人教版物理选修3-2 第4章第1~2节 划时代的发现
高中物理(人教版)选修3-2-4.1-划时代的发现
第一节划时代的发现【教学目标】1.知识与技能（1）知道奥斯特实验、电磁感应现象，（2）了解电生磁和磁生电的发现过程，（3）知道电磁感应和感应电流的定义。
2.过程与方法（1）通过阅读使学生掌握自然现象之间是相互联系和相互转化的；（2）通过学习了解科学家们在探究过程中的失败和贡献，从中学习科学探究的方法和思想。
（3）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、态度与价值观（1）通过学习阅读培养学生正确的探究自然规律的科学态度和科学精神；（2）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。
（3）以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。
【教学重点】探索电磁感应现象的历史背景；【教学难点】体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神【教学方法】讲授【教学过程】（一）奥斯特梦圆“电生磁”到18世纪末，人们开始思考不同自然现象之间的联系，例如：摩擦生热表明了机械运动向热运动转化，而蒸汽机则实现了热运动向机械运动的转化，于是，一些独具慧眼的哲学家如康德等提出了各种自然现象之间的相互联系和转化的思想。
由于受康德哲学与谢林等自然哲学家的哲学思想的影响，坚信自然力是可以相互转化的，长期探索电与磁之间的联系。
1803年奥斯特指出：“物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们所知道的各种现象的零散的罗列，我们将把整个宇宙纳在一个体系中”。
在此思想的指导下，1820年4月奥斯特发现了电流对磁针的作用，即电流的磁效应。
同年7月21日奥斯特又以《关于磁针上电冲突作用的实验》为题发表了他的发现。
这篇短短的论文使欧洲物理学界产生了极大震动，导致了大批实验成果的出现，由此开辟了物理学的新领域──电磁学。
1820年因电流磁效应这一杰出发现获英国皇家学会科普利奖章。
1829年起任哥本哈根工学院院长。
（二）法拉第心系“磁生电”1820年奥斯特发现电流的磁效应，受到科学界的关注，促进了科学的发展。
物理选修3-2人教版 4.1划时代的发现
19世纪20年代之前，电与磁是独立发展的。 18世纪末，人们开始思考自然现象之间的联系。 奥斯特寻找电与磁之间的相互联系。 1820年4月—奥斯特实验揭示了电与磁之间存在相互联 系，突破了人类对电与磁的认识的局限性
—
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猜想: 磁铁可以感应出电流!
信念: 一定要转磁为电!
“跑失良机”的科拉顿
电流计
螺旋管
法拉第在 1822 年 12 月、1825 年 11 月、1828 年 4月 作过三次集中的实验研究，均以失败告终。
看来，科学家其实也有许多粗糙的想法和不成功的经 验。他们是伟大的，但并不是高不可攀的。（麦克斯韦）
16、在不违背原则的情况下，对别人要宽容，能帮就帮，千万不要把人逼绝了，给人留条后路，懂得从内心欣赏别人，虽然这很多时候很难 。
17、做不了决定的时候，让时间帮你决定。如果还是无法决定，做了再说。宁愿犯错，不留遗憾! 18、不要太高估自己在集体中的力量，因为当你选择离开时，就会发现即使没有你，太阳照常升起。 19、时间不仅让你看透别人，也让你认清自己。很多时候，就是在跌跌拌拌中，我们学会了生活。 20、与其等着别人来爱你，不如自己努力爱自己，对自己好点，因为一辈子不长，对身边的人好点，因为下辈子不一定能够遇见。
1831 年 8 月 29 日 电池组
开关
电流计
法拉第线圈：与160年后出现的现代变压器出奇的相似， 现已成为著名的科学文物。
1831 年 10 月 28 日法拉第的创新
圆盘发电机，首 先向人类揭开了机 械能转化为电能的 序幕。
人教版高二物理选修3-2第四章电磁感应第1节划时代的发现课件
8.1825年日内瓦年轻的物理学家科拉顿研究电磁现象，其 类似实验装置如图所示，为避免磁铁对磁针的作用，把实 验装置放在两个房间内，科拉 顿要观察的是把乙房间的磁铁 放入线圈切割磁感线的过程中， 甲房间的小磁针是否转动。
下列说法正确的是（ BCD ） A．甲乙两个房间的电路中没有电源，所以小磁针不会转动 B．甲房间的小磁针转动说明电流的周围存在磁场 C．乙房间出现的电磁现象在物理学上称为电磁感应现象 D．发电机是根据乙房间中的实验原理制成的
