3.电磁感应现象及其应用-【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教师用书（教科版）

本讲义聚焦电磁感应现象及其应用核心知识点，从奥斯特实验（电流磁效应）启迪入手，梳理法拉第发现“磁生电”的历程，通过实验探究归纳感应电流产生条件（闭合回路、磁通量变化），构建从现象到本质的学习支架。 该资料以科学探究为特色，设计导体切割磁感线、线圈磁场变化等实验活动，培养学生科学探究能力，对比“动电生磁”与“动磁生电”深化物理观念，结合金属探测器等应用实例渗透科学态度与责任。课中辅助实验教学提升效果，课后通过针对练和随堂演练帮助学生巩固知识，查漏补缺。

3．电磁感应现象及其应用 【素养目标】　1.知道什么是电磁感应现象，什么是感应电流，了解法拉第的贡献。2.通过实验探究，理解产生感应电流的条件。3.了解电磁感应现象的应用。 知识点一　奥斯特实验的启迪与电磁感应现象的发现 【教材梳理】(阅读教材P125－P126完成下列填空) 1．奥斯特实验的启迪 (1)1820 年，奥斯特发现了电流的磁效应。 (2)1830 年，美国科学家亨利在研究绕有不同长度导线的电磁铁所产生的磁力大小时，曾在通电与断电瞬间，观察到了与不通电线圈相连的电流表指针偏转的现象。 2．1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，即“磁生电”现象。五类“磁生电”的现象： (1)变化中的电流； (2)变化中的磁场； (3)运动中的恒定电流； (4)运动中的磁铁； (5)运动中的导线。 3．电磁感应和感应电流 “磁生电”的现象叫作电磁感应现象，由电磁感应现象产生的电流叫作感应电流。 如图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(　　) 答案：B 解析：金属探测器从本质上是利用电磁感应原理来工作的，探测器靠近金属导体时，相当于闭合回路中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。综上所述，选项B正确。 “动电生磁” “动磁生电” 含义 运动电荷周围产生磁场 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 “动”的 含义 电荷相对磁场运动 变化的意思 特别提醒：二者都是反映了电流与磁场之间的关系。　　 针对练．下列属于电磁感应现象的是(　　) A．通电导体周围产生磁场 B．磁场对感应电流发生作用，阻碍导体运动 C．由于导体自身电流发生变化，在回路中产生感应电流 D．电荷在磁场中定向移动形成电流 答案：C 解析：根据引起感应电流的原因的五类情况可知，导体中自身电流变化在回路中产生感应电流的现象为电磁感应现象，C正确。 学生用书↓第128页 知识点二　感应电流产生的条件 【情境导入】　如图所示，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。 (1)当条形磁铁向右运动时，电流计的指针是否发生偏转？ (2)当线圈向左运动时，电流计的指针是否发生偏转？ 提示：(1)偏转。(2)偏转。 【教材梳理】 (阅读教材P127－P128完成下列填空) 1．实验探究 (1)导体棒在磁场中运动是否产生电流 实验装置 实验操作 实验现象 (有无电流) 分析论证 导体棒静止 无 闭合电路包围的面积变化时，电路中有电流产生；包围的面积不变时，电路中无电流产生 导体棒平行 磁感线运动 无 导体棒切割 磁感线运动 有 (2)模仿法拉第的实验 实验装置 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 2.感应电流的产生条件 只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流产生。 【师生互动】　保持线框平面始终与磁感线垂直，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；如图丙所示，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。 任务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？ 任务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？ 任务3.条形磁铁左右运动时(图丙)，电流计的指针是否发生偏转？为什么？ 提示：任务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。 任务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。 任务3.发生偏转。闭合螺线管线圈中磁通量发生变化。 　实验：探究感应电流产生的条件 我们可以通过以下实验，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。 (2)接好电路，闭合开关瞬间，电流表指针 (选填“偏转”或“不偏转”)。 学生用书↓第129页 (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)根据以上实验可得：产生感应电流的条件为 。 答案：(1)见解析图　(2)偏转　(3)不偏转　偏转　(4)穿过闭合回路的磁通量发生变化 解析：(1)通过对电路分析可知，线圈B是用来检测感应电流的，故电流计要和B构成闭合回路；滑动变阻器的作用是用来改变通过线圈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，合上开关瞬间，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，虽然线圈B有磁场，但穿过线圈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(2)(3)可得，产生感应电流的条件为：穿过闭合回路的磁通量发生变化。 针对练．探究产生感应电流条件的实验步骤如图甲、乙、丙所示。 (1)本实验中，我们通过观察 来判断电路中是否有感应电流； (2)通过比较图甲和丙可知，产生感应电流的一个条件是电路要 ，通过比较图 可知，产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动； (3)若图甲中AB棒不动，磁铁左右水平运动，电路中 (选填“有”或“无”)感应电流。 