資源簡介

13.3　電磁感應現象及應用
【學習目標】
1. 了解電磁感應現象曲折的發現過程，學習法拉第堅持理想信念、不畏艱辛、勇于探索的科學精神。
2. 經歷感應電流產生條件的探究活動，提高分析論證能力。
3. 通過模仿法拉第的實驗，歸納得出產生感應電流的條件。學會通過現象分析歸納事物本質特征的科學
思維方法，認識實驗觀察能力與邏輯思維能力在科學探究過程中的重要作用。
4. 了解電磁感應現象發現的重大歷史意義和電磁感應現象的廣泛應用，體會科學、技術對人類文明的推
動作用。
【開啟新探索】一個偉大的發現：電磁感應！
同學們已經初步學習了電磁感應現象，如應用右圖所示的裝置可以在電路中產生電流，并使電流表發生偏轉。回顧一下，怎樣的方法才能在電路中產生感應電流？
現有的方法是產生感應電流唯一方法嗎？還有沒有其他方法？這些方法有怎樣的內在聯系？讓我們沿著歷史的軌跡，走進電磁感應的發現之旅。
【質疑提升1】劃時代的發現！
1. 科學家們對自然現象的研究往往有著某些思想的支撐。在奧斯特發現電流的磁效應之后，又是怎樣的思想激發著科學家們的研究熱情？又把科學家們引向哪個研究方向？
2．法拉第對電和磁之間的關系，持有怎樣的觀點？
3. 自1822年起，法拉第進行了長達10年的探索，閱讀課本，說說法拉第最初對于“磁生電”有怎樣的認識？法拉第最初的實驗設計可能是怎樣的？
4. 進行了多次嘗試，經歷了一次次的失敗，都沒有得到預期的結果。1831年法拉第在一次實驗時“無意” 發現了電流。說說這次產生電流與以往不產生電流，有怎樣的不同？
1. 這次的成功的發現電流，對于電磁感應現象產生方法，你有怎樣的認識？電流的發現，對法拉第又有怎樣的啟發，引領他又不斷的探索和思考？
2. 電磁感應現象的發現對科學發展有著怎樣的意義？
【質疑提升2】感應電流的產生條件
1. 為了便于分析產生感應電流的條件，我們把“問題” 欄目中的實驗裝置圖畫成如圖 13.3-2 所示的示意圖。 金屬棒 AB 靜止時，電路中沒有感應電流產生；AB 沿著磁感線運動時，電路中也沒有感應電流；只有 AB 切割磁感線時才產生感應電流。 AB 切割磁感線時，磁場沒有變化，變化的只有電路 ABCD 的面積。那么，與磁場相關的哪個物理量發生了變化呢？
2. 如圖所示電路，在探究磁場產生電流的條件時，觀察電流表后在表格中填寫觀察到現象。
實驗操作 電流表的指針（填偏轉或不偏轉）
（1）開關閉合瞬間
（2）接通開關，變阻器滑片不移動
（3）接通開關，移動變阻器滑片
（4）斷開開關瞬間
3.　通過實驗分析：有磁場一定產生電磁感應現象嗎？若不是，在什么情況下才能產生電磁感應現象？
4.　電磁感應已廣泛的應用于生產生活中，你能說出哪些應用電磁感應的實例？
【學以致用】
1．關于電磁感應現象，下列說法中正確的是(　　)
A．只要有磁感線穿過電路，電路中就有感應電流
B．只要閉合電路在做切割磁感線運動，電路中就有感應電流
C．只要穿過閉合電路的磁通量足夠大，電路中就有感應電流
D．只要穿過閉合電路的磁通量發生變化，電路中就有感應電流
2．如圖所示，矩形線框在磁場內做的各種運動中，能夠產生感應電流的是(　　)
3．如圖，M、N是套在同一鐵芯上的兩個線圈，M線圈與電池、電鍵、變阻器相連，N線圈與R'連成一閉合電路．在下列情況中，線圈N中不能產生感應電流的是( )
