人教版（2019）必修第三册13-3 电磁感应现象及其应用 教师版-2021-2022学年高中物理合格性考试讲义.docx

1、合格性考试讲义 必修三第十三章 电磁感应与电磁波初步第三节 电磁感应现象及应用一、划时代的发现1电流的磁效应引起的思考：既然电流能够产生磁场，那么，为什么不能用磁体使导线中产生电流呢？2法拉第的探索：经历了长达10年的探索，经历了一次次失败，最终领悟到，“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。3电磁感应：由磁产生电的现象。4感应电流：由电磁感应产生的电流。二、产生感应电流的条件1探索感应电流产生的条件(1)实验装置(2)实验过程开关和变阻器的状态线圈B中是否有电流开关闭合瞬间有开关断开瞬间有开关闭合时，滑动变阻器不动无开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片有2 产生感应电流的条件：当

2、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感应电流的产生条件理解(1)闭合电路。(2)磁通量发生变化。4产生感应电流的常见类型 (1)导线ab切割磁感线时，闭合回路产生的电流(如图甲所示)。(2)磁铁插入和拉出线圈时，回路中产生的电流(如图乙所示)。(3)如图丙所示，当开关S闭合或断开时，回路B中产生电流。当开关闭合，滑动变阻器滑片向上或向下滑时，回路B中产生电流。三、电磁感应现象的应用1最早的发电机：法拉第的圆盘发电机。 2电厂里的发电机、生产和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。 3汽车防抱死制动系统(ABS)(1)ABS系统的作用：为了防止汽

3、车紧急制动时，因车轮被抱死，从而发生侧滑。(2)ABS系统的组成：由轮速传感器、电子控制模块和电磁阀组成。其中轮速传感器是利用电磁感应现象测量车轮转速的。4无线充电技术：又称为非接触式感应充电，是利用供电设备直接将电能传送给用电器的技术。具有安全、耐用、方便等特点，还可应用于生物医疗。【学考演练】1思考判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)奥斯特发现了电磁感应现象。()(2)法拉第发现了电磁感应现象。()(3)法拉第完成了“由磁产生电”的设想。()(4)闭合电路中的磁通量发生变化就会产生感应电流。()(5)只要电路中磁通量发生变化，就有感应电流产生。()(1)有电流即生磁场。 ()(2)雷达

4、用的是中波波段的无线电波。()(3)穿过闭合回路的磁通量发生变化，一定产生感应电流。()(4)移动电话是利用无线电波进行通信的。()(5)线框不闭合，即使穿过线框的磁通量变化，线框中也没有感应电流。()2关于产生感应电流的条件，下列说法中正确的是()A只要闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定有感应电流B只要闭合电路中有磁通量，闭合电路中就有感应电流C只要导体做切割磁感线运动，就有感应电流产生D只要穿过闭合电路的磁感线条数发生变化，闭合电路中就有感应电流解析：选D只有穿过闭合电路的磁通量发生变化时，才会产生感应电流，D正确。3关于产生感应电流的条件，以下说法中正确的是()A闭合电路的导体在磁场

5、中运动，闭合电路中就一定有感应电流产生B闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，闭合电路中一定有感应电流产生C穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间，闭合电路中一定没有感应电流产生D只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生解析：选D产生感应电流的条件有两个：闭合电路；穿过闭合电路的磁通量发生了变化。故D项正确。4在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是()A将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化B在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化C将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻

6、房间去观察电流表的变化D绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化解析：选D产生感应电流必须满足的条件：电路闭合；穿过闭合电路的磁通量发生变化。选项A、B电路闭合，但磁通量不变，不能产生感应电流，故选项A、B不能观察到电流表的变化；选项C满足产生感应电流的条件，也能产生感应电流，但等观察者从一个房间到另一个房间观察时，电流表中已没有电流，故选项C也不能观察到电流表的变化；选项D满足产生感应电流的条件，能产生感应电流，可以观察到电流表的变化，所以选项D正确。5下图中能产生感应电流的是()解析：选B根据产生感应电流的条件：A选项中，电路没闭合，无感应电

7、流；B选项中，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C选项中，穿过线圈的磁感线相互抵消，恒为零，无感应电流；D选项中，磁通量不发生变化，无感应电流。6下列现象中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电流周围产生磁场解析：选B电磁感应现象指的是处在变化的磁场中的闭合回路产生电流的现象，选项B正确。7(多选)如图所示，线框ABCD从有界的匀强磁场区域穿过，下列说法正确的是()A进入匀强磁场区域的过程中，ABCD中有感应电流B在匀强磁场中加速运动时，ABCD中有感应电流C在匀强磁场中匀速运动时，ABCD中没有感应电流D

