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1、第十三章电磁感应与电磁波初步第十三章电磁感应与电磁波初步3电磁感应现象及应用课前预习反馈课前预习反馈课内互动探究课内互动探究课堂达标检测课堂达标检测目标体系构建目标体系构建核心素养提升核心素养提升目标体系构建目标体系构建【课程标准】【课程标准】1了解电磁感应现象的发现历程。了解电磁感应现象的发现历程。2理解感应电流的产生条件，会判断回路中是否有感应电流。理解感应电流的产生条件，会判断回路中是否有感应电流。3了解电磁感应现象的应用。了解电磁感应现象的应用。【素养目标】【素养目标】物理观念物理观念1知知道道什什么么是是电电磁磁感感应应现现象象。2理理解解探探究究感感应应电电流流产产生生条条件件的的
2、实实验验，并并理理解解感感应应电电流流产产生生的的条条件件。3掌掌握握运运用用感感应电流的产生条件判断感应电流能否产生。应电流的产生条件判断感应电流能否产生。科学思维科学思维理解从电生磁到磁生电的科学探究方法。理解从电生磁到磁生电的科学探究方法。科学态度科学态度与责任与责任1通通过过实实验验探探究究产产生生感感应应电电流流的的条条件件。2知知道道电电磁磁感感应应现现象象的的发发现现过过程程，体体会会人人类类探探索索自自然然规规律律的的科科学学态态度度和和科科学精神。学精神。课前预习反馈课前预习反馈划时代的划时代的发现发现1“电生磁电生磁”的发现的发现1820年年 ，丹麦物理学家，丹麦物理学家_
3、发现了电流的磁效应。发现了电流的磁效应。2法法拉拉第第的的探探索索：法法拉拉第第提提出出了了“由由磁磁产产生生电电”的的设设想想，并并为为此此进进行行了了长长达达10年年的的探探索索，从从中中领领悟悟到到，“磁磁生生电电”是是一一种种在在变变化化、_的过程中才能出现的效应。的过程中才能出现的效应。3电磁感应：电磁感应：“_”的现象。的现象。4感应电流：感应电流：_现象中产生的电流现象中产生的电流。奥斯特奥斯特知识点知识点1运动运动磁生电磁生电电磁感应电磁感应产生感应电流的条件产生感应电流的条件1实验装置实验装置知识点知识点22探究记录探究记录开关和变阻器的状态开关和变阻器的状态线圈线圈B中是否
4、有电流中是否有电流开关闭合瞬间开关闭合瞬间有有开关断开瞬间开关断开瞬间_开关闭合时，滑动变阻器不变开关闭合时，滑动变阻器不变_开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片_有有无无有有3探究结果探究结果当当穿穿过过闭闭合合导导体体回回路路的的_发发生生变变化化时时，闭闭合合导导体体回回路路中中就就产生感应电流。产生感应电流。磁通量磁通量电磁感应现象的电磁感应现象的应用应用1_是是根根据据电电磁磁感感应应原原理理制制造造的的，它它开开辟辟了了人人类类社社会会的的电气化时代。电气化时代。2生生产产、生生活活中中广广泛泛使使用用的的变变压压器器、电电磁磁炉炉等等都都是是根
5、根据据_制造的。制造的。发电机发电机知识点知识点3电磁电磁感感应应思考辨析思考辨析判一判判一判(1)只有很强的磁场才能产生感应电流。只有很强的磁场才能产生感应电流。()(2)法法拉拉第第发发现现电电磁磁感感应应现现象象是是只只有有在在变变化化、运运动动的的过过程程中中才才出出现现的的现象。现象。()(3)奥斯特首先发现了电磁感应现象。奥斯特首先发现了电磁感应现象。()(4)有电流就可以产生磁场。有电流就可以产生磁场。()(5)有磁场就可以产生电流。有磁场就可以产生电流。()(6)穿穿过过闭闭合合回回路路的的磁磁通通量量发发生生变变化化时时，回回路路中中就就一一定定产产生生感感应应电电流流。()
6、选一选选一选如如图图所所示示，ab是是水水平平面面上上一一个个圆圆的的直直径径，在在过过ab的的竖竖直直平平面面内内有有一一根根通通电电导导线线ef。已已知知ef平平行行于于ab，当当ef竖竖直直向向上上平平移移时时，ef中中的的电电流流I产产生生的磁场穿过圆面积的磁通量将的磁场穿过圆面积的磁通量将()A逐渐增大逐渐增大B逐渐减小逐渐减小C始终为零始终为零D不为零，但保持不为零，但保持不变不变C解解析析：利利用用安安培培定定则则判判断断直直线线电电流流产产生生的的磁磁场场，考考虑虑到到磁磁场场具具有有对对称称性性，可可以以知知道道，穿穿入入线线圈圈的的磁磁感感线线的的条条数数与与穿穿出出线线圈