A.　電鍵合上的瞬間
B.　電鍵合上后線圈M中的電流達到穩定時
C.　電鍵合上后，將圖中變阻器的滑片向左端滑動的過程中
D.　電鍵合上一段時間后再斷開K的瞬間
【素養提升專練】
1． 關于感應電流，下列說法中正確的是 （ ）
A．只要穿過線圈的磁通量發生變化，線圈中就一定有感應電流
B．只要閉合導線做切割磁感線運動，導線中就一定有感應電流
C．若閉合電路的一部分導體不做切割磁感線運動，閉合電路中一定沒有感應電流
D．當穿過閉合電路的磁通量發生變化時，閉合電路中一定有感應電流
2． 如圖所示，將帶鐵芯的線圈A通過滑動變阻器和開關連接到電源上，線圈B的兩端連接到靈敏電流計上，把線圈A放進線圈B的里面。下面幾種情況靈敏電流計指針不可能有偏轉的是（　　）
A．閉合開關瞬間
B．開關閉合且電路穩定后
C．開關閉合，拔出線圈A的過程中
D．開關閉合，將滑動變阻器的滑片P向左滑動的過程中
3． 把矩形線圈abcd放在勻強磁場中，使它的平面與磁感線平行。下列哪種情況線圈中有感應電流（　　）
A．線圈以ab邊為軸轉動
B．線圈垂直于磁感線方向移動
C．線圈沿磁感線方向移動
D．線框在圖示平面加速運動
4． 如圖所示為當年法拉第實驗裝置示意圖，兩個線圈分別繞在一個鐵環上，線圈A接直流電源，線圈B接靈敏電流表，下列哪種情況能使線圈B中不產生感應電流(　　)
A．將開關S接通或斷開的瞬間
B．開關S接通一段時間之后
C．開關S接通后，改變滑動變阻器滑動頭的位置時
D．拿走鐵環，再做這個實驗，開關S接通或斷開的瞬間
5. 將條形磁鐵豎直放置，閉合圓環水平放置，并使條形磁鐵中心線穿過圓環中心，如圖所示，若圓環為彈性環，其形狀由a擴大到b，那么圓環內磁通量的變化、產生感應電流的情況是(　　)
A．磁通量增大、產生感應電流
B．磁通量減小、產生感應電流
C．磁通量不變、不產生感應電流
D．無法判斷
6. 如圖，有一個有界勻強磁場，其寬度為d，若將一個邊長為l，l＜d，的長方形線圈，以速度v勻速穿過磁場區域，則在線圈中不產生感應電流的時間等于（ ）
A．d/v
B．l/v
C．（d－l）/v
D．（d－2l）/v
7. 某實驗裝置如圖所示，在鐵芯P 上繞著兩個線圈 A 和 B。如果線圈 A 中電流i 與時間 t 的關系有圖所示的甲、乙、丙、丁四種情況。在 t1 －t2 這段時間內，可以觀察到線圈 B 中有感應電流的情況有（ ）
A. 一種 B. 二種 C. 三種 D. 四種
8． 某同學設計的“探究感應電流的產生條件”的實驗電路如圖所示。開關斷開時，條形磁鐵插入或拔出螺線管的過程中，電流表的指針______；開關閉合時，磁鐵靜止在螺線管中，電流表的指針______；開關閉合時，將磁鐵插入或拔出螺線管的過程中，電流表的指針______。（均選填“偏轉”或“不偏轉”）
9． 如圖所示，固定在水平桌面上的金屬框架cdef，處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒ab擱在框架上，可無摩擦滑動，此時adeb構成一個邊長為L的正方形，開始時磁感應強度為B0。若從t＝0時刻起，磁感應強度逐漸減小，棒以恒定速度v向右做勻速運動時，可使棒中不產生感應電流，則磁感應強度應怎樣隨時間變化(寫出B與t的關系式)
d
l
