13.3 电磁感应现象及应用 教学设计 -2025-2026学年高二上学期物理同步练习分类专题教案（人教版2019必修第三册）

本文围绕电磁感应现象及应用展开，介绍其发现过程、产生条件及对现代社会影响。承接电磁学相关知识，为后续深入学习电磁理论奠基。通过实验探究、例题分析等环节，培养学生物理观念、科学思维、科学探究及科学态度与责任等核心素养。 本设计创新点在于理论与实例紧密结合，采用实验法、讲练结合法。能提升学生批判性思维，为教师提供清晰授课路径，有效突破感应电流产生条件这一教学难点，增强课堂互动性。

第十三章 电磁感应与电磁波初步 课时13.3 电磁感应现象及应用 1. 了解电磁感应的发现过程。 2. 通过实验，了解电磁感应现象，了解产生感应电流的条件。 3. 知道电磁感应现象的应用及其对现代社会的影响。 （一）划时代的发现 1. 1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。 2. 电磁感应现象：由磁场得到电流的现象叫作电磁感应，产生的电流叫作感应电流。 （二）探究感应电流产生的条件 1. 实验电路图 2. 实验过程 实验操作 实验现象 （线圈B中有无电流） 分析论证 开关闭合瞬间 有 线圈B中磁场变化时，线圈B中有感应电流；线圈B中磁场不变时，线圈B中无感应电流 开关断开瞬间 有 开关保持闭合，滑动变阻器滑片不动 无 开关保持闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片 有 3. 实验结论 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。 考点 感应电流产生条件的理解和应用 1. 判断电路中能否产生感应电流的一般流程 2. 对导体切割磁感线的理解及应注意的问题 在利用“切割”来讨论和判断有无感应电流时，应该注意： （1）导体是否将磁感线“割断”，如果没“割断”，就不能说切割。如图所示，（a）、（b）两图中，导体棒是真“切割”，而（c）图中，导体棒没有切割磁感线。 （2）即使导体真“切割”了磁感线，也不能保证就能产生感应电流。如图所示，对于图甲（匀强磁场），尽管导体“切割”了磁感线，但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化，没有感应电流产生；对于图乙，导线框的一部分“切割”了磁感线，穿过线框的磁通量减少，线框中有感应电流产生；对于图丙，闭合导线框在非匀强磁场中运动，切割了磁感线，同时穿过线框的磁通量减少，线框中有感应电流产生。 （3）即使是闭合回路的部分导体做切割磁感线运动，也不能保证一定产生感应电流。如图所示，导线框abcd的一部分在匀强磁场中上下平动，尽管是部分切割，但在线框中没有感应电流产生。 基础过关练 题组一　认识电磁感应现象 1.(2025江苏百校联考)下列现象中利用的主要原理与电磁感应有关的是 (　　) 　 　　　　 　　　　 A.如图甲，导线通电后，小磁针发生偏转 B.如图乙，摇动电线，电流计指针发生偏转 C.如图丙，通电后，导电液体旋转 D.如图丁，通电后弹簧上下振动 题组二　探究感应电流产生的条件 2.(2025陕西延安月考)在“探究感应电流产生的条件”实验中，某同学将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关组成的部分电路已连接好，如图所示。 (1)请使用两根导线，将电路补充完整。 (2)此实验中使用的电表应是　　　　。(填选项前的字母)  A.灵敏电流计 B.大量程的电压表 C.倍率适宜的电阻表 (3)正确选择电表和连接电路后，开始实验探究。下列说法正确的是　　　　。  A.开关闭合后，线圈A插入线圈B中或从线圈B中拔出，都不会引起电表的指针偏转 B.线圈A插入线圈B中后，在开关闭合和断开的瞬间，电表的指针均会偏转 C.开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，电表的指针静止在中央零刻度 D.开关闭合后，只要移动滑动变阻器的滑片P，电表的指针一定会偏转 题组三　感应电流有无的判断 3.