第十三章 3 电磁感应现象及应用-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理必修第三册学习手册（人教版）

高中物理必修第三册（人教版） 例3如图所示为通电长 直导线的磁感线图，等面 积线圈S1、S2与导线处于 ⑧ 同一平面。关于通过线圈 S1、S2的磁通量Φ1、①2， 例3题图 下列分析正确的是() A.Φ1>Φ2 B.Φ<Φ2 C.Φ=Φ2≠0 D.Φ=Φ2=0 B变式训练③ 如图所示，半径为R的 圆形线圈共有n匝，其中心 位置处半径为r的虚线范围 内有匀强磁场，磁场方向垂 变式训练3题图 3.电磁感应 知识梳理 川知识点1划时代的发现 1.电磁感应：“磁生电”的现象。由法拉第 发现并定名。 2.感应电流：由 产生的电流。 川知识点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。 ①电路为闭合导体回路。 ②穿过该闭合导体回路的 发生变化。 川知识点3电磁感应现象的应用 发电机是应用电磁感应产生电的一种机 78)学 直线圈平面。若磁感应强度为B,则穿过线 圈的磁通量为( A.TBR2 B.TBr2 C.nTBR2 D.nTBr2 情境拓展 我国某地的地磁场的磁感应强度的水平 分量是3.0×105T,竖直分量是4.0×105T, 则该地磁感应强度的大小和方向是（) A.2.0x105T,与水平方向成53°角向下 B.2.0x10T,与水平方向成53°角向上 C.5.0x105T,与水平方向成53°角向下 D.5.0×105T,与水平方向成53°角向上 现象及应用 器。生活、生产中广泛使用的变压器、电磁 炉等也是根据电磁感应制造的。 要点突破 川要点1电磁感应现象 1831年8月，法拉第把两个线圈绕在一 个铁环上，线圈A接直流电源，线圈B接 电流表。他发现，当线圈A的电路接通或断 开的瞬间，线圈B中产生瞬时电流。法拉第 发现，铁环并不是必需的。拿走铁环，再做 这个实验，上述现象仍然发生，只是线圈B 中的电流弱些。为了透彻研究电磁感应现 象，法拉第做了许多实验。1831年11月24 日，法拉第向皇家学会提交的一个报告中， 把这种现象定名为“电磁感应现象”，并概 括了可以产生感应电流的五种类型：变化的 电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动 的磁铁、在磁场中运动的导体 例1下列现象中属于电磁感应现象的是 A.电流对电流产生力的作用 B.插在通电螺线管中的软铁棒被磁化 C.变化的磁场使闭合电路中产生电流 D.电流周围产生磁场 B变式训练① 科学家科拉顿在“探索如何产生感应电 流”时，为了排除磁铁对“电流表”的影响， 他将连接好的“电流表”和线圈分别放在两 个房间（如图所示），他把磁铁插入线圈后， 跑到放“电流表”的房间，没有观察到电流 产生。对这一现象的正确解释是( 变式训练1题图 A.磁场不能产生电流 B.磁铁对“电流表”仍有影响 C.他观察时磁铁已停在线圈中 D.磁铁插入线圈的过程中不会产生感应电流 川要点2产生感应电流的条件及方法 1.感应电流产生的条件。 (1)闭合电路。 (2)磁通量发生变化。 2.产生感应电流的方法。 (1)如图甲，导线b切割磁感线时，闭合 第十三章电磁感应与电磁波初步 回路产生的电流。 (2)如图乙，磁铁插入和拉出线圈时，回路 中产生的电流。 (3)如图丙，当开关S闭合或断开时，回路 B中产生电流。当开关闭合滑动变阻器 滑片向上或向下滑时，回路B中产生 电流。 00 甲 乙 例2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（线圈有个缺口）。判 断线圈中有没有感应电流。 D 例2题图 B变式训练2 (多选)下图中能产生感应电流的是 四 学(79 N 高中物理必修第三册（人教版） 川要点3电磁感应现象的应用 1.理想变压器。 