高考物理一轮复习 4.1 划时代的发现探究电磁感应的产生条件学案新人教版选修3-2.doc

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人教版选修3-1物理4.1划时代的发现和4.2探究感应电流的产生条件学案

4.1 划时代的发现4.2探究感应电流的产生条件学案一．学习目标（1）了解电流的磁效应和电磁感应定律的相关物理学史；（2）知道什么是电磁感应现象和感应电流；（3）进一步认识磁通量的概念，能结合实例对磁通量的变化进行定性和定量判断。

（4）掌握产生感应电流的条件；会运用产生感应电流的条件判断具体实例中有无感应电流。

二．学习过程1. 丹麦物理学家发现，这种作用成为。

2. 1831年，英国物理学家发现电磁感应现象，即磁生电。

法拉第把引起感应电流的原因概括为五类，他们都与和相联系，这就是、、、、。

3. 磁通量Φ =BS:闭合电路的与垂直穿过它的的乘积。

注意：在应用公式Φ＝BS计算磁通量时，要特别注意B⊥S的条件，应根据实际情况选择不同的方法，千万不要乱套公式．4. 产生感应电流的条件：。

三．自我检测1．如图所示，线圈平面与水平方向成θ角，磁感线竖直向下，设磁感应强度为B，线圈面积为S，则穿过线圈的磁通量Φ＝________.2．下列情况能产生感应电流的是()A．如图甲所示，导体AB顺着磁感线运动B．如图乙所示，条形磁铁插入或拔出线圈时[来源:学科网]C．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通时D．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器的阻值时3. 如图7所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是()A．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动B．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动C．线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动D．线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动四．典例分析例1．面积为S的矩形线框abcd，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面成θ角(如图)，当线框以ab为轴顺时针转90°时，穿过abcd面的磁通量变化量ΔΦ＝________.例2．下列情况中都是线框在磁场中切割磁感线运动，其中线框中有感应电流的是()例3．如图所示，通电直导线下边有一个矩形线框，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．不能确定五．当堂检测1. 如图所示，线圈Ⅰ与电源、开关、滑动变阻器相连，线圈Ⅱ与电流计G相连，线圈Ⅰ与线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上，在下列情况下，电流计G中有示数的是() A．开关闭合瞬间B．开关闭合一段时间后C．开关闭合一段时间后，来回移动变阻器滑动端D．开关断开瞬间2．下列关于产生感应电流的说法中，正确的是（）A、只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流产生B、只要闭合导线做切割磁感线的运动，导线中就一定有感应电流C、闭合电路的一部分导体，若不做切割磁感线运动，则闭合电路中就一定没有感应电流D、当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就一定有感应电流3. 如图4-2-9所示，范围很大的匀强磁场平行于OXY平面，线圈处在OXY平面中，要使线圈中产生感应电流，其运动方式可以是（）A、沿OX轴匀速平动B、沿OY轴加速平动C、绕OX轴匀速转动D、绕OY轴加速转动五．课堂总结。