7、圈的的磁磁感感线线条条数数是是相等的，故选相等的，故选C。想一想想一想在在学学校校的的操操场场上上，把把一一条条大大约约10m长长电电线线的的两两端端连连在在一一个个灵灵敏敏电电流流表表的的两两个个接接线线柱柱上上，形形成成闭闭合合电电路路，两两个个同同学学迅迅速速摇摇动动这这条条电电线线(如如图图所所示示)，可以发电吗？简述你的理由。，可以发电吗？简述你的理由。你你认认为为这这两两个个同同学学沿沿哪哪个个方方向向站站立立时时，发发电电的的可可能能性性比比较较大大？试试一一试。试。解解析析：我我们们知知道道，闭闭合合电电路路的的部部分分导导体体切切割割磁磁感感线线时时，闭闭合合电电路路中中有有
8、感感应应电电流流产产生生，摇摇绳绳发发电电的的实实质质是是，闭闭合合电电路路的的部部分分导导体体切切割割地地磁磁场场的的磁磁感感线线，故故绳绳运运动动方方向向与与地地磁磁场场平平行行时时无无感感应应电电流流，而而运运动动方方向向与与地地磁磁场场垂垂直直时时，产产生生的的感感应应电电流流最最大大，地地磁磁场场是是南南北北方方向向的的，故故摇摇绳绳的的两两位同学沿东西方向站立时，发电的可能性最大。位同学沿东西方向站立时，发电的可能性最大。课内互动探究课内互动探究探究探究1825年年，瑞瑞士士物物理理学学家家德德拉拉里里夫夫的的助助手手科科拉拉顿顿将将一一个个螺螺线线管管与与电电流流计计相相连连。为
9、为了了避避免免强强磁磁性性磁磁铁铁影影响响，他他把把电电流流计计放放在在另另外外一一个个房房间间，用用长长导导线线把把“电电流流表表”和和螺螺线线管管连连接接起起来来。当当他他把把磁磁铁铁投投入入螺螺线线管管中中后后，立立即即跑跑到到另另一一个个房房间间去去观观察察(如如图图)。他他在在两两个个房房间间跑跑来来跑跑去去，没没有有观观察察到电流表指针摆动。电路中有没有产生感应电流呢到电流表指针摆动。电路中有没有产生感应电流呢？感感应电流的流的产生条件生条件情景导入情景导入提提示示：科科拉拉顿顿把把磁磁铁铁投投入入螺螺线线管管的的瞬瞬间间，回回路路中中产产生生感感应应电电流流，磁磁铁铁静静止止后后
10、感感应应电电流流消消失失，所所以以当当他他跑跑到到另另一一房房间间时时，电电流流表表指指针针早早已已停停止了摆动。故科拉顿观察不到电流计指针的偏转。止了摆动。故科拉顿观察不到电流计指针的偏转。1常见的产生感应电流的三种情况：常见的产生感应电流的三种情况：要点提炼要点提炼2判断电磁感应现象是否发生的一般流程：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；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弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量；(3)磁通量变化与感应电流的产生磁通量变化与感应电流的产生：典例剖析典例剖析如如图图所所示示，A中中线线圈圈有有一
11、一小小缺缺口口，条条形形磁磁铁铁匀匀速速穿穿过过线线圈圈；B中中匀匀强强磁磁场场区区域域足足够够大大，v1v2；C中中通通电电导导线线位位于于水水平平放放置置的的闭闭合合线线圈圈某某一一直直径径的的正正上上方方；D中中闭闭合合线线圈圈在在无无限限大大匀匀强强磁磁场场中中加加速速运运动动。其中能产生感应电流的是其中能产生感应电流的是()B典题典题1思思路路引引导导：判判断断电电路路中中是是否否产产生生感感应应电电流流，关关键键要要分分析析穿穿过过闭闭合合电电路路的的磁磁通通量量是是否否发发生生变变化化。对对于于C图图中中就就必必须须要要弄弄清清楚楚通通电电直直导导线线的的磁磁感感线线分分布布情情
