13.3 电磁感应现象及应用 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理课件聚焦“电磁感应现象及应用”，以奥斯特“电生磁”引入法拉第“磁生电”的历史发现，通过导体棒切割磁感线、磁体在线圈中运动等实验探究，构建前后知识脉络，助力学生掌握感应电流产生条件。 其亮点在于融合科学探究（多组实验操作与现象记录）、科学思维（归纳磁通量变化四类情况）、科学态度与责任（法拉第科学精神），结合典例剖析与易错解析，深化物理观念，教师使用可高效提升学生综合素养。

第十三章　电磁感应与电磁波初步 3. 电磁感应现象及应用 学 习 目 标 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。(科学态度与责任) 2.经历感应电流产生条件的探究活动,提高分析论证能力。(科学探究) 3.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。(科学思维) 4.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。(物理观念) 5.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。(科学态度与责任) 基础落实·必备知识全过关 一、划时代的发现 1.“电生磁”的发现 1820年,丹麦物理学家　　　　发现了电流的磁效应。  2.“磁生电”的发现 1831年,英国物理学家　　　　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定名为电磁感应,产生的电流叫 作　　　　。 奥斯特 法拉第 感应电流 二、产生感应电流的条件 1.(1)导体棒在磁场中运动 实验装置 实验操作 回路中有无电流   导体棒静止或平行于磁感线运动 　　  导体棒做切割磁感线运动 　　  无 有 (2)磁体在线圈中运动 实验装置 实验操作 线圈中有无电流   条形磁体在线圈中插入或拔出时 　　  条形磁体在线圈中静止不动 　　  有 无 (3)模拟法拉第的实验 实验装置 实验操作 线圈中有 无电流   开关S闭合或断开瞬间 　　  开关S闭合,改变滑动变阻器阻值 　　  开关S一直闭合,且滑动变阻器滑片位置不动 　　  有 有 无 2.感应电流产生的条件 当穿过闭合导体回路的磁通量发生　　　时,闭合导体回路中就产生感应电流。 变化 三、电磁感应现象的应用 根据电磁感应现象制造的发电机开辟了人类社会的电气化时代。生产、生活中广泛使用的变压器、电磁炉等也是根据电磁感应制造的。 情境链接 如图所示,怎样利用条形磁体在螺线管内产生感应电流? 提示:条形磁体插入或拔出螺线管;条形磁体不动,螺线管靠近或远离条形磁体。 教材拓展 阅读教材第114页“问题”,当导体做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流,试分析该过程中的能量转化情况,并提出一种增大感应电流的方法。 提示:导体的动能转化为电能,电能最终转化为导体的内能;增大导体的动能,即导体做加速切割磁感线运动。 易错辨析 (1)有电流即产生磁场。 (　　) (2)有磁场即产生电流。 (　　) (3)只要闭合电路内有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生。 (　　) (4)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。 (　　) 提示:当磁场、电路满足一定条件时,才能产生电流。 提示:闭合电路中的磁通量不变化,是不会产生感应电流的。 提示:磁通量发生变化,而螺线管回路不闭合,是不会产生感应电流的。 √ ×　 ×　 ×　 (5)闭合电路的部分导体在磁场中运动就会产生感应电流。 (　　) (6)线框不闭合时,即使穿过线框的磁通量发生变化,线框中也没有感应电流 产生。 (　　) 提示:只有闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时,闭合回路中才会产生感应电流。 √ ×　 重难探究·能力素养全提升 探究点一　电磁感应现象与电流的磁效应 导学探究 想一想,电磁炮和家用电磁炉各自是根据什么工作的呢? 提示:电磁炮的工作原理是电流的磁效应,家用电磁炉的工作原理是电磁感应。 知识归纳 二者的关系 1.区别:“动电生磁”是指运动电荷周围产生磁场;“动磁生电”是指线圈内的磁通量发生变化而在闭合线圈内产生了感应电流。 2.联系:二者都是反映了电流与磁场之间的关系。 典例剖析 【例1】如图所示是机场的安检人员用手持金属探测器检 查乘客的情境。当探测线圈靠近金属物体时,在金属探测 器中就会产生电流,如果能检测出这种变化,就可以判定探 测线圈附近有金属物体了。下列选项能反映出金属探测器 工作原理的是(　　) B　 解析:探测器靠近金属物体时,相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线,从而产生了电流。选项B是导体棒切割磁感线,选项C是通电导体在磁场中受力运动,选项A、D是电流的磁效应。B正确。 方法技巧　电磁感应现象单指磁场产生电流的现象,而电流的磁效应是指电流产生磁场。 对点演练 1.(多选)下列说法正确的是(　　) A.发现电磁感应现象的科学家是奥斯特,发现电流磁效应的科学家是法拉第 B.奥斯特的思维和实践没有突破当时人类对电和磁认识的局限性 C.