2021年高中物理 4.14. 划时代的发现探究感应电流的产生条件学案新人教版选修3

2021年高中物理 4.1-4.2 划时代的发现探究感应电流的产生条件学案新人教版选修3-2[目标定位] 1.知道奥斯特实验、电磁感应现象，了解电生磁和磁生电的发现过程.2.通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件.3.能说出磁通量变化的含义，会利用电磁感应产生的条件解决实际问题．一、奥斯特梦圆“电生磁”1820年，丹麦物理学家奥斯特发现载流导线能使小磁针发生偏转，这种作用称为电流的磁效应．二、法拉第心系“磁生电”1831年英国科学家法拉第发现了磁生电的基本原理．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，它们都能引起电流的产生，我们把这些现象称为电磁感应，产生的电流叫做感应电流．三、探究感应电流的产生条件1．导体棒在磁场中运动是否产生电流如图1所示，将可移动导体AB放置在磁场中，并和电流表组成闭合回路．实验(1)操作及现象如下：图1实验操作实验现象(有无电流)导体棒静止无导体棒平行磁感线上、下运动无导体棒垂直磁感线左、右运动有2.如图2所示，将螺线管与电流表组成闭合回路，把条形磁铁插入或抽出螺线管．实验(2)操作及现象如下：图2实验操作实验现象(有无电流)N极插入线圈有N极停在线圈中无N极从线圈中抽出有S极插入线圈有S极停在线圈中无S极从线圈中抽出有3.如图3所示，线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面．实验(3)操作及现象如下：图3实验现象(线圈实验操作B中有无电流)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(1)实验(1)中引起感应电流的原因是什么？(2)实验(2)中引起感应电流的原因是什么？(3)实验(3)中，线圈没有动，回路也没有动，引起感应电流的原因是什么？将实验(3)和实验(2)比较，实验(3)中的螺线管A的作用是什么？(4)产生感应电流的条件都跟哪个物理量有关？答案(1)面积变化引起磁通量的变化；(2)磁场变化引起磁通量的变化；(3)电流引起的磁场变化引起磁通量的变化，等效磁铁；(4)磁通量的变化．4．归纳结论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．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：一种是磁感应强度B不变，有效面积S变化；另一种是磁感应强度B变化，有效面积S不变；还有一种是磁感应强度B和有效面积S同时发生变化.一、磁通量的理解及变化分析1．磁通量的计算(1)B与S垂直时：Φ＝BS，S为线圈的有效面积．如图4(a)所示．(2)B与S不垂直时：Φ＝BS⊥＝B⊥S，S⊥为线圈在垂直磁场方向上的投影面积．B⊥为B 在垂直于S方向上的分量．如图(b)、(c)所示．(3)某线圈所围面积内有不同方向的磁场时，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，如图(d)所示．图42．磁通量是标量，但有正负，其正负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．3．磁通量的变化大致可分为以下几种情况：(1)磁感应强度B不变，有效面积S发生变化．如图5(a)所示．(2)有效面积S不变，磁感应强度B发生变化．如图(b)所示．(3)磁感应强度B和有效面积S都不变，它们之间的夹角发生变化．如图(c)所示．图54．用磁感线的条数表示磁通量．当回路中有不同方向的磁感线穿过时，磁通量是指穿过某一面磁感线的“净”条数，即指不同方向的磁感线的条数差．例1图6如图6所示，一根条形磁铁穿过一个弹性线圈，将线圈面积拉大，放手后穿过线圈的( )A．磁通量减少且合磁通量向左B．磁通量增加且合磁通量向左C．磁通量减少且合磁通量向右D．磁通量增加且合磁通量向右解析放手后线圈的面积将减小，由条形磁铁磁感线分布特点可知，当弹簧线圈面积减小时，条形磁铁外部的磁通量减少，条形磁铁内部的磁通量未发生变化，合磁通量增加，且合磁通量向左．答案 B例2 匀强磁场的磁感应强度B ＝0.8 T ，矩形线圈abcd 的面积S ＝0.5 m 2，共10匝，开始时B 与线圈所在平面垂直且线圈有一半在磁场中，如图7所示．求：图7(1)当线圈绕ab 边转过60°时，线圈中的磁通量以及此过程中磁通量的改变量； (2)当线圈绕dc 边转过60°时，线圈中的磁通量以及此过程中磁通量的改变量．解析 (1)当线圈绕ab 边转过60°时，Φ＝BS ⊥＝BS cos 60°＝0.8×0.5×12 Wb ＝0.2Wb(此时的线圈正好全部处在磁场中)．在此过程中S ⊥没变，穿过线圈的磁感线条数没变，故磁通量变化量ΔΦ＝0.(2)当线圈绕dc 边转过60°时，Φ＝BS ⊥，此时没有磁感线穿过线圈，所以Φ＝0；在图示位置Φ1＝B ·S2＝0.2 Wb ，转过60°时Φ2＝0，ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－0.2 Wb ，故磁通量改变了－0.2 Wb.答案 (1)0.2 Wb 0 (2)0 －0.2 Wb 针对训练图8如图8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逐渐移动到虚线位置，穿过线框的磁通量如何变化？答案线框水平平动，可分为三个阶段．第一阶段，从实线位置开始运动至bc边到达直导线位置，穿过线框的磁通量逐渐增大．第二阶段，从bc边抵达直导线处开始至ad 边到达直导线为止，由于向外的磁感线逐渐减少，向里的磁感线逐渐增多，所以穿过线框的总磁通量先减少(当ab、dc两边中点连线与直导线重合时，磁通量为零)后增大．第三阶段，从ad边离开直导线向右运动至线框抵达虚线位置为止，穿过线框的磁通量逐渐减少．二、产生感应电流的判断1．产生条件(1)电路闭合；(2)磁通量发生变化．如果电路不闭合，不会产生感应电流，但仍会产生感应电动势，就像直流电路一样，电路不闭合，没有电流，但电源仍然存在．2．注意事项(1)注意磁感线的反穿情况，磁通量指的是穿过某一面的磁感线的“净”条数．(2)磁通量是指穿过某一面的合磁通量．例3 下图中能产生感应电流的是( )解析根据产生感应电流的条件：A 选项中，电路没闭合，无感应电流；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，Φ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．答案 B磁通量1．如图9所示，矩形线框abcd 放置在水平面内，磁场方向与水平方向成α角，已知sin α＝45，回路面积为S ，磁感应强度为B ，则通过线框的磁通量为( )图9A ．BS B.45BS C.35BS D.34BS答案 B解析根据磁通量的定义可得通过线框的磁通量Φ＝BS sin α，代入解得Φ＝45BS ，所以B 选项正确．磁通量的变化2．恒定的匀强磁场中有一个圆形闭合线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在此磁场中做下列哪种运动时，穿过线圈的磁通量发生了变化( )A．线圈沿自身所在的平面做匀速运动B．线圈沿自身所在的平面做加速运动C．线圈绕任一直径做匀速转动D．线圈绕任一直径做变速转动答案CD解析只要线圈沿自身所在平面做运动，线圈在垂直磁场方向上的投影面积就不发生变化，即磁通量不发生变化，A、B选项错．而C、D中线圈在垂直磁场方向上的投影面积会发生变化，导致磁通量变化．产生感应电流的判断3．如图10所示，L为足够长的通电直导线，M为一金属环，L通过M的圆心并与M所在的平面垂直，且通以向上的电流I，则( )图10A．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，环中均无感应电流答案D解析由安培定则可知导线L中电流产生的磁场方向与金属环面平行，即穿过M的磁通量始终为零，保持不变，故只要L与M保持垂直，A、B、C三种情况均不能产生感应电流．4．如图11所示，在纸面内放有一个条形磁铁和一个圆形线圈(位于磁铁正中央上方)，下列情况中能使线圈中产生感应电流的是( )图11A．将磁铁在纸面内向上平移B．将磁铁在纸面内向右平移C．将磁铁绕垂直纸面的轴转动D．将磁铁的N极转向纸外，S极转向纸内答案D解析磁铁在线圈所处位置产生的磁感线与线圈平面平行，穿过线圈的磁通量为零，将磁铁在纸面内向上平移、向右平移和将磁铁绕垂直纸面的轴转动，穿过线圈的磁通量始终都是零，没有发生变化，所以不会产生感应电流．将磁铁的N极转向纸外，S极转向纸内时，穿过线圈的磁通量由零开始逐渐增大，磁通量发生了变化，所以有感应电流产生，D正确，A、B、C错误．(时间：60分钟)题组一电磁感应现象的发现1．奥斯特发现电流磁效应，使整个科学界受到了极大的震惊，通过对电流磁效应的逆向思维，人们提出的问题是( )A．电流具有热效应B．电流具有磁效应C．磁能生电D．磁体具有磁化效应答案C2．下面属于电磁感应现象的是( )A．通电导体周围产生磁场B．磁场对电流产生力的作用C．闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，在电路中产生电流的现象D．电荷在磁场中定向移动形成电流答案C解析电流能产生磁场，是电流的磁效应现象，不是电磁感应现象，故A错误；感应电流在磁场中受到安培力作用，不是电磁感应现象，故B错误；闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，在电路中产生电流的现象是电磁感应现象，故C正确；电荷在磁场中定向移动形成电流，不是电磁感应产生的电流，所以不是电磁感应现象，故D错误．题组二磁通量及其变化的分析3．如图1所示，虚线框内有匀强磁场，大环和小环是垂直于磁场方向放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过大、小两环的磁通量，则有( )图1A．Φ1>Φ2B．Φ1<Φ2C．Φ1＝Φ2D．无法确定答案C解析对于大环和小环来说，磁感线的净条数没有变化，所以选C.4.如图2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，则( )图2A．Φa＜Φb＜Φc B．Φa＞Φb＞ΦcC．Φa＜Φc＜Φb D．Φa＞Φc＞Φb答案B解析磁通量可以形象地理解为穿过回路的磁感线的条数，若该回路面积内有磁感线穿进和穿出两种情况，可把磁通量理解为穿过回路的净磁感线的条数．当线圈a中有电流通过时，穿过a、b、c三个闭合线圈垂直纸面向里的磁感线条数一样多，向外的磁感线的条数线圈c最多，其次是线圈b，线圈a中没有向外的磁感线，因此穿过闭合线圈的净磁感线条数线圈a最多，线圈b次之，线圈c最少，即Φa＞Φb＞Φc.选项B正确．5．磁通量是研究电磁感应现象的一个重要物理量，如图3所示，通有恒定电流的直导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框由位置1绕cd边翻转到位置2，设前后两次通过线框的磁通量的变化量分别为ΔΦ1和ΔΦ2则( )图3A．ΔΦ1＞ΔΦ2B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1＜ΔΦ2D．无法确定答案C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的绝对值之差．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．题组三有无感应电流的判断6．关于电磁感应现象，下列说法中正确的是( )A．闭合线圈放在变化的磁场中，必然有感应电流产生B．闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动，必然产生感应电流C．穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流D．只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中一定有感应电流产生答案C解析产生感应电流的条件：(1)闭合电路；(2)磁通量Φ发生变化，两个条件缺一不可．7．下列情况中都是线框在磁场中做切割磁感线运动，其中线框中有感应电流的是( )答案BC解析A中虽然导体“切割”了磁感线，但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化，没有感应电流；B中线框的一部分导体“切割”了磁感线，穿过线框的磁感线条数越来越少，线框中有感应电流；C中虽然与A近似，但由于是非匀强磁场，运动过程中，穿过线框的磁感线条数增加，线框中有感应电流；D中尽管线框是部分切割，但磁感线条数不变，无感应电流．故选B、C.8．下列选项中是用导线做成的圆形或正方形回路，这些回路与一直导线构成几种位置组合(彼此绝缘)，下列组合中，切断直导线中的电流时，闭合回路中会有感应电流产生的是( )答案CD解析利用安培定则判断直线电流产生的磁场，其磁感线是一些以直导线为轴的无数组同心圆，即磁感线所在平面均垂直于导线，且直线电流产生的磁场分布情况是：靠近直导线处磁场强，远离直导线处磁场弱．所以，A中穿过圆形线圈的磁场如图甲所示，其有效磁通量为ΦA＝Φ出－Φ进＝0，且始终为0，即使切断导线中的电流，ΦA也始终为0，A中不可能产生感应电流；B中线圈平面与导线的磁场平行，穿过线圈的磁通量始终为0，B中不可能产生感应电流；C中穿过线圈的磁通量如图乙所示，Φ进>Φ出，即ΦC≠0，当切断导线中电流后，穿过线圈的磁通量ΦC减小为0，所以C中有感应电流产生；D中线圈的磁通量ΦD不为0，当电流切断后，ΦD也减小为0，所以D中也有感应电流产生．9.如图4所示，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金属棒ab、cd，与导轨接触良好．这两条金属棒ab、cd 的运动速度分别是v1、v2，若井字形回路中有感应电流通过，则可能( )图4A．v1>v2B．v1<v2C．v1＝v2D．无法确定答案AB10.如图5所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列办法中可行的是( )图5A．将线框向左拉出磁场B．以ab边为轴转动C．以ad边为轴转动(小于60°)D．以bc边为轴转动(小于60°)答案ABC解析将线框向左拉出磁场的过程中，线框的bc部分做切割磁感线运动，或者说穿过线框的磁通量减少，所以线框中将产生感应电流；当线框以ab边为轴转动时，线框的cd边的右半段在做切割磁感线运动，或者说穿过线框的磁通量在发生变化，所以线框中将产生感应电流；当线框以ad边为轴转动(小于60°)时，穿过线框的磁通量在减小，所以在这个过程中线框中会产生感应电流．如果转过的角度超过60°(60°～300°)，bc边将进入无磁场区，那么线框中将不产生感应电流；当线框以bc边为轴转动时，如果转动的角度小于60°，则穿过线框的磁通量始终保持不变(其值为磁感应强度与矩形线框面积的一半的乘积)．11．某学生做观察电磁感应现象的实验，将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图6所示的实验电路，当他接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是( )图6A．开关位置接错B．电流表的正、负极接反C．线圈B的接头3、4接反D．蓄电池的正、负极接反答案A解析图中所示开关的连接不能控制含有电源的电路中电流的通断．而本实验的内容之一就是用来研究在开关通断瞬间，电流的有无是否导致磁场发生变化，进而产生感应电流的情况．因而图中接法达不到目的．关键是开关没有起到控制电源接通、断开的作用，开关应串联到电源和接头1、2之间．12.如图7所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN 沿框架以速度v向右做匀速运动．t＝0时刻，磁感应强度为B0，此时刻MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形．为使MN棒中不产生感应电流，从t＝0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导出这种情况下B与t的关系式．图7答案B＝B0ll＋vt解析要使MN棒中不产生感应电流，应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化，在t＝0时刻，穿过线圈平面的磁通量Φ1＝B0S＝B0l2设t时刻的磁感应强度为B，此时刻磁通量为Φ2＝Bl(l＋vt)由Φ1＝Φ2得B＝B0ll＋vt.。

