住一闭合金属线圈从P位置释放，经过磁场后在Q位置用手接住。已知磁场区域宽度大于线圈直径，线圈平面始终与纸面平行。在此过程中线圈中有感应电流产生的是（）A．线圈在P位置释放的瞬间 B．线圈从左边界进入磁场的过程中C．线圈在最低点M时 D．线圈在Q位置被接住的瞬间5.如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁N极附近下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ，在这个过程中，线圈中的磁通量()A．是增加的B．是减少的C．先增加，后减少D．先减少，后增加6.一个匝数为n、面积为S的闭合线圈置于水平面上，若线圈内的磁感应强度在时间t内由竖直向下从B1减少到零，再反向增加到B2，则线圈内的磁通量的变化量ΔΦ为()A．n(B2－B1)SB．n(B2＋B1)SC．(B2－B1)SD．(B2＋B1)S7.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8.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．9.如图是电磁炉内部结构及锅的示意图，下列说法正确的是（）A．通电线圈接通交变电流，频率越小，加热越快B．通电线圈接通交变电流，频率越大，加热越快C．通电线圈接通恒定电流，电流越大，加热越快D．将不锈钢锅换成陶瓷锅，电流越大，加热越快10.在“探究感应电流产生的条件”实验中，使用了蓄电池、滑动变阻器、电键、线圈A和线圈B以及灵敏电流计等器材，如图所示。（1）用笔画线代替导线，将实验仪器连接成完整的实验电路_______；（2）写出实验中能产生感应电流的三种方法________、________、________．（3）在将软铁芯拔出线圈A的过程中，观察到灵敏电流计指针向右偏转，那么，闭合电键的瞬间，灵敏电流计将向_________（填写“左”或“右”）偏转。（4）实验得到的结论是_________________。11.如图所示，固定于水平面上的金属架CD