第3章 第3节 电磁感应现象及其应用-【优学精讲】2024-2025学年高中物理必修第三册教用课件(教科版)

第3节　电磁感应现象及其应用 1．了解电磁感应现象发现的过程，体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神。　2.通过实验，探究和理解感应电流的产生条件。　3.能够运用感应电流的产生条件判断能否产生感应电流。　 返回导航 课前 知识梳理 1 课堂 深度探究 2 内容 索引 随堂 巩固落实 3 课前 知识梳理 PART 01 第一部分 4 一、奥斯特实验的启迪 ____________发现了电流的磁效应，这引起了科学界的广泛关注，形成了对电磁现象研究的热潮。 二、电磁感应现象的发现 1．1831年，____________通过实验证实了“磁生电”现象的存在。 奥斯特 法拉第 课前 知识梳理 返回导航 2．五类磁生电现象 (1)__________中的电流； (2)__________中的磁场； (3)__________中的恒定电流； (4)__________中的磁铁； (5)__________中的导线。 3．磁生电的现象称为______________现象，由电磁感应现象产生的电流叫作__________________。 变化 变化 运动 运动 运动 电磁感应 感应电流 课前 知识梳理 返回导航 三、感应电流产生的条件 1．当闭合电路的一部分导体在磁场中做__________磁感线运动时，电路中有感应电流产生。 2．只要穿过闭合导体回路的______________发生变化，闭合导体回路中就有感应电流产生。 切割 磁通量 课前 知识梳理 返回导航 四、电磁感应规律的发现对社会发展的意义 1．发电机、变压器等的发明，使人类进入了电气时代。 2．电磁感应广泛应用于各种传感器和信息技术中，为信息时代的到来奠定了基础。 课前 知识梳理 返回导航 判断下列说法是否正确。 (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。(　　) (3)穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流。(　　) (4)闭合正方形线框在匀强磁场中垂直磁感线运动，必然产生感应电流。(　　) × × √ × 课前 知识梳理 返回导航 课堂 深度探究 PART 02 第二部分 10 知识点一　实验：探究产生感应电流的条件 　　　(2024·四川成都期末)在实验室我们通过如图所示的实验装置来探究电路中产生感应电流的条件。线圈A通过滑动变阻器和开关S1连接到电源上，构成直流电路，线圈B、开关S2和电流表串联构成回路，线圈A放在线圈B内。实验步骤如下： 课堂 深度探究 返回导航 (1)断开开关S2，闭合开关S1的瞬间，发现电流表的指针________(选填“偏转”或“不偏转”)。 (2)闭合开关S2，闭合开关S1，匀速移动滑动变阻器滑片的过程中，发现电流表的指针________(选填“偏转”或“不偏转”)。 (3)以上实验表明：产生感应电流的条件是_________________________。 [解析]　(1)线圈B所在回路未闭合，没有感应电流，电流表的指针不偏转。 (2)线圈B所在回路闭合，移动滑动变阻器的滑片时，线圈A的电流变化，产生的磁场变化，穿过线圈B的磁通量变化，线圈B所在回路产生感应电流，电流表的指针偏转。 (3)同时满足回路闭合和回路中的磁通量发生变化才能产生感应电流，即产生感应电流的条件是闭合回路的磁通量发生变化。 不偏转 偏转 闭合回路的磁通量发生变化 课堂 深度探究 返回导航 　　　(2024·吉林长春第二实验中学期中)实验：探究感应电流产生的条件。 (1)实验一：如图甲所示，当条形磁铁插入或拔出线圈时，线圈中________电流产生，但条形磁铁在线圈中静止不动时，线圈中______电流产生(均选填“有”或“无”)。 