第5章 第2节 电磁感应现象及其应用（课件PPT）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第三册（鲁科版）

该高中物理课件聚焦电磁感应现象及其应用，核心涵盖磁通量概念、电磁感应条件及技术应用，通过实验探究（如导体棒切割磁感线、磁铁插入线圈）导入，以定义阐释、公式推导、微点拨解析为支架，帮助学生从磁通量计算逐步过渡到电磁感应规律及应用。 其亮点在于以多维度理解构建物理观念，通过实验操作表格培养科学探究能力，结合典例分析与分层练习提升科学思维。学生能深化对电磁感应本质的理解，教师可依托系统知识框架与多样化习题提高教学效率。

电磁感应现象及其应用 (强基课——逐点理清物理观念) 第 2 节 课标要求 层级达标 1.知道磁通量。 2.通过实验，了解电磁感应现象，了解产生感应电流的条件。 3.知道电磁感应现象的应用及其对现代社会的影响。 学考 层级 1.初步形成磁通量的概念，能解决简单的实际问题。 2.能根据实验方案，验证电磁感应现象的知识，并能进行分析。 3.能体会到电磁技术的应用对人类生活和社会发展带来的影响。 选考 层级 1.理解磁通量的概念，掌握磁感应强度与磁通量的关系，综合所学知识解决实际问题。 2.能分析电磁感应的实验现象，发现其中规律，形成合理的结论。 3.能认识到电磁技术的应用对现代生活及社会带来的意义。 逐点清(一)　磁通量 逐点清(二)　电磁感应现象与应用 01 02 CONTENTS 目录 课时跟踪检测 03 逐点清(一)　磁通量 1.定义 (1)B为_________的磁感应强度，S为_______磁场方向平面的面积。 (2)把磁感应强度B与面积S的_____，称为穿过这个平面的磁通量。 2.计算公式：Φ=____。 此公式的适用条件： (1)_____ 磁场； (2)磁场与平面______。 多维度理解 匀强磁场 垂直于 乘积 BS 匀强 垂直 3.单位：国际单位是_____，简称___，符号为____，1 Wb=1 T·m2。 4.磁通密度：磁感应强度又称__________，B=，其中Sn为垂直于磁场方向的面积，表示磁感应强度在数值上等于穿过垂直于磁感线的单位面积的________。 韦伯 韦 Wb 磁通密度 磁通量 [微点拨] 1.对磁通量的理解 (1)磁通量是标量，但是有正负。磁通量的正负不代表大小，只表示磁感线是怎样穿过平面的。即若以向里穿过某平面的磁通量为正，则向外穿过这个平面的磁通量为负。若穿过某平面的磁感线既有穿出，又有穿入，则穿过该平面的合磁通量为净磁感线的条数。 (2)磁通量与线圈的匝数无关，也就是说磁通量的大小不受线圈匝数的影响。同理，磁通量的变化量ΔΦ=|Φ2-Φ1|也不受线圈匝数的影响。所以，直接用公式求Φ、ΔΦ时，不必考虑线圈匝数n。 2.匀强磁场中磁通量的计算 (1)B与S垂直时：Φ=BS。B指匀强磁场的磁感应强度，S为线圈在磁场中的面积。 (2)B与S不垂直时；Φ=BS⊥。S⊥为线圈在垂直于磁场方向上的投影面积，如图所示，Φ=BSsin θ。 3.磁通量变化的计算 (1)当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ=B·ΔS。 (2)当B变化，S不变时，ΔΦ=ΔB·S。 (3)B和S同时变化，则ΔΦ=|Φ2-Φ1|。但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS。 [典例]　如图所示，有一个垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B0=0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O、半径为1.0 cm，现在纸面内先后放上圆线圈A、B、C，圆心均在O处，A线圈半径为1.0 cm、匝数为10匝；B线圈半径为2.0 cm、匝数为1匝；C线圈半径为0.5 cm、匝数为1匝。问(取π=3.14，=1.732) (1)在B0减为0.4 T的过程中，A和B中磁通量各 改变多少? [答案]　(1)1.256×10-4 Wb [解析]　(1)A线圈半径为1.0 cm，正好和圆形磁场区域的半径相等，而B线圈半径为2.0 cm，大于圆形磁场区域的半径，故穿过A、B线圈的磁感线的条数相等。设圆形磁场区域的半径为R，对线圈A、B，磁通量的改变量ΔΦA=ΔΦB=|Φ2-Φ1|=(0.8-0.4)×3.14×(1×10-2)2 Wb=1.256×10-4 Wb。 (2)在磁场方向转过30°角的过程中，C中的磁通量改变多少? [答案]　(2)8.4×10-6 Wb [解析]　(2)题图中线圈平面与磁场方向垂直，即磁场方向与线圈平面夹角为θ1=90°，当磁场方向转过30°角时，磁场方向与线圈平面的夹角为θ2=60°，则Φ1'=B0πr2sin θ1，Φ2'=B0πr2sin θ2，磁通量的改变量ΔΦ=|Φ2'-Φ1'|=B0πr2(sin 90°-sin 60°)=0.8×3.14×(5×10-3)2×(1-0.866)Wb≈8.4×10-6 Wb。 1.关于磁通量，下列说法正确的是 (　　) A.磁场中某处的磁感应强度越大，面积越大，则穿过线圈的磁通量一定就越大 B.放在某处的一个平面，穿过它的磁通量为零，则该处磁感应强度一定为零 C.磁通量的变化不一定是磁场的变化引起的 D.磁场中某处的磁感应强度不变，放在该处线圈的面积也不变，则磁通量一定不变 全方位练明 √ 解析：磁通量的大小与磁感应强度的大小、面积的大小以及磁场和平面的夹角有关，A、B、D错误，C正确。 2.如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为 (　　) A.1∶1 B.1∶2 C.1∶4 D.4∶1 √ 解析：由图像可知，穿过a、b两个线圈的磁通量均为Φ=B·πr2，因此穿过它们的磁通量之比为1∶1，A项正确。 逐点清(二)　 电磁感应现象与应用 1.电磁感应现象 (1)探究导体棒在磁场中运动是否产生电流(如图所示) 多维度理解 有 无 实验操作 实验现象 (有无电流) 分析论证 导体棒静止 无 闭合回路包围的面积变化时，回路中____电流产生；闭合回路包围的面积不变时，回路中___电流产生 导体棒平行磁感线运动 (与导轨不分离) 无 导体棒切割磁感线运动 (与导轨不分离) 有 (2)探究条形磁铁在螺线管中运动是否产生电流(如图所示) 实验操作 实验现象 (有无电流) 分析论证 N极插入线圈 有 线圈中的磁场_____时，线圈中有感应电流；线圈中的磁场_____时，线圈中无感应电流 N极停在线圈中 无 N极从线圈中抽出 有 S极插入线圈 有 S极停在线圈中 无 S极从线圈中抽出 有 变化 不变 (3)产生感应电流的条件：只要穿过闭合回路的_______发生变化 ，闭合回路中就会产生电流。 (4)电磁感应：因穿过闭合回路的_______变化而产生电流的现象。 (5)感应电流：_________中所产生的电流。 2.电磁感应的应用 (1)电磁感应现象的发现，进一步推动了电磁技术的发展，引领人类社会进入了______时代。 (2)电磁感应应用在计算机磁盘与磁记录、________、动圈式话筒等。 磁通量 磁通量 电磁感应 电气 无线充电 [微点拨] 磁通量变化的两类情形 1.