7.如图所示，把条形磁铁的一个极插入线圈，或从线圈中拔 出，或静止在线圈中，用来探究回路中的 感应电流产生情况。从实验可知（ C ） A．当条形磁铁静止在线圈上方时， 有感应电流产生 B．当条形磁铁静止在线圈内部时，有感应电流产生 C．把条形磁铁插入线圈过程，有感应电流产生 D．把条形磁铁拔出线圈过程，不会产生感应电流
5.这是一个物理实验设计失败的著名案例。如果他当时不把 电流计放到另一个房间，而是和线圈一起放在面前，或者是 有一个助手待在电流计的房间。那么，“磁生电”这一开创 人类电气时代的划时代发现就不会再是六年后的法拉第。
三、法拉第心系“磁生电”
1.英国科学家法拉第敏锐地觉察到：磁与电之间应该有“感 应”，可以“由磁产生电”。然而道路并不平坦。他于1822 年12月、1825年11月和1828年4月做过三次集中的实验研究， 然而均以失败告终。原因在于，法拉第认为，既然奥斯特的 实验表明有电流就会有磁场，那么有了磁场就一定会有电流。 于是，他在这些实验中使用恒定电流产生的磁场，看看这样 的磁场是不是会在某个电路中产生感应电流。
3.下列现象中，属于电磁感应现象的是（ B ） A.磁场对电流产生力的作用 B.变化的磁场使闭合电路产生感应电流 C.插在通电螺线管中的软磁棒被磁化 D.电流周围产生磁场
最新人教版高中物理选修3-2第四章划时代的发现
运动 的导体．他把这些现象命名为________ 电磁感应 中________ ．产
感应电流 生的电流叫做________ ． 3．产生感应电流的条件是：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． ______
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电流的磁效应
1．产生感应电流的条件．
法拉第把引起电流的原因概括为五类：变化的电流、
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
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追悔莫及的亨利 美国物理学家亨利是奥尔巴尼学院的教授，由于教 学任务繁重，也没有专门的实验室，他主要利用假期在学 院的大厅里进行电学实验工作． 1829年8月的暑假，亨利在考察绕有不同长度导线的 电磁铁所产生磁力的大小时，意外地发现，当通电导线中 的电流被突然切断时，会产生强烈的电火花．当时亨利无
动势，但由于线圈没有闭合，因此无感应电流． 答案：B、C、D中产生感应电流，A、E中不产生感应 电流．
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变式 迁移 2．金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图所示的 运动，线圈中有感应电流的是( )
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变式 迁移
解析：在选项B、C中，线圈中的磁通量始终为零，
不产生感应电流；选项D中磁通量始终最大，保持不变， 不发生变化，也没有感应电流；选项A中，在线圈转动过 程中，磁通量做周期性变化，产生感应电流，故A正确． 答案：A
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例1 如下图所示，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 ＝________.
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解析：线圈平面abcd与磁感应强度B方向不垂直，不 能直接用Φ ＝BS计算，处理时可以用不同的方法：
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ΔΦ1和ΔΦ2，则(
A．ΔΦ1＞ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2 C．ΔΦ1＜ΔΦ2 D．不能判断
)
图4－1－8
高中物理选修3-2课件
解析：选C.设线框在位置Ⅰ时的磁通量为Φ1，在位 置Ⅱ时的磁通量为ΦⅡ，直线电流产生的磁场在Ⅰ 处比在Ⅱ处要强，ΦⅠ＞ΦⅡ. 将线框从Ⅰ平移到Ⅱ，磁感线是从线框的同一面穿
1．实验观察
探究1：导体棒在磁场中运动是否产生电流
图4－1－1
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如图4－1－1所示，将导轨、可移动导体AB放置在 磁场中，并和电流计组成闭合回路，把实验现象记 录在下表中.
