第二章 电磁感应及其应用 章末素养提升 课件-2025-2026学年高二下学期物理鲁科版选择性必修第二册

该高中物理单元复习课件系统梳理了电磁感应的核心知识，涵盖感应电流方向（楞次定律、右手定则）、法拉第电磁感应定律（E=ΔΦ/Δt等公式）、自感现象及涡流等物理观念，通过分模块整合定律、公式与应用实例，构建“规律-现象-应用”的逻辑知识网络。 其亮点在于融合科学探究、科学思维与科学态度，如“提能训练”设计磁铁穿螺线管、自感电路等情境题，结合实验探究（设计磁通量变化实验、记录数据）培养探究能力，通过能量守恒分析楞次定律深化科学思维，联系电磁炉等应用强化责任意识。分层题型设计让学生巩固知识，教师可精准教学。

章末素养提升 第 2 章 素养再现 物理观念 感应电流的方向 1.楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的 _____________ 2.右手定则：伸开右手，让拇指与其余四指_____，且都与手掌处于同一个平面内；让磁感线垂直穿过手心，使_____指向导体运动的方向，其余_____所指的方向就是感应电流的方向 法拉第电磁感应定律 1.E=_____，适用于一切电磁感应现象 2.导体棒平动切割磁感线：E=________，θ为v与B的夹角 3.导体棒转动切割磁感线：E=______ 磁通量的变化 垂直 拇指 四指 n Blvsin θ Bl2ω 物理观念 电磁感应的应用 1.自感现象 (1)定义：线圈自身的电流变化所产生的电磁感应现象 (2)分类：通电自感与断电自感 (3)自感电动势：由线圈自身电流变化所产生的感应电动势 (4)自感系数L：与线圈的形状、横截面积、长度、匝数及是否有铁芯等因素有关 (5)自感现象的应用：自感线圈、日光灯镇流器 2.涡流 (1)涡流的利用：家用电磁炉、安检门的金属探测器等 (2)涡流的防止：变压器、电动机和发电机的铁芯采用硅钢轧制成的薄板材 科学思维 物理模型 能用磁感线与匀强磁场等模型综合分析电磁感应问题 能量守恒的思想 能从能量的视角分析解释楞次定律，解释生产生活中的各种电磁感应现象 科学探究 1.会对影响感应电流方向的因素提出问题、合理的猜想、获取证据、得出结论并进行解释等过程，提升科学探究素养 2.会设计磁通量增加和磁通量减少的实验情境来探究规律，会根据电流表指针偏转方向确定感应电流的方向，会针对条形磁铁在闭合线圈中插入、拔出的过程，观察现象并设计表格记录相关数据 3.会引入“中间量”探究表述感应电流方向的规律，会概括总结规律并从能量守恒角度理解“阻碍”的意义 科学态度 与责任 1.通过实例了解涡流在生产生活中的应用 2.通过了解众多电磁感应现象在生产生活中的应用，体会科学、技术、社会之间紧密的联系 提能训练 例1 　如图所示，螺线管与灵敏电流计相连，磁铁从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管。下列说法正确的是 A.电流计中的电流先由a到b，后由b到a B.a点的电势始终低于b点的电势 C.磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量 D.磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度 √ 当磁铁N极向下运动，靠近螺线管时，导致穿过螺线管的磁通量变大，且方向向下，则由楞次定律可得螺线管中产生感应电流方向盘旋而下，螺线管下端相当于电源的正极，所以通过G的电流方向为从b到a，当S极离开螺线管时，穿过螺线管的磁通量变小，且方向向下，则螺线管上端相当于电源的正极，所以通过G的电流方向为从a到b，则a点的电势先低于b点的电势，后高于b点电势，故A、B错误； 磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量和磁铁增加的动能，故C错误； 磁铁刚穿出螺线管时，正在远离螺线管，磁铁受到的磁场力阻碍磁铁远离螺线管，则加速度a<g，故D正确。 例2 　(多选)(2025·漳州市高二期中)如图所示的电路中，三个完全相同的灯泡L1、L2、L3，线圈L的直流电阻可忽略，D为理想二极管。下列判断正确的是 A.开关S闭合，L3先变亮，L1、L2逐渐变亮 B.开关S闭合，L2、L3先变亮，L1逐渐变亮 C.开关S断开，L2先变亮，然后逐渐变暗 D.开关S断开，L2立即熄灭 √ √ 开关S闭合瞬间，L2、L3均立即变亮，L1的电路中由于线圈对电流的阻碍作用，会逐渐亮，故A错误，B正确； 开关S从闭合状态突然断开时，L1、L3均逐渐变暗，L2的电路中由于二极管的单向导电性，电流不能从右向左通过二极管，所以L2立即熄灭，故C错误，D正确。 