8、离开匀强磁场区域的过程中，ABCD中没有感应电流解析：选AC从磁通量有无“变化”来判断产生感应电流与否，能抓住要点得出正确结论。若从切割磁感线的角度考虑问题，需注意全面比较闭合电路各部分切割的情况。在有界的匀强磁场中，常常需要考虑闭合回路进磁场、出磁场和在磁场中运动的情况，线框ABCD在匀强磁场中无论匀速，还是加速运动，穿过线框ABCD的磁通量都没有发生变化。8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，其原因是()A开关位置接错B电流计的正、负接线柱接反C线圈B的接头3、4接反D蓄电池的正、负

9、极接反解析：选A题图中开关的连接不能控制含有电源的电路中电流的通断，而本实验的目的是研究在开关通断的瞬间，线圈B中是否产生感应电流，但题图的接法达不到实验目的。开关应接在线圈A所在的电路中。9.如图所示，L为一根无限长的通电直导线，M为一金属环，L过M的圆心，且通以向上的电流I，则()A当L中的I发生变化时，环中有感应电流B当M左右平移时，环中有感应电流C当M保持水平，在竖直方向上下移动时环中有感应电流D只要L与M保持垂直，则以上几种情况，环中均无感应电流解析：选D由于直线电流的磁场是垂直导线的同心圆，故只要L与M保持垂直，穿过金属环M的磁通量就为零，保持不变，环中均无感应电流产生。故选项D正

10、确。10.如图所示，一金属圆线圈和一条形磁铁的中轴线在同一竖直平面内，下列情况中能使线圈中产生感应电流的是()A将磁铁竖直向上平移B将磁铁水平向右平移C将磁铁在图示的平面内，N极向上、S极向下转动D将磁铁的N极转向纸外，S极转向纸内解析：选D题图所示状态下，穿过圆形线圈的磁通量为零，而选项A、B、C中的做法都不会引起线圈中磁通量的变化，故无感应电流。11.如图所示，线圈两端接在电流表上组成闭合电路，在下列情况中，电流表指针不发生偏转的是()A线圈不动，磁铁插入线圈时B线圈不动，磁铁拔出线圈时C磁铁插在线圈内不动D磁铁和线圈相对移动时解析：选C根据电磁感应现象产生的条件，不论哪部分移动，只要磁体

11、与线圈的相对位置发生变化，线圈所在处的磁场都会发生变化，所以选项A、B、D中都会产生感应电流，C中不会产生感应电流。12如图所示，闭合的矩形线圈abcd放在范围足够大的匀强磁场中，下列哪种情况下线圈中能产生感应电流()A线圈向左平移 B线圈向上平移C线圈以ab为轴旋转 D线圈不动解析：选C选项A、B、D三种情况穿过线圈的磁通量都不变，线圈中不会产生感应电流，只有C项所述线圈以ab为轴旋转，穿过线圈的磁通量发生改变，线圈中会产生感应电流，选项C正确。【真题演练】17（2021.1广东）水力发电中所使用的发电机应用了()A电磁感应原理 B库仑定律 C电流的热效应 D磁场对电流的作用原理【解析】水力

12、发电的应用原理是电磁感应【答案】A29.（2015陕西）如图所示，一个单匝矩形线圈水平放在桌面上，在线圈中心上方有一竖直的条形磁体，此时线圈内的磁通量为0.05Wb.在0.5s的时间内，将该条形磁体从图示位置竖放到线圈内的桌面上，此时线圈内的磁通量为0.10Wb，试求此过程：（1）线圈内磁通量的变化量；（2）线圈中产生的感应电动势大小。【答案】（1）（2）【解析】【详解】（1）磁通量的变化为：=-=0.10-0.05=0.05Wb；（2）由法拉第电磁感应定律可得感应电动势为：22. （2016云南）如图所示是“探究感应电流与磁通量变化的关系”的实验装置，开关断开瞬间，线圈B中_电流产生；开关总