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) 无 ____ 无 ____ 有 ____
(
A．0
)
B．2BS D．2BSsinθ 图4－1－7
C．2BScosθ
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【思路点拨】
磁通量的变化量即穿过这一平面的
初、末两状态的磁通量之差．
【精讲精析】 开始时穿过线圈平面的磁通量为：
Φ1＝BScosθ.则后来穿过线圈平面的磁通量为：Φ2
＝－BScosθ
则磁通量的变化量为：ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BScosθ.
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探究2：磁铁在螺线管中运动是否产生电流
图4－1－2
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如图4－1－2所示，将螺线管与电流计组成闭合 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 N极插入线 圈 N极停在线 圈中 N极从线圈 中抽出
实验现象 (有无电流)
有 ___ 无 ___ 有 ___
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电磁感应现象的应用
最新人教版高中物理选修3-2课件4 .1划时代的发现
1、奥斯嘚电流磁效应，使整个科学界受到了极大嘚震动，它证实电现象与磁现象是有联系嘚。法拉第 赞扬道：“它突然打开了科学中一个黑暗领域嘚大门，使其充满光明。”
法拉第发现嘚电磁感应使人们对电和磁内在联系嘚认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统一学科嘚诞 生，为电磁学嘚发展作出了重大贡献。
关于法拉第，过去说得多嘚：穷苦、顽强、不为名利 现在：除此之外还有，甚至更重要嘚是――
（1）正确嘚指导思想（自然现象嘚相互联系）
（2）抹去科学学家头上嘚光环，正确认识失败
科学是人做嘚，科学是为人嘚 ――科学中嘚人文精神。
科学史上许多重要发现和发明，常被人们有意无意地罩上神秘嘚光环，似乎科学家都是呼风唤雨嘚 魔术师。但是我们在这里看到，具有闪光思维嘚奥斯特和法拉第，在做出伟大发现嘚过程中也受着历史局 限性嘚束缚，也有过“可笑”嘚疏忽与失误。他们是伟大嘚，但也是可以学习嘚真实嘚人。麦克斯韦曾就 法拉第嘚著作说道：“他既告诉我们成功嘚经验，也告诉我们不成功嘚经验；既告诉我们那些成熟嘚想法， 也告诉我们他嘚粗糙想法。读者嘚能力可能远不及他，但是感到嘚共鸣却常常多于钦佩，并且会引起这样 一种信念：如果自己有这样嘚机会，也会成为一个发现者。”
最新人教版高中物理选修3-2：4.1-2划时代的发现 探究感应电流的产生条件 知识点总结及课时练习
第四章电磁感应1划时代的发现2探究感应电流的产生条件记一记划时代的发现、探究感应电流的产生条件知识体系1个实验——奥斯特的电流磁效应实验1个条件——感应电流产生条件3种情形——磁通量变化的三种情形辨一辨1.电流的磁效应说明电能生磁．(√)2．奥斯特发现了电流的磁效应；法拉第发现了电磁感应现象．(√)3．闭合线路中有感应电流时，则通过线路的磁通量一定发生变化．(√)4．导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中一定产生感应电流．(×)5．小磁针在通电导线附近发生偏转的现象是电磁感应现象．(×)想一想1.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．2．如何判断是否是电磁感应现象呢？提示：(1)由磁生电的现象都是电磁感应现象；(2)所有的电磁感应现象都与变化和运动相联系．3．只要磁通量发生变化，电路中就一定有感应电流吗？提示：产生感应电流的条件有两个：一是电路闭合；二是磁通量发生变化，两者缺一不可．当电路不闭合时，即使磁通量发生变化，电路中也没有感应电流产生．4．磁通量有正负，其正负号表示方向吗？提示：磁通量是标量，但有正负，其正负分别表示磁感线穿入的方向与规定的方向相同还是相反．思考感悟：练一练1.关于磁通量的概念，以下说法中正确的是()A．磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大B．磁感应强度越大，线圈面积越大，则磁通量也越大C．穿过线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零D．磁通量发生变化，一定是磁场发生变化引起的解析：穿过闭合回路的磁通量大小取决于磁感应强度、闭合回路所围面积以及两者夹角三个因素，所以只了解其中一个或两个因素无法确定磁通量的变化情况，A、B两项错误；同样仅由磁通量的情况，也无法确定某个因素的情况，C项正确，D项错误．答案：C2．(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解析：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．综上所述，C、D两项正确．答案：CD3．关于感应电流，下列说法中正确的是()A．