第13章 第3节 电磁感应现象及应用（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册（人教版2019）

第3节　电磁感应现象及应用 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 1.进一步认识磁通量的概念，能结合实例对磁通量的变化进行定性的判断和定量计算。 2．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，认识实验观察能力和逻辑思维能力在科学探究过程中的主要作用。 　　经历感应电流产生条件的探究活动，提高分析论证能力。 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．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。 [对应学生用书P137] 1．判断下列说法的正误。(对的画“√”，错的画“×”) (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)穿过闭合线圈的磁通量发生变化时，线圈内部就一定有感应电流产生。(　　√　　) (3)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。(　　√　　) (4)不论电路是否闭合，只要电路中磁通量发生变化，电路中就有感应电流。(　　×　　) 2．(知识拓展)产生感应电流的另外两种情况。 一、划时代的发现 1．“电生磁”的发现：1820年，奥斯特发现了电流的磁效应。 2．“磁生电”的发现：1831年，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。 二、产生感应电流的条件 1．探索感应电流产生的条件 (1)实验装置 (2)实验过程 开关和变阻器的状态 线圈B中是否有电流 开关闭合瞬间 有 开关断开瞬间 有 开关闭合时，滑动变阻器滑片不动 无 开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片 有 2.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。 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。 [对应学生用书P138] 探究点一___磁通量的变化 　　　　　　　　 1．引起磁通量变化的原因 (1)当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝B·ΔS。 (2)当B变化，S不变时，ΔΦ＝ΔB·S。 (3)B和S同时变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1。但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS。 2．磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的比较 (1)Φ是状态量，是闭合回路在某时刻(某位置)穿过回路的磁感线的条数，当磁场与回路平面垂直时Φ＝BS。 (2)ΔΦ是过程量，它表示回路从某一时刻到另一时刻磁通量的改变量，即ΔΦ＝Φ2－Φ1。 【例1】 如图所示，一个水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁体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 D　解析：要知道线圈在下落过程中磁通量的变化情况，就必须知道条形磁体在磁极附近磁感线的分布情况，条形磁体在N极附近的磁场分布情况如图所示，由图可知线圈中磁通量是先减少，后增加，D正确。 [练1] 如图所示，在条形磁体外面套着一个圆环，当圆环由磁体N极向下平移到磁体S极的过程中，圆环所在处的磁感应强度和穿过圆环的磁通量变化的情况是(　　　　　) A．磁感应强度和磁通量都逐渐增大 B．磁感应强度和磁通量都逐渐减小 C．磁感应强度先减弱后增强，磁通量先增大后减小 D．磁感应强度先增强后减弱，磁通量先减小后增大 C　解析：当圆环由磁体N极向下平移到磁体S极的过程中，磁感应强度先减弱后增强；磁体内部磁感线与外部磁感线的总数相等，所以穿过圆环的磁感线条数一定是内部大于外部，则外部磁感线条数越多，总磁通量越小，所以穿过圆环的磁通量先增大后减小，C正确。 探究点二___探究产生感应电流的条件 　　　　　　　　　　　　　　　　 实验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。 导体棒左右平动、前后平动、上下平动，观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表1中。 表1 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 向左摆动 向后平动 不摆动 向左平动 向右摆动 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；前后平动、上下平动时，导体棒都不切割磁感线，没有感应电流产生 实验2　向线圈中插入磁体，把磁体从线圈中拔出 如图所示，把磁