1.导学案 第十三章 电磁感应与电磁波初步 3.电磁感应现象及应用（配套word）-【满分思维】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）教师用书

该高中物理导学案聚焦电磁感应现象及应用，引导学生认识电磁感应现象、探究感应电流产生条件并了解其应用。课堂导入通过电磁起重机、磁悬浮列车情境，关联电流磁效应与电磁感应，结合奥斯特和法拉第的发现史，构建从生活到历史再到概念的学习支架。 以实验探究（导体切割磁感线等三个实验）和生活实例（电梯钥匙扣、自发电门铃）为特色，通过辨析明理、归纳磁通量变化类型培养科学探究与科学思维，学后评价与课堂检测结合，助力学生形成物理观念，提升自主学习与问题解决能力。

3.电磁感应现象及应用 学习目标 学后评价 1.知道什么是电磁感应现象。 优秀□　　良好□ 2.通过实验探究感应电流产生的条件,会判断回路中是否有感应电流。 优秀□　　良好□ 3.了解电磁感应现象的应用。 优秀□　　良好□ 学习任务一　划时代的发现 【情境引领】 如图,电磁起重机能吸起成吨重的钢材,是生活中常见的大型机械;磁悬浮列车能达到六百千米的时速,是一种新型的交通工具。 问题1.电磁起重机和磁悬浮列车各是应用什么原理制成的? 提示:前者应用了电流的磁效应,后者应用了电磁感应原理。 问题2.还有哪些物体应用了和它们同样的原理?请举例说明。 提示:应用电流的磁效应原理的还有电动机、电磁继电器、扬声器等;应用电磁感应原理的还有发电机、变压器、电磁炉等。 【新知导学】 1.“电生磁”的发现 1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。 2.“磁生电”的发现 1831年,英国物理学家法拉第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,产生的电流叫作感应电流。 【辨析明理】 判断下列说法的正误 (1)奥斯特发现了电流的磁效应,证实了电和磁存在着必然的联系。 (　　) (2)法拉第发现电磁感应现象是偶然的。 (　　) (3)“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。 (　　) 提示:(1)√　(2)×　(3)√ 【典例精研】 [典例1]下列选项中属于电磁感应现象的是 (　　) A.通电导体周围产生磁场 B.磁场对通电导体发生作用 C.闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时,在电路中产生电流的现象 D.电荷在磁场中定向移动形成电流 【解析】选C。电流能产生磁场,是电流的磁效应,不是电磁感应现象,A错误;通电导体在磁场中受到磁场力作用,不是电磁感应现象,B错误;闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时,在电路中产生电流的现象是电磁感应现象,C正确;电荷在磁场中定向移动形成电流,不是电磁感应产生的电流,不是电磁感应现象,D错误。 【对点训练】 如图甲所示,有一节能电梯中加装了“钥匙扣”接触区装置,人进入电梯以后用图乙所示的带绝缘外壳的“钥匙扣”接触“钥匙扣”接触区,就会听到“嘟”的一声解锁成功,然后再按楼层的数字键才会响应。图丙是“钥匙扣”接触区装置拆开后露出的一个由漆包线绕成的多匝矩形线圈,根据以上情景,你认为利用“钥匙扣”接触区装置解锁主要应用了什么物理原理 (　　) A.电流的磁效应 B.通电导线在磁场中受到安培力作用 C.电磁感应 D.电流的热效应 【解析】选C。“钥匙扣”接触区装置拆开后是一个多匝矩形线圈,“钥匙扣”靠近后产生感应电流,从而控制开关,是利用了电磁感应现象。 学习任务二　产生感应电流的条件　电磁感应现象的应用 【情境引领】 某学生做观察电磁感应现象的实验,将电流计、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路。当他接通、断开开关时,电流计的指针都没有偏转。 问题1.为什么当该学生接通、断开开关时,电流计的指针都没有偏转? 提示:由于开关位置接错,导致该学生接通、断开开关时,线圈B所在回路的磁通量均不发生变化,因此电流计的指针都没有偏转。 问题2.如何改进电路才能使该学生接通、断开开关时,电流计的指针有偏转? 提示:应将开关改接到线圈A所在的回路中。 【新知导学】 1.实验:探究感应电流产生的条件 (1)实验一:如图所示,导体棒AB做切割磁感线运动时,线路中有电流产生,而导体棒AB顺着磁感线运动时,线路中无电流产生。(均选填“有”或“无”) (2)实验二:如图所示,当条形磁体插入或拔出线圈时,线圈中有电流产生,但条形磁体在线圈中静止不动时,线圈中无电流产生。(均选填“有”或“无”) (3)实验三:如图所示,将小线圈A插入大线圈B中不动,当开关S闭合或断开时,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,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,电流表中无电流通过。