高中物理人教版 (2019)必修 第三册3 电磁感应现象及应用学案

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13.3　电磁感应现象及应用
【学习目标】
1. 了解电磁感应现象曲折的发现过程，学习法拉第坚持理想信念、不畏艰辛、勇于探索的科学精神。
2. 经历感应电流产生条件的探究活动，提高分析论证能力。
3. 通过模仿法拉第的实验，归纳得出产生感应电流的条件。学会通过现象分析归纳事物本质特征的科学
思维方法，认识实验观察能力与逻辑思维能力在科学探究过程中的重要作用。
4. 了解电磁感应现象发现的重大历史意义和电磁感应现象的广泛应用，体会科学、技术对人类文明的推
动作用。
【开启新探索】一个伟大的发现：电磁感应！
同学们已经初步学习了电磁感应现象，如应用右图所示的装置可以在电路中产生电流，并使电流表发生偏转。回顾一下，怎样的方法才能在电路中产生感应电流？

现有的方法是产生感应电流唯一方法吗？还有没有其他方法？这些方法有怎样的内在联系？让我们沿着历史的轨迹，走进电磁感应的发现之旅。
【质疑提升1】划时代的发现！
1. 科学家们对自然现象的研究往往有着某些思想的支撑。在奥斯特发现电流的磁效应之后，又是怎样的思想激发着科学家们的研究热情？又把科学家们引向哪个研究方向？


2．法拉第对电和磁之间的关系，持有怎样的观点？



3. 自1822年起，法拉第进行了长达10年的探索，阅读课本，说说法拉第最初对于“磁生电”有怎样的认识？法拉第最初的实验设计可能是怎样的？



4. 进行了多次尝试，经历了一次次的失败，都没有得到预期的结果。1831年法拉第在一次实验时“无意” 发现了电流。说说这次产生电流与以往不产生电流，有怎样的不同？


1. 这次的成功的发现电流，对于电磁感应现象产生方法，你有怎样的认识？电流的发现，对法拉第又有怎样的启发，引领他又不断的探索和思考？



2. 电磁感应现象的发现对科学发展有着怎样的意义？


【质疑提升2】感应电流的产生条件
1. 为了便于分析产生感应电流的条件，我们把“问题” 栏目中的实验装置图画成如图 13.3-2 所示的示意图。 金属棒 AB 静止时，电路中没有感应电流产生；AB 沿着磁感线运动时，电路中也没有感应电流；只有 AB 切割磁感线时才产生感应电流。 AB 切割磁感线时，磁场没有变化，变化的只有电路 ABCD 的面积。那么，与磁场相关的哪个物理量发生了变化呢？



2. 如图所示电路，在探究磁场产生电流的条件时，观察电流表后在表格中填写观察到现象。
实验操作
电流表的指针
（填偏转或不偏转）
（1）开关闭合瞬间

（2）接通开关，变阻器滑片不移动

（3）接通开关，移动变阻器滑片

（4）断开开关瞬间


3.　通过实验分析：有磁场一定产生电磁感应现象吗？若不是，在什么情况下才能产生电磁感应现象？


4.　电磁感应已广泛的应用于生产生活中，你能说出哪些应用电磁感应的实例？

【学以致用】
1．关于电磁感应现象，下列说法中正确的是(　　)
A．只要有磁感线穿过电路，电路中就有感应电流
B．只要闭合电路在做切割磁感线运动，电路中就有感应电流
C．只要穿过闭合电路的磁通量足够大，电路中就有感应电流
D．只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电流
2．如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是(　B　)

3．如图，M、N是套在同一铁芯上的两个线圈，M线圈与电池、电键、变阻器相连，N线圈与R'连成一闭合电路．在下列情况中，线圈N中不能产生感应电流的是( B )
A.　电键合上的瞬间
B.　电键合上后线圈M中的电流达到稳定时
C.　电键合上后，将图中变阻器的滑片向左端滑动的过程中
D.　电键合上一段时间后再断开K的瞬间
【素养提升专练】
1． 关于感应电流，下列说法中正确的是（ ）
A．只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流
B．只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流
C．若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流
D．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流
2． 如图所示，将带铁芯的线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连接到灵敏电流计上，把线圈A放进线圈B的里面。下面几种情况灵敏电流计指针不可能有偏转的是（　　）
A．闭合开关瞬间
B．开关闭合且电路稳定后
C．开关闭合，拔出线圈A的过程中
D．开关闭合，将滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中
3． 把矩形线圈abcd放在匀强磁场中，使它的平面与磁感线平行。下列哪种情况线圈中有感应电流（　　）
A．线圈以ab边为轴转动
B．线圈垂直于磁感线方向移动
C．线圈沿磁感线方向移动
D．线框在图示平面加速运动
4． 如图所示为当年法拉第实验装置示意图，两个线圈分别绕在一个铁环上，线圈A接直流电源，线圈B接灵敏电流表，下列哪种情况能使线圈B中不产生感应电流(　　)
A．将开关S接通或断开的瞬间
B．开关S接通一段时间之后
C．开关S接通后，改变滑动变阻器滑动头的位置时
D．拿走铁环，再做这个实验，开关S接通或断开的瞬间
5. 将条形磁铁竖直放置，闭合圆环水平放置，并使条形磁铁中心线穿过圆环中心，如图所示，若圆环为弹性环，其形状由a扩大到b，那么圆环内磁通量的变化、产生感应电流的情况是(　　)
A．磁通量增大、产生感应电流
B．磁通量减小、产生感应电流
C．磁通量不变、不产生感应电流
D．无法判断
d
l
v→
6. 如图，有一个有界匀强磁场，其宽度为d，若将一个边长为l，l＜d，的长方形线圈，以速度v匀速穿过磁场区域，则在线圈中不产生感应电流的时间等于（ ）
A．d/v
B．l/v
C．（d－l）/v
D．（d－2l）/v
7. 某实验装置如图所示，在铁芯P 上绕着两个线圈 A 和 B。如果线圈 A 中电流i 与时间 t 的关系有图所示的甲、乙、丙、丁四种情况。在 t1 －t2 这段时间内，可以观察到线圈 B 中有感应电流的情况有（ ）
A. 一种 B. 二种 C. 三种 D. 四种

8． 某同学设计的“探究感应电流的产生条件”的实验电路如图所示。开关断开时，条形磁铁插入或拔出螺线管的过程中，电流表的指针_不偏转_____；开关闭合时，磁铁静止在螺线管中，电流表的指针_不偏转_____；开关闭合时，将磁铁插入或拔出螺线管的过程中，电流表的指针_偏转_____。（均选填“偏转”或“不偏转”）


9． 如图所示，固定在水平桌面上的金属框架cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab搁在框架上，可无摩擦滑动，此时adeb构成一个边长为L的正方形，开始时磁感应强度为B0。若从t＝0时刻起，磁感应强度逐渐减小，棒以恒定速度v向右做匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感应强度应怎样随时间变化(写出B与t的关系式)?