3.电磁感应现象及应用-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套课件（人教版）

该高中物理课件聚焦电磁感应现象及应用，核心知识点包括电磁感应的发现、产生感应电流的条件及应用。课堂导入通过回顾奥斯特“电生磁”发现，引出法拉第“磁生电”探索，构建“电与磁相互转化”的知识支架，衔接前后认知。 其亮点是以实验探究为主线，通过导体切割磁感线、磁体插入线圈等系列实验，引导学生观察现象、归纳磁通量变化条件，体现科学探究与科学思维。配套例题、针对练及课时测评，助力学生深化理解，教师可直接用于课堂教学与效果检测。

3．电磁感应现象及应用 　　　　 第十三章　电磁感应与电磁波初步 1．知道什么是电磁感应现象。 2．通过实验探究产生感应电流的条件。 3．了解电磁感应现象的应用。 素养目标 知识点一　划时代的发现 1 知识点二　实验探究：产生感应电流的条件 2 知识点三　有无感应电流的判断 3 内容索引 课时测评 4 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 知识点一　划时代的发现 返回 教材梳理　(阅读教材P114－P115，完成下列填空) 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”的现象叫作电磁感应，产生的电流叫作__________。 自主学习 奥斯特 法拉第 感应电流 (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，发现电流的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 课堂探究 √ √ 例1 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，故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，故C、D正确。故选CD。 返回 知识点二　实验探究：产生感应电流的条件 返回 1．实验：探究感应电流产生的条件 实验1．闭合电路的部分导体切割磁感线 如图甲，导体棒在磁场中左右平动、前后平动、上下 平动。 (1)实验记录：电流表的指针偏转情况 (2)实验结论：左右平动时，导体棒切割磁感线，有电流产生；前后平动、上下平动，导体棒都不切割磁感线，没有电流产生。 导体棒的运动 指针是否摆动 向左、向右平动 摆动 向前、向后平动 不摆动 向上、向下平动 不摆动 实验2．向线圈中插入磁体，把磁体从线圈中拔出 如图乙所示，把磁体的某一个磁极向线圈中插入，或从 线圈中拔出，或静止放在线圈中。 (1)实验记录：电流表的指针偏转情况 (2)实验结论：只有磁体相对线圈运动时，才有电流产生；磁体相对线圈静止时，没有电流产生。 磁体的运动 指针是否摆动 磁体插入线圈 摆动 磁体从线圈中拔出 摆动 磁体静止在线圈中 不摆动 实验3．模拟法拉第的实验 如图丙所示，线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端与电流表连接，把线圈A装在线圈B的里面。 (1)实验记录：电流表的示数情况 (2)实验结论：只有当线圈A中电流变化时，线圈B中才有电流产生。 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。 开关和滑动变阻器的状态 线圈B中是否有电流 开关闭合瞬间 是 开关断开瞬间 是 开关闭合时，滑动变阻器的滑片不动 否 开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片 是 用如图所示的实验器材来探究感应电流产生的条件。 (1)在给出的实物图中，请用笔画线代替导线补全实验电路。 例2 答案： 通过对电路分析可知，线圈B是用来检测感应 电流的，故电流表要和B构成闭合回路；滑动 变阻器的作用是改变通过线圈A的电流大小， 故要采取限流式接法。连线如图所示。 (2)接好电路，闭合开关瞬间，电流表指针______(选填“偏转”或“不偏转”)。 偏转　 接好电路，闭合开关瞬间，由于通过线圈A的电流发生变化，导致穿过线圈B的磁通量发生变化，从而使线圈B产生感应电流，电流表指针偏转。 (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”)。 不偏转　 偏转　 电路稳定后，穿过线圈B的磁通量没有变化，不能产生感应电流，所以电流表指针不偏转。迅速移动滑动变阻器的滑片，由于通过线圈A的电流发生变化，导致穿过线圈B的磁通量发生变化，从而使线圈B产生感应电流，电流表指针偏转。 (4)根据以上验可得：产生感应电流的条件为__________________________ __________。 穿过闭合导体回路的磁通量发生变化 根据(2)(3)可得，产生感应电流的条件：穿过闭合导体回路的磁通量发生变化。 针对练．(2025·广东省中山市高二上学期期 末)某同学将电流表、线圈A、线圈B、蓄电 池、滑动变阻器、开关用导线连接成如图所 示的电路来研究“产生感应电流的条件”， 其中小线圈A套在大线圈B中，两线圈之间 彼此绝缘。可以观察到的现象是 A．闭合开关的瞬间，电流表的指针发生偏转 B．断开开关的瞬间，电流表的指针发生偏转 C．仅保持开关闭合，电流表的指针不发生偏转 D．保持开关闭合，移动滑动变阻器滑片的过程，电流表的指针不发生偏转 √ 根据题图电路可知，无论是闭合开关的瞬间、断开开关的瞬间，还是仅保持开关闭合，穿过线圈B的磁通量都是不变的，无感应电流产生，即电流表的指针不发生偏转，A、B错误，C正确；保持开关闭合，移动滑动变阻器滑片的过程，穿过线圈B的磁通量发生变化，则有感应电流产生，电流表的指针发生偏转，D错误。