v→13.3　電磁感應現象及應用
【學習目標】
1. 了解電磁感應現象曲折的發現過程，學習法拉第堅持理想信念、不畏艱辛、勇于探索的科學精神。
2. 經歷感應電流產生條件的探究活動，提高分析論證能力。
3. 通過模仿法拉第的實驗，歸納得出產生感應電流的條件。學會通過現象分析歸納事物本質特征的科學
思維方法，認識實驗觀察能力與邏輯思維能力在科學探究過程中的重要作用。
4. 了解電磁感應現象發現的重大歷史意義和電磁感應現象的廣泛應用，體會科學、技術對人類文明的推
動作用。
【開啟新探索】一個偉大的發現：電磁感應！
同學們已經初步學習了電磁感應現象，如應用右圖所示的裝置可以在電路中產生電流，并使電流表發生偏轉。回顧一下，怎樣的方法才能在電路中產生感應電流？
現有的方法是產生感應電流唯一方法嗎？還有沒有其他方法？這些方法有怎樣的內在聯系？讓我們沿著歷史的軌跡，走進電磁感應的發現之旅。
【質疑提升1】劃時代的發現！
1. 科學家們對自然現象的研究往往有著某些思想的支撐。在奧斯特發現電流的磁效應之后，又是怎樣的思想激發著科學家們的研究熱情？又把科學家們引向哪個研究方向？
2．法拉第對電和磁之間的關系，持有怎樣的觀點？
3. 自1822年起，法拉第進行了長達10年的探索，閱讀課本，說說法拉第最初對于“磁生電”有怎樣的認識？法拉第最初的實驗設計可能是怎樣的？
4. 進行了多次嘗試，經歷了一次次的失敗，都沒有得到預期的結果。1831年法拉第在一次實驗時“無意” 發現了電流。說說這次產生電流與以往不產生電流，有怎樣的不同？
1. 這次的成功的發現電流，對于電磁感應現象產生方法，你有怎樣的認識？電流的發現，對法拉第又有怎樣的啟發，引領他又不斷的探索和思考？
2. 電磁感應現象的發現對科學發展有著怎樣的意義？
【質疑提升2】感應電流的產生條件
1. 為了便于分析產生感應電流的條件，我們把“問題” 欄目中的實驗裝置圖畫成如圖 13.3-2 所示的示意圖。 金屬棒 AB 靜止時，電路中沒有感應電流產生；AB 沿著磁感線運動時，電路中也沒有感應電流；只有 AB 切割磁感線時才產生感應電流。 AB 切割磁感線時，磁場沒有變化，變化的只有電路 ABCD 的面積。那么，與磁場相關的哪個物理量發生了變化呢？
2. 如圖所示電路，在探究磁場產生電流的條件時，觀察電流表后在表格中填寫觀察到現象。
實驗操作 電流表的指針（填偏轉或不偏轉）
（1）開關閉合瞬間
（2）接通開關，變阻器滑片不移動
（3）接通開關，移動變阻器滑片
（4）斷開開關瞬間
3.　通過實驗分析：有磁場一定產生電磁感應現象嗎？若不是，在什么情況下才能產生電磁感應現象？
4.　電磁感應已廣泛的應用于生產生活中，你能說出哪些應用電磁感應的實例？
【學以致用】
1．關于電磁感應現象，下列說法中正確的是(　　)
A．只要有磁感線穿過電路，電路中就有感應電流
B．只要閉合電路在做切割磁感線運動，電路中就有感應電流
C．只要穿過閉合電路的磁通量足夠大，電路中就有感應電流
D．只要穿過閉合電路的磁通量發生變化，電路中就有感應電流
2．如圖所示，矩形線框在磁場內做的各種運動中，能夠產生感應電流的是(　B　)
3．如圖，M、N是套在同一鐵芯上的兩個線圈，M線圈與電池、電鍵、變阻器相連，N線圈與R'連成一閉合電路．在下列情況中，線圈N中不能產生感應電流的是( B )