由于磁场变化而引起穿过闭合回路的磁通量的变化： (1)由于磁场和闭合回路的相对运动而改变闭合回路所在位置的磁场。如图甲所示，当磁铁向下移动时，通过线圈的磁通量增加。 (2)由于电流改变而改变闭合回路所在位置的磁场。如图乙所示，当直线电流I增大时，线圈abcd中的磁通量增加。 2.磁场不变，由于处在磁场中的闭合回路的面积S发生变化而引起磁通量的变化： (1)闭合回路与磁场的夹角保持不变，改变闭合回路的面积。如图甲所示，用力将闭合金属弹簧圈拉大的过程，线圈磁通量减小。 (2)闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动而使闭合回路磁通量改变。如图乙所示，当导体棒ab向右运动时，闭合回路的磁通量减小。 (3)由于闭合回路和磁场的夹角改变从而改变有效面积。如图丙所示，线框abcd绕OO'轴转动。 (4)由于磁场和处在磁场中闭合回路面积都发生变化时，引起穿过闭合回路的磁通量发生变化。 全方位练明 1.判断下列说法是否正确。 (1)只要有电流，电流周围就一定有磁场。( ) (2)只要有磁场，就一定有感应电流产生。( ) (3)只要磁场是变化的，闭合电路中就一定有感应电流产生。( ) (4)产生感应电流的原因都与变化和运动有关。( ) √ √ × × 2.如图所示，在铁芯上绕着两个线圈A和B，设电流自左边接线柱即图中箭头方向进入A时取正，若在t1~t2 这段时间内电流计G中有向左的电流通过，则线圈A中电流i随时间t变化的关系图像为 (　　) √ 解析：根据题意t1~t2这段时间内电流计G中有向左的电流通过，根据右手螺旋定则可知，线圈B内产生的磁场方向向右，根据楞次定律可知，穿过线圈B的磁通量向左增大，结合右手螺旋定则可知t1~t2这段时间内线圈A中电流正向增大。故选B。 3.(选自粤教版教材课后练习)某同学将电流计、线圈A和线圈B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路。 (1)当接通、断开开关时，电流计的指针都没有偏转。请分析其可能的原因。 答案：(1)开关不能控制含有电源的电路中电流的通断　 解析：(1)因为图中的开关不能控制含有电源的电路中电流的通断，也就是A线圈所在的电路，当接通、断开开关时，电流计的指针都没有偏转。所以应该把开关接在线圈A所在的回路中。 (2)电路正常后，这套实验装置可以用于探究哪些物理问题? 答案： (2)电磁感应现象 　 解析：(2)电路正常后，本实验装置可以用于探究开关通断瞬间、滑动变阻器滑片移动过程中，线圈B中是否有感应电流产生，即观察电磁感应现象。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 1.我国是对磁现象认识最早的国家之一，公元前4世纪左右成书的《管子》中就有“上有慈石者，其下有铜金”的记载，“慈石”是指磁铁矿，“铜金”是指黄铁矿或黄铜矿，常与磁铁矿共生。这是关于磁的最早记载。关于磁通量和电磁感应现象，下列说法正确的是 (　　) 6 1 2 3 4 5 A.磁通量是矢量，不仅有大小而且有方向，磁感应强度越大，磁通量越大 B.若发生电磁感应现象，则穿过闭合回路的磁通量一定变化 C.电磁感应现象最先是由奥斯特通过实验发现的，此现象中机械能转化为电能 D.其他条件不变时，线圈面积S越大，则磁通量Φ也越大 √ 6 1 2 3 4 5 解析：磁通量是标量。在匀强磁场中，当磁感线与闭合回路垂直时，磁感应强度越大，磁通量越大，当磁感线与闭合回路平行时，磁通量Φ为零，A错误；由电磁感应现象的产生条件可知，B正确；电磁感应现象最先是由法拉第通过实验发现的，C错误；在匀强磁场中，只有线圈与磁场有一定夹角时，线圈面积S越大，磁通量Φ越大，当磁感线与闭合回路平行时，磁通量Φ为零，D错误。 