人教版 (2019)必修 第三册电磁感应现象及应用导学案及答案

这是一份人教版 (2019)必修 第三册电磁感应现象及应用导学案及答案，共11页。
2．知道电磁感应现象和感应电流的概念。
3．能够运用感应电流的产生条件判断是否产生感应电流。
4．了解电磁感应现象的应用。
[问题初探] 问题1．感应电流产生的条件是什么？
问题2．什么是感应电流？
问题3．世界第一台发电机——法拉第盘的原理是什么？
[自我感知] 经过你认真的预习，结合你对本节课的理解和认识，请画出本节课的知识逻辑体系。
划时代的发现
1．________发现的电流的磁效应，证实了电现象和________是有联系的。
2．1831年，________发现了“磁生电”现象，他认为“磁生电”是一种在____________的过程中才能出现的效应。
3．法拉第把这些“磁生电”现象定名为__________，这些现象中产生的电流叫作__________。
电磁感应的探索历程
【典例1】 (电磁感应现象的发现过程)(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
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产生感应电流的条件 电磁感应现象的应用
1．产生感应电流的条件
(1)实验：探究感应电流产生的条件
探究一：如图甲实验中，导体棒在磁场中保持相对静止或者平行于磁场运动时，无论磁场多强，闭合回路中都______电流，当导体ab做____________运动时，闭合回路中有电流产生。
探究二：如图乙实验中，当线圈A的电流不变时，线圈B所在的回路中______电流产生；当线圈A的电流______时，线圈B所在回路中就有了电流。
(2)产生感应电流的条件：当穿过闭合导体回路的________________时，闭合导体回路中就产生感应电流。
2．电磁感应现象的应用
生产、生活中广泛使用的变压器、________等都是根据电磁感应制造的。
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。
问题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？
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问题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？
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问题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？
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1．电磁感应
(1)电磁感应现象：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中有电流产生，这种现象称为电磁感应现象。
(2)产生感应电流的条件
①导体电路闭合；②闭合回路中磁通量变化。
(3)电磁感应现象的实质：电路中产生感应电动势，如果电路闭合则有感应电流产生。
(4)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。
2．常见的产生感应电流的三种情况
【典例2】 (对电磁感应现象的理解)下列选项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
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【典例3】 (探究感应电流产生的条件)如图所示为“探究感应电流产生的条件”的实验电路图。
(1)请在图中连线，把实验装置连接完整。
(2)开始实验时，滑动变阻器滑片P应该放置在________(选填“a”或“b”)端。
(3)闭合开关后，请写出三种使线圈B中产生感应电流的方法：①________；②________；③________。
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【典例4】 (感应电流条件的应用)(多选)下列图中能产生感应电流的是( )
A B
C D
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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)磁通量变化与感应电流的产生：
Φ不变→无感应电流 Φ变化→回路闭合，有感应电流 不闭合，无感应电流，但有感应电动势。
1． (多选)在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述中符合物理学史的是( )
A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系
B．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说
C．库仑最早通过扭秤实验精确测出了带电体之间的相互作用力
D．楞次经过长达十年的实验探索，发现了电磁感应现象
2．下列现象中，属于电磁感应现象的是( )
A．通电线圈在磁场中转动
B．因闭合线圈在磁场中运动而产生电流
C．磁铁吸引小磁针
D．小磁针在通电导线附近发生偏转
3．如图所示为闭合电路的部分电路在磁场中的运动情况，能产生感应电流的是( )
A B
C D
4．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接。请根据实验现象填空：
(1)开关闭合后，线圈A插入或拔出线圈B，可以看到电流计指针________。
(2)线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，电流计指针________。
(3)开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，电流计指针________。(均选填“偏转”或“不偏转”)
回归本节知识，完成以下问题：
1．什么是电磁感应现象？
2．如果平面跟磁场方向不垂直，该如何计算磁通量呢？
3．产生感应电流的条件是什么？
3．电磁感应现象及应用
[探究重构·关键能力达成]
知识点一
挖掘教材·梳理要点
1．奥斯特 磁现象 2．法拉第 变化、运动 3．电磁感应 感应电流
互动探究·深化提升
典例1 CD [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。]
知识点二
挖掘教材·梳理要点
1．(1)没有 切割磁感线 没有 变化 (2)磁通量发生变化 2．电磁炉
创设情境·启发思考
问题1 提示：题图甲中，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。
问题2 提示：题图乙中，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。
问题3 提示：发生偏转。闭合螺线管线圈中磁通量发生变化。
互动探究·深化提升
典例2 C [电流能产生磁场，是电流的磁效应，不是电磁感应现象，故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，故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，故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，故D错误。]
典例3 解析：(1)将电源、开关、滑动变阻器、线圈A串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，再将灵敏电流计与线圈B串联成另一个回路，电路图如图所示。
(2)由图示电路图可知，滑动变阻器采用限流式接法，为保护电路应该使接入电路的电阻最大，在闭合开关S前，滑动变阻器滑片P应置于a端。
(3)开关S闭合后还有多种方法能使线圈B中产生感应电流，如：移动滑动变阻器的滑片、线圈A在线圈B中插入或拔出、断开开关等。
答案：(1)见解析图 (2)a (3)①断开开关 ②插入或拔出线圈A ③移动滑动变阻器的滑片
典例4 BD [A选项中，电路没有闭合，无感应电流；B选项中，面积增大，通过闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C选项中，穿过圆环的磁感线相互抵消，磁通量恒为零，无感应电流；D选项中，穿过闭合电路的磁通量减小，有感应电流。]
[应用迁移·随堂评估自测]
1．ABC [奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系，故A正确；安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，解释了磁化现象，故B正确；库仑最早通过扭秤实验精确测出了带电体之间的相互作用力，即库仑定律，故C正确；法拉第经过长达十年的实验探索，发现了电磁感应现象，故D错误。]
2．B [闭合线圈在磁场中由于磁通量的变化而产生电流的现象叫电磁感应，B正确；A中通电线圈在磁场中转动是因为受磁场力作用，A错误；D是电流的磁效应，D错误；C中磁铁吸引小磁针是磁场的作用，C错误。]
3．C [磁场方向与导体棒运动方向所在平面平行，没有做切割磁感线运动，不产生感应电流，A、B、D错误；磁感线垂直纸面向外，导体斜向上运动，做切割磁感线运动，能产生感应电流，C正确。 ]
4．解析：(1)开关闭合后，线圈A插入或拔出线圈B，穿过线圈B的磁通量发生变化，有感应电流产生，则电流计偏转。
(2)线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，穿过线圈B的磁通量发生变化，有感应电流产生，则电流计偏转。
(3)开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，回路中电流变化，则穿过线圈B的磁通量发生变化，有感应电流产生，则电流计偏转。
答案：(1)偏转 (2)偏转 (3)偏转
课堂小结
1．提示：当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，电路中有电流产生，这种现象称为电磁感应现象。
2．提示：可以作出该平面在垂直于磁场方向上的投影平面，设两平面之间的夹角为θ，则磁通量Φ＝BS cs θ。
3．提示：闭合回路的磁通量发生变化。
开端
1820年，丹麦物理学家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，拉开了研究电与磁联系的序幕
过程
奥斯特实验激发了人们对“磁生电”的探索热情，法国物理学家菲涅耳、安培和瑞士科学家科拉顿、美国科学家亨利先后设计实验探索“磁生电”，但都没有成功
结果
英国物理学家法拉第经过十年不懈的探索，在1831年第一次发现了“磁生电”现象，并从中领悟到“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。法拉第经过实验，总结了“磁生电”的条件，引领人类社会进入了电气化时代