13、是闭合的，滑动变阻器的滑片和线圈A也不动，线圈B中_电流产生（选填“有”或“无”）【答案】 (1). 有 (2). 无【解析】开关闭合的瞬间，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中有感应电流；开关总是闭合的，滑动变阻器的滑片和线圈A也不动，那么穿过线圈的磁通量不会发生变化，线圈中无感应电流23. （2016云南）如图所示，水平面内有相距L=0.8m的两平行光滑金属导轨ab、cd固定在匀强磁场中，磁场方向竖直向上，ac间接有R=4.0的电阻导体棒AB跨在两导轨间，与导轨接触良好，并在F=0.2N的水平力作用下由静止开始向右运动，当其做匀速直线运动时，回路中的电流I=0.5A，求：（1）导体棒AB匀速运

14、动5s电阻R上产生的热量；（2）匀强磁场的磁感应强度大小【答案】（1）5J （2）0.5T【解析】试题分析：根据电流的大小，结合焦耳定律求出电阻R上产生的热量；匀速运动时，拉力等于安培力求出磁感应强度的大小（1）匀速运动时，回路中的电流I=0.5A，根据焦耳定律可得电阻R上产生的热量：Q=I2Rt=0.2545J=5J（2）导体棒匀速运动时，拉力等于安培力，则有：F=FA=BIL，带入数据解得磁感应强度：B=05T点睛：本题主要考查了电磁感应的基本运用，应用焦耳定律和平衡条件，即可解题 19. （2018江苏）如图所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针的上方，磁针的S极向纸内偏转，这一带

15、电粒子束可能是（）A. 向右飞行的正离子束B. 向左飞行的正离子束C. 向左飞行的负离束D. 无法确定【答案】B【解析】【详解】磁针S极向内转，N极向外转，可知粒子流下方磁场方向垂直于纸面向外，由右手定则判断带电粒子形成的电流方向向左，带电粒子可以是向左飞行的正离子束或向右飞行的负离子束。故选B。26. （2017河南）下列说法不正确的是 A. 电流通过导体产生的热量,跟导体的阻值有关B. 通电直导线不能产生磁场C. 只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有感应电流产生D. 变化的磁场能产生电场,变化的电场能产生磁场【答案】B【解析】【详解】根据焦耳定律，可知电流通过导体产生的热量，跟

16、导体的阻值、电流和时间都有关，故A正确；通电直导线能产生磁场，故B错误；只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生；故C正确；变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，相互激发，故D正确；本题选错误的，故选B【点睛】根据焦耳定律分析热量与电阻的关系；通电直导线能产生磁场；根据感应电流产生的条件，分析即可麦克斯韦电磁场理论的内容是：变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场24. （2019.6广东）下列与电磁感应现象有关的发明是A. 干电池B. 交流发电机C. 白炽灯D. 指南针【答案】B【解析】【详解】A、干电池把化学能转变为电能供给外电路，故选项A错误；B、交流发电机是利用电磁

17、感应现象制成的，故选项B正确；C、白炽灯是利用电流的热效应制成的，故选项C错误；D、指南针是利用磁体在磁场中受到磁场力作用，故选项D错误28. （2019.6广东）如图所法，N、S两极间的磁场可视为匀强磁场，将一矩形闭合金属线框垂直于磁场方向放置在该磁场中下列情况线框中能出现感应电流的是A. 线框绕图中竖直轴aa旋转B. 线框绕图中水平轴bb旋转C. 线框沿竖直方向向上平移D. 线框沿竖直方向向下平移【答案】B【解析】【详解】A、由于线框平面开始垂直于于磁场方向，磁通量最大，线框绕图中竖直轴旋转时，线框平面始终垂直于于磁场方向，磁通量不变，故不会出现感应电流，故选项A从错误；B、线框绕图中水平

18、轴旋转，线框平面与磁场方向的夹角发生改变，所以通过线框平面的磁通量发生改变，故会出现感应电流，故选项B正确；CD、将线框沿竖直方向向上平移或线框沿竖直方向向下平移，线框平面始终垂直于于磁场方向，磁通量不变，故不会出现感应电流，故选C、D错误35. （2019.12河北）（多选）如图所示为电流表与螺线管组成的闭合电路，下列说法正确的是A. 将磁铁向下插入螺线管的过程中，电流表的指针发生偏转B. 将磁铁从螺线管中拔出的过程中，电流表的指针不发生偏转C. 磁铁放在螺线管中不动，电流表的指针发生偏转D. 磁铁放在螺线管中不动，电流表的指针不发生偏转【答案】AD【解析】【详解】由感应电流的产生条件，即闭合回路磁通量发生变化可知，当磁铁向下插入或者向外拔出时，磁通量都会发生变化，从而产生感应电流，电流变指针发生偏转；而磁铁放在螺线管不动不会产生感应电流，指针不偏转，故AD正确，BC错误；故选AD。