4.1-4.2 划时代的发现探究感应电流的产生条件—人教版高中物理选修3-2 讲义 (机构用 )

第四章电磁反应1 划时代的发现2 探究感应电流的产生条件对点训练知识点一电磁感应的探究历程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. 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，观察电流表的变化知识点二产生感应电流的条件3. 如图L4-1-1所示实验装置中用于研究电磁感应现象的是（）图L4-1-14. 如图L4-1-2所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是（）图L4-1-2A. 线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动B. 线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动C. 线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动D. 线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动5. 如图L4-1-3所示，L为一根无限长的通电直导线，M为一金属环，L通过M的圆心并与M所在的平面垂直且通以向上的电流I，则（）图L4-1-3A. 当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保持水平并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6. 如图L4-1-4所示，矩形导线框abcd与通电长直导线在同一平面内，下列情况线框中没有感应电流产生的是（）图L4-1-4A. 线框向左平动B. 线框垂直纸面向纸外平动C. 以ab边为轴，cd边向纸外转动D. 整个框面以长直导线为轴转动知识点三磁通量7. 如图L4-1-5所示为一水平放置的条形磁铁，一闭合线框abcd位于磁铁的左端，线框平面始终与磁铁的上表面垂直，并与磁铁的端面平齐.当线框由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到达位置Ⅲ时，穿过线框的磁通量变化情况为（）图L4-1-5A. 不发生变化B. 先减少后增加C. 先增加后减少D. 不能确定8. 如图L4-1-6所示，匀强磁场垂直于矩形线框abcd，磁场的磁感应强度为B，矩形面积为S.现使矩形线框以ab边为轴转动90 角，则在这个过程中，穿过线框的磁通量变化量的大小是（）L4-1-6A. 0B. 0.5BSC. BSD. 2BS9. 逆向思维是一种重要的思想方法，在这种思想方法的引领下，许多重要的科学定律被发现“电生磁，磁生电”这种逆向互生的关系，体现了物理学中的一种对称美。

高中物理人教版选修3-2 4.1-4.2 划时代的发现+探究感应电流的产生条件教学设计、教案

第一节划时代的发现第二节探究感应电流的产生条件素养目标定位1、知道奥斯特发现了电流的磁效应、法拉第发现了电磁感应现象．2、知道磁通量和磁通量变化量的含义．(重点＋难点)3、知道感应电流的产生条件，并能解决实际问题．(重点) ,素养思维脉络知识点1 划时代的发现1．“电生磁”的发现1820年，丹麦物理学家__奥斯特__发现了电流的磁效应。

2．“磁生电”的发现1831年，英国物理学家__法拉第__发现了电磁感应现象。

3．法拉第的概括法拉第把引起感应电流的原因概括为五类，它们都与__变化和运动__相联系⎣⎢⎢⎡(1)变化的__电流__；(2)变化的__磁场__；(3)__运动__的恒定电流；(4)__运动__的磁铁；(5)在磁场中运动的__导体__。

4．电磁感应法拉第把他发现的磁生电的现象叫电磁感应，产生的电流叫__感应电流__。

5．发现电磁感应现象的意义(1)使人们对电与磁内在联系的认识更加完善，宣告了__电磁学__作为一门统一学科的诞生。

(2)使人们找到了磁生电的条件，开辟了人类的电气化时代。

知识点2探究感应电流的产生条件1．导体棒在磁场中运动是否产生电流如图所示，将可移动导体AB放置在磁场中，并和电流表组成闭合回路。

实验过程及现象如下：实验操作实验现象(有无电流)分析论证导体棒静止无闭合电路包围的面积__变化__时，电路中有电流产生；包围的面积__不变__时，电路中无电流产生导体棒平行磁感线运动__无__导体棒切割磁感线运动__有__2．磁铁在螺线管中运动是否产生电流如图所示，将螺线管与电流表组成闭合回路，把条形磁铁插入或拔出螺线管。

实验现象如下：实验操作实验现象(有无电流)分析论证N极插入线圈有线圈中的磁场__变化__时，线圈中有感应电流；线圈中的磁场__不变__时，线圈中无感应电流N极停在线圈中__无__N极从线圈中抽出有S极插入线圈__有__S极停在线圈中__无__S极从线圈中抽出有3．模拟法拉第的实验如图所示，线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。

2019_2020学年高中物理第4章1划时代的发现2探究感应电流的产生条件学案新人教版选修3_2

1 划时代的发现2 探究感应电流的产生条件[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．(重点、难点) 3.能正确分析磁通量的变化情况．(重点) 4.能运用感应电流的产生条件判断是否有感应电流产生．(重点、难点)一、划时代的发现1．奥斯特梦圆“电生磁”：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应． 2．法拉第心系“磁生电”：1831年，英国物理学家法拉第发现了“磁生电”的现象，这种现象叫作电磁感应，产生的电流叫作感应电流．3．法拉第对引起感应电流的原因的五类概括：二、探究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(如图所示)：感应电流产生的条件：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就会产生感应电流．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)有电流即生磁场． (√) (2)有磁场即生电流．(×)(3)静止的电荷周围也能产生磁场． (×)(4)穿过闭合回路的磁通量发生变化，一定产生感应电流． (√)2．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D [1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，选项D 正确．]3．下列选项中能产生感应电流的是( )A B C DB [A项中线圈没有闭合，不能构成闭合回路，无感应电流产生，C项中穿过闭合线圈的磁通量始终为零，不发生变化，D项中，闭合线圈在匀强磁场中平动，穿过线圈的磁通量不变化，故A、C、D错误；B项中，闭合回路的面积增大，穿过回路的磁通量增大，有感应电流产生，故B正确．](1)磁通量是标量，但是有正负．磁通量的正负不代表大小，只表示磁感线是怎样穿过平面的．即若以向里穿过某面的磁通量为正，则向外穿过这个面的磁通量为负．(2)若穿过某一面的磁感线既有穿出，又有穿入，则穿过该面的合磁通量为净磁感线的条数．(3)由Φ＝BS可知，磁通量的大小与线圈的匝数无关．2．匀强磁场中磁通量的计算(1)B与S垂直时：Φ＝BS.B指匀强磁场的磁感应强度，S为线圈的面积．(2)B与S不垂直时：Φ＝BS⊥.S⊥为线圈在垂直磁场方向上的有效面积，在应用时可将S分解到与B垂直的方向上，如图所示，Φ＝BS sin θ.3．磁通量变化量的计算当B与S垂直时，通常有以下三种情况：(1)S不变，B改变，则ΔΦ＝ΔBS.(2)S改变，B不变，则ΔΦ＝B·ΔS.(3)B、S同时改变，则ΔΦ＝B2S2－B1S1.【例1】如图所示，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.现于纸面内先后放上圆线圈A、。

高中物理第四章电磁感应 4.1 划时代的发现教案新人教版选修3-2(2021年整理)

安徽省长丰县高中物理第四章电磁感应4.1 划时代的发现教案新人教版选修3-2
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划时代的发现
对失败是怎样做的？
（3）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么？
（4）法拉第经历了多次失败
后,终于发现了电磁感应现象,他发
现电磁感应现象的具体的过程是怎
样的？之后他又做了大量的实验都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是什么？
（5）从法拉第探索电磁感应现象的历程中，你学到了什么？谈谈自己的体会。

学生活动:结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解.
三、科学的足迹
1、科学家的启迪教材P4
2、伟大的科学家法拉第教材
四、实例探究
【例1】发电的基本原理是电磁感应。

