电磁感应及综合应用(学案)
高中物理人教版(2019)必修三13.3电磁感应现象及应用 导学案
13.3电磁感应现象及应用【学习目标】1.了解电磁感应现象及相关的物理学史.2.通过实验探究产生感应电流的条件．3.能正确分析磁通量的变化情况．4.能运用感应电流的产生条件判断是否有感应电流产生．【学习任务一】划时代的发现1．“电生磁”的发现奥斯特发现的电流的磁效应，证实与磁现象是有联系的．2．法拉第的探索：法拉第提出了“由磁产生电”的设想，并为此进行了长达10年探索，从中领悟到，“磁生电”是一种在变化、的过程中才能出现的效应．3．电磁感应：“”的现象．4．感应电流：现象中产生的电流．【学习任务二】产生感应电流的条件1．实验：探究感应电流产生的条件(1)实验一：如图1所示，当条形磁体插入或拔出线圈时，线圈中电流产生，但条形磁体在线圈中静止不动时，线圈中电流产生．(均选填“有”或”无”)图图1(2)实验二：如图2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，电流表中电流通过；而开关S一直闭合，滑动变阻器的滑动触头不动时，电流表中电流通过．(均选填“有”或“无”)图2(3)归纳总结：几个实验共同特点：产生感应电流时闭合回路的都发生了变化．（4）产生感应电流条件：①电路；②回路的中的磁通量【学习任务三】磁通量的变化(ΔΦ)引起磁通量变化的原因（1）闭合电路的一部分导体切割磁感线时，是磁场B还是面积S变化引起磁通量变化？；（2）实验一：条形磁铁与线圈发生相对运动时，是磁场B变化还是面积S变化引起磁通量变化？；（3）实验二：是B变化还是面积S变化引起磁通量变化？；（4）磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S都在变化引起磁通量变化。
【学习任务四】电磁感应现象的应用（1）是根据电磁感应原理制造的，它开辟了人类社会的电气化时代。
（2）生产、生活中广泛使用的变压器、电磁炉等都是根据制造的。
试题案例例1、如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，若使线框逐渐远离(平动)通电导线，则穿过线框的磁通量将( )A．逐渐增大B．逐渐减小C．保持不变D．不能确定例2.如选项图所示，A中线圈有一小缺口，B、D中匀强磁场区域足够大，C中通电导线位于水平放置的闭合线圈某直径的正上方．其中能产生感应电流的是( )A BC D例3、(多选)如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合电路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况铜环A中有感应电流的是（）A．线圈中通以恒定的电流B．通电过程中，使变阻器的滑片P做匀速移动C．通电过程中，使变阻器的滑片P做加速移动D．将开关突然断开的瞬间例4、如图所示的线框，面积为S，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，B的方向与线框平面成θ角，当线框转过90°到如图所示的虚线位置时，试求：(1)初、末位置穿过线框的磁通量的大小Φ1和Φ2；(2)磁通量的变化量ΔΦ.1．首先发现电流的磁效应和电磁感应现象的物理学家分别是( )A．安培和法拉第B．法拉第和楞次C．奥斯特和安培D．奥斯特和法拉第2、下列现象属于电磁感应现象的是( )A．磁场对电流产生力的作用B．变化的磁场使闭合电路中产生电流C．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D．电流周围产生磁场3下列说法正确的是( )A．磁感应强度B增强，磁通量一定变大B．线圈面积S增大，磁通量一定变大C．只要穿过电路的磁通量不为零，电路中一定产生感应电流D．穿过闭合电路的磁通量增加，电路中产生感应电流4、(多选)闭合线圈按下列选项中的方式在磁场中运动，则穿过闭合线圈的磁通量发生变化的是( )A B C D5.如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁N极附近下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ，在这个过程中，线圈中的磁通量 ( )A．是增加的 B．是减少的C．先增加．后减少 D．先减少，后增加6、(多选)如图所示，导线ab和cd互相平行，则下列四种情况中，导线cd中有电流的是( )A．开关S闭合或断开的瞬间B．开关S是闭合的，但滑动触头向左滑动C．开关S是闭合的，但滑动触头向右滑动D．开关S始终闭合，滑动触头不动7．为了探究电磁感应现象的产生条件，如图给出了必备的实验仪器。