(2025四川绵阳月考)如图所示，竖直放置的长直导线通有恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，在下列情况中线框中不能产生感应电流的是 (　　) A.导线中的电流变大 B.线框以PQ为轴转动 C.线框向右平动 D.线框以AB边为轴转动 4.(2025江苏泰州期末)下列各图中能产生感应电流的是 (　　) 　　　　 　　　　　　　　 5.(2025山东威海期中)如图所示的装置，在下列各种情况中，不能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中产生感应电流的是 (　　) A.开关S接通的瞬间 B.开关S接通后，电路中电流稳定时 C.开关S接通后，滑动变阻器滑片滑动时 D.开关S断开的瞬间 6.(2025河南信阳期中)如图所示，一有界匀强磁场，宽度为d，将一边长为l的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域，若d>l，则线圈中不产生感应电流的时间等于 (　　) A.　　　　B.　　　　C.　　　　D. 7.(2024山东济宁期中联考)地下电缆方向及深度探测装置示意图如图所示，圆形金属线圈可沿水平面不同方向运动，若水平地面Oxy下有一平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线，P、M和N为地面上的三点，线圈圆心P点位于导线正上方，MN平行于y轴，PN平行于x轴，P、Q关于导线上下对称。则 (　　) A.电流I在P、Q两点产生的磁感应强度相同 B.线圈沿y方向加速运动时将产生感应电流 C.线圈从图中位置运动到N点过程中将产生感应电流 D.线圈从N点沿直线加速运动到M点过程中将产生感应电流 题组四　电磁感应现象的应用 8.(2025江苏常州期中)在我国南海上有一浮桶式灯塔，其结构如图所示，浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图中阴影部分)，其内部为产生磁场的磁体，磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置圆形线圈能够随波浪相对于磁体沿竖直方向上下运动，线圈与塔灯相连，下列说法不正确的是 (　　) A.当海面无波浪时，该塔灯无法发光 B.该装置的工作原理是电磁感应现象 C.当线圈上下运动时，回路中无感应电流 D.圆形线圈上各位置的磁感应强度大小相等 9.我国自主生产的汽车中配置了一种先进的制动系统——防抱死制动系统(ABS)。它有一个自动控制刹车系统的装置，原理如图，铁质齿轮P与车轮同步转动，它的右侧有一个绕有线圈的磁体，M是一个电流检测器。当车轮带动齿轮转动时，线圈中会产生感应电流。则下列有关ABS的说法正确的是 (　　) A.汽车防抱死制动系统(ABS)正常工作时，汽车车轮一直在滑动 B.齿轮P从图示位置沿顺时针方向转过α角的过程中，穿过线圈的磁通量增大 C.当汽车静止时，齿轮被磁化，穿过线圈的磁通量最大，线圈中产生的感应电流最大 D.当齿轮靠近线圈时被磁化，使穿过线圈的磁通量增大，线圈中产生感应电流 答案与分层梯度式解析 第十三章　电磁感应与电磁波初步 3　电磁感应现象及应用 基础过关练 1.B 3.B 4.D 5.B 6.C 7.C 8.C 9.D 1.B　题图甲中，导线通电后，小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场，A错误；题图乙中，摇动电线切割地磁场的磁感线产生感应电流，电流计指针发生偏转，与电磁感应有关，B正确；题图丙中，通电后导电液体旋转，说明电流在磁场中受到力的作用，C错误；题图丁中，通电后弹簧上下振动，这属于电流之间的相互作用，与电磁感应现象无关，D错误。 2.答案　(1)图见解析　(2)A　(3)BD 解析　(1)将电池组、开关、滑动变阻器、线圈A串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，再将电表与线圈B串联成另一个回路，实物图如图所示。 (2)本实验要使用灵敏电流计来检测电路中是否有电流产生，故选A。 (3)开关闭合后，线圈A插入线圈B中或从线圈B中拔出，穿过线圈B的磁通量都会发生变化，都会产生感应电流，都会引起电表的指针偏转，故A错误；线圈A插入线圈B中后，在开关闭合和断开的瞬间，穿过线圈B的磁通量都会发生变化，线圈B中会产生感应电流，电表的指针均会偏转，故B正确；开关闭合后，只要滑动变阻器的滑片P移动，不论是加速还是匀速，穿过线圈B的磁通量都会变化，都会有感应电流产生，电表的指针都会偏转，故C错误，D正确。 3.B　导线中的电流变大，线框处磁感应强度增大，故穿过线框的磁通量增大，线框中产生感应电流，A不符合题意；线框以直导线PQ为轴转动，由于直导线周围的磁感线是以导线上各点为圆心的同心圆，故穿过线框的磁通量不变化，线框中不能产生感应电流，故B符合题意；线框向右平动时，线框所在处的磁感应强度变小，穿过线框的磁通量变小，线框中产生感应电流，C不符合题意；线框以AB边为轴转动，穿过线框的磁通量发生变化，线框中产生感应电流，D不符合题意。 4.D　题图A中，闭合线圈绕平行于匀强磁场的轴匀速转动，穿过闭合线圈的磁通量始终为零，因此无感应电流，故A错误；题图B中，条形磁体插入有开口的圆环，由于圆环未闭合，因此圆环中无感应电流，故B错误；题图C中，闭合线圈与条形磁体在同一平面内并远离磁体，磁感线与线圈平面平行，穿过闭合线圈的磁通量始终为零，闭合线圈中无感应电流，故C错误；题图D中，平行金属导轨上，两根金属棒与导轨构成闭合回路，当金属棒向相反方向运动时，闭合回路的面积增大，穿过闭合回路的磁通量增大，回路中将产生感应电流，故D正确。 5.B　开关S接通(断开)的瞬间，线圈产生的磁场从无到有(从有到无)，穿过铜质闭合线圈A的磁通量增大(减小)，线圈中产生感应电流，故A、D不符合题意；线圈中通以恒定的电流时，线圈产生恒定的磁场，穿过铜质闭合线圈A的磁通量不变，线圈中没有感应电流产生，故B符合题意；开关S接通后，滑动变阻器的滑片滑动时，回路中电流变化，线圈产生的磁场变化，穿过铜质闭合线圈A的磁通量变化，线圈中产生感应电流，故C不符合题意。 6.C　从线框完全进入磁场到右侧边框将要离开磁场区域过程，穿过线框的磁通量未发生变化，线框中没有感应电流产生，此过程线框运动的距离为d-l，对应的时间为t=，故选C。 7.C　根据安培定则判断可知，电流I在P处和Q处产生的磁感应强度方向相反，故A错误；线圈沿y方向运动，线圈始终在长直导线的正上方，穿过线圈的磁通量始终为零，故线圈中不会产生感应电流，B错误；通有恒定电流的直导线产生的磁场具有对称性，故线圈在P点时的磁通量为零，而线圈在N点时的磁通量不为零，故线圈从P点运动到N点的过程中磁通量发生了变化，将产生感应电流，C正确；由于MN平行于y轴，电流I也平行于y轴，线圈从N点沿直线加速运动到M点过程中，穿过线圈的磁通量始终不变，则不会产生感应电流，故D错误。 8.C　当海面有波浪时，圆形线圈随波浪相对于磁体沿竖直方向上下运动，切割磁感线，回路中产生感应电流，该装置的工作原理是电磁感应现象，B正确，C错误；当海面无波浪时，线圈没有相对于磁体上下运动，则线圈没有切割磁感线，回路中没有感应电流，该塔灯无法发光，A正确；根据对称性可知，圆形线圈上各位置的磁感应强度大小相等，D正确。 9.D　汽车防抱死制动系统(ABS)正常工作时，不停地刹车、放松，类似机械的“点刹”，能防止汽车紧急刹车时因车轮被抱死而方向失控发生侧滑，A错误。分析题意可知该装置的工作原理是：车轮在转动时，被磁化的齿轮产生的磁场使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流。齿轮P从图示位置沿顺时针方向转过α角的过程中，穿过线圈的磁通量先减小，后增大，B错误。当汽车静止时，穿过线圈的磁通量不变，线圈中没有感应电流，C错误。当齿轮靠近或远离线圈时，穿过线圈的磁通量增大或减小，线圈中产生感应电流，D正确。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$