发现电磁感应现象的科学家是（C）
A．安培 B．赫兹 C．法拉第 D．麦克斯韦
【例2】发现电流磁效应现象的科学家是__奥斯特__，发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是_安培_，发现电磁感应现象的科学家是_法拉第_，。

人教版高二物理选修3-2：4.1、4.2节《划时代的发现》《探究感应电流的产生条件》导学案设计(wo

4.1～4.2节《划时代的发现及探究感应电流的产生条件》导学案班级：第组姓名：【学习目标】1．关注电磁感应现象的发现过程，了解相关的物理学史。

2．体会人类探究自然规律科学态度和科学精神，感悟科学、技术、社会的相互联系。

(重点) 3．观察电磁感应现象，探究感应电流产生的条件，提高分析、推理、归纳能力。

(重点)【使用说明】1.导学案中标注*部分供学有余力同学做，学习小结展示课结束以后完成。

2.将预习中遇到的疑难点问题标识出来在展示课堂上小组讨论、质疑。

【知识链接】1.1820年，丹麦物理学家发现了电流的磁效应，首次揭示了与的联系。

2.我们在初中物理中已学过，当图中的导体棒ab做运动时，电路中会产生电流，产生的电流叫。

3．磁通量的定义式：，其中S是指面积。

【学习过程】知识点一、奥斯特梦圆“电生磁”[问题1]在18世纪和19世纪之交，随着对摩擦生热及热机作功等现象认识的深化，在哲学界和科学界提出了什么思想？最终丹麦物理学家发现了电流的磁效应，即“电生磁”。

知识点二、法拉第心系“磁生电”[问题2]奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的对称性思考？为此，当时很多科学家试图寻找感应电流，最终由发现了电磁感应现象。

[问题3]1822年～1828年，法拉第做过三次集中的实验研究，但均以失败告终。

失败的原因是什么？右图是法拉第发现寻找10年之久的“磁生电”效应的装置，即把两个线圈绕到同一个铁环上，一个线圈接电源，另一个线圈接入“电流表”。

法拉第是在什么情况下首次发现“磁生电”效应的？[问题4]法拉第领悟到“磁生电”是一种在变化、运动的过程中产生的效应。

通过设计实验研究，他把引起电流的原因概括为哪五类？电磁感应的发现使人们对更加完善，宣告了的诞生。

引起电流的这些现象叫，产生的电流叫。

知识点三、实验观察与记录实验1．如图所示，导体棒在磁场中运动实验操作导体棒静止导体棒平行磁感线运动导体棒切割磁感线运动实验现象（有无电流）小结：本实验中，导体棒做运动才能产生感应电流。

高中物理 4.1 划时代的发现、4.2探究感应电流的产生条件学案新人教版选修3-2

4.1 划时代的发现、4.2探究感应电流的产生条件学案（人教版选修3-2）1．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，即：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．2．感应电流的产生条件：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．3．关于磁通量，下列说法中正确的是( )A．磁通量不仅有大小，而且有方向，所以是矢量B．磁通量越大，磁感应强度越大C．通过某一面的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零D．磁通量就是磁感应强度答案 C解析磁通量是标量，故A不对；由Φ＝BS⊥可知Φ由B和S⊥两个因素决定，Φ较大，有可能是由于S⊥较大造成的，所以磁通量越大，磁感应强度越大是错误的，故B不对；由Φ＝BS⊥可知，当线圈平面与磁场方向平行时，S⊥＝0，Φ＝0，但磁感应强度B不为零，故C对；磁通量和磁感应强度是两个不同的物理量，故D不对．4．如图所示，用导线做成圆形或正方形回路，这些回路与一直导线构成几种位置组合(彼此绝缘)，下列组合中，切断直导线中的电流时，闭合回路中会有感应电流产生的是( )答案CD解析利用安培定则判断直线电流产生的磁场，其磁感线是一些以直导线为轴的无数组同心圆，即磁感线所在平面均垂直于导线，且直线电流产生的磁场分布情况是：靠近直导线处磁场强，远离直导线处磁场弱．所以，A中穿过圆形线圈的磁场如图甲所示，其有效磁通量为ΦA ＝Φ出－Φ进＝0，且始终为0，即使切断导线中的电流，ΦA也始终为0，A中不可能产生感应电流．B中线圈平面与导线的磁场平行，穿过B的磁通量也始终为0，B中也不能产生感应电流．C中穿过线圈的磁通量如图乙所示，Φ进>Φ出，即ΦC≠0，当切断导线中电流后，经过一定时间，穿过线圈的磁通量ΦC 减小为0，所以C中有感应电流产生；D中线圈的磁通量ΦD不为0，当电流切断后，ΦD最终也减小为0，所以D中也有感应电流产生．【概念规律练】知识点一磁通量的理解及其计算1．如图1所示，有一个100匝的线圈，其横截面是边长为L＝0.20 m的正方形，放在磁感应强度为B＝0.50 T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直．若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？图1答案 5.5×10－3 Wb解析线圈横截面为正方形时的面积S1＝L2＝(0.20)2 m2＝4.0×10－2 m2.穿过线圈的磁通量Φ1＝BS1＝0.50×4.0×10－2 Wb＝2.0×10－2 Wb横截面形状为圆形时，其半径r＝4L/2π＝2L/π.截面积大小S2＝π(2L/π)2＝425πm2穿过线圈的磁通量Φ2＝BS2＝0.50×4/(25π) Wb≈2.55×10－2 Wb.所以，磁通量的变化ΔΦ＝Φ2－Φ1＝(2.55－2.0)×10－2 Wb＝5.5×10－3 Wb点评磁通量Φ＝BS的计算有几点要注意：(1)S是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积；B是匀强磁场中的磁感应强度．(2)磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响．同理，磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1也不受线圈匝数的影响．所以，直接用公式求Φ、ΔΦ时，不必去考虑线圈匝数n.2．如图2所示，线圈平面与水平方向成θ角，磁感线竖直向下，设磁感应强度为B，线圈面积为S，则穿过线圈的磁通量Φ＝________.图2答案BScos θ解析线圈平面abcd与磁场不垂直，不能直接用公式Φ＝BS计算，可以用不同的分解方法进行．可以将平面abcd向垂直于磁感应强度的方向投影，使用投影面积；也可以将磁感应强度沿垂直于平面和平行于平面正交分解，使用磁感应强度的垂直分量．解法一：把面积S投影到与磁场B垂直的方向，即水平方向a′b′cd，则S⊥＝Scos θ，故Φ＝BS⊥＝BScos θ.解法二：把磁场B分解为平行于线圈平面的分量B∥和垂直于线圈平面的分量B⊥，显然B∥不穿过线圈，且B⊥＝Bcos θ，故Φ＝B⊥S＝BScos θ.点评在应用公式Φ＝BS计算磁通量时，要特别注意B⊥S的条件，应根据实际情况选择不同的方法，千万不要乱套公式．知识点二感应电流的产生条件3．下列情况能产生感应电流的是( )图3A．如图甲所示，导体AB顺着磁感线运动B．如图乙所示，条形磁铁插入或拔出线圈时C．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通时D．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器的阻值时答案BD解析A中导体棒顺着磁感线运动，穿过闭合电路的磁通量没有发生变化无感应电流，故A错；B中条形磁铁插入线圈时线圈中的磁通量增加，拔出时线圈中的磁通量减少，都有感应电流，故B正确；C中开关S一直接通，回路中为恒定电流，螺线管A产生的磁场稳定，螺线管B中的磁通量无变化，线圈中不产生感应电流，故C错；D中开关S接通，滑动变阻器的阻值变化使闭合回路中的电流变化，螺线管A的磁场变化，螺线管B中磁通量变化，线圈中产生感应电流，故D正确．点评电路闭合，磁通量变化，是产生感应电流的两个必要条件，缺一不可．电路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件，如果穿过电路的磁通量尽管很大但不变化，那么无论有多大，都不会产生感应电流．4．如图4所示，线圈Ⅰ与电源、开关、滑动变阻器相连，线圈Ⅱ与电流计G 相连，线圈Ⅰ与线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上，在下列情况下，电流计G中有示数的是( )图4A．开关闭合瞬间B．开关闭合一段时间后C．开关闭合一段时间后，来回移动变阻器滑动端D．开关断开瞬间答案ACD解析A中开关闭合前，线圈Ⅰ、Ⅱ中均无磁场，开关闭合瞬间，线圈Ⅰ中电流从无到有形成磁场，穿过线圈Ⅱ的磁通量从无到有，线圈Ⅱ中产生感应电流，电流计G有示数．故A正确．B中开关闭合一段时间后，线圈Ⅰ中电流稳定不变，电流的磁场不变，此时线圈Ⅱ虽有磁通量但磁通量稳定不变，线圈Ⅱ中无感应电流产生，电流计G中无示数．故B错误．C中开关闭合一段时间后，来回移动滑动变阻器滑动端，电阻变化，线圈Ⅰ中的电流变化，电流形成的磁场也发生变化，穿过线圈Ⅱ的磁通量也发生变化，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计G中有示数．故C正确．D中开关断开瞬间，线圈Ⅰ中电流从有到无，电流的磁场也从有到无，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从有到无发生变化，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计G中有示数．故D正确．点评变化的电流引起闭合线圈中磁通量的变化，是产生感应电流的一种情况．【方法技巧练】一、磁通量变化量的求解方法5．面积为S的矩形线框abcd，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面成θ角(如图5所示)，当线框以ab为轴顺时针转90°时，穿过abcd 面的磁通量变化量ΔΦ＝________.图5答案－BS(cos θ＋sin θ)解析磁通量由磁感应强度矢量在垂直于线框面上的分量决定．开始时B与线框面成θ角，磁通量为Φ＝BSs in θ；线框面按题意方向转动时，磁通量减少，当转动90°时，磁通量变为“负”值，Φ2＝－BScos θ.可见，磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－BScos θ－BSsin θ＝－BS(cos θ＋sin θ)实际上，在线框转过90°的过程中，穿过线框的磁通量是由正向BSsin θ减小到零，再由零增大到负向BScos θ.方法总结磁通量虽是标量，但有正、负，正、负号仅表示磁感线从不同的方向穿过平面，不表示大小．6．如图6所示，通电直导线下边有一个矩形线框，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( )图6A．逐渐增大 B．逐渐减小C．保持不变 D．不能确定答案 B解析当矩形线框在线框与直导线决定的平面内逐渐远离通电导线平动时，由于离开导线越远，磁场越弱，而线框的面积不变，则穿过线框的磁通量将减小，所以B正确．方法总结引起磁通量变化一般有四种情况(1)磁感应强度B不变，有效面积S变化，则ΔΦ＝Φt －Φ＝BΔS(如知识点一中的1题)(2)磁感应强度B变化，磁感线穿过的有效面积S不变，则ΔΦ＝Φt －Φ＝ΔBS(如此题)(3)线圈平面与磁场方向的夹角θ发生变化时，即线圈在垂直于磁场方向的投影面积S⊥＝Ssin θ发生变化，从而引起穿过线圈的磁通量发生变化，即B、S不变，θ变化．(如此栏目中的5题)(4)磁感应强度B和回路面积S同时发生变化的情况，则ΔΦ＝Φt－Φ≠ΔB·ΔS二、感应电流有无的判断方法7．如图7所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是( )图7A．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动B．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动C．线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动D．线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动答案 C解析四种情况中初始位置线框均与磁感线平行，磁通量为零，按A、B、D三种情况线圈移动后，线框仍与磁感线平行，磁通量保持为零不变，线框中不产生感应电流．C中线圈转动后，穿过线框的磁通量不断发生变化，所以产生感应电流，C 项正确．方法总结(1)判断有无感应电流产生的关键是抓住两个条件：①电路是否为闭合电路；②穿过电路本身的磁通量是否发生变化，其主要内涵体现在“变化”二字上．电路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件，如果穿过电路的磁通量很大但不变化，那么不论有多大，也不会产生感应电流．(2)分析磁通量是否变化时，既要弄清楚磁场的磁感线分布，又要注意引起磁通量变化的三种情况：①由于线框所在处的磁场变化引起磁通量变化；②由于线框所在垂直于磁场方向的投影面积变化引起磁通量变化；③有可能是磁场及其垂直于磁场的面积都发生变化．8．下列情况中都是线框在磁场中切割磁感线运动，其中线框中有感应电流的是( )答案BC解析A中虽然导体“切割”了磁感线，但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化，没有感应电流．B中导体框的一部分导体“切割”了磁感线，穿过线框的磁感线条数越来越少，线框中有感应电流．C中虽然与A近似，但由于是非匀强磁场运动过程中，穿过线框的磁感线条数增加，线框中有感应电流．D中线框尽管是部分切割，但磁感线条数不变，无感应电流，故选B、C.方法总结在利用“切割”来讨论和判断有无感应电流时，应该注意：①导体是否将磁感线“割断”，如果没有“割断”就不能说切割．如下图所示，甲、乙两图中，导线是真“切割”，而图丙中，导体没有切割磁感线．②即使导体真“切割”了磁感线，也不能保证就能产生感应电流．例如上题中A、D选项情况，如果由切割不容易判断，还是要回归到磁通量是否变化上去．。