不计变压器线圈的热损失和铁芯发热损 失的能量，变压器副线圈提供给用电器的电 功率等于发电机提供给原线圈的电功率。 2.涡流。 (1)特点：若金属的电阻率小，涡流往往很 强，产生的热量很多。 (2)应用。 ①涡流热效应的应用：如电磁炉、真空冶 炼炉。 ②涡流磁效应的应用：如探雷器、安检门。 例3（多选）如图所示 为新一代炊具一电磁 炉，无烟、无明火、不 产生有害气体、无微波 辐射、高效节能等是电 例3题图 磁炉的优点。电磁炉是利用电流通过线圈产 生磁场，当磁场的磁感线通过含铁质锅底部 时，会产生无数小涡流，使锅体本身自行高 速发热，然后再加热锅内食物。下列相关说 法正确的是() A.锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的 B.锅体中的涡流是由变化的磁场产生的 C.恒定磁场越强，电磁炉的加热效果越好 D.提高磁场变化的频率，可提高电磁炉的 加热效果 B变式训练3 当安检人员用手持金属探测器检查乘客 靠近金属物体时，在金属物体中就会产生电 流，如果能检测出这种变化，就可以判定探 (80)学 测线圈附近有金属物体了。下图中能反映出 金属探测器工作原理的是( As 通电螺线管使小磁针偏转 金属棒在磁场中运动 使电流计指针偏转 A B N ab s 通电导线在磁场中运动 通电直导线使小磁针偏转 C D 情境拓展 我国发射的玉兔号月球车成功着陆月 球，不久的将来中国人将真正实现飞天梦， 进入那神秘的广寒宫。假如有一宇航员登 月后，想探测一下月球表面是否有磁场， 他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈， 则下列推断正确的是()》 A.直接将电流表放于月球表面，看示数是 否为0来判断磁场的有无 B.将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈 沿某一方向运动，如电流表示数为0，则 可判断月球表面无磁场 C.将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈 沿某一方向运动，如电流表示数不为0， 则可判断月球表面有磁场 D.将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈 在某一平面内沿各个方向运动，如电流 表示数为0，则可判断月球表面无磁场例4D【解析】地球的磁场与条形磁铁的磁场相 似，其特点主要有：①地磁场的N极在地理南极附近， S极在地理北极附近。②地磁场的水平分量总是从地理 南极指向北极，而竖直分量则南北相反，在南半球垂直 地面向上，在北半球垂直地面向下。③在赤道正上方， 距离地球表面相等的各点，磁场的强度相等，且方向水 平向北。故选D。 变式训练4ABD 情境拓展 A【解析】对于左右两个螺线管，由安培定则可以 判断出上方均为N极，下方均为S极，所以环心O处 的磁场方向向下，即A正确 >"2.磁感应强度磁通量 知识梳理 知识点1 3.(1)强弱(4)矢量 知识点2 1.相等 知识点3 1.乘积 要点突破 例1D【解析】通电导线和磁场方向平行时，通 电导体不受磁场力，故磁场力为0，磁感应强度不一定 为0，A错误：用B=号定义磁感应强度，通电导体一定 要和磁场方向垂直，故B错误，D正确；通电导线受磁 场力的方向不代表磁感应强度的方向，C错误。 变式训练1(1)2T(2)2T(3)不一定 例2B【解析】根据安培定则判断得知，两根通 电导线产生的磁场方向α为逆时针，b为顺时针，由于 对称，两根通电导线在中垂线上产生的磁感应强度大小 相等，根据平行四边形得知合磁场向上，故B正确， A、C、D错误。 变式训练2A 例3A【解析】由题图可知，穿过线圈S的磁感 线的条数大于穿过线圈S的磁感线的条数，故A正确。 变式训练3B 情境拓展 C【解析】由平行四边形定则，磁感应强度的大小 B=VB张+B=5.0x105T,设与水平方向的夹角为0， 则sin 0=B整=0.8，解得0=53°，又因我国处于北半球， B 参考答案与解析。 