(均选填“有”或“无”) (4)归纳总结: 实验一中:导体棒做切割磁感线运动,回路的有效面积发生变化,从而引起了磁通量的变化,产生了感应电流。 实验二中:磁体插入或拔出线圈时,线圈中的磁场发生变化,从而引起了磁通量的变化,产生了感应电流。 实验三中:开关闭合、断开或滑动变阻器的滑片移动时,小线圈A中电流变化,从而引起穿过大线圈B的磁通量变化,产生了感应电流。 三个实验共同特点是:产生感应电流时闭合回路的磁通量都发生了变化。 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。 3.电磁感应现象的应用 生产、生活中广泛使用的变压器、电磁炉等都是根据电磁感应制造的。 【辨析明理】 1.判断下列说法的正误 (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)穿过闭合线圈的磁通量发生变化时,线圈内部就一定有感应电流产生。 (　　) (3)闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流。 (　　) (4)不论电路是否闭合,只要电路中磁通量发生变化,电路中就有感应电流。 (　　) 提示:(1)×　(2)√　(3)√　(4)× 2.一个闭合线圈在匀强磁场中运动,一定能产生感应电流吗?为什么? 提示:不一定。如果线圈整体在磁场中做平移,其磁通量不发生变化,就不会产生感应电流。 【典例精研】 角度1　磁通量变化情况的判断 [典例2](多选)(2025·长沙高二检测)我国的探月卫星在进入地月转移轨道时,卫星姿势会改变。假设卫星中有一边长为50 cm的正方形导线框水平放置,卫星所在位置磁场的磁感应强度大小B=4×10-5 T,方向如图所示,sin37°=0.6,cos37°=0.8。下列说法正确的是 (　　) A.导线框在图示位置时,穿过线框的磁通量为1×10-5 Wb B.若以ad边为轴,导线框从水平位置向下转至竖直位置过程中,导线框中会产生感应电流 C.若以ad边为轴,导线框从水平位置向下转至竖直位置过程中,穿过线框磁通量的变化量大小是1.4×10-5 Wb D.若以ab边为轴,导线框从水平位置向下转至竖直位置过程中,穿过线框磁通量的变化量大小是3×10-6 Wb 【解析】选B、C。导线框在图示位置时,穿过线框的磁通量为Φ1=BSsin37°=4×10-5×0.52×0.6 Wb =0.6×10-5 Wb,A错误;以ad边为轴,导线框从水平位置向下转至竖直位置过程中,穿过导线框的磁通量发生了变化,所以导线框中会产生感应电流,B正确;若以ad边为轴,导线框从水平位置向下转至竖直位置过程中,穿过线框磁通量的变化量大小是ΔΦ=|Φ1-Φ2|=|BSsin37° -(-BSsin53°)| =1.4×10-5 Wb,C正确;若以ab边为轴,导线框从水平位置向下转至竖直位置过程中,穿过线框磁通量的变化量大小是ΔΦ'=|Φ1-Φ2'|=|BSsin37°-0|=0.6×10-5 Wb,D错误。 【归纳总结】 磁通量的变化大致可分为以下几种情况 (1)磁感应强度B不变,有效面积S发生变化。如图(a)所示。 (2)面积S不变,磁感应强度B发生变化。如图(b)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(c)所示。 【对点训练】 (2025·武汉高二检测)如图,固定于水平面上的金属框架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,匀强磁场的磁感应强度为B0,此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,匀强磁场的磁感应强度B应该怎样随时间t变化(　　) A.磁感应强度B应该随时间t均匀减小 B.磁感应强度B应该随时间t成反比 C.磁感应强度B随时间t不可能成反比 D.磁感应强度B应该随时间t的倒数()成线性 【解析】选C。t=0时刻的磁通量Φ0=B0·l2,在之后某时刻t时的磁通量的表达式Φ=B(l+vt)l,要使回路不产生感应电流,穿过回路的磁通量不变即可,即Φ0=Φ,解得B=,故选C。 角度2　感应电流有无的判断 [典例3](2025·北京高考)下列图示情况,金属圆环中不能产生感应电流的是 (　　) A.图(a)中,圆环在匀强磁场中向左平移 B.图(b)中,圆环在匀强磁场中绕轴转动 C.图(c)中,圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移 D.图(d)中,圆环向条形磁铁N极平移 【解析】选A。