探讨电磁感应产生的条件学案4新人教版选修32

第二节：探讨电磁感应的产生条件学案【学习目标】：1．明白产生感应电流的条件。

2．会利用线圈和常见磁铁完成简单的实验。

3．学会通过实验观察、记录结果、分析论证得出结论的科学探讨方式4．通过实验观察和实验探讨，理解感应电流的产生条件。

举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。

【学习重点】：通过实验观察和实验探讨，理解感应电流的产生条件。

【学习难点】：感应电流的产生条件。

【学习方式】：实验观察法、分析法、实验归纳法、教学法【实验器具】：条形磁铁（两个），导体棒，示教电流表，线圈（粗、细各一个），学生电源，开关，滑动变阻器，导线若干，【学习进程】：（一）温习磁通量（φ）的概念：什么叫磁通量？它是如何概念的？公式是如何的？通常情形下如何表示？（1）概念：，用表示。

磁通量就是表示穿过那个面的。

（2）公式：（3）单位：1wb= T·m2（二）引入新课“科学技术是第一生产力。

”在漫漫的人类历史长河中，随着科学技术的进步，一些重大发觉和发明的问世，极大地解放了生产力，推动了人类社会的进展，专门是咱们方才跨过的二十世纪，更是科学技术飞速进展的时期。

经济建设离不开能源，人类发明也离不开能源，而最好的能源是电能，能够说人类离不开电。

饮水思源，咱们忘不了为发觉和利用电能做出卓越奉献的科学家——法拉第。

1820年奥斯特发觉了电流的磁效应，法拉第由此受到启发，开始了“由磁生电”的探索，通过十年坚持不懈的尽力，于1831年8月29日发觉了电磁感应现象，开辟了人类的电气化时期。

（二）进行新课一、实验观察（1）闭合电路的部份导体切割磁感线在初中学过，当闭合电路的一部份导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，如图所示。

演示：导体左右平动，前后运动、上下运动。

观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表1中。

如图所示。

观察实验，记录现象。

表1导体棒的运动表针的摆动方向导体棒的运动表针的摆动方向向右平动向后平动向左平动向上平动向前平动向下平动结论：还有哪些情形能够产生感应电流呢？（2）向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出演示：如图所示。

高中物理41划时代的发现42探究感应电流产生的条件学案新人教版选修32

第1节划时代的发现探究感应电流产生的条件学习目标1.知识与技能：1．关注电磁感应现象的发现过程，了解相关的物理学史。

2．知道电磁感应、感应电流的定义。

知道产生感应电流的条件。

3.会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。

4.理解磁通量的变化的含义。

2．过程与方法:领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性。

3．情感、态度和价值观:领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。

学习重点通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。

学习难点闭合电路磁通量的变化。

学习方法自主—合作—探究学习过一、自主学习1．发现电流磁效应现象的科学家是，发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是，发现电磁感应现象的科学家是，发现电荷间相互作用力规律的的科学家是。

2．1831年8月29日，____________发现了电磁现象；把两个线圈绕在同一个铁环上，一个绕圈接到____ ________，另一个线圈接入____________，在给一个线圈__________或_________的瞬间，发现了另一个线圈中也出现了。

二、合作探究1、实验观察（1）向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出演示：如图4.2-2所示。

把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，从线圈中拔出，或静止程学习地放在线圈中。

观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表1中。

（2）模拟法拉第的实验演示：如图4.2-3所示。

线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端与电流表连接，把线圈A装在线圈B的里面。

观察以下几种操作中线圈B中是否有电流产生。

把观察到的现象记录在表2中。

2、分析论证演示实验1中，磁体相对线圈运动，线圈内磁场发生，变强或者变弱（线圈面积不变），电流产生；当磁体在线圈中静止时，线圈内磁场，无电流产生。

（如图4.2-4）磁铁的动作表针的摆动方向磁铁的动作表针的摆动方向N极插入线圈S极插入线圈N极停在线圈中S极停在线圈中N极从线圈中抽出S极从线圈中抽出结论：只有磁铁相对线圈时，有电流产生。