新教材教科版必修第三册 第3章 3.电磁感应现象及其应用 学案
3．电磁感应现象及其应用学习目标：1．[物理观念]知道电流的磁效应和电磁感应的概念，知道感应电流产生的条件。
2．[科学思维]会根据磁通量的变化判断回路中是否有感应电流的产生，能解决有关的问题。
3．[科学探究]通过实验探究产生感应电流的现象，分析归纳感应电流产生的条件。
4．[科学态度与责任]感知科学家们科学探索的艰辛与百折不挠的精神，体验由实验发现规律的成功喜悦，培养学生的科学兴趣。
一、奥斯特实验的启迪1．1820年，奥斯特发现了电流的磁效应。
2．科学家们根据对称性的思考提出，既然电能产生磁，是否也存在逆效应，即磁产生电呢？注意：做奥斯特电流磁效应实验时，直线电流南北放置，小磁针放在导线下方，效果明显。
二、电磁感应现象的发现1．法拉第经历长达10年的探索，于1831年向英国皇家学会提交了一篇论文，论文将“磁生电〞的现象分为五类并把这些现象命名为电磁感应。
2．五类“磁生电〞的现象：(1)变化中的电流(2)变化中的磁场(3)运动中的恒定电流(4)运动中的磁铁(5)运动中的导线。
3．感应电流：由电磁感应现象产生的电流叫作感应电流。
说明：“磁生电〞是一种变化、运动的过程中才能出现的效应。
三、感应电流产生的条件1．实验说明：当闭合电路的一局部导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中有感应电流产生。
2．实验探究说明：两个线圈相互不连通，也没有相对运动，B线圈中的电流是靠“感应〞而产生的。
引起“感应〞的必要条件是穿过B线圈的磁通量发生了变化。
3．产生感应电流的条件：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流产生。
注意：产生感应电流有两个条件(1)闭合回路(2)磁通量变化四、电磁感应规律的发现对社会开展的意义1．法拉第创造了人类历史上第一台感应发电机。
2．发电机、变压器、感应电动机使人类进入电气时代。
1．思考判断(正确的打“√〞，错误的打“×〞)(1)法拉第发现了电磁感应现象。
(√)(2)法拉第完成了“由磁产生电〞的设想。
学案：电磁感应的综合应用
学案：电磁感应的综合应用【知识整合】一、电磁感应中的力学问题1．基本方法：通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用，电磁感应往往和力学问题结合在一起。
（1）用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向，（2）求回路中的电流大小；（3）分析研究导体受力情况（包含安培力，用左手定则确定其方向）（4）列动力学方程或平衡方程求解。
2．电磁感应力学问题中，要抓好受力情况，运动情况的动态分析导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化，周而复始地循环，循环结束时，加速度等于零，导体达稳定状态，抓住a=0时，速度v达最大值。
二、电磁感应中的电路问题在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路相当于电源。
因此，电磁感应问题往往又和电路问题联系在一起，解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是：（1）用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向（2）画等效电路图（3）运用全电路欧姆定律，串并联电路性质，电功率等公式联立求解三、电磁感应中的图象问题电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E、感应电流I、安培力F安或外力F外随时间t变化的图象，即B—t图、Φ—t图、E—t图、I—t图、F—t图。
对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及感应电动势E和感应电流I随位移x 变化的图象，即E—x图、I—x图等。
这些图象问题大体上可分类两类：（1）由给定的电磁感应过程选出或画出正确图象。
（2）由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量。
不管是何种类型，电磁感应中的图象问题常需利用右手定则、左手定则，楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律分析解决。
四、电磁感应中的能量问题产生感应电流的过程，就是能量转化的过程。
电磁感应过程中产生的感应电流在磁场中必定受到安培力的作用,因此,要维持感应电流的存在,必须有“外力”克服安培力做功。