例3 　如图所示，电阻分布均匀的电阻丝构成的闭合线框abcd水平放置在竖直向下的匀强磁场中，电阻不可忽略的导体棒MN两端搭接在ad和bc上，MN在水平外力F的作用下，从靠近ab处无摩擦地匀速运动到cd附近。MN与线框始终垂直且保持良好接触，在运动过程中，不能实现的是 A.MN中的电流先减小后增大 B.MN两端的电压先增大后减小 C.MN上外力的功率先减小后增大 D.MN上消耗的电功率先增大后减小 √ 整个线圈的阻值一定设为R0，左侧电阻丝与右侧电阻丝并联，可得R并 =，其中R左+R右=R0，根据数学知识可知当R左=R右时R并取得最大 值，故当MN从靠近ab处无摩擦地匀速运动到cd附近过程中R并先增大后减小，电路的总电阻先增大后减小，流过MN中的电流先减小后增大，故A正确，不符合题意； MN两端的电压为路端电压，因为R并先增大后减小，故路端电压先增大后减小，故B正确，不符合题意； MN上外力F始终与MN受到的安培力平衡F=BIL，故外力的功率为P=Fv=BILv，由于电流先减小后增大，所以外力的功率先减小后增大，故C正确，不符合题意； MN上消耗的电功率为P'=I2RMN，电流先减小后增大，所以消耗的电功率先减小后增大，故D错误，符合题意。 例4 　(来自教材)在边长为l的等边三角形abc区域内存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，一个边长也为l的等边三角形导线框def在纸面上以某一速度向右匀速运动，底边ef始终与磁场的底边界bc在同一直线上，如图所示。取顺时针的电流方向为正，则在线框通过磁场的过程中，其感应电流随时间变化的图像是 √ 线框进入磁场后，切割的有效长度为L=vtsin 60°， 线框切割产生的感应电动势大小为E=BLv=Bv2tsin 60° 则感应电流大小为I= 从导线框开始进入磁场到d与a重合之前，感应电流与t成正比，由楞次定律判断可知线框中的电流方向沿顺时针方向，为正值，此后线框切割的有效长度均匀减小，电流随时间均匀减小，由楞次定律可知线框中的电流方向沿逆时针方向，为负值，故A、C、D错误，B正确。 例5 　(多选)科学家设计了一种电磁阻尼缓冲装置用于月球探测器在月面实现软着陆，其原理如图所示。该装置的主要部件有两部分：①缓冲滑块，由高强度绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈abcd，指示灯连接在cd两处；②探测器主体，包括绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ和超导线圈(图中未画出)，超导线圈能产生方向垂直于整个缓冲轨道平面向里的匀强磁场。 当缓冲滑块接触仿真水平月面时，滑块立即停止运动，探测器主体继续下降，磁场下移，致使探测器主体减速缓冲，下列说法正确的是 A.当缓冲滑块刚停止运动时，通过指示灯的电流方向为由右向左 B.当缓冲滑块刚停止运动时，ab边所受安培力方向为竖直向下 C.缓冲过程中，探测器主体的重力势能减少量等于线圈中产生的电能 D.缓冲过程中，探测器主体的机械能减少量等于线圈中产生的电能 √ √ 根据右手定则，线圈中产生的感应电流的方向为adcba，则通过指示灯的电流方向为由左向右，由左手定则可知，ab边所受到的安培力的方向为竖直向下，故A错误，B正确； 电磁感应过程中，能量守恒，探测器主体的机械能减少量等于线圈中产生的电能，故C错误，D正确。 例6 　(2024·福州市高二期中)相距为L=0.5 m的竖直平行金属轨道，上端接有一阻值为R=2 Ω的定值电阻，导轨间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B=2 T，一根质量为m=0.03 kg、长度也为L、阻值为r=1 Ω的金属杆，从轨道的上端由静止开始下落，下落过程中始终与导轨接触良 好并保持水平，经过一段时间后金属杆匀速运动(不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2)。 (1)求金属杆匀速运动时通过的电流大小； 答案　0.3 A 经分析可知，当金属杆所受重力等于安培力的时候，金属杆做匀速运动，则有mg=BIL 解得I==0.3 A； (2)求金属杆最终匀速运动的速度大小； 答案　0.9 m/s 根据BLv=IR+Ir 解得v=0.9 m/s； (3)在金属杆开始下落至刚好匀速的过程中流过定值电阻的电荷量为q=0.033 C，求此过程经历的时间。 答案　0.2 s 对金属杆，根据动量定理可得 mgt-BLt=mgt-BLq=mv-0 又q=0.033 C 解得t=0.2 s。 本课结束 第 2 章 $