6 1 5 2 3 4 2.图中的手机正在进行无线充电。充电底座接入的交变电流激发变化的磁场，使手机内产生感应电流，从而实现无线充电的功能。这种充电方式利用的原理是 (　　) A.静电屏蔽 B.电荷守恒 C.电磁感应 D.尖端放电 √ 解析：充电底座接入的交变电流激发变化的磁场，使手机中的受电线圈感应出电流，故手机无线充电利用的原理是电磁感应。故选C。 6 1 5 2 3 4 3.如图所示，n匝线圈半径为R，以O为圆心、r为半径的圆形区域内有垂直线圈平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B。穿过线圈的磁通量为 (　　) A.πBR2 B.πBr2 C.nπBR2 D.nπBr2 √ 6 解析：穿过线圈的磁通量与匝数无关，则穿过线圈的磁通量为Φ=BS=πBr2。故选B。 1 5 2 3 4 4.如图所示，矩形线圈ABCD位于足够长的通电直导线附近，线圈与导线在同一竖直平面内，AB边与导线平行，以下操作中，线圈中不产生感应电流的是 (　　) A.线圈向右平移 B.线圈以直导线为轴转动 C.线圈以AB边为轴转动 D.线圈以BC边为轴转动 6 √ 1 5 2 3 4 解析：当线圈向右平移时，逐渐远离线圈，穿过线圈的磁通量减小，则线圈中产生感应电流，故A不符合题意；线圈以直导线为轴转动，穿过线圈的磁通量不变，则线圈中不产生感应电流，故B符合题意；当线圈以AB边为轴转动时，穿过线圈的磁通量不断变化，线圈中产生感应电流，故C不符合题意；当线圈以BC边为轴转动时，穿过线圈的磁通量发生变化，则线圈中产生感应电流，故D不符合题意。 6 1 5 2 3 4 6 5.下列四幅图所描述的情境，线圈中能够产生感应电流的是 (　　) A.甲图中，线圈与条形磁铁中心轴线在同一平面内且远离磁铁 B.乙图中，线圈在匀强磁场中垂直于磁场方向运动 C.丙图中，条形磁铁快速穿过有缺口的线圈 D.丁图中，线圈在通电直导线下方以虚线为轴转动 √ 1 5 2 3 4 6 解析：题图甲中，穿过回路的磁通量始终为零，不产生感应电流，故A错误；题图乙中，线圈在匀强磁场中垂直于磁场方向运动，穿过回路的磁通量始终不变，不产生感应电流，故B错误；题图丙中，线圈不是闭合回路，无法产生感应电流，故C错误；题图丁中，线圈在通电直导线下方以虚线为轴转动，穿过闭合回路的磁通量发生变化，有感应电流，故D正确。 6.(12分)我国的探月卫星在进入近地点的地月转移轨道时，假设卫星中有一边长为50 cm的正方形闭合导线框，由于卫星的姿势变化，其由水平方向转至竖直方向，此时地磁场磁感应强度B=4×10-5 T，方向如图所示(sin 37°=0.6，cos 37°=0.8)。求： (1)该过程中穿过导线框磁通量的改变量；(6分) 1 2 3 4 5 6 答案：(1)1.4×10-5 Wb 解析：(1)设导线框在水平位置时导线框平面的法线方向竖直向上，则穿过导线框的磁通量： Φ1=BScos 53°=6.0×10-6 Wb 当导线框转至竖直位置时，导线框平面的法线方向水平向右，与磁感线所成的角为143°，穿过导线框的磁通量：Φ2=BScos 143°=-8.0×10-6 Wb 该过程磁通量的改变量： ΔΦ=|Φ2-Φ1|=1.4×10-5 Wb。 1 2 3 4 5 6 (2)该过程导线框中有无感应电流产生。(6分) 1 2 3 4 5 6 答案：(2)有感应电流产生 解析： (2)因为该过程穿过闭合导线框的磁通量发生了变化，所以一定有感应电流产生。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $