高中物理 第1章 电磁感应 第1节 磁生电的探索 认识磁生电与电生磁素材 鲁科版
高中物理 第1章 电磁感应 第1节 磁生电的探索课件 鲁科选修32鲁科高二选修32物理课件
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第三十页，共四十一页。
命题视角 2 对感应电流有无的判断 下图中能产生感应电流的是( )
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[解析] 根据产生感应电流的条件：A 中，电路没闭合，无感 应电流；B 中，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电 流；C 中，穿过线圈的磁感线相互抵消，Φ 恒为零，无感应电 流；D 中，磁通量不发生变化，无感应电流． [答案] B
B·ΔS(B 不变)或 ΔΦ＝ S·ΔB(S 不变)
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说明
磁通量 Φ
磁通量的变化量 ΔΦ
(1)磁通量 Φ 是标量，但有正、负，其正、负由“面”
决定，若穿过某一面的磁感线既有穿出，又有穿进，
则穿过该面的磁通量为净磁感线的条数
(2)磁通量的大小及磁通量的变化量均与匝数无关
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[解题探究] 两种情况下线框在位置 2 的磁通量相同吗？ [解析] 第一次将线框由位置 1 平移到位置 2，磁感线从线框 的同一侧穿入，ΔΦ1 为前后两位置磁通量差的绝对值；第二次 将线框由位置 1 绕 cd 边翻转到位置 2，磁感线从线框的不同侧 面穿入，ΔΦ2 为前后两位置磁通量的绝对值之和，故 ΔΦ1<ΔΦ2， 选项 C 正确． [答案] C
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【通关练习】 1.如图所示，a、b、c 三个闭合线圈放在同一平面内，当线圈 a 中有电流 I 通过时，穿过它们的磁通量分别为 Φa、Φb、Φc， 下列说法正确的是( )
A．Φa<Φb<Φc C．Φa<Φc<Φb
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2020-2021学年高中物理 第一章 电磁感应 第1节 磁性电的探索教案3 鲁科版选修3-2
磁生电的探究一、教学内容：磁生电的探究二、设计理念：高中物理电磁学是由电场、电路、磁场、电磁感应和交流电五部分组成。
其中电场、电路、磁场等相关知识是进一步认识电磁感应本质的基础，同时，电磁感应知识又是认识交变电流的起点，在电磁学中起着承上启下的作用。
而磁生电的探索是学习本章的基础，是进一步认识感应电动势大小、方向的前提条件。
三、三维目标：知识目标：1．理解电磁感应产生的条件。
2 ．会用电磁感应产生的条件解答有关问题。
过程与方法：通过实验的探索，培养学生的实验操作、收集、处理信息能力和合作探究的能力。
情感态度价值观：知道科学探究的艰难历程，培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。
四、学情分析：学生已认识了各种典型磁场磁感线的分布规律，理解了磁通量的概念；初中时也已经学习了闭合电路的部分导体做切割磁感线运动产生感应电流的知识，自然会激发起他们继续探究电磁感应产生的条件兴趣和热情，而且同学们目前已经有一定的电学实验操作基础。
对本节课设计探究实验经教师指导和小组合作，应该能够顺利完成。
五、重难点和关键：重点：电磁感应产生的条件的得出难点：电磁感应产生的条件的理解关键：利用感应电流的条件判断物理过程是否有感应电流产生六、教学课时：本教学内容共2课时七、教学准备：1．教师演示实验器材：线框2个、条形磁体2个、大小螺线管、灵敏电流表（教师演示用）、干电池2节、滑动变阻器（10欧）开关1个、导线若干等2. 准备课件：磁生电的探究.ppt八、教学过程：1.学习回顾，创设情景复习：磁通量Φ=BS ΔΦ=Φ2-Φ1引起磁通量变化的几种情况演示：“电磁炉燃纸巾”小实验（激发学生学习兴趣，探究产生感应电流的原因）。
出示部分导线切割磁感线产生感应电流的动画，让学生发现这个实验和刚才的演示有相似的地方：回路没有电源却有电流。
教师边播放，边介绍回路、部分导体、切割磁感线、电磁感应、感应电流、磁通量等概念。
问：切割磁感线能产生感应电流，那么采用其他方法能不能产生感应电流？电磁感应产生的条件是什么？（承上启下，顺利引出探究任务。
鲁科版物理选修3-2 第一章-第1节-磁生电的探索 (共16张PPT)
实验操作 N极插入线圈 N极停在线圈中 N极从线圈中抽出 S极插入线圈 S极停在线圈中 S极从线圈中抽出
线圈中磁通量的变化情况
实验现象(有无电流)
现象分析：无论是条形磁铁相对线圈运动，还是线圈相对磁铁运动， 只要条形磁铁与线圈之间有相对运动，闭合线圈中就会磁生电。
实质：条形磁铁与线圈相对运动时，线圈周围的磁感应强 度B发生了变化，穿过闭合回路的磁通量发生了变化
在磁可否生电这个问题上，英国物理学家法拉第坚信， 电与磁决不孤立，有着密切的联系．为此，他做了许多实 验，经历了多次失败和挫折，他以坚韧不拔的意志历时10 年不间隙的探究，终于悟出了磁生电的基本原理，从而开 辟了物理学又一崭新天地．引领人类社会从蒸汽时代进入 了电气时代。
实验1:导体在磁场中切割磁感线
磁生电关键 (a)电路必须闭合；(b)磁通量发生变化．
由Ф =B· Ssinθ 可知：当①磁感应强度 B发生变化； ②线圈的面积S发生变化；③磁感应强度B与面积S之 间的夹角θ 发生变化．这三种情况都可以引起磁通量 发生变化．
2、举例
(1)闭合电路的一部分导体切割磁感线
(2)磁场不变，闭合电路的面积变化： (3)线圈面积不变，线圈在不均匀磁场中运动； (4)线圈面积不变，磁场不断变化：
第一章电磁感应
第 1节
磁生电的探索
自然界的和谐统一
多姿多彩的大千世界隐含着和谐与统一， 大自然中处处可见着这种对称美
自然形成的冰花
大自然的和谐与统一在物理学的规律中得到了充 分显示，例如牛顿的万有引力就是将天地进行统一
（一）历史回顾
1820年，奥斯特的电流磁效应发表后，在科学界引起极 大反响，科学家想既然“电能生磁”，反过来“磁也能生 电”。可以说，想实现“磁生电”是当时许多科学家们的愿 望.
新高中物理第1章电磁感应第1节磁生电的探索教学案鲁科版选修3_2
新高中物理第1章电磁感应第1节磁生电的探索教学案鲁科版选修3_2 磁生电的探索一、电磁感应的探索历程二、感应电流的产生条件1．探究导体棒在磁场中运动是否产生电流(如图111)图1111.1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕，法拉第历经10年发现磁生电的原因。
2．感应电流的产生条件有两个，一是电路闭合，一是磁通量发生变化，二者缺一不可。
3．磁通量变化有多种：B 不变S 变、B 变S 不变、B 与S 都变、B 与S 都不变只是二者夹角 变。
图1123．模拟法拉第的实验(如图113)图1134．实验结论利用磁场产生电流的条件：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生电流。
1．自主思考——判一判(1)法拉第不但发现了电流的磁效应，还发现了电磁感应现象。
(×)(2)磁通量虽然有正、负之分，但磁通量是标量。
(√)(3)穿过闭合线圈的磁通量发生变化，一定能产生感应电流。
(√)(4)闭合线圈做切割磁感线运动，一定能产生感应电流。
(×)(5)闭合线圈和磁场发生相对运动，不一定能产生感应电流。
(√)2．合作探究——议一议(1)为什么许多大物理学家对“磁生电”的探索失败，而法拉第却能成功呢？提示：许多大物理学家如菲涅耳、安培、科拉顿、亨利等，他们对磁生电探索失败的原因，可归纳为两条：①“磁生电”是一种在变化运动的过程中才能出现的动态效应，大多数物理学家把它看成了静态效应，静等其变，研究思路不对。
②科学实验的多次失败和挫折，使大多数物理学家知难而退、望而却步，而法拉第凭着迎难而上、对科学坚韧不拔的探索精神、献身精神，十年磨一剑，终成大器。
(2)只要磁通量变化就有感应电流产生吗？提示：不一定，要产生感应电流需具备两个条件：①闭合回路②磁通量发生变化如果电路不闭合，即使磁通量发生变化也不会产生感应电流。
高中物理 第1章 电磁感应 第1节 磁生电的探索 认识“磁生电”与“电生磁”素材 鲁科版选修32
认识“磁生电”与“电生磁”磁是什么？一般提起磁，有些人都觉得磁是较为少见的，好像主要就是磁石或磁铁吸引铁，情况真是这样吗？现代科学的发展已经表明这样的看法是不对的。
现代科学研究和实际应用已经充分证实：任何物质都具有磁性，只是有的物质磁性强，有的物质磁性弱；任何空间都存在磁场，只是有的空间磁场高，有的空间磁场低。
所以说包含物质磁性和空间磁场的磁现象是普遍存在的。
电和磁是不可分割的，它们始终交织在一起。
简单地说，就是电生磁、磁生电。
一、磁生电如果把一个螺线管两端接上检测电流的检流计，在螺线管内部放置一根磁铁。
当把磁铁很快地抽出螺线管时，可以看到检流计指针发生了偏转，而且磁铁抽出的速度越快，检流计指针偏转的程度越大。
同样，如果把磁铁插入螺线管，检流计也会偏转，但是偏转方向和抽出时相反。
为什么会发生这种现象呢？我们已经知道，磁铁会向周围的空间发出磁力线。
如果把磁铁放在螺线管中，那么磁力线就会穿过螺线管。
这时，如果把磁铁抽出，磁铁远离了螺线管，将造成穿过螺线管的磁力线数目减少（或者说线圈内部的磁通量减少）。
正是这种穿过螺线管的磁力线数目（也就是磁通量）的变化使得螺线管中产生了感生电动势。
如果线圈闭合，就产生电流，称为感生电流。
如果磁铁是插入螺线管内部，这时穿过螺线管的磁力线增多，产生的感生电流和磁铁抽出时相反。
那么，如何决定线圈中感生电动势的大小和方向呢？从上面的实验我们知道，磁铁抽出的快慢决定检流计指针的偏转程度，这实际上是说，线圈中的感生电动势的大小与线圈内部磁通量的变化率成正比。
这称为法拉第定律。
通过实验我们可以证实，如果磁铁抽出，导致线圈中的磁通量减少，那么在线圈中产生的感生电流的方向是它所产生的磁通量能够补偿由于磁铁抽出引起的磁通量降低，也就是说，感生电流所产生的磁通量总是阻碍线圈中磁通量的变化。
这称为楞次定律。
如图所示，如果磁铁从线圈中向上抽出，将使得线圈中的磁通量减少，这时如果线圈是闭合的，线圈中产生感生电流，该感生电流的方向是：它产生的磁力线的方向也指向下方，以补偿由于磁铁抽出导致的磁通量减少。
2019年高中物理第1章第1节磁生电的探索讲义(含解析)鲁科版选修3_2
磁生电的探索
1．电磁感应的探索历程
(1)“电生磁”
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。
(2)“磁生电”
1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。
奥斯特发现了电流的磁效应后，很多科学家开始了磁生电的研究，为什么只有法拉第成功了，而其他科学家没有成功？
解析：很多科学家在实验中没有注意到磁场的变化、导体与磁场之间的相对运动等环节，只想把导体放入磁场中来获得电流，这实际上违背了能量转化与守恒定律。
2．探究感应电流产生的条件
(1)实验探究
探究1：如图所示。
探究2：如图所示。
探究3：如图所示，螺线管A 放在螺线管B 内。
通过对以上三个实验的探究得出：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。
1．位于磁场中的闭合线圈，一定能产生电流(×) 2．闭合线圈做切割磁感线运动，一定能产生感应电流(×) 3．穿过闭合线圈的磁感线条数发生变化，一定能产生感应电流(√)
解析：1.位于磁场中的闭合线圈，通过其磁通量变化时才产生感应电流，1错误。
2．闭合线圈做切割磁感线运动，若穿过线圈的磁通量不发生变化，则无感应电流产生，2错误。
3．穿过闭合线圈的磁感线条数发生变化，即磁通量发生变化，一定产生感应电流，3正确。
3．电磁感应。
高中物理 第1章 第1讲 磁生电的探索课件 鲁科版选修32
想一想 1.思考以上几个产生感应电流的实例： (1)将实验3和实验2比较(bǐjiào)，实验3中的螺线管A的作用是什么？ (2)能否概括出产生感应电流的条件都跟哪个物理量有关？
答案 (1)等效磁铁；(2)磁通量以及磁通量的变化．
想一想 2.哪些情况可以引起磁通量Φ的变化？
答案 磁通量的变化有三种情况，由Φ＝BS可知：①磁感应强度B不变 ，有效面积S变化；②磁感应强度B变化，有效面积S不变；③磁感应 强度B和有效面积S同时发生变化．
1＝BS1＝BL2＝2.0 10－2 Wb
圆形时
r 4L 2L 2
S2
2L
2
4 25
m2
2＝BS2＝2.5510－2 Wb
磁通量的变化
(biànhuà)
＝2－1＝5.510－3 Wb
第七页，共16页。
课堂(kètáng)讲 义
磁生电的探索
针对训练 如图所示，线框与通电直导线均位于水平面内，当线框abcd由实线位置在水 平面内向右平动(píngdòng)逐渐移动到虚线位置，穿过线框的磁通量如何变化？
(3)如图(c)，某线圈所围面积内有不同方向的磁场时分别计算不同方
向的磁场的磁通量，然后规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁 通量为负，求其代数和．
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课堂(kètáng)讲
磁生电的探索
义
2．磁通量的标量(biāoliàng)性
磁通量是标量，但有正负(zhènɡ fù)，其正负(zhènɡ fù)表示与规定的穿入方 向相同或相反，穿过某一面的磁通量等于各部分磁通量的代数和．
4.发生变化
5.电磁感应
感应电流
第三页，共16页。
课堂讲义
磁生电的探索
2016_2017学年高中物理第1章电磁感应第1节磁生电的探索教师用书鲁科版
第1节 磁生电的探索[先填空]1．如图111所示：图111把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转，首先观察到这个实验现象的物理学家是安培．(×)2．“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应．(√) 3．首先发现电磁感应现象的科学家是奥斯特．(×) [后思考]很多科学家在磁生电的探究中为什么没有获得成功？【提示】很多科学家在实验中没有注意磁场的变化，导体与磁场之间的相对运动等环节，只想把导体放入磁场中来获得电流，这实际上违反了能量转化和守恒定律，磁生电是一种在变化、运动过程中才能出现的效应．[合作探讨]探讨1：奥斯特发现电流的磁效应引发了怎样的思考？法拉第对此持有怎样的观点？【提示】在自然界和谐统一的科学信念下，相信自然力是统一的，物理关系都是对称的，认为既然电流可以产生磁场；反过来，磁场也可以产生电流．探讨2：法拉第经历了大量的失败，失败的原因是什么？【提示】失败的主要原因在于受传统观念的影响，只注意寻找静态和稳定的感应电流而忽略了对动态过程的观察．探讨3：你认为法拉第成功的秘诀是什么？【提示】经过多次失败之后，法拉第仍然坚持研究，正是由于他不懈的努力，正是以他有准备的头脑及敏锐的洞察力，才捕捉到了稍纵即逝的偶然现象．[核心点击]1．奥斯特的“电生磁”电流的磁效应显示了载流导体对磁针的作用力，揭示了电现象与磁现象之间存在的某种联系．奥斯特实验中，通电导线南北方向放置，导线下面的小磁针发生偏转．2．法拉第的“磁生电”“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才出现的效应，法拉第把引起电流的原因概括为五类，它们都与变化和运动相联系，这就是：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体．他把这些现象定名为电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流．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【解析】1820年，丹麦著名物理学家奥斯特发现了电流的磁效应.1831年，英国著名物理学家法拉第发现了电磁感应现象．选项D正确．【答案】 D2．1825年，瑞士物理学家德拉里夫的助手科拉顿将一个螺线管与电流计相连．为了避免强磁性磁铁影响，他把电流计放在另外一个房间，当他把磁铁插入螺线管中后，立即跑到另一个房间去观察，关于科拉顿进行的实验，下列说法正确的是( )A ．在科拉顿整个操作过程中，电流计指针不发生偏转B ．将磁铁插入螺线管瞬间，电流计指针发生偏转，但科拉顿跑到观察时，电流计指针已不再偏转C ．科拉顿无法观察到电流计指针偏转的原因是当时电流计灵敏度不够D ．科拉顿无法观察到电流计指针偏转的原因是导线过长，电流过小【解析】 科拉顿将磁铁放入螺线管时，穿过线圈的磁通量变化，回路中产生感应电流，电流计指针偏转，之后，穿过线圈的磁通量保持不变，回路中无感应电流，电流计指针不偏转，但由于科拉顿放完磁铁后跑到另一室观察，所以他观察不到偏转．只有B 项正确．【答案】B科学探究过程与方法下面的框图可以简要展示法拉第发现电磁感应规律的科学探究过程与方法．[先填空]1．探究导体棒在磁场中运动是否产生电流(如图112所示)图112图113图114只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生电流．[再判断]1．只要闭合线圈内有磁通量，闭合线圈就有感应电流产生．(×) 2．闭合线圈内有磁场，就有感应电流．(×)3．穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中一定会有感应电流．(√) [后思考]闭合导体回路在磁场中运动一定产生感应电流吗？【提示】不一定．若闭合导体回路在磁场中运动时，穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，导体回路中就会产生感应电流；若闭合导体回路在磁场中运动时，穿过闭合导体回路的磁通量不变，导体回路中就没有感应电流．[合作探讨]探讨1：保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中上下运动(如图甲所示)．线框中是否产生感应电流？【提示】图甲中，线框在磁场中上下运动的过程中，穿过线框的磁通量没有发生变化，所以无感应电流产生．探讨2：保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中左右运动(如图乙所示)．线框中是否产生感应电流？【提示】图乙中，线框在磁场中左右运动的过程中，尽管切割磁感线，但是穿过线框的磁通量没发生变化，所以无感应电流产生．探讨3：线框绕轴线AB转动(如图丙所示)．线框中是否产生感应电流？图115【提示】图丙中，线框绕轴线AB转动，会使穿过线框的磁通量发生改变，有感应电流产生．[核心点击]1．感应电流产生的两个条件(1)电路闭合；(2)穿过电路的磁通量发生变化．2．判断穿过回路的磁通量是否发生变化穿过闭合电路的磁通量发生变化，大致有以下几种情况：(1)磁感应强度B不变，线圈面积S发生变化，如闭合电路的一部分导体切割磁感线时．(2)线圈面积S不变，磁感应强度B发生变化，如线圈与磁体之间发生相对运动时或者磁场是由通电螺线管产生而螺线管中的电流变化时．(3)磁感应强度B和线圈面积S同时发生变化，此时可由ΔΦ＝Φ1－Φ0计算并判断磁通量是否变化．(4)线圈面积S不变，磁感应强度B也不变，但二者之间夹角发生变化，如线圈在磁场中转动时．3．在如图所示的条件下，闭合矩形线圈能产生感应电流的是( )【解析】A选项中因为线圈平面平行于磁感线，在以OO′为轴转动的过程中，线圈平面始终与磁感线平行，穿过线圈的磁通量始终为零，所以无感应电流产生；B选项中，线圈平面也与磁感线平行，穿过线圈的磁通量为零，竖直向上运动过程中，线圈平面始终与磁感线平行，磁通量始终为零，故无感应电流产生；C选项中尽管线圈在转动，但B与S都不变，B又垂直于S，所以Φ＝BS始终不变，线圈中无感应电流；而D选项，图示状态Φ＝0，当转过90˚时Φ＝BS，所以转动过程中穿过线圈的磁通量在不断地变化，因此转动过程中线圈中产生感应电流．【答案】 D4．(多选)如图116所示，开始时矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场中，另一半在匀强磁场外，若要使线圈中产生感应电流，下列方法中可行的是( )图116A．将线圈向左平移一小段距离B．将线圈向上平移C．以AB边为轴转动(小于60˚)D．以AD边为轴转动(小于90˚)【解析】线圈左右移动时，线圈在匀强磁场中的面积发生变化，故有感应电流产生．上下移动线圈时，B与S均未发生变化，故无感应电流产生．若以AB边为轴转动，B与S的夹角发生变化，同样以AD边为轴转动时，B与S的夹角发生变化引起磁通量的变化，产生感应电流．故选项A、C、D正确．【答案】ACD5．(多选)在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直；导轨上有两条可沿导轨自由移动的导体棒ab、cd，这两个导体棒的运动速度分别为v1、v2，如图117所示，则下列四种情况，ab棒中有感应电流通过的是( )图117A．v1＞v2B．v1＜v2C．v1≠v2D．v1＝v2【解析】题中导轨位于匀强磁场中，只要满足v1≠v2，回路的面积发生变化，从而磁通量发生变化，回路中就有感应电流产生．【答案】ABC判断是否产生感应电流的方法判断一个回路中是否产生感应电流，可以用以下方法：(1)看回路是否闭合，如果回路不闭合时，无论如何也不会产生感应电流．(2)看磁场方向与回路平面之间的关系，即磁场的方向与回路平面是垂直、平行或成某一夹角．(3)看穿过回路的磁感线的条数是否发生变化，若变化则产生感应电流，否则不产生感应电流．学业分层测评(一)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．下列现象中，属于电磁感应现象的是( )A．接入电路后的电流表指针发生了偏转B．变化的磁场使闭合电路产生感应电流C．插入通电螺线管中的软铁棒被磁化D．接通电源后的电铃不断发出响声【解析】A中表针偏转是靠磁场对电流的作用，A错；B中变化的磁场引起闭合回路磁通量的变化，产生感应电流，属于电磁感应现象，B对；C中软铁棒被磁化是磁现象，C 错；通电的电铃不断发出铃声是利用了电流的磁效应，D错．【答案】 B2．在物理学史上，奥斯特首先发现电流周围存在磁场．随后，物理学家提出“磁生电”的设想．很多科学家为证实这种设想进行了大量研究.1831年发现电磁感应现象的物理学家是( )A．牛顿B．伽利略C．法拉第D．焦耳【答案】 C3.用导线将灵敏电流表与金属棒连接成一个磁生电的实验电路，如图118所示，则下列哪种操作能使指针偏转( )【导学号：78870000】图118A．使导体ab向左(或向右)移动B．使导体ab向上(或向下)移动C．使导体ab沿a→b的方向移动D．使导体ab沿b→a的方向移动【解析】要使闭合回路中产生感应电流，导体棒需切割磁感线，选项B、C、D中导体棒在磁场中运动，但没有切割磁感线，均错误．【答案】 A4．如图119所示，导线ab和cd互相平行，则下列四种情况下导线cd中无电流的是( )图119A．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C．开关S是闭合的，但滑动触头向右滑D．开关S始终闭合，不滑动触头【解析】如果导线cd中无电流产生，则说明通过上面的闭合线圈的磁通量没有发生变化，也就说明通过导线ab段的电流没有发生变化．显然，开关S闭合或断开的瞬间、开关S是闭合的但滑动触头向左滑的过程、开关S是闭合的但滑动触头向右滑的过程都会使通过导线ab段的电流发生变化，都能在导线cd中产生感应电流．【答案】 D5．如图所示，各导体框在匀强磁场中运动方向图中已标出，能产生感应电流的是( )【解析】A图中，回路不闭合，回路中无感应电流．B、C 中虽有切割且回路闭合，但磁通量不发生变化，回路中无感应电流．【答案】 D6．一条形磁铁与导线环在同一平面内，磁铁的中心恰与导线环的圆心重合，如图1110所示，为了在导线环中产生感应电流，磁铁应( )【导学号：78870001】图1110A．绕垂直于纸面且过O点的轴转动B．向右平动C．向左平动D．N极向外转动，S极向里转动【解析】本题考查感应电流的产生条件，解决本题的关键是清楚条形磁铁的磁感线分布情况．图中位置穿过导线环平面的磁通量为零，要使导线环中有感应电流，只要让导线环中有磁感线穿过，就会有磁通量的变化，A、B、C的运动，导线环内磁通量始终为零，只有D正确．【答案】 D7．(多选)如图1111所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流I，有一矩形线框与导线在同一平面内，在下列过程中线框中产生感应电流的是( )图1111A．导线中电流变大B．线框向右平动C．线框向下平动D．线框以ab边为轴转动【解析】A中，导线中电流变大，线框内磁场变强，磁通量变大，有感应电流；B中，线框向右平动，远离导线，磁通量变小，有感应电流；C中，线框向下平动，磁通量不变，无感应电流；D中，磁通量发生周期性变化，有感应电流．【答案】ABD8.如图1112所示，ab是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直平面内有一根通电导线ef.已知ef平行于ab，当ef竖直向上平移时，电流磁场穿过圆面积的磁通量将( )【导学号：78870002】图1112A．逐渐增大B．逐渐减少C．始终为零D．不为零，但保持不变【解析】利用右手螺旋定则判断电流产生的磁场，作出俯视图，考虑到磁场具有对称性，可以知道，进入线圈的磁感线的条数与穿出线圈的磁感线的条数是相等的．故选C.【答案】 C[能力提升]9．(多选)如图1113所示，金属裸导线框abcd放在水平光滑金属导轨上，在磁场中向右运动，匀强磁场垂直水平面向下，则( )图1113A．G1表的指针发生偏转B．G2表的指针发生偏转C．G1表的指针不发生偏转D．G2表的指针不发生偏转【解析】虽然线圈abcd构成的闭合回路中没有磁通量的变化，但电流表G1和线框abcd 构成的闭合回路中磁通量发生变化，有感应电流流过G1和G2，选A、B.【答案】AB10．(多选)某一实验装置如图1114所示，在铁芯P上绕着两个线圈A和B，如果线圈A中的电流I和时间t的关系有下列A、B、C、D四种情况，则在t1～t2这段时间内，线圈B中有感应电流的是( )图1114【解析】线圈A中通有电流时，螺线管会产生磁场，当电流发生变化时会引起磁场的变化，从而使线圈B中的磁通量发生变化，线圈B中将产生感应电流，所以选项B、C、D 正确．【答案】BCD11．(多选)如图1115所示，一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中，下列做法能使圆盘中产生感应电流的是( )【导学号：78870003】图1115A．圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动B．圆盘以某一水平直径为轴匀速转动C．圆盘在磁场中向右匀速平移D．磁感应强度均匀增加【解析】只有当圆盘中的磁通量发生变化时，圆盘中才会产生感应电流．当圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动或圆盘在磁场中向右匀速平移时，圆盘中的磁通量不发生变化，不能产生感应电流，故选项A、C错误；当圆盘以某一水平直径为轴匀速转动或磁感应强度均匀增加时，圆盘中的磁通量发生变化，圆盘中将产生感应电流，故选项B、D正确．【答案】BD12.边长l＝10 cm的正方形线框固定在匀强磁场中，磁场方向与线框平面间的夹角θ＝30°，如图1116所示．磁感应强度随时间变化的规律为B＝(2＋3t) T，则第3 s内穿过线框的磁通量的变化量ΔΦ为多少？【导学号：78870004】图1116【解析】第3 s内就是从2 s末到3 s末，所以2 s末的磁场的磁感应强度为B1＝(2＋3×2)T＝8 T，3 s末的磁场的磁感应强度为B2＝(2＋3×3) T＝11 T则ΔΦ＝ΔBS sin θ＝(11－8)×0.12×sin 30° Wb＝1.5×10－2 Wb.【答案】 1.5×10－2 Wb13.如图1117所示，有一垂直纸面向里的匀强磁场，B＝0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1 cm.现在纸面内先后放上圆线圈A、B、C，圆心均处在O处，A线圈半径为1 cm，10匝；B线圈半径为2 cm，1匝；C线圈半径为0.5 cm，1匝．问：【导学号：78870005】图1117(1)在B减为0.4 T的过程中，A和B中磁通量分别改变了多少？(2)在磁场转过30°角的过程中，C中磁通量改变了多少？【解析】(1)分析可知B与A线圈磁通量始终一样，故它们的改变量也一样．ΔΦ＝ΔBπr2＝(0.4－0.8)×3.14×(1×10－2)2 Wb＝－1.256×10－4 Wb.所以A和B中磁通量都减少了1.256×10－4 Wb.(2)对C线圈，Φ1＝Bπr2，当磁场转过30°时，Φ2＝Bπr2cos 30°，故ΔΦ＝Φ2－Φ1＝Bπr2(cos 30°－1)≈－8.4×10－6 Wb.所以C中磁通量减少了8.4×10－6 Wb.【答案】(1)减少1.256×10－4 Wb 减少1.256×10－4 Wb (2)减少8.4×10－6 Wb。
高中物理第1章电磁感应第1节磁生电的探索课件鲁科版选修3-2
S 极停在线圈中
无
S 极从线圈中抽出
有
实验操作
实验现象(线圈 B 中有无电流) 分析论证
开关闭合瞬间
有
线圈 B 中磁场变化
开关断开瞬间
有
时，线圈 B 中有感应
开关保持闭合，滑动变阻
无
电流；磁场不变时，
器滑片不动
线圈 B 中无感应电
开关保持闭合，迅速移动
有
流
滑动变阻器的滑片
4.产生感应电流的条件 只要穿过闭合电路的 磁通量发生变化，闭合电路中就会产生电流． [再判断] 1．只要闭合线圈内有磁通量，闭合线圈就有感应电流产生．(×) 2．闭合线圈内有磁场，就有感应电流．(×) 3．穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中一定会有感应电流．(√)
无
闭合电路包围的面积变化时，
导体棒平行磁感线运动
无
电路中有电流产生；包围的面
导体棒切割磁感线运动
有
积不变时，电路中无电流产生
实验操作 实验现象(有无电流)
分析论证
N 极插入线圈
有
N 极停在线圈中
无 线圈中的磁场 变化时，线圈中有
N 极从线圈中抽出
有
感应电流；线圈中的磁场不变时，
S 极插入线圈
有
线圈中无感应电流
知 识 点 一
学
业
分
层
第 1 节 磁生电的探索源自测 评知 识 点 二
电磁感应的探索历程
[先填空]
事件
意义
1820 年，奥斯特发现了电流的磁 拉开了研究电与磁相互关系的
电生磁
效应
序幕
菲涅耳、安培、科拉顿、亨利等致 科学探索是曲折的，真理追求是
力于磁生电的研究
磁生电的探索 PPT课件 课件1 鲁教版
作业:
P8
3,4
思考题:为什么大家在做实验的时候, 指针会出现不同方向的偏转?回想都 出在什么样的情况下?
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
小结：探究１，２都表明只有当导线 与磁感线相切割时候，才会有电流产 生．
为什么非要切割才有呢？本质原因 在哪里？
探究3：如图（3），螺线管 A、滑动变阻器、电源、开关 组成一个回路；螺线管A放在 螺线管B内，螺线管B与电流 计组成一个闭合回路．通过 滑动变阻器可以改变螺线管 Ａ中的电流，从而改变由螺 线管Ａ产生的磁场的强弱， 进而改变螺线管Ｂ内的磁通 量．
二、电磁感应的探索历程
菲 涅 耳
亨 利
戴 维
探究1：如图（1）所示，进行 以下实验： ① 让导体AB与磁场保持 相对静止 无电流产生
② 让导体AB平行于磁感线运动 无电流产生
③ 让导体AB做切割磁感线运
动
有电流产生
探究２：如图(２)所示，将螺线管与 电流计组成闭合的回路，把条形磁铁 插入、拔出螺线管，或静止在螺线管 中，注意观察是否有电流产生
图1－1－1
Scosθ 即为平面S在垂直于磁感线方
向上的投影，我们称之为“有效面积”． ②S是指闭合回路中包含磁场的那部 分有效面积． 如图1－1－2所示，若闭合电路abcd 和ABCD所在平面均与匀强磁场B垂直，面 积分别为S1和S2，且S1>S2，但磁场区域恰 好只有ABCD那么大，穿过S1和S2的磁通量 是相同的，因此，Φ ＝BS中的S应是指闭 合回路中包含磁场的那部分有效面积S2.