故选C。 返回 知识点三　有无感应电流的判断 返回 1．判断有无感应电流时必须明确的关键点 (1)观察导体所在回路是否闭合。 (2)判断穿过导体所在回路的磁通量是否发生变化。 2．判断电磁感应现象是否发生的一般流程 (1)确定研究的闭合回路。 (2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量Φ。 　 3．磁通量变化的三种情况 (1)磁感应强度B不变，有效面积S发生变化。如图甲所示。 (2)面积S不变，磁感应强度B发生变化。如图乙所示。 (3)磁感应强度B和面积S都不变，它们之间的夹角发生变化。如图丙所示。 角度1　磁通量的变化 如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在条形磁体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 √ 例3 要知道线圈在下落过程中磁通量的变化情况，就必须知道在条形磁体磁极附近磁感线的分布情况，如图所示，由于位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ，可知线圈中的磁通量先减少后增加。故选D。 角度2　感应电流有无的判断 (2025·江西省上饶市高二上 学期期末)法拉第“磁生电”这一 伟大发现，引领人类进入电气时 代。如图甲、乙、丙、丁所示， 其中能产生感应电流的是  A．图甲中闭合金属线圈和条形磁体在同一平面内，金属线圈以速度v远离条形磁体 B．图乙中闭合金属线圈和通电直导线在同一平面内，金属线圈水平向右运动 C．图丙中闭合金属线圈在匀强磁场中，保持金属线圈平面始终与磁感线垂直，金属线圈左右运动 D．图丁中螺线管和电流表组成闭合回路，条形磁体在螺线管中保持静止不动 √ 例4 题图甲中闭合金属线圈和条形 磁体在同一平面内，穿过线圈 的磁通量为零，则金属线圈以 速度v远离条形磁体时，磁通量 不变，无感应电流，A错误；题 图乙中闭合金属线圈和通电直导线在同一平面内，金属线圈水平向右运动时，穿过线圈的磁通量减小，则会产生感应电流，B正确；题图丙中闭合金属线圈在匀强磁场中，保持金属线圈平面始终与磁感线垂直，金属线圈左右运动，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，C错误；题图丁中螺线管和电流表组成闭合回路，条形磁体在螺线管中保持静止不动，则穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，D错误。故选B。 针对练1．(多选)(2025·四川省达州市高二上学 期期末)关于下列四幅情景图，其中判断正确 的是 A．图甲中小磁针正上方直导线中通有水平向 右电流时，小磁针N极会垂直纸面向外转动 B．图乙中线框由实线位置转动到虚线位置， 穿过线框的磁通量变小 C．图丙中磁体向右插入不闭合线圈，线圈中 会产生感应电流 D．图丁中条形磁体附近水平放置的金属框从A下落到C的过程中，金属框中有感应电流产生 √ √ 根据安培定则可知，题图甲中小磁针正上方 直导线中通有水平向右电流时，小磁针N极 会垂直纸面向里转动，A错误；根据磁通量 Φ＝B⊥S可知，题图乙中线框由实线位置转 动到虚线位置，穿过线框的磁通量变小，B 正确；题图丙中磁体向右插入不闭合线圈， 由于电路不闭合，所以线圈中不会产生感应 电流，C错误；题图丁中条形磁体附近水平 放置的金属框从A下落到C的过程中，穿过金属框的磁通量发生变化，所以金属框中有感应电流产生，D正确。故选BD。 针对练2．金属线框在下列四种情况中能产生感应电流的是 √ 保持线框平面始终与磁场方向平行，线框在磁场中平行于磁场运动，磁通量一直为0，磁通量不变，没有感应电流产生，A错误；线框和通电长直导线都在竖直平面内，线框以直导线为轴转动，磁通量不变，没有感应电流产生，B错误；线框从选项图C所示位置开始以cd边为轴转动，转动角度小于60˚，则磁通量没有发生变化，没有感应电流产生，C错误；条形磁体竖直向下穿过水平放置的线框的过程中，穿过线框的磁通量发生了变化，所以能产生感应电流，D正确。故选D。 课堂回眸 返回 课时测评 返回 1．首先发现电流的磁效应和电磁感应现象的物理学家分别是 A．安培和法拉第 B．法拉第和楞次 C．奥斯特和安培 D．奥斯特和法拉第 1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应；1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。故选D。 √ 基础排查 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 2．在法拉第时代，下列验证“磁生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是 A．将绕在条形磁体上的线圈与电流表组成闭合回路，然后观察电流表示数的变化 B．