A.　電鍵合上的瞬間
B.　電鍵合上后線圈M中的電流達到穩定時
C.　電鍵合上后，將圖中變阻器的滑片向左端滑動的過程中
D.　電鍵合上一段時間后再斷開K的瞬間
【素養提升專練】
1． 關于感應電流，下列說法中正確的是 （ ）
A．只要穿過線圈的磁通量發生變化，線圈中就一定有感應電流
B．只要閉合導線做切割磁感線運動，導線中就一定有感應電流
C．若閉合電路的一部分導體不做切割磁感線運動，閉合電路中一定沒有感應電流
D．當穿過閉合電路的磁通量發生變化時，閉合電路中一定有感應電流
2． 如圖所示，將帶鐵芯的線圈A通過滑動變阻器和開關連接到電源上，線圈B的兩端連接到靈敏電流計上，把線圈A放進線圈B的里面。下面幾種情況靈敏電流計指針不可能有偏轉的是（　　）
A．閉合開關瞬間
B．開關閉合且電路穩定后
C．開關閉合，拔出線圈A的過程中
D．開關閉合，將滑動變阻器的滑片P向左滑動的過程中
3． 把矩形線圈abcd放在勻強磁場中，使它的平面與磁感線平行。下列哪種情況線圈中有感應電流（　　）
A．線圈以ab邊為軸轉動
B．線圈垂直于磁感線方向移動
C．線圈沿磁感線方向移動
D．線框在圖示平面加速運動
4． 如圖所示為當年法拉第實驗裝置示意圖，兩個線圈分別繞在一個鐵環上，線圈A接直流電源，線圈B接靈敏電流表，下列哪種情況能使線圈B中不產生感應電流(　　)
A．將開關S接通或斷開的瞬間
B．開關S接通一段時間之后
C．開關S接通后，改變滑動變阻器滑動頭的位置時
D．拿走鐵環，再做這個實驗，開關S接通或斷開的瞬間
5. 將條形磁鐵豎直放置，閉合圓環水平放置，并使條形磁鐵中心線穿過圓環中心，如圖所示，若圓環為彈性環，其形狀由a擴大到b，那么圓環內磁通量的變化、產生感應電流的情況是(　　)
A．磁通量增大、產生感應電流
B．磁通量減小、產生感應電流
C．磁通量不變、不產生感應電流
D．無法判斷
6. 如圖，有一個有界勻強磁場，其寬度為d，若將一個邊長為l，l＜d，的長方形線圈，以速度v勻速穿過磁場區域，則在線圈中不產生感應電流的時間等于（ ）
A．d/v
B．l/v
C．（d－l）/v
D．（d－2l）/v
7. 某實驗裝置如圖所示，在鐵芯P 上繞著兩個線圈 A 和 B。如果線圈 A 中電流i 與時間 t 的關系有圖所示的甲、乙、丙、丁四種情況。在 t1 －t2 這段時間內，可以觀察到線圈 B 中有感應電流的情況有（ ）
A. 一種 B. 二種 C. 三種 D. 四種
8． 某同學設計的“探究感應電流的產生條件”的實驗電路如圖所示。開關斷開時，條形磁鐵插入或拔出螺線管的過程中，電流表的指針_不偏轉_____；開關閉合時，磁鐵靜止在螺線管中，電流表的指針_不偏轉_____；開關閉合時，將磁鐵插入或拔出螺線管的過程中，電流表的指針_偏轉_____。（均選填“偏轉”或“不偏轉”）
9． 如圖所示，固定在水平桌面上的金屬框架cdef，處在豎直向下的勻強磁場中，金屬棒ab擱在框架上，可無摩擦滑動，此時adeb構成一個邊長為L的正方形，開始時磁感應強度為B0。若從t＝0時刻起，磁感應強度逐漸減小，棒以恒定速度v向右做勻速運動時，可使棒中不產生感應電流，則磁感應強度應怎樣隨時間變化(寫出B與t的關系式)
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