2019_2020学年高中物理第四章电磁感应第1节划时代的发现第2节探究感应电流的产生条件学案新人教版选修3_2

第1节划时代的发现第2节探究感应电流的产生条件1.知道奥斯特发现了电流的磁效应、法拉第发现了电磁感应现象．2.知道磁通量和磁通量变化量的含义．3．知道感应电流的产生条件，并能解决实际问题．一、电磁感应的探索历程1．“电生磁”的发现：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应．2．“磁生电”的发现：1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象．3．法拉第的概括：法拉第把引起感应电流的原因概括为五类：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．4．电磁感应：法拉第把他发现的磁生电的现象叫做电磁感应，产生的电流叫感应电流．二、探究感应电流的产生条件甲乙1．探究导体棒在磁场中运动是否产生电流(如图甲所示)丙只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就会产生感应电流．判一判 (1)奥斯特发现了电流的磁效应；法拉第发现了电磁感应现象．( )(2)只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生．( )(3)穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生．( )(4)线框不闭合时，即使穿过线框的磁通量发生变化，线框中也没有感应电流产生．( )提示：(1)√ (2)× (3)× (4)√做一做 (多选)下列说法中正确的是( )A ．发现电磁感应现象的科学家是奥斯特，发现电流磁效应的科学家是法拉第B ．奥斯特的思维和实践没有突破当时人类对电和磁的认识C．产生感应电流的原因都与变化或运动有关D．电磁感应现象的发现使人们找到了“磁生电”的方法，开辟了人类的电气化时代提示：选CD.发现电流磁效应的科学家是奥斯特，发现电磁感应现象的科学家是法拉第；产生感应电流的原因都与变化或运动有关；电磁感应现象的发现，宣告了电磁学的诞生，开辟了人类的电气化时代．想一想哪些情况可以引起磁通量Φ的变化？提示：磁通量的变化有三种情况，由Φ＝BS可知：(1)是磁感应强度B不变，有效面积S变化；(2)是磁感应强度B变化，有效面积S不变；(3)是磁感应强度B和有效面积S同时发生变化．电磁感应现象1．电流的磁效应：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现通电导线能使放在导线附近的小磁针偏转，这种作用称为电流的磁效应．电流的磁效应说明电流能在其周围产生磁场(电生磁)．2．电磁感应现象1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，即“磁生电”．法拉第把引起电流的原因概括为五类：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，产生的电流叫感应电流．1820年4月的一天，丹麦科学家奥斯特在上课时，无意中让通电导线靠近小磁针，突然发现小磁针偏转．这个现象并没有引起在场其他人的注意，而奥斯特却是个有心人，他非常兴奋，紧紧抓住这个现象，接连三个月深入地研究，反复做了几十次实验，关于奥斯特的实验，如图所示，下列操作中一定能够观察到小磁针偏转的是( )A．通电导线AB东西放置，小磁针放在导线正下方，闭合开关B．通电导线AB南北放置，小磁针放在导线正下方，闭合开关C．通电导线AB东西放置，小磁针放在导线正下方，改变电流方向D．通电导线AB南北放置，小磁针放在AB的延长线上，改变电流大小[解析] 奥斯特发现电流周围存在磁场，对小磁针有磁场力作用，但地磁场(指向南北)也对小磁针有磁场力作用，所以为了减小地磁场的影响，应将导线南北放置．根据通电导线周围磁场的分布情况可知，小磁针应放在通电导线的下方或上方，不能放在通电导线的延长线上．此时小磁针若偏转，则说明是通电导线的磁场引起的，故选项B正确．[答案] B电流的磁效应与电磁感应的区别与联系(1)电流的磁效应是指电流周围存在磁场，即“电生磁”；而电磁感应是指利用磁场产生电流，即“磁生电”．这是两种因果关系相反的现象，区别这两种现象的关键是看电流是条件还是结果．(2)电流的磁效应和电磁感应现象都揭示了电和磁的内在联系．如图所示，小磁针正上方的直导线与小磁针平行，当导线中通有电流时，小磁针会发生偏转．首先观察到这个实验现象的物理学家和观察到的现象分别是( )A．奥斯特，小磁针的N极转向纸内B．法拉第，小磁针的S极转向纸内C．库仑，小磁针静止不动D．洛伦兹，小磁针的N极转向纸内解析：选A.首先发现电流周围存在磁场的科学家是奥斯特，根据安培定则可知该导线下方的磁场方向垂直纸面向里，因此小磁针的N极转向纸内，A正确．对Φ和ΔΦ的理解1．磁通量的计算(1)B与S垂直时：Φ＝BS，S为线圈的有效面积．如图甲所示．(2)B与S不垂直时：Φ＝BS⊥＝B⊥S，S⊥为线圈在垂直磁场方向上的投影面积，B⊥为B 在垂直于S方向上的分量．如图乙、丙所示．(3)某线圈所围面积内有不同方向的磁场时，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，如图丁所示．2．磁通量是标量，但有正负，其正负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．3．磁通量的变化(ΔΦ＝Φ2－Φ1)大致可分为以下几种情况：(1)磁感应强度B不变，有效面积S发生变化．如图甲所示．ΔΦ＝BS2－BS1＝B(S2－S1)＝B·ΔS.(2)有效面积S不变，磁感应强度B发生变化．如图乙所示．ΔΦ＝B2S－B1S＝(B2－B1)S ＝ΔB·S.(3)磁感应强度B和线圈面积S都不变，它们之间的夹角发生变化．如图丙所示．ΔΦ＝Φ2－Φ1.4．用磁感线的条数表示磁通量当回路中有不同方向的磁感线穿过时，磁通量是指穿过某一面磁感线的“净”条数，即指不同方向的磁感线的条数差．命题视角1 Φ和ΔΦ的定性分析(2017·高考江苏卷)如图所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r.圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为( )A．1∶1 B．1∶2C．1∶4 D．4∶1[解析] 由题图可知，穿过a、b两个线圈的磁通量均为Φ＝B·πr2，因此磁通量之比为1∶1，A项正确．[答案] A命题视角2 对Φ和ΔΦ的计算(2018·合肥一中高二检测)如图所示的线框abcd面积为S，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面成θ角，当线框以ab为轴顺时针转90°到虚线位置时，试求：(1)初末位置穿过线框的磁通量大小Φ1和Φ2；(2)磁通量的变化量ΔΦ.[思路点拨] (1)初末位置磁场是否从同一面穿过？(2)初末位置垂直于B方向的投影面积是多大？[解析] (1)法一：在初始位置，把面积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为S⊥＝S sin θ，所以Φ1＝BS sin θ.在末位置，把面积向垂直于磁场方向进行投影，可得垂直于磁场方向的面积为S′⊥＝S cos θ.由于磁感线从反面穿入，所以Φ2＝－BS cos θ.法二：如图所示，把磁感应强度B沿垂直于面积S和平行于面积S的方向进行分解，得B上＝B sin θ，B左＝B cos θ所以Φ1＝B上S＝BS sin θ.Φ2＝－B左S＝－BS cos θ.(2)开始时B与线框平面成θ角，穿过线框的磁通量Φ1＝BS sin θ；当线框平面按顺时针方向转动时，穿过线框的磁通量减少，当转动θ时，穿过线框的磁通量减少为零，继续转动至90°时，磁感线从另一面穿过，磁通量变为“负”值，Φ2＝－BS cos θ.所以，ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－BS cos θ－BS sin θ＝－BS(cos θ＋sin θ)．[答案] (1)BS sin θ－BS cos θ(2)－BS(cos θ＋sin θ)求解磁通量变化量时应注意其变化是由何种原因引起的．另外还要注意：(1)求解磁通量的变化量时要取有效面积；(2)磁通量的变化与线圈的匝数无关；(3)磁感线从不同侧面穿过线圈时磁通量的正负不同．【通关练习】1.如图所示，水平放置的扁平条形磁铁，在磁铁的左端正上方有一金属线框，线框平面与磁铁垂直，当线框从左端正上方沿水平方向平移到右端正上方的过程中，穿过它的磁通量的变化情况是( )A．先减小后增大B．始终减小C．始终增大D．先增大后减小解析：选A.线框在磁铁两端的正上方时穿过该线框磁通量最大，在磁铁中央时穿过该线框的磁通量最小，所以该过程中的磁通量先减小后增大，故A对．2．一个单匝矩形线圈abcd，边长ab＝30 cm，bc＝20 cm，如图所示，放在O－xyz直角坐标系内，线圈平面垂直于xOy平面，与x轴和y轴的夹角分别为α＝30°和β＝60°，匀强磁场的磁感应强度B＝1.0×10－2T.试计算：当磁场方向分别沿Ox、Oy、Oz方向时，穿过线圈的磁通量各为多少？解析：矩形线圈的面积S＝ab×bc＝0.30×0.20 m2＝6×10－2m2矩形线圈在垂直于三个坐标轴的平面上的投影面积的大小分别为S x ＝S cos β＝6×10－2×12 m 2＝3×10－2m 2S y ＝S cos α＝6×10－2×32m 2＝33×10－2m 2 S z ＝0当磁感应强度B 沿Ox 方向时，穿过线圈的磁通量Φx ＝BS x ＝1.0×10－2×3×10－2 Wb ＝3×10－4 Wb当磁感应强度B 沿Oy 方向时，穿过线圈的磁通量Φy ＝BS y ＝1.0×10－2×33×10－2 Wb ＝33×10－4 Wb当磁感应强度B 沿Oz 方向时，穿过线圈的磁通量Φz ＝BS z ＝0.答案：3×10－4 Wb 33×10－4 Wb 0对感应电流产生条件的理解1．感应电流产生的必要条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，所以判断感应电流有无时必须明确以下两点：(1)明确电路是否为闭合电路．(2)判断穿过回路的磁通量是否发生变化．2．判断穿过闭合导体回路的磁通量是否变化时，可充分利用磁感线来进行定性判断．即通过观察穿过闭合导体回路的磁感线的条数是否变化判断某过程中磁通量是否变化．命题视角1 对感应电流有无的判断下图中能产生感应电流的是( )[思路点拨] (1)电路是否闭合？(2)磁通量是否变化？[解析] 根据产生感应电流的条件：A 选项中，电路没闭合，无感应电流；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，Φ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．[答案] B命题视角2 对探究实验的考查如图所示实验装置中可用于研究电磁感应现象的是( )[解析] 选项A是用来探究影响安培力大小因素的实验；选项B是研究电磁感应现象的实验，观察导体棒在磁场中做切割磁感线运动时电流表是否会产生感应电流；选项C是用来探究安培力的方向与哪些因素有关的实验；选项D是奥斯特实验，证明通电导线周围存在磁场．[答案] B判断电路中是否产生感应电流，关键要分析穿过闭合电路的磁通量是否发生变化．分析磁通量是否发生变化就必须要弄清楚相关磁场的磁感线分布情况，而对于立体图，往往还需要将立体图转换为平面图，如转化为俯视图、侧视图等．(多选)(2018·湖北宜昌检测)如图所示，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( )A．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．匀强磁场均匀增加解析：选BD.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匀强磁场均匀增加时，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．