在通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，一段时间后观察电流表示数的变化 C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁体后，再到相邻房间去观察电流表示数的变化 D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表示数的变化 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 同时满足电路闭合和穿过电路的磁通量发生变化这两个条件，电路中才会产生感应电流，A、B选项都不会使电路中的磁通量发生变化，并不满足产生感应电流的条件，故A、B错误；条形磁体插入线圈时，会有短暂的感应电流产生，但不能及时观察到，故C错误；在给线圈通电或断电瞬间，会引起穿过另一线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，故D正确。故选D。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 3．如图是某同学探究感应电流产生条件的实 验装置。现将电池组、滑动变阻器、带铁芯 的线圈A、线圈B、电流表及开关按如图所示 连接。下列说法中正确的是 A．线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开 的瞬间电流表指针均不会偏转 B．开关闭合后，将线圈A从B中拔出会引起电流表指针偏转 C．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，电流表指针不偏转 D．开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流表指针才会偏转 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开 的瞬间，线圈A中电流变化，则线圈B中 磁通量变化，产生感应电流，所以电流表 的指针将会偏转，故A错误；开关闭合后， 将线圈A从B中拔出时，线圈B中的磁通量 将会减小，线圈B中会产生感应电流，所以电流表指针会偏转，故B正确；开关闭合后，只要滑动变阻器的滑片P滑动，就能使线圈A中的电流发生变化，从而改变通过线圈B的磁通量，产生感应电流，电流表指针就会偏转，故C、D错误。故选B。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 4．如图所示，条形磁体以速度v向螺线管靠近，下列 说法中正确的是 A．螺线管中不会产生感应电流 B．螺线管中会产生感应电流 C．只有磁体速度足够大时，螺线管中才能产生感应电流 D．只有在磁体的磁性足够强时，螺线管中才会产生感应电流 螺线管所在的回路是闭合的，当条形磁体向螺线管靠近时，穿过闭合回路的磁通量发生变化，螺线管中产生感应电流。故选B。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 5．(多选)(2025·福建省漳州市高二上期末)下列闭合回路中能产生感应电流的是 A．图甲中条形磁体以速度v向右远离螺线管 B．图乙中水平轨道上两根金属棒分别向两侧匀速移动 C．图丙中水平放置的圆形导线框圆心正上方的直导线电流不断增大 D．图丁中导线框在匀强磁场中绕平行于磁场的OO′轴转动 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 题图甲中条形磁体向右远离螺线管，闭合 线圈内磁通量变小，可以产生感应电流， 故A正确；题图乙中两根导体棒以一定的 速度向相反方向运动，穿过闭合回路的磁 通量变大，可以产生感应电流，故B正确； 题图丙中，根据通电直导线周围磁场的分 布规律可知，圆形导线框中的磁通量始终 为零，不能产生感应电流，故C错误；题 图丁中导线框在匀强磁场中绕平行于磁场的OO′轴转动，导线框中的磁通量始终为零，不能产生感应电流，故D错误。故选AB。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 6．如图所示，通电长直导线MN与闭合的矩形金属线圈abcd彼此绝缘，可视为在同一水平面内，直导线与线框的对称轴线重合。下列情况可在abcd线圈中能产生感应电流的是 A．当MN中的电流逐渐增大时 B．当MN中的电流逐渐减小时 C．当线圈abcd以MN为轴转动时 D．当线圈abcd左右平动时 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 由安培定则可知，当MN中的电流逐渐增大、减小或线圈abcd以MN为轴转动时，穿过线圈的磁通量始终为零，都不会产生感应电流，A、B、C错误；当线圈abcd左右平动时，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中有感应电流产生，D正确。故选D。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 7．如图为一有限范围的匀强磁场，宽为d。一个边长为L的正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区域。若d>L，则线框穿过磁场区域的过程中，线框中产生感应电流的时间为 A． B． C． D． 在线框进入和穿出磁场的过程中，穿过线框的磁通量分别增加和减少，线框中有感应电流产生；整个线框在磁场中运动时，线框中无感应电流产生，所以线框中产生感应电流的时间为。故选C。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 8．如图为法拉第研究“磁生电”现象的实验 装置原理图。两个线圈分别绕在一个铁环上， 线圈A接直流电源，线圈B接灵敏电流表，下 列哪种情况不能使线圈B中产生感应电流 A．开关S接通或断开瞬间 B．开关S接通一段时间之后 C．开关S接通后，改变滑动变阻器滑片的位置时 D．