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认识“磁生电”与“电生磁”
磁是什么？一般提起磁，有些人都觉得磁是较为少见的，好像主要就是磁石或磁铁吸引铁，情况真是这样吗？现代科学的发展已经表明这样的看法是不对的。
现代科学研究和实际应用已经充分证实：任何物质都具有磁性，只是有的物质磁性强，有的物质磁性弱；任何空间都存在磁场，只是有的空间磁场高，有的空间磁场低。
所以说包含物质磁性和空间磁场的磁现象是普遍存在的。
电和磁是不可分割的，它们始终交织在一起。
简单地说，就是电生磁、磁生电。
一、磁生电
如果把一个螺线管两端接上检测电流的检流计，在螺线管内部放置一根磁铁。
当把磁铁很快地抽出螺线管时，可以看到检流计指针发生了偏转，而且磁铁抽出的速度越快，检流计指针偏转的程度越大。
同样，如果把磁铁插入螺线管，检流计也会偏转，但是偏转方向和抽出时相反。
为什么会发生这种现象呢？我们已经知道，磁铁会向周围的空间发出磁力线。
如果把磁铁放在螺线管中，那么磁力线就会穿过螺线管。
这时，如果把磁铁抽出，磁铁远离了螺线管，将造成穿过螺线管的磁力线数目减少（或者说线圈内部的磁通量减少）。
正是这种穿过螺线管的磁力线数目（也就是磁通量）的变化使得螺线管中产生了感生电动势。
如果线圈闭合，就产生电流，称为感生电流。
如果磁铁是插入螺线管内部，这时穿过螺线管的磁力线增多，产生的感生电流和磁铁抽出时相反。
那么，如何决定线圈中感生电动势的大小和方向呢？从上面的实验我们知道，磁铁抽出的快慢决定检流计指针的偏转程度，这实际上是说，线圈中的感生电动势的大小与线圈内部磁通量的变化率成正比。
这称为法拉第定律。
通过实验我们可以证实，如果磁铁抽出，导致线圈中的磁通量减少，那么在线圈中产生的感生电流的方向是它所产生的磁通量能够补偿由于磁铁抽出引起的磁通量降低，也就是说，感生电流所产生的磁通量总是阻碍线圈中磁通量的变化。
这称为楞次定律。
如图所示，如果磁铁从线圈中向上抽出，将使得线圈中的磁通量减少，这时如果线圈是闭合的，线圈中产生感生电流，该感生电流的方向是：它产生的磁力线的方向也指向下方，以补偿由于磁铁抽出导致的磁通量减少。
变化的磁场可以在线圈中感应出电流，这就是发电机和麦克风的基本原理。
二、电生磁
如果一条直的金属导线通过电流，那么在导线周围的空间将产生圆形磁场。
导线中流过的电流越大，产生的磁场越强。
磁场成圆形，围绕导线周围。
磁场的方向可以根据“右手定则”（如图）来确定：将右手拇指伸出，其余四指并拢弯向掌心。
这时，拇指的方向为电流方向，而其余四指的方向是磁场的方向。
实际上，这种直导线产生的磁场类似于在导线周围放置了一圈N、S极首尾相接的小磁铁的效果。
图3 右手定则
如果将一条长长的金属导线在一个空心筒上沿一个方向缠绕起来，形成的物体我们称为螺线管。
如果使这个螺线管通电，那么会怎样？通电以后，螺线管的每一匝都会产生磁场，磁场的方向如图中的圆形箭头所示。
那么，在相邻的两匝之间的位置，由于磁场方向相反，总的磁场相抵消；而在螺线管内部和外部，每一匝线圈产生的磁场互相叠加起来，最终形成了如图所示的磁场形状。
也可以看出，在螺线管外部的磁场形状和一块磁铁产生的磁场形状是相同的。
而螺线管内部的磁场刚好与外部的磁场组成闭合的磁力线。
在图中，螺线管表示成了上下两排圆，好像是把螺线管从中间切开来。
上面的一排中有叉，是表示电流方向垂直指向荧光屏里；下面的一排中有一个黑点，表示电流方向垂直流向荧光屏外。
图4 螺旋管电磁场
电生磁的一个应用实例是实验室常用的电磁铁。
为了进行某些科学实验，经常用到较强的恒定磁场，但只有普通的螺线管是不够的。
为此，除了尽可能多地绕制线圈以外，还采用两个相对的螺线管靠近放置，使得它们的N、S极相对，这样两个线包直接就产生了一个较强的磁场。
另外，还在线包中间放置纯铁（称为磁轭），以聚集磁力线，增强线包中间的磁场，如图所示。
图5 电磁铁图6 电磁铁磁极
对于一个很长的螺线管，其内部的磁场大小用下面的公式计算：H=nI
在这个公式中，I是流过螺线管的电流，n是单位长度内的螺线管圈数。
如果有两条通电的直导线相互靠近，会发生什么现象？我们首先假设两条导线的通电电流方向相反，图（a）所示。
那么，根据上面的说明，两条导线周围都产生圆形磁场，而且磁场的走向相反。
在两条导线之间的位置会是说明情况呢？不难想象，在两条导线之间，磁
场方向相同。
这就好像在两条导线中间放置了两块磁铁，它们的N极和N极相对，S极和S 极相对。
由于同性相斥，这两条导线会产生排斥的力量。
类似地，如果两条导线通过的电流方向相同，图（b）所示，它们会互相吸引。
图7 通电导线的磁场
如果一条通电导线处于一个磁场中，由于导线也产生磁场，那么导线产生的磁场和原有磁场就会发生相互作用,使得导线受力。
这就是电动机和喇叭的基本原理。