产生感应电流的原因都与变化或运动有关 D.电磁感应现象的发现使人们找到了“磁生电”的方法,开辟了人类的电气化时代 CD 解析:奥斯特发现了电流的磁效应,他的思维和实践突破了人类对电与磁认识的局限性,发现电磁感应现象的科学家是法拉第,A、B错误。产生感应电流的原因都与变化或运动有关;电磁感应现象的发现,宣告了电磁学的诞生,开辟了人类的电气化时代,C、D正确。 探究点二　探究产生感应电流的条件 导学探究 如图所示,线圈A接电源、开关和滑动变阻器,线圈B接电流表,按照表中实验操作进行实验,观察有无感应电流产生,完成下表。 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 ①　　　  线圈B中磁场⑤_______　　　　时,线圈B中有感应电流;磁场⑥　　　　时,线圈B中无感应电流  开关断开瞬间 ②　　　  开关保持闭合,滑 动变阻器滑片不动 ③　　　  开关保持闭合,迅速移动滑动变阻器的滑片 ④　　　  有 有 无 有 变化 不变 知识归纳 1.产生感应电流的条件 只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流。 Φ变化 的四种 情况 B不变、S变 例:闭合电路的一部分导体切割磁感线时 B变、S不变 例:线圈与条形磁体发生相对运动时 B和S都变 注意:此时可由ΔΦ=Φt-Φ0计算磁通量的变化 B和S大小都不变,但二者之间的夹角变 例:线圈在匀强磁场中转动时 2.感应电流有无的判断 引起感应电流的表面因素很多,但本质的原因是磁通量的变化。只要穿过闭合电路的磁通量变化,闭合电路中就有感应电流产生。 穿过闭合电路的磁通量发生变化,大致有以下四种情况: 特别提示　电路为闭合电路,穿过电路的磁通量发生变化。两条必须同时满足,才能产生感应电流。 典例剖析 【例2】如图所示,矩形线圈与磁场垂直,且一半在匀强磁场内,一半在匀强磁场外。下述操作能使线圈中产生感应电流的是(　　) A.以bc为轴转动45°　　 B.以ad为轴转动45° C.将线圈向下平移 D.将线圈向上平移 B 画出以bc或ad为轴转动的侧视图,分别如图甲、乙所示。当线圈以bc为轴转动45°时,ad还没有进入磁场,这样,穿过线圈的磁感线的条数没有发生变化,磁通量不发生改变,所以在回路中不会产生感应电流,A错误。当以ad为轴转动45°时,有效面积减小,这样,穿过线圈的磁感线的条数将不断减少,所以在回路中会产生感应电流,B正确。当将线圈向下平移或者向上平移时,穿过线圈的磁感线的条数均没有发生变化,磁通量不发生改变,所以在回路中不会产生感应电流,C、D错误。 甲 乙 教你析题 读取题干 获取信息 矩形线圈与磁场垂直,一半在匀强磁场内 计算磁通量Φ=BS时,S为垂直磁场方向上的线圈的有效面积 能使线圈中产生感应电流 穿过线圈的磁通量需变化 教你破题 方法技巧　判断是否产生感应电流的技巧 1.电路闭合和磁通量发生变化是产生感应电流的两个条件,二者缺一不可。 2.磁通量发生变化,其主要内涵体现在“变化”上,磁通量很大,但若没有变化,也不会产生感应电流,开始磁通量是零,但如果变化,仍然可以产生感应电流。 3.产生感应电流的实质是其他形式的能转化为电能。 对点演练 2.(多选)下列选项所描述的物理情境,会产生感应电流的是(　 　) BCD 解析:开关S闭合稳定后,穿过线圈N的磁通量保持不变,线圈N中不会产生感应电流,A错误;磁体向铝环A靠近,穿过铝环A的磁通量增大,铝环A中会产生感应电流,B正确;金属框从A位置向B位置运动,穿过金属框的磁通量发生变化,金属框中会产生感应电流,C正确;铜盘在磁场中按题图所示方向转动,铜盘的一部分切割磁感线,回路中会产生感应电流,D正确。 学以致用·随堂检测全达标 1.(产生感应电流的判断)(多选)下列回路中不能产生感应电流的是(　　) A.图甲中条形磁体向右匀速移动 B.图乙中水平面上两根金属棒处于竖直向上的匀强磁场中分别向两侧匀速移动 C.图丙中水平圆形线圈的正上方通入增大的电流 D.图丁中矩形线圈水平向右运动 CD 解析:图甲中条形磁体向右匀速移动,闭合线圈内磁通量发生变化,可以产生感应电流,故A不符合题意;图乙中两根金属棒以一定的速度向相反方向运动,穿过闭合回路的磁通量增大,可以产生感应电流,故B不符合题意;根据通电直导线周围磁场的分布规律以及对称性可知圆形线圈中的磁通量始终为零,不能产生感应电流,故C符合题意;图乙中矩形线圈以一定的速度水平向右运动,矩形线圈中的磁通量不变,不能产生感应电流,故D符合题意。 2.(产生感应电流的判断)在如图所示的各图中,闭合线框中能产生感应电流的是(　　) A.甲和乙 B.甲和丙 C.乙和丁 D.丙和丁 A 解析:甲中磁通量周期性变化,乙中磁通量减小,丙中磁通量为0且不变,丁中磁通量始终不变,故能产生感应电流的是甲和乙,A正确。 (1)给出的实物图中,1接线柱与　　　　接线柱连接;5接线柱与______接线柱连接(选填数字)。　　 (2)接好电路,闭合开关瞬间,电流表指针　　　　(选填“偏转”或“不偏转”)。 (3)电路稳定后,电流表指针　　　　　　　　　　(选填“偏转”或“不偏转”);迅速移动滑动变阻器的滑片,电流表指针　　　　　　　(选填“偏转”或“不偏转”)。 (4)根据以上实验得:产生感应电流的条件是 3.(探究产生感应电流的条件)我们可以通过以下实验,来探究产生感应电流的条件。 2 偏转 不偏转 偏转 闭合回路的磁通量发生变化 ___________________________。 3 $