[随堂检测]1．(2018·上海交大附中检测)均匀带负电的塑料圆环绕垂直于圆环平面且过圆心的轴旋转，在环的圆心处有一闭合小线圈，小线圈和圆环在同一平面，则( )A．只要圆环在转动，小线圈内就一定有感应电流B．不管圆环怎样转动，小线圈内都没有感应电流C．圆环在做变速转动时，小线圈内一定有感应电流D．圆环在做匀速转动时，小线圈内有感应电流解析：选C.带负电的圆环转动时，形成电流．当圆环匀速转动时，等效电流为恒定值，根据电流的磁效应，它产生恒定的磁场，因此通过小线圈的磁通量不变，故小线圈内无感应电流产生，A、D错误；当圆环变速转动时，产生的等效电流不恒定，产生的磁场也是变化的，通过小线圈的磁通量不断发生变化，则小线圈内一定有感应电流，B错误，C正确．2．(2018·青岛二中检测)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 B．Φa＞Φb＞ΦcC．Φa＜Φc＜Φb D．Φa＞Φc＞Φb解析：选B.当a中有电流通过时，穿过a、b、c三个闭合线圈的向里的磁感线条数一样多，向外的磁感线的条数c最多，其次是b，a中没有向外的磁感线，因此根据合磁通量的计算方法，应该是Φa＞Φb＞Φc，选项B正确．3．(2018·上海金山中学检测)如图所示，匀强磁场中有一个闭合的弹簧线圈，线圈的平面垂直于磁感线，下列哪种过程中线圈会产生感应电流( )A．线圈扩张B．线圈自下向上运动C．线圈自上向下运动D．线圈自左向右运动(未穿出磁场)解析：选A.线圈扩张，线圈中磁通量变大，线圈中会产生感应电流．故A项正确；线圈自下向上运动，线圈中磁通量不变，线圈中不会产生感应电流．故B项错误；线圈自上向下运动，线圈中磁通量不变，线圈中不会产生感应电流．故C项错误；在未穿出磁场的前提下，线圈自左向右运动，线圈中磁通量不变，线圈中不会产生感应电流．故D项错误．4．(2018·石家庄二中高二检测)我国的探月卫星在进入近地点的地月转移轨道时，假设卫星中有一边长为50 cm的正方形导线框，由于卫星的姿势由水平方向转至竖直方向，此时地磁场磁感应强度B＝4×10－5T，方向如图所示．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)问：(1)该过程中磁通量的改变量是多少？(2)该过程导线框中有无感应电流？解析：(1)设导线框在水平位置时导线框平面的法线方向竖直向上，则穿过导线框的磁通量：Φ1＝BS cos 53°＝6.0×10－6 Wb当导线框转至竖直位置时，导线框平面的法线方向水平向右，与磁感线所成的角为143°，穿过导线框的磁通量：Φ2＝BS cos 143°＝－8.0×10－6 Wb该过程磁通量的改变量：|ΔΦ|＝|Φ2－Φ1|＝1.4×10－5 Wb.(2)因为该过程穿过闭合导线框的磁通量发生了变化，所以一定有感应电流．答案：见解析[课时作业]一、单项选择题1．(2018·北京顺义区考前模拟)在如图所示的实验中，能在线圈中产生感应电流的是( )A．磁铁N极停在线圈中B．磁铁S极停在线圈中C．磁铁从线圈内抽出的过程D．磁铁静止在线圈左侧解析：选C.磁铁N极停在线圈中，穿过线圈的磁通量不变，不能产生感应电流．故A 错误；磁铁S极停在线圈中，穿过线圈的磁通量不变，不能产生感应电流．故B错误；磁铁从线圈内抽出的过程，穿过线圈的磁通量减小，能产生感应电流．故C正确；磁铁静止在线圈左侧，穿过线圈的磁通量不变，不能产生感应电流．故D错误．2．关于电磁感应现象，下列说法中正确的是( )A．闭合线圈放在变化的磁场中，必然有感应电流产生B．闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动，必然产生感应电流C．穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流D．只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中一定有感应电流产生解析：选C.闭合线圈放在变化的磁场中，当穿过线圈的磁通量变化时，才有感应电流产生，选项A错误；闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动，磁通量不变时，则不产生感应电流，选项B错误；穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流，选项C 正确；只有穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中才一定有感应电流产生，选项D错误．3.(2018·济南高二检测)如图所示，一矩形线框从abcd位置移到a′b′c′d′位置的过程中，关于穿过线框的磁通量情况，下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动)( ) A．一直增加B．一直减少C．先增加后减少D．先增加，再减少直到零，然后再增加，然后再减少解析：选D.离导线越近，磁场越强，当线框从左向右靠近导线的过程中，穿过线框的磁通量增大，当线框跨在导线上向右运动时，磁通量减小，当导线在线框正中央时，磁通量为零，从该位置向右，磁通量又增大，当线框离开导线向右运动的过程中，磁通量又减小；故A、B、C错误，D正确．4．(2018·江西横峰中学月考)如图所示，矩形线框在磁场内做的各种运动中，能够产生感应电流的是( )解析：选B.A中线框的磁通量没有变化，因此没有感应电流，A错误；B中线框转动，线框中磁通量变化，有感应电流，B正确；C、D中线圈平面和磁场方向平行，没有磁通量，更没有磁通量的变化，C、D错误．5.如图所示，在条形磁铁的外面套着一个闭合金属弹簧线圈P，现用力从四周拉弹簧线圈，使线圈包围的面积变大，则下列关于穿过弹簧线圈磁通量的变化以及线圈中是否有感应电流产生的说法中，正确的是( )A．磁通量增大，有感应电流产生B．磁通量增大，无感应电流产生C．磁通量减小，有感应电流产生D．磁通量减小，无感应电流产生解析：选C.本题中条形磁铁磁感线的分布如图所示(从上向下看)．磁通量是指穿过一个面的磁感线的多少，由于竖直向上的和竖直向下的磁感线要抵消一部分，当弹簧线圈P的面积扩大时，竖直向下的磁感线条数增加，而竖直向上的磁感线条数是一定的，故穿过这个面的磁通量将减小，回路中会有感应电流产生．6．如图所示，三个线圈放在匀强磁场中，面积S1<S2<S3，穿过三个线圈的磁通量分别为Φ1、Φ2和Φ3，下列判断正确的是( )A．Φ1＝Φ2B．Φ2＝Φ3C．Φ1＞Φ2D．Φ3＞Φ2解析：选D.根据公式Φ＝BS，由题知面积S1＜S2＜S3，所以线圈S3穿过的磁感线条数最多，所以磁通量最大，线圈S1穿过的磁感线条数最小，所以磁通量最小．故A、B、C错误，D正确．7．(2018·宁波诺丁汉大学附中检测)如图甲所示为法拉第在研究电磁感应时用过的线圈，其工作原理如图乙所示，则实验中不会使电流表指针发生偏转的是( )A．保持开关闭合B．开关闭合瞬间C．开关断开瞬间D．移动变阻器滑片解析：选A.开关闭合状态下，线圈中电流恒定，穿过线圈的磁通量不发生变化，没有感应电流，电流表指针不会发生偏转，故A正确．当开关接通的瞬间、开关断开的瞬间或者移动变阻器滑片时，线圈中磁通量发生变化，产生感应电流，指针发生偏转．故B、C、D 错误．二、多项选择题8．(2018·河北高二检测)如图所示，用导线做成的圆形线圈与一直导线构成几种位置组合，图A、B、C中直导线都与圆形线圈在同一平面内，O点为线圈的圆心，图D中直导线与圆形线圈垂直，并与中心轴重合．当切断直导线中的电流时，圆形线圈中会有感应电流产生的是( )解析：选BC.对图A而言，因为通电直导线位于圆形线圈所在平面内，且与直径重合，因此穿过圆形线圈的磁通量为零，当切断直导线中的电流时，磁通量在整个过程中始终为零，所以圆形线圈中不会有感应电流产生；对图B而言，因为穿过圆形线圈的磁通量为大、小两个部分磁通量之差，当切断直导线中的电流时，磁通量为零，即此过程中磁通量有变化，故圆形线圈中会有感应电流产生；同理分析可得图C中也有感应电流产生；对图D而言，因为圆形线圈与直导线产生的磁场的磁感线平行，故磁通量为零，当切断直导线中的电流时，磁通量在整个过程中始终为零，所以圆形线圈中不会有感应电流产生．9．(2018·沈阳东北育才期中)如图所示，矩形线框abcd与磁场方向垂直，且一半在匀强磁场内，另一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列方法中可行的是( )A．以ad边为轴转动B．以中心线OO′为轴转动C．以ab边为轴转动(小于60°)D．以cd边为轴转动(小于60°)解析：选ABC.以ad边为轴转动，穿过线框的磁通量减小，有感应电流产生，故A正确；以中心线OO′为轴转动，穿过线框的磁通量减小，有感应电流产生，故B正确；以ab边为轴转动(小于60°)，穿过线框的磁通量减小，有感应电流产生，故C正确；以cd边为轴转动(小于60°)，穿过线框的磁通量Φ＝BS/2，保持不变，没有感应电流产生，此法不可行，故D错误．10．绕在同一铁芯上的线圈Ⅰ、Ⅱ按如图所示方法连接，G为电流计，则( )A．保持开关S闭合状态，G的示数不为零B．开关S闭合瞬间，G的示数不为零C．保持开关S闭合状态，改变变阻器R0滑动触头的位置，G的示数不为零D．断开开关S的瞬间，G的示数为零解析：选BC.开关闭合瞬间，线圈Ⅰ中电流从无到有，电流的磁场也从无到有，穿过线圈Ⅱ的磁通量从无到有，线圈Ⅱ中产生感应电流，电流计G有示数，B正确；开关闭合稳定后，线圈Ⅰ中电流稳定不变，电流的磁场不变，此时线圈Ⅱ虽有磁通量但磁通量稳定不变，线圈Ⅱ中无感应电流产生，电流计G无示数，A错误；开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器的滑片，电阻变化，线圈Ⅰ中的电流变化，电流形成的磁场也发生变化，穿过线圈Ⅱ的磁通量也发生变化，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计G有示数，C正确；开关断开瞬间，线圈Ⅰ中电流从有到无，电流的磁场也从有到无，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从有到无，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计G有示数，D错误．三、非选择题11．为观察电磁感应现象，某学生将电流表、螺线管A和B、电池组、滑动变阻器、电键接成如图所示的实验电路：(1)该同学将线圈B放置在线圈A中，闭合、断开电键时，电流表指针都没有偏转，其原因是________．A．电键的位置接错B．电流表的正、负接线柱上导线接反C．线圈B的两个接线柱上导线接反D．蓄电池的正、负极接反(2)电路连接的错误改正后，通过实验得出产生感应电流的条件是________________________________________________________________________．解析：(1)该同学将线圈B放置在线圈A中，再闭合、断开电键，磁通量不变，无感应电流，故电流表指针不偏转；应改为电键闭合后，再将线圈B放置在线圈A中；或者将电键接在B线圈所在回路中，故选A.(2)通过实验得出产生感应电流的条件是：当闭合电路磁通量发生变化时会产生感应电流．答案：(1)A (2)闭合电路磁通量发生变化12．如图甲所示，一个电阻为R、面积为S的矩形导线框abcd，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与ad边垂直并与线框平面成45°角，O、O′分别是ab边和cd边的中点．现将线框右半边ObcO′绕OO′逆时针旋转90°到图乙所示位置，求在这一过程中，线框中磁通量的变化量为多少？解析：穿过线框aOO ′d 部分的磁通量在这一过程中不发生改变，因此本题只需分析ObcO ′部分在初、末位置时的磁通量Φ1和Φ2，求出该部分在这一过程中磁通量的变化量即可．Φ1＝B sin 45°·S 2＝24BS Φ2＝－B cos 45°·S 2＝－24BS ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝22BS . 答案：22BS。

4.14.2划时代的发现探究电磁感应的条件学案

1 划时代的发现2 探究电磁感应的条件【自主学习】1．电磁感应：利用产生电流的现象叫做电磁感应，在电磁感应现象中产生的电流叫做，首先发现这一现象的科学家是。

2．磁通量：在磁感应强度为B匀强磁场中，有一面积为S且与磁场方向垂直的平面，则定义与的乘积叫做穿过这个面的磁通量，计算磁通量的公式是，国际单位是，磁通量是量但有正负。

3．产生感应电流的条件：。

4．磁通量变化的途径：磁通量变化的途径多种多样，归结起来有三类，一类是不变，而发生改变；另一类是不变，而发生改变；第三类是。

【课堂探究】1．法拉第成功的原因是什么？提示：(1)采取了科学猜想与观察实验的科学研究方法，并进行了多年的实验研究。

(2)具有正确的思想观点和踏实、客观的科学态度。

(3)具有不怕困难、不怕失败、坚持不懈的科学精神。

2．在课本图4.2—1的实验中，导体切割磁感线运动产生感应电流，电路本身的什么属性发生了变化？提示：闭合回路的面积发生了变化。

3．在课本图4.2—3的实验中，采用哪些方法可以在线圈B中产生感应电流？闭合回路的外部条件发生了什么变化？提示：(1)开关的通断。

(2)滑动变阻器滑动触头左右移动。

(3)线圈A从线圈B中插入或拔出。

(4)线圈B正对线圈A发生相对运动。

闭合回路中所在处的磁场强弱发生了改变。

4．课本中图4.2—1，图4.2—2和图4.2—3三个实验有什么相同点？从而总结出产生感应电流的条件。

提示：(1)电路闭合。

(2)穿过回路的磁通量发生变化。

(3)电路中有电流产生。

所以产生感应电流的条件是：穿过闭合回路的磁通量发生变化。

【教师点拨】1．对磁通量的计算要注意：（1）当回路所在的平面与磁场方向垂直时，S是指回路在磁场内的面积。

（2）当回路所在的平面与磁场方向成一定夹角时，S是指回路垂直与磁场方向在磁场内的投影面积。

（3）如果回路面积上存在多个磁场，总磁通量等于各个磁场穿过回路面积磁通量的代数和。

（4）磁通量等于零的面积上，磁感应强度不一定等于零。