第三讲 电磁感应现象及应用 导学案-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第三讲 电磁感应现象及应用 一．认识电磁感应现象 1.电生磁 丹麦物理学家奥斯特发现，沿南北方向放置的导线通电后，其下方与导线平行的小磁针会发生偏转，这种现象称为电流的磁效应，揭示了电现象与磁现象之间存在密切联系。 2.磁生电 英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，即“磁生电”现象（俗称“动磁生电”），他把这种现象定名为电磁感应，产生的电流叫作感应电流。并且法拉第首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究。 例1.下列说法正确的是（ ） A.法拉第发现了电流的磁效应，和他坚信电和磁之间一定存在着联系的哲学思想是分不开的 B.库仑首先引入电场线和磁感线，极大地促进了他对电磁现象的研究 C.法国学者安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流，从而使每个物质微粒都成为微小的磁体 D.奥斯特通过十年之久的努力，终于发现了电磁感应现象 例2.下列物理现象属于电磁感应的是（ ） A.通电导线周围产生磁场 B.录音机使电流信号录入磁带 C.磁带经过录音机的磁头时，还原出电流信号 D.电流经过导体时导体发热 二．感应电流的产生条件 1.实验探究感应电流产生的条件 产生感应电流的现象： （1）开关断开、闭合的瞬间； （2）向左或向右移动滑动变阻器的滑片； （3）铁芯向下进入线圈，或向上拔出线圈； （4）ab棒切割磁感线； 以上操作的共同特征：改变了闭合导体回路中的磁通量。 2.感应电流的产生条件 （1）导体回路是闭合的； （2）穿过导体回路的磁通量发生了变化。 例3.（多选）现将电池组、滑动变阻器、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向左加速滑动时，电流计指针向右偏转，由此可以判断（ ） A.线圈A向下移动或滑动变阻器的滑片P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转 B.线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转 C.滑动变阻器的滑片P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央 D.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 三．引起磁通量变化的方式 1.回路有效面积不变，改变磁感应强度的大小； 2.磁感应强度不变，改变回路的有效面积，有两种方式； （1）直接改变闭合回路的面积来改变有效面积； （2）通过改变磁感线和线圈平面之间的夹角θ来改变有效面积； 3.磁感应强度和回路的有效面积同时改变 如图所示：弹性线圈向外拉时，净磁通量减少；弹性线圈向里拉时，净磁通量增加； 例4.在如图所示的条件下，闭合矩形线圈能产生感应电流的是（   ） 注意：切割磁感线不一定产生感应电流，必须得有磁通量的变化。 例5.下列各图所示的情况中，线圈中能产生感应电流的是（ ） 例6.（多选）如图所示，水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系。四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置，两长直导线中的电流大小与变化情况完全相同，电流方向如图所示，当两直导线中的电流都增大时，四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是（ ） A.线圈a中无感应电流 B.线圈b中有感应电流 C.线圈c中有感应电流 D.线圈d中无感应电流 例6题图 例7题图 例7.在闭合铁芯上绕有一组线圈，线圈与滑动变阻器、电源构成闭合电路，假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯内，a、b、c三个闭合金属圆环的位置如图所示。当滑动变阻器的滑片滑动时，能产生感应电流的圆环是（ ） A.a、b B.b、c C.a、c D.a、b、c 例8.如图所示，金属裸导线框abcd放在水平光滑金属导轨上，向右运动，空间中存在垂直水平面向下的匀强磁场，导轨和导线框中分别接有灵敏电流计G1、G2，则（ ） A.G1表的指针和G2表的指针都发生偏转 B.G1表的指针发生偏转，G2表的指针不发生偏转 C.G1表的指针不发生偏转，G2表的指针发生偏转 D.G1表的指针和G2表的指针都不发生偏转 巩固提升 1.一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动，磁场方向水平向右，已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次由位置D到位置C的过程中，下列对穿过线