拿走铁环，再做这个实验，开关S接通或断开的瞬间 A、C、D符合产生感应电流的条件；开关S接通一段时间之后，线圈A中是恒定电流，产生恒定的磁场，穿过线圈B的磁通量无变化，则不能使线圈B中产生感应电流。故选B。 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 9．(2025·河南省驻马店高二上期末)某同学为商店设计了一个感应门铃，强磁体固定在门框上，线圈和语音系统固定在平开门(前后开)上，当线圈中感应出一定强度的电流信号时，自动触发语音系统发出语音，下列说法中正确的是 A．开门和关门时都会发出语音 B．只有开门时才会发出语音 C．只有关门时才会发出语音 D．开门时穿过线圈的磁通量增大 √ 综合应用 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 开门和关门时穿过线圈的磁通量都发生变化，产生 感应电流，发出语音，故A正确，B、C错误；当门 打开时，线圈远离磁体，穿过线圈的磁通量减小， 故D错误。故选A。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 10．(多选)(2025·福建省宁德市高二上期末)下列过程中能产生感应电流的是 A．图甲，匀强磁场中的圆形线圈从实线位置向右平移到虚线位置 B．图乙，半圆形线圈从实线位置逆时针旋转到虚线位置 C．图丙，导体棒ab沿磁感线方向向上平移一小段距离 D．图丁，分析铜质闭合线圈A，开关S接通后，滑动变阻器滑片滑动的瞬间 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 题图甲，匀强磁场中的圆形线圈从实线 位置向右平移到虚线位置，穿过线圈的 磁通量不发生变化，所以线圈中没有感 应电流，故A错误；题图乙，半圆形线 圈从实线位置逆时针旋转到虚线位置， 穿过线圈的磁通量减少，所以线圈中有 感应电流，故B正确；题图丙，导体棒 ab沿磁感线方向向上平移一小段距离， 穿过回路的磁通量不发生变化，所以回 路中没有感应电流，故C错误；题图丁，开关接通后，滑动变阻器的滑片滑动时，回路中电流发生变化，则线圈产生的磁场变化，穿过铜质闭合线圈A的磁通量变化，产生感应电流，故D正确。故选BD。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 11．(2025·四川省成都市高二上期末)关于下列四个实验装置，下列说法正确的是 A．图(a)中导体棒ab切割磁感线时，回路内会产生感应电流 B．图(b)中线圈绕OO′轴旋转时，线圈内会产生感应电流 C．图(c)中长直导线中电流增大时，线圈内会产生感应电流 D．图(d)中闭合开关后，小磁针偏离原来位置并在新位置保持静止 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 题图(a)中导体棒ab切割磁感线时，穿过闭合回路的磁通量发生变化，回路内会产生感应电流，故A正确；题图(b)中线圈绕OO′轴旋转时，穿过闭合回路的磁通量一直为零，线圈内不会产生感应电流，故B错误；题图(c)中长直导线中电流增大时，穿过闭合回路的磁通量左右相互抵消，一直为零，线圈内不会产生感应电流，故C错误；题图(d)中闭合开关瞬间，B中产生感应电流，小磁针偏离原来位置，但由于A所接为直流电源，B中感应电流很快消失，小磁针又将重新回到原来的位置，故D错误。故选A。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 12．(多选)在匀强磁场中有两根平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直，导轨上有两根可沿导轨平动的导体棒ab、cd，两根导体棒匀速移动的速度大小分别为v1和v2，如图所示，则下列情况可以使回路中产生感应电流的是 A．ab、cd均向右运动，且v1＝v2 B．ab、cd均向右运动，且v1＞v2 C．ab、cd均向左运动，且v1＞v2 D．ab向右运动，cd向左运动，且v1＝v2 √ √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 ab、cd均向右运动，当v1＝v2时，穿过闭合回路的磁通量不变，故无感应电流产生，A错误；B、D两项所述情况，穿过闭合回路的磁通量增加，C项所述情况，穿过闭合回路的磁通量减少，均有感应电流产生，故B、C、D正确。故选BCD。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 13．(12分)如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t＝0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为L的正方形。 (1)求t＝0时，穿过MDEN回路的磁通量； 答案：B0L2　 t＝0时，穿过MDEN回路的磁通量Φ＝B0L2。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 (2)为使MN棒中不产生感应电流，从t＝0开始，磁感应强度B随时间t变化，请推导出这种情况下B与t的关系式。 答案：B＝ 不产生感应电流，即穿过回路的磁通量不变，则有B0L2＝BL(L＋vt) 解得B＝。 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 谢 谢 观 看 第十三章　电磁感应与电磁波初步 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 $