答案：(1)灵敏电流计的指针是否偏转　(2)闭合　甲和乙　(3)有 解析：(1)实验时，通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来确定电路中是否产生感应电流。 (2)题图甲所示电路是闭合电路，灵敏电流计的指针发生偏转，说明电路中产生了感应电流；题图丙所示电路是断开的，灵敏电流计的指针没有偏转，说明电路中没有产生感应电流。由此可知，产生感应电流的一个条件是电路要闭合。要得出产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动，这两次实验就要一个实验导体在磁场中做切割磁感线运动，另一个实验导体在磁场中不做切割磁感线运动，由此比较可以确定要选用图甲和图乙。 (3)在题图甲中，电路是闭合的，若导体不动，磁铁运动，利用运动和静止的相对性可以确定，导体也做切割磁感线运动，具备了感应电流产生的两个条件，所以电路中有感应电流产生。 　产生感应电流条件的判断 (2025·重庆市育才中学期末)在如图所示的电路中，开关S闭合后，下列说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 答案：A 解析：保持右边电路电流不变，通过线圈B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。 (2025·四川成都高二校考期末)下列给出了四幅与感应电流产生条件相关的情景图，判断正确的是(　　) A．图甲，水平直导线中电流逐渐减小时，其正下方的水平金属圆线圈中有感应电流 B．图乙，正方形金属线圈以虚线为轴匀速转动时，线圈中有感应电流 C．图丙，矩形导线框以其任何一条边为轴转动时，线框中都有感应电流产生 D．图丁，正方形导线框加速离开同一平面内的条形磁体时，线框中有感应电流产生 答案：B 解析：题图甲中直线电流产生的磁场穿过线圈的磁通量为零，即使减小通过导线电流，圆线圈中的磁通量也不会发生变化，不会有感应电流产生，故A错误；题图乙中正方形金属线圈绕竖直虚线转动的过程中，线圈中的磁通量会发生变化，会产生感应电流，故B正确；题图丙中闭合导线框以左边或右边为轴在匀强磁场中旋转时，线圈中的磁通量始终为零保持不变，闭合导线框中不会有感应电流，故C错误；题图丁中正方形导线框加速离开同一平面内的条形磁体时，线圈中的磁通量始终为零保持不变，闭合导线框中不会有感应电流，故D错误。 1．产生感应电流的条件 (1)闭合导体回路。 (2)磁通量发生变化。 二者缺一不可。特例：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。 2．电磁感应现象的实质 (1)电路中产生感应电动势，如果电路闭合则有感应电流产生。 (2)能量转化：发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能。 3．常见的产生感应电流的三种情况 　　学生用书↓第130页 针对练. (2025·四川眉山高二校联考期末)如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框ABCD，线框平面与直导线共面，若使线框ABCD第一次平行移动到图中虚线位置，第二次以BC边为轴翻转180°到图中虚线位置，则(　　) A．虚线位置的磁通量与原位置磁通量相等 B．虚线位置的磁通量比原位置磁通量小 C．两次磁通量变化是相等的 D．第一次矩形线框中产生感应电流，第二次矩形线框中没有产生感应电流 答案：B 解析：离导线越远，导线产生的磁场越弱，则虚线位置的磁通量比原位置磁通量小，虚线位置的磁通量与原位置磁通量不相等，故A错误，B正确；第一次磁场方向从同一个面穿过，磁通量变化量为ΔΦ1＝(B原－B虚)S，第二次磁场方向从正反两个面穿过，磁通量变化量为ΔΦ2＝[B原－(－B虚)]S＝(B原＋B虚)S，则第一次磁通量的变化比第二次磁通量的变化小，故C错误；两次矩形线框中磁通量均发生变化，均有感应电流产生，故D错误。 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 答案：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，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。 2．(鲁科版教材P166T2)如图所示，矩形线框在匀强磁场中做下列四种运动，能够产生感应电流的是(　　) 答案：B 解析：能够产生感应电流的条件为闭合回路中的磁通量发生变化。A图中磁通量不变，无感应电流，故A错误；B图中线框转动过程中，穿过线框的磁通量在改变，能产生感应电流，故B正确；C、D图中穿过线框的磁通量始终为零，无感应电流产生，故C、D错误。 3. (多选)(鲁科版教材P165T6改编)如图所示，O1O2是矩形导线框abcd的对称轴，其左方有垂直纸面向外的匀强磁场。以下哪些情况下abcd中有感应电流产生(　　) A．将abcd沿垂直于纸面方向向纸外平移 B．将abcd向右平移 C．将abcd以ab为轴转动60° D．将abcd以cd为轴转动60° 答案：BD 解析：将abcd 沿垂直于纸面方向向纸外平移，线框中的磁通量不变，不会产生感应电流，故A错误；将abcd向右平移，线框中的磁通量减小，会产生感应电流，故B正确；将abcd以ab为轴转动60°，根据几何关系可知，此时cd边恰好与O1O2在垂直于纸面的同一平面内，则线框中的磁通量未发生改变，不会产生感应电流，故C错误；将abcd以cd为轴转动60°，根据几何关系可知，此过程中线框中垂直纸面向外的磁通量减小至零，会产生感应电流，故D正确。 4．(2025·平凉市庄浪县第一中学期中)“探究感应电流的产生条件”的实验电路如图所示。实验表明：当穿过闭合电路的 发生变化时，闭合电路中就会有电流产生。在闭合开关S前，滑动变阻器滑片P应置于 (选填“a”或“b”)端。开关S闭合后还有多种方法能使线圈C中产生感应电流，试写出其中的两种方法：(1) ；(2) 。 答案：磁通量　a　(1)将线圈A插入线圈C或者从线圈C中拨出　(2)让滑动变阻器的滑片P在ab间滑动 解析：当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就会有电流产生。在闭合开关S前，滑动变阻器滑片P应置于电阻最大的a端。开关S闭合后能使线圈C中产生感应电流的两种方法： (1)将线圈A插入线圈C或者从线圈C中拨出； (2)让滑动变阻器的滑片P在ab间滑动。 学科网（北京）股份有限公司 $