高三物理综合实践——电磁感应教案
高三物理综合实践——电磁感应教案电磁感应教案一、教学目标1.了解电磁感应的基本概念和本质；2.系统地掌握电磁感应和感应电动势的基本原理和方法；3.能够运用电磁感应原理进行相关实验、检验和分析，并得到正确的结论；4.培养学生分析问题、处理问题的能力，以及综合实践能力。
二、教学重点和难点1.掌握电磁感应的基本概念和本质，能够简单解释电磁感应的原理和基本公式；2.掌握电磁感应和感应电动势的基本原理和方法，能够使用精确的语言和符号来表达和计算；3.进行相关实验、检验和分析，得到正确的结论；4.培养学生分析问题、处理问题的能力，以及综合实践能力。
三、教学内容1.电磁感应基本概念通过引导学生对电磁感应现象进行观察和实验，让学生了解电磁感应的概念和本质。
2.感应电动势基本原理和公式通过对电磁感应知识的整合，让学生系统地掌握感应电动势的基本原理和公式，并运用所学知识进行训和练习。
3.相关实验及分析通过各种实验进行训练，让学生掌握实验技巧和方法。
同时，经过实验和分析，培养学生的综合实践能力和科学素养。
四、教学方法1.教师引导发现性学习教师通过引导，发掘学生能够自己探究的问题，让学生具有自主探究和领悟知识的能力。
2.实验教学实验教学是本次教学的重要方法，让学生能够亲自进行实验，从中体验感性认识和个性化发展。
同时，通过实验，让学生掌握实验方法和技巧，提高实验能力和综合素质。
3.讨论式教学讨论式教学是本次教学中的重要方法，让学生在讨论中积极思考和交流，推动彼此内心的理解和认识。
四、教学安排1.开学之际，进行电磁感应的基本概念的讲解和讨论，让学生能够了解和认识电磁感应的基本概念和现象；2.通过相关的实验，辅助讲解和探究感应电动势的基本原理和公式；3.进行感应电动势的相关实验，检验学生所学知识的掌握程度，并通过讨论、分析等方法，提高学生的思维和分析能力。
五、教学反思与展望本次教学最终达到了预期目标，学生也对电磁感应有了更深刻的了解。
2012版物理一轮精品复习学案：9.3 电磁感应规律的综合应用(选修3-2)
第3节电磁感应规律的综合应用【考纲知识梳理】一、电磁感应中的电路问题1.在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，将它们接上电阻等用电器，便可对用电器供电，在回路中形成电流；将它们接上电容器，便可使电容器充电，因此电磁感应问题又往往跟电路问题联系在一起。
解决这类问题，不仅要考虑电磁感应中的有关规律，如右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等，还要应用电路中的有关规律，如欧姆定律、串联、并联电路电路的性质等。
2. 解决电磁感应中的电路问题，必须按题意画出等效电路图，将感应电动势等效于电源电动势，产生感应电动势的导体的电阻等效于内电阻，求电动势要用电磁感应定律，其余问题为电路分析及闭合电路欧姆定律的应用。
3. 一般解此类问题的基本思路是：（1）明确哪一部分电路产生感应电动势，则这部分电路就是等效电源（2）正确分析电路的结构，画出等效电路图（3）结合有关的电路规律建立方程求解．二.电磁感应中的图像问题1.电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I随时间t变化的图像，即B-t 图像、Φ-t图像、E-t 图像和I-t图像等。
对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况还常涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图像，即E-x图像和I-x图像。
2. 这些图像问题大体上可分为两类：由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像，或由给定的有关图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量。
3. 不管是何种类型，电磁感应中的图像问题常需利用右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等规律分析解决。
三、电磁感应中的动力学问题1.电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用，因此，电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起，解决这类电磁感应中的力学问题，不仅要应用电磁学中的有关规律，如楞次定律、法拉第电磁感应定律、左右手定则、安培力的计算公式等，还要应用力学中的有关规律，如牛顿运动定律、动量定理、动能定理、动量守恒定律、机械能守恒定律等。