有 无 课堂 深度探究 返回导航 [解析]　实验一：如题图甲所示，当条形磁铁插入或拔出线圈时，线圈中磁通量均发生变化，线圈中有电流产生，但条形磁铁在线圈中静止不动时，线圈中磁通量未发生变化，线圈中无电流产生。 课堂 深度探究 返回导航 (2)实验二：如图乙所示，将小螺线管A插入大螺线管B中不动，当开关S闭合或断开时，电流表中________电流通过；若开关S一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中________电流通过；而开关S一直闭合，滑动变阻器的滑片不动时，电流表中________电流通过(均选填“有”或“无”)。 有 有 无 课堂 深度探究 返回导航 [解析]　实验二：如题图乙所示，将小螺线管A插入大螺线管B中不动，当开关S闭合或断开时，小螺线管A中电流发生变化，大螺线管B中磁通量发生变化，电流表中有电流通过；若开关S一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，小螺线管A中电流发生变化，大螺线管B中磁通量发生变化，电流表中有电流通过；而开关S一直闭合，滑动变阻器的滑片不动时，小螺线管A中电流不变，大螺线管B中磁通量不变，电流表中无电流通过。 课堂 深度探究 返回导航 知识点二　产生感应电流的判定 图甲中线框在磁场中上下运动；图乙中线框在磁场中左右运动；图丙中，有一个线圈与一个灵敏电流计连成闭合电路，将一条形磁铁的一部分插入线圈中。 课堂 深度探究 返回导航 (1)保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中上下运动(图甲)，线框中是否产生感应电流？ (2)保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中左右运动(图乙)，线框中是否产生感应电流？ (3)条形磁铁向左右运动时(图丙)，电流计的指针是否发生偏转？为什么？ 课堂 深度探究 返回导航 提示：(1)图甲中，线框在磁场中上下运动的过程中，导体没有切割磁感线，穿过线框的磁通量没有发生变化，所以无感应电流产生。 (2)图乙中，线框在磁场中左右运动的过程中，尽管导体切割磁感线，但是整个线框都处在磁场中，穿过线框的磁通量没有发生变化，所以无感应电流产生。 (3)发生偏转。闭合线圈中磁通量发生变化。　 课堂 深度探究 返回导航 角度1　看磁场是否变化 　　　(2023·重庆市育才中学期末)在如图所示的电路中，开关S闭合后，下列做法不能使灵敏电流计的指针偏转的是(　　) A．保持右边电路电流不变 B．将B线圈向左远离A线圈 C．将开关S突然断开 D．将滑动变阻器的阻值调小 √ 课堂 深度探究 返回导航 [解析]　保持右边电路电流不变，通过线圈B的磁通量不变，不会在B中产生感应电流，灵敏电流计的指针不偏转，故A符合题意；将B线圈向左远离A线圈时，穿过B线圈的磁通量减小，B线圈有感应电流，灵敏电流计的指针偏转，故B不符合题意；无论是断开开关还是减小滑动变阻器的阻值，都会使A中电流发生变化，从而使线圈A产生的磁场发生变化，引起B中磁通量发生变化，产生感应电流，灵敏电流计的指针偏转，故C、D不符合题意。 课堂 深度探究 返回导航 √ 角度2　看磁感线穿过的有效面积是否变化 　　　(2024·江苏盐城统考)如图所示，边界MN右侧存在匀强磁场，现使边长为L的正方形闭合金属线框由边界左侧以速度v匀速运动到图中虚线位置。此过程线框中产生感应电流的时间为(　　) 课堂 深度探究 返回导航 课堂 深度探究 返回导航 √ 　　　(多选)如图所示，开始时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。要使线圈产生感应电流，下列方法可行的是(　　) A．将线圈向左平移一小段距离 B．将线圈向上平移一小段距离 C．以ab为轴转动，且转动角度小于60° D．