地磁场的磁感应强度斜向下，故C正确。 一m3.电磁感应现象及应用 知识梳理 知识点1 2.电磁感应 知识点2 ②磁通量 要点突破 例1C【解析】电流对电流产生力的作用属于电 流在电流产生的磁场中的受力情况，不属于电磁感应现 象，故A错误；软铁棒可被磁场磁化而带磁性，属于铁 磁性物质的磁化过程，故B错误；变化的磁场使闭合电 路中产生电流是因磁通量的变化，从而产生感应电动 势，形成感应电流的现象，属于电磁感应现象，故C正 确：电流的周围能产生磁场属于电流的磁效应，故D错 误。故选C。 变式训练1C 例2A、E中无感应电流；B、C、D中有感应 电流。【解析】在直导线电流磁场中的五个线圈，原来 磁通量都是垂直纸面向里的。对直线电流来说，离电流 越远，磁场就越弱。A.向右平动，穿过线圈的磁通量没 有变化，故线圈中没有感应电流；B.向下平动，穿过线 圈的磁通量减少，必产生感应电流；C.绕轴转动，穿过 线圈的磁通量变化（开始时减少），必产生感应电流； D.离纸面越远，线圈中磁通量越少，线圈中有感应电 流；E.向上平动，穿过线圈的磁通量增加，但由于线圈 没有闭合，因此无感应电流。 变式训练2BC 例3BD【解析】由电磁感应原理可知，锅体中的 涡流是由变化的磁场产生的，且提高磁场变化的频率， 产生的感应电动势变大，可提高电磁炉的加热效果，故 B、D正确。 变式训练3B 情境拓展 C【解析】直接将电流表放于月球表面，电流表电 路是断开的，不能产生感应电流，无法判断有无磁场， A错误；将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一 方向运动，若线圈运动方向与磁场方向平行，线圈中不 能产生感应电流，电流表示数为0，不能判断月球表面 无磁场，B错误；将电流表与线圈组成闭合回路，使线 圈沿某一方向运动，如电流表示数不为0，线圈中磁通 量发生变化，说明月球表面有磁场，C正确；将电流表 41 N 高中物理必修第三册（人教版） 与线圈组成闭合回路，使线圈在某个平面内沿各个方向 运动，即使月球表面有磁场，磁通量也可能不变，即若 电流表示数是0，不能判断月球表面无磁场，D错误。 >"4.电磁波的发现及应用 知识梳理 知识点1 1.感应电流电场 知识点2 1.磁场电场电磁波2.光速 知识点3 2.红外线 知识点4 2.电磁波 要点突破 例1C【解析】根据麦克斯韦理论，均匀变化的 磁场在周围空间产生的电场是稳定的，故A错误；同 理，并不是任何电场都会在周围空间产生磁场，故B错 误；电场和磁场并不总是相互联系着的，例如，静止电 荷周围只有静电场，静止磁体周围只有稳定的磁场，只 有变化的电场和变化的磁场才能形成一个不可分离的统 一体，即电磁场，故D错误。 变式训练1D 例2D【解析】电磁波的频率不一定相同，就是 无线电电磁波也有很多频道和频率，故A错误；电磁波 既能在真空中传播，也能在介质中传播，故B错误：不 42 同率的电磁波在不同介质中的传播速度都不相同，故 C错误：电磁波在真空中的传播速度是3×10°m/s,故D 正确。 变式训练2CD 例3B【解析】离波源越远，振幅越小。电磁波 在不同介质中的波速不一样，波长也不一样。 情境拓展 B【解析】不同温度的物体会发出不同频率的红外 线，生命探测仪就是根据人体发出的红外线与周围环境 辐射的红外线不同而寻找的，B正确。 m5.能量量子化 知识梳理 知识点1 1.(1)电磁波温度2.(2)温度 知识点2 1.整数倍3.不连续 知识点3 2.跃迁 要点突破 例1AC【解析】由图可知，随着温度升高，各种 波长的辐射强度都增加，且辐射强度的极大值向波长较 短的方向移动，当温度降低时，上述变化都将反过来。 例2ABD【解析】根据普朗克能量子假说，带电 粒子的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，能量的 辐射、吸收要一份一份地进行，故A、B、D正确。