电磁感应的实际应用导学案
电磁感应的实际应用导学案一、实验目的探究电磁感应在实际生活中的应用，并通过实验了解其中的原理和特点。
二、实验材料1. 导体线圈（可以使用铜线制成的简单线圈）2. 磁铁3. 电源4. KY-024霍尔传感器（可选）三、实验步骤步骤1：电磁感应产生电压1. 将一个磁铁放置在导体线圈的中心，确保磁铁和线圈的位置稳定。
2. 将线圈的两端分别与一个直流电源的正、负极连接，观察线圈中是否会产生电流。
步骤2：电磁感应的方向规律1. 将线圈上的导线与一个灯泡串联，构成电路。
2. 将磁铁从线圈的一侧向另一侧移动，观察灯泡的亮灭情况。
3. 反向移动磁铁，再次观察灯泡的亮灭情况。
4. 根据实验结果，总结电磁感应产生的电流方向规律。
步骤3：霍尔传感器的应用（可选）1. 将KY-024霍尔传感器连接到一个数字电压表上，确保传感器正常工作。
2. 将磁铁靠近霍尔传感器，观察数字电压表的数值变化。
3. 将磁铁远离霍尔传感器，再次观察数字电压表的数值变化。
4. 根据实验结果，探究霍尔传感器在实际中的应用。
四、实验原理电磁感应是指当导体中的磁通量发生变化时，导体内部会产生感应电流。
根据法拉第电磁感应定律，当导体受到磁场的作用，导体中的自由电荷运动会产生感应电流。
在实验步骤1中，当导体线圈内的磁通量发生变化时，由于磁通量变化产生的感应电流，使得线圈上产生电势差，从而使电流通过灯泡，使其亮起。
在实验步骤2中，当磁铁移动方向改变时，线圈内的磁通量方向改变，根据法拉第电磁感应定律，感应电流的方向也随之改变。
因此，根据灯泡亮灭情况的变化，可以推断出电磁感应产生的电流的方向规律。
在实验步骤3中，霍尔传感器利用磁场的变化来感应电压的变化，从而检测磁场的强度。
根据实验结果，可以了解到霍尔传感器在实际中的应用，如磁场检测、位置传感等。
五、实验应用电磁感应在实际生活中有着广泛的应用。
以下列举几个例子：1. 发电机：发电机的工作原理就是利用电磁感应产生电流。
电磁感应和力学综合应用1
高二物理纠偏辅导电磁感应（与力的综合应用）学案2011. 5 。
5方法精要电磁感应中产生的感应电流在磁场中将受到安培力的作用，因此，电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起，解决这类电磁感应中的力学问题，不仅要应用电磁学中的有关规律，如楞次定律、法拉第电磁感应定律、左右手定则、安培力的计算公式等，还要应用力学中的有关规律，如牛顿运动定律、动量定理、动能定理、动量守恒定律、机械能守恒定律等。
要将电磁学和力学的知识综合起来应用。
由于安培力和导体中的电流、运动速度均有关，所以对磁场中运动导体进行动态分析十分必要。
例1. 水平放置于匀强磁场中的光滑导轨上，有一根导体棒ab，用恒力F作用在ab上，由静止开始运动，回路总电阻为R，分析ab 的运动情况，并求ab的最大速度。
例2. 在磁感应强度为B的水平均强磁场中，竖直放置一个冂形金属框ABCD，框面垂直于磁场，宽度BC＝L，质量m的金属杆PQ用光滑金属套连接在框架AB和CD上如图.金属杆PQ电阻为R，当杆自静止开始沿框架下滑时：(1)开始下滑的加速度为多少?(2)框内感应电流的方向怎样？(3)金属杆下滑的最大速度是多少?(4)从开始下滑到达到最大速度过程中重力势能转化为什么能量例3. 竖直放置冂形金属框架，宽1m，足够长，一根质量是0.1kg，电阻0.1Ω的金属杆可沿框架无摩擦地滑动.框架下部有一垂直框架平面的匀强磁场，磁感应强度是0.1T，金属杆MN 自磁场边界上方0.8m处由静止释放(如图).求：(1)金属杆刚进入磁场时的感应电动势；(2)金属杆刚进入磁场时的加速度；(3)金属杆运动的最大速度及此时的能量转化情况.例4.如图所示，竖直平行导轨间距l=20cm，导轨顶端接有一电键K。
导体棒ab与导轨接触良好且无摩擦，ab的电阻R=0.4Ω，质量m=10g，导轨的电阻不计，整个装置处在与轨道平面垂直的匀强磁场中，磁感强度B=1T。
当ab棒由静止释放0.8s 后，突然接通电键，不计空气阻力，设导轨足够长。
《主题六 第五节 电磁感应及其应用》教学设计
《电磁感应及其应用》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 知识与技能：理解电磁感应的观点，掌握法拉第电磁感应定律及其应用。
2. 过程与方法：通过实验探究，掌握电磁感应的规律，学会运用法拉第电磁感应定律分析问题。
3. 情感态度与价值观：培养科学探究精神，树立理论与实践相结合的思想。
二、教学重难点1. 教学重点：法拉第电磁感应定律及其应用。
2. 教学难点：电磁感应在实际生活和工业生产中的应用，如发电机、变压器等的工作原理。
三、教学准备1. 准备教学用具：电磁感应实验装置、发电机模型、变压器实物等。