以bc为轴转动，且转动角度小于60° √ 课堂 深度探究 返回导航 [解析]　将线圈向左平移一小段距离，通过线圈的磁通量减小，线圈会产生感应电流，故A正确； 将线圈向上平移一小段距离，通过线圈的磁通量保持不变，线圈不会产生感应电流，故B错误； 以ab为轴转动，且转动角度小于60°，通过线圈的磁通量减小，线圈会产生感应电流，故C正确； 以bc为轴转动，且转动角度小于60°，通过线圈的磁通量保持不变，线圈不会产生感应电流，故D错误。 课堂 深度探究 返回导航 随堂 巩固落实 PART 03 第三部分 26 1．(感应电流产生的判定)(2024·山东东明一中校考)下列选项中的操作不能产生感应电流的是(　　) A．图甲中，使导体棒AB顺着磁感线向下运动 B．图乙中，使条形磁铁插入或者拔出线圈 C．图丙中，开关S保持闭合，使小螺线管A插入或拔出大螺线管B D．图丙中，开关S保持闭合，使小螺线管A在大螺线管B中保持不动，移动滑动变阻器的滑片 √ 随堂 巩固落实 返回导航 解析：根据感应电流产生的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化，进行分析判断。题图甲中，使导体棒AB顺着磁感线方向运动，闭合回路的磁通量没有发生变化，不会产生感应电流，故A正确； 题图乙中，使条形磁铁插入或者拔出线圈，闭合回路的磁通量发生变化，会产生感应电流，故B错误； 题图丙中，开关S保持闭合，使小螺线管A插入或拔出大螺线管B，螺线管B中磁通量发生变化，会产生感应电流，故C错误； 题图丙中，开关S保持闭合，使小螺线管A在大螺线管B中保持不动，移动滑动变阻器的滑片，电路中电流发生变化，螺线管B中磁通量发生变化，会产生感应电流，故D错误。 随堂 巩固落实 返回导航 √ 2．(产生感应电流的判定)(2024·江苏南京联考)如图所示，闭合圆形线圈放在范围足够大的匀强磁场中，下列说法正确的是(　　) A．线圈向右平移，线圈中产生感应电流 B．线圈向上平移，线圈中产生感应电流 C．线圈以ab为轴转动，线圈中产生感应电流 D．线圈以ab为轴转动，线圈中磁通量不变 随堂 巩固落实 返回导航 解析：由于是匀强磁场，所以线圈向右平移或向上平移，线圈中磁通量都保持不变，则线圈中无感应电流产生，故A、B错误； 线圈以ab为轴转动，线圈中磁通量变化，则线圈中有感应电流产生，故C正确，D错误。 随堂 巩固落实 返回导航 √ 3．(产生感应电流的判定)(2024·广东中山联考)如图所示，有一矩形闭合导体线圈，在范围足够大的匀强磁场中运动，下列图中能产生感应电流的是(　　) 随堂 巩固落实 返回导航 解析：题图A中线圈水平方向匀速运动时，穿过线圈的磁通量始终为零，则不会产生感应电流，A错误； 题图B中线圈水平方向匀速运动时，穿过线圈的磁通量不变，则不会产生感应电流，B错误； 题图C中线圈绕轴转动时，穿过线圈的磁通量不断变化，则会产生感应电流，C正确； 题图D中线圈绕轴转动时，穿过线圈的磁通量始终为零，则不会产生感应电流，D错误。 随堂 巩固落实 返回导航 4．(实验：探究产生感应电流的条件)在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示，它们是：电流计、直流电源、带铁芯的线圈A、线圈B、开关、滑动变阻器、导线若干。 随堂 巩固落实 返回导航 (1)试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线)。 (2)实验表明，当穿过闭合回路的__________发生变化时，闭合电路中就会有电流产生。 (3)怎样才能使线圈B中有感应电流产生？试列举出两种方法：①___________________； ②_________________________________。 图见解析 磁通量 断开或闭合开关 闭合开关后移动滑动变阻器的滑片 随堂 巩固落实 返回导航 解析：(1)实物连线如图： (2)实验表明，当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，闭合电路中就会有电流产生。 (3)使线圈B中有感应电流产生的两种方法：①断开或闭合开关；②闭合开关后移动滑动变阻器的滑片。 随堂 巩固落实 返回导航 $