12、况况，而而对对于于立立体体图图，往往往往还还需需要要将将立立体体图图转转换换为为平平面面图图，如如转化为俯视图、侧视图等。转化为俯视图、侧视图等。解解析析：图图A中中线线圈圈没没闭闭合合，无无感感应应电电流流；图图B中中闭闭合合电电路路中中的的磁磁通通量量增增大大，有有感感应应电电流流；图图C中中的的导导线线在在圆圆环环直直径径的的正正上上方方，不不论论电电流流如如何何变变化化，穿穿过过线线圈圈的的磁磁感感线线都都相相互互抵抵消消，磁磁通通量量恒恒为为零零，也也无无电电流流；图图D中回路磁通量恒定，无感应电流。故本题只有选项中回路磁通量恒定，无感应电流。故本题只有选项B正确正确。对点训练对点训
13、练1如如图图所所示示，导导线线ab和和cd互互相相平平行行，则则下列四种情况下导线下列四种情况下导线cd中无电流的中无电流的是是()A开关开关S闭合或断开的瞬间闭合或断开的瞬间B开开关关S是是闭闭合合的的，滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑片片向向左左滑滑C开关开关S是闭合的，滑动变阻器的滑片向右滑是闭合的，滑动变阻器的滑片向右滑D开关开关S始终闭合，滑动变阻器的滑片不动始终闭合，滑动变阻器的滑片不动D解解析析：产产生生感感应应电电流流的的条条件件是是：穿穿过过闭闭合合导导体体回回路路的的磁磁通通量量发发生生变变化化，在在A、B、C选选项项中中，导导线线ab中中电电流流发发生生变变化化，穿穿过过cd
14、所所在在回回路路的的磁磁通通量量发发生生变变化化，产产生生感感应应电电流流；选选项项D中中，导导线线ab中中电电流流不不变变化化，穿穿过过cd所在回路的磁通量不变化，不产生感应电流。故选所在回路的磁通量不变化，不产生感应电流。故选D。探究探究1电磁感应现象中的能量转化电磁感应现象中的能量转化当当在在闭闭合合电电路路中中产产生生感感应应电电流流时时，电电流流做做功功，消消耗耗电电能能，根根据据能能量量守恒定律可知，有其他形式的能转化为电能。守恒定律可知，有其他形式的能转化为电能。(1)导导体体做做切切割割磁磁感感线线运运动动，在在电电路路中中产产生生感感应应电电流流，该该导导体体的的机机械械能转
15、化为电能。能转化为电能。电磁感磁感应现象中的能量象中的能量转化和化和应用用(2)如如图图所所示示，线线圈圈中中有有变变化化的的电电流流通通过过时时，在在铁铁芯芯中中产产生生变变化化的的磁磁场场，这这个个变变化化的的磁磁场场通通过过线线圈圈时时在在其其闭闭合合回回路路中中产产生生了了感感应应电电流流。这这个个过过程程中中，线线圈圈中中的的电电能能转转化化成成了了铁铁芯芯中中的的磁磁场场能能，然然后后在在线线圈圈中中又又把把铁铁芯芯里里的的磁磁场场能能转转化化成成了了电电能能，此此处处的的转转化化并并不不像像导导线线导导电电一一样样直接，而是一个间接的转移，磁场仅起到了能量传输的作用直接，而是一个
16、间接的转移，磁场仅起到了能量传输的作用。2电磁感应现象的应用电磁感应现象的应用生生产产中中广广泛泛使使用用的的变变压压器器、发发电电机机等等是是根根据据电电磁磁感感应应制制造造的的。生生活活中中很很多多电电器器的的工工作作原原理理都都应应用用到到电电磁磁感感应应现现象象，如如动动圈圈式式话话筒筒、电电视视机机、手手机机、录录音音机机、电电磁磁炉炉等等。下下面面对对动动圈圈式式话话筒筒和和电电磁磁炉炉的的工工作作原原理理进进行行简单分析。简单分析。(1)动动圈圈式式话话筒筒：话话筒筒是是把把声声音音信信号号转转变变为为电电信信号号的的装装置置，动动圈圈式式话话筒筒是是利利用用电电磁磁感感应应现现象象制制成成的的，当当声声波波使使金金属属膜膜片片振振动动时时，连连接接在在膜膜片片上上的的音音圈圈也也随随着着一一起起振振动动，音音圈圈在在永永久久磁磁体体的的磁磁场场里里振振动动，其其中中就就会会产产生生感感应应电电流流，感感应应电电流流的的大大小小和和方方向向都都变变化化，变变化化的的振振幅幅和和频频率率由由声声波波决决定定，这这个个信信号号电电流流经经扩扩音音器器放放大大后后传传给给扬扬声