2. 准备教学内容：制作PPT，包括图片、视频、案例等，以帮助学生更好地理解电磁感应及其应用。
3. 准备学生材料：一些基本的电磁感应应用案例，让学生提前了解和学习。
四、教学过程：1. 引入课题(1)通过生活实例引入电磁感应现象，如电磁炉、发电机、变压器等。
(2)引导学生回顾初中学过的磁场知识，为后续学习打下基础。
(3)教师简要介绍电磁感应的基本观点和定律。
2. 实验探究(1)学生分组实验：利用实验室提供的实验器械，探究电磁感应现象。
(2)引导学生观察实验现象，记录实验数据和结论。
(3)教师对实验过程中出现的问题进行讲解和指导。
3. 理论知识学习(1)教师讲解电磁感应定律及其应用，包括楞次定律、右手定则等。
(2)学生根据实验数据和结论，自主总结电磁感应定律的应用。
(3)教师对学生的总结进行点评和补充。
4. 实际应用举例(1)教师介绍电磁感应在生产、生活、科技等方面的应用，如发电机、变压器、磁悬浮列车等。
(2)学生了解电磁感应在实际应用中的优点和局限性。
5. 教室互动环节(1)学生就所学知识进行提问，教师进行解答。
(2)学生之间进行交流和讨论，共同探讨电磁感应在实际应用中的更多可能性。
6. 作业安置(1)要求学生预习下节课内容，准备讨论发言。
(2)安置与电磁感应相关的小论文或报告，鼓励学生进一步探究和学习。
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电磁感应及综合应用（1）
（一）体系呈现
（二）热点精析
◆电磁感应中的图象问题
【例1】（2012·重庆理综）如图所示，正方形区域MNPQ内有垂
直纸面向里的匀强磁场，在外力作用下，一正方形闭合刚性导线
框沿QN方向匀速运动，t=0时刻，其四个顶点a、b、c、d恰好
在磁场边界中点，下列图像中能反映线框所受安培力f的大小随
时间t变化规律的是
〖变式〗（2011海南物理）如图，EOF和E’O’F’为空间一匀强
磁场的边界，其中EO∥E’O’，FO∥F’O’，且EO⊥OF；OO’为
∠EOF的角平分线，OO 间的距离为l；磁场方向垂直于纸面向里。
一边长为l的正方形导线框沿OO’方向匀速通过磁场，t=0时刻恰
好位于图示位置。
规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与时间t 的关系图线可能正确的是
『拓展』（2012·北京海淀期末）如图所示，在方向竖直向下、磁感
应强度为B的匀强磁场中，沿水平面固定一个V字形金属框架CAD，
已知∠A＝θ，导体棒EF在框架上从A点开始在外力作用下，沿垂
直EF方向以速度v匀速向右平移，使导体棒和框架始终构成等腰三
角形回路。
已知框架和导体棒的材料和横截面积均相同，其单位长
度的电阻均为R ，框架和导体棒均足够长，导体棒运动中始终与磁场方向垂直，且与框架接触良好。
关于回路中的电流I 和消耗的电功率P 随时间t 变化关系，下列四个图象中可能正确的是（ ）
思路小结：
◆电磁感应中的动力学问题
【例2】（2012·河南洛阳五校联考）如图，在水平桌面上
放置两条相距l 的足够长的平行光滑导轨AB 与CD ，阻
值为R 的电阻与导轨的A 、C 端相连。
质量为m 、边长
为l 、电阻不计的正方形线框垂直于导轨并可在导轨上滑
动。
整个装置放于匀强磁场中，磁场的方向竖直向上，磁感应强度的大小为B 。
滑杆的中点系一不可伸长的轻绳，绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后，与一个质量也为m 的物块相连，绳处于拉直状态。
现若从静止开始释放物块，用h 表示物块下落的高度（物块不会触地），g 表示重力加速度，其他电阻不计，则（ ）
A ．因通过正方形线框的磁通量始终不变，故电阻R 中没有感应电流
B ．物体下落的加速度为0.5g
C ．若h 足够大，物体下落的最大速度为mgR 2B 2l 2
D ．物块下降h 的过程中，通过电阻R 的电荷量为Blh R
〖变式〗如图，光滑且足够长的平行金属导轨MN 、PQ 固定在同一水平面上，两导轨间距L ＝0.2 m ，电阻R ＝0.4 Ω，与电阻R 并联的电容器的电
容C=0.6×10－6 F ．导轨上停放着一质量m ＝0.1 kg 、电阻r
＝0.1 Ω的金属杆ab ，导轨电阻不计，整个装置处于磁感
应强度B ＝0.5 T 的匀强磁场中，磁场方向竖直向上。
现用
一在导轨平面内，且垂直于金属杆ab 的外力F ，沿水平方
向拉杆，使之由静止开始做加速度为a ＝5 m/s 2的匀加速直
线运动。
不计电容器充电时对电路的影响。
（1）写出电容器的带电量Q 与时间t 的关系式；
（2）求金属杆ab 运动2 s 时外力F 的瞬时功率P 。
思路小结：。