圆环在匀强磁场中向左平移,穿过圆环的磁通量不发生变化,金属圆环中不能产生感应电流,故A正确;圆环在匀强磁场中绕轴转动,穿过圆环的磁通量发生变化,金属圆环中能产生感应电流,故B错误;离通有恒定电流的长直导线越远,导线产生的磁感应强度越弱,圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移,穿过圆环的磁通量发生变化,金属圆环中能产生感应电流,故C错误;根据条形磁铁的磁感应特征可知,圆环向条形磁铁N极平移,穿过圆环的磁通量发生变化,金属圆环中能产生感应电流,故D错误。 【对点训练】 (2025·娄底高二检测)如图所示,在无限长直线电流的旁边有一个金属线圈,当线圈做怎样的运动时,线圈中不会产生感应电流 (　　) A.线圈上下平移 B.线圈左右平移 C.线圈以PQ轴旋转 D.线圈以MN轴旋转 【解析】选A。直导线周围的磁场是以导线上各点为圆心的同心圆,线圈上下平动时,穿过线圈的磁通量的变化量为零,所以不会产生感应电流,A符合题意;离导线越近磁感应强度越大,所以线圈左右平移时,穿过线圈的磁通量的变化量不为零,会产生感应电流,B不符合题意;线圈以PQ轴旋转时,穿过线圈的磁通量的变化量不为零,会产生感应电流,C不符合题意;线圈以MN轴旋转时,穿过线圈的磁通量的变化量不为零,会产生感应电流,D不符合题意。 课堂小结 情境实践 答案:①磁生电　②感应电流　③闭合回路 ④磁通量变化　⑤发电机　⑥电磁炉 在智能窗户系统中,窗户玻璃夹层内置有特殊的电磁感应线圈。当室外光线强度发生变化时,周围磁场也随之改变,电磁感应线圈产生感应电流,该电流信号传输至智能控制系统,自动调节窗户的透明度,实现室内光线的智能调节,达到节能和提升居住舒适度的目的。当遇到复杂环境(如多云天气、树荫遮挡)时,如何避免窗户频繁调节导致的能源浪费? 课堂检测·自我诊断 1.下列现象属于电磁感应的是 (　　) A.磁场中某点小磁针N极受力的方向与磁感应强度的方向相同 B.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中产生电流 C.一些物体在磁体或电流的作用下会显现磁性,如插在通电螺线管中的软铁棒被磁化 D.通电导线周围和永磁体周围一样都存在磁场 【解析】选B。产生感应电流的现象才是电磁感应现象。磁场中某点小磁针N极受力的方向与磁感应强度的方向相同,这是磁场方向的规定,不是电磁感应,A错误;闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中产生感应电流,该现象是电磁感应现象,B正确;一些物体在磁体或电流的作用下会显现磁性,如插在通电螺线管中的软铁棒被磁化,该现象不可能产生感应电流,不是电磁感应现象,C错误;通电导线周围和永磁体周围一样存在磁场,属于电流的磁效应,该现象不是电磁感应现象,D错误。 2.(多选)下列各图中,绝缘水平桌面上闭合或不闭合的金属线框上方有一条形磁体,条形磁体以速度v运动,金属线框中能产生感应电流的是 (　　) 【解析】选A、C。条形磁体向下运动过程中,穿过闭合金属线框内的磁通量发生变化,则金属线框中能产生感应电流,A符合题意;条形磁体向下运动过程中,由于金属线框不闭合,则金属线框中不能产生感应电流,B不符合题意;条形磁体向上运动过程中,穿过闭合金属线框内的磁通量发生变化,则金属线框中能产生感应电流,C符合题意;条形磁体向上运动过程中,由于金属线框不闭合,则金属线框中不能产生感应电流,D不符合题意。 3.某同学将灵敏电流计、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“电磁感应”现象,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,灵敏电流计的指针发生偏转 B.断开开关的瞬间,灵敏电流计的指针发生偏转 C.仅保持开关闭合,灵敏电流计的指针不发生偏转 D.保持开关闭合,移动滑动变阻器滑片的过程,灵敏电流计的指针不发生偏转 【解析】选C。根据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,即电流计的指针不发生偏转,选项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中穿过线圈B的磁通量发生变化,则有感应电流产生,电流计的指针发生偏转,选项D错误。 4.(多选)如图甲为某款“自发电”无线门铃按钮,其“发电”原理如图乙所示,按下门铃按钮过程,磁铁靠近螺线管,松开门铃按钮过程,磁铁远离螺线管回归原位置。则 (　　) A.按住按钮不动,螺旋管中一直存在感应电流 B.按下按钮过程,螺线管中产生感应电流 C.松开按钮过程,螺线管中产生感应电流 D.若磁铁两磁极对调位置,门铃将不能正常工作 【解析】选B、C。按住按钮不动,稳定后,穿过螺线管的磁通量保持不变,不会产生感应电流,A错误;按下按钮过程,穿过螺线管的磁通量增加,螺线管中产生感应电流,B正确;松开按钮过程,穿过螺线管的磁通量减少,螺线管中产生感应电流,C正确;若磁铁两磁极对调位置,按下按钮过程或松开按钮过程,穿过螺线管的磁通量依然会发生变化,螺线管中依然会产生感应电流,门铃能正常工作,D错误。 - 9 - 学科网（北京）股份有限公司 $