只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生B．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C．线圈不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也没有感应电流D．以上说法都不正确解析：对闭合电路而言，磁通量必须变化，闭合电路中才有感应电流，仅有磁通量但不变化，是不会产生感应电流的，故A 项错误；如果线圈(或螺线管)不闭合，即使穿过它的磁通量发生变化，线圈中也不会有感应电流，故B、D项错误；C项正确．答案：C4．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项中，电路没闭合，无感应电流；B项中，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C项中，穿过线圈的磁感线相互抵消，磁通量恒为零，无感应电流；D项中，磁通量不发生变化，无感应电流．答案：B要点一磁通量及其变化1.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．通过某一平面的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零D．磁通量就是磁感应强度解析：磁通量是标量，故A项错误；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，故B项错误；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项正确；磁通量和磁感应强度是两个不同的物理量，故D项错误．答案：C2．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．1：1B．1：2C．1：4D．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：A3．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：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项正确．答案：A要点二产生感应电流的条件4.(多选)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解析：题图甲中导体AB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项错误；题图乙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，都能产生感应电流，故B项正确；题图丙中开关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，不产生感应电流，故C项错误；题图丙中开关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，能产生感应电流，故D项正确．答案：BD5．一个闭合线圈中没有感应电流产生，由此可以得出() A．此时此地一定没有磁场B．此时此地一定没有磁场的变化C．穿过线圈平面的磁感线条数一定没有变化D．穿过线圈平面的磁通量一定没有变化解析：由产生感应电流的条件易知，闭合线圈中没有感应电流产生，则穿过线圈平面的磁通量一定没有变化，D项正确．答案：D6．(多选)如图所示装置，在下列各种情况中，能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中产生感应电流的是() A．开关S接通的瞬间B．开关S接通后，电路中电流稳定时C．开关S接通后，滑动变阻器触头滑动的瞬间D．开关S断开的瞬间解析：将开关突然接通的瞬间，螺线管产生的磁场从无到有，穿过铜线圈A的磁通量增大，产生感应电流，故A项正确；螺线管中通以恒定的电流时，螺线管产生稳恒的磁场，穿过铜线圈A 的磁通量不变，没有感应电流产生，故B项错误；开关接通后，使变阻器的滑片P滑动时，变阻器接入电路的电阻变化，回路中电流变化，螺线管产生的磁场变化，穿过铜线圈A的磁通量变化，产生感应电流，故C项正确；将开关突然断开的瞬间，螺线管产生的磁场从有到无，穿过铜线圈A的磁通量减小，产生感应电流，故D项正确．答案：ACD7．宇航员登月后想探测一下月球表面是否有磁场．他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是() A．直接将电流表放于月球表面，通过观察电流表是否有示数来判断磁场的有无B．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如果电流表无示数，则可判断月球表面无磁场C．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如果电流表有示数，则可判断月球表面有磁场D．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，如果电流表无示数，则可判断月球表面无磁场解析：当闭合回路的线圈平面与磁场方向平行时，不论向哪个方向移动线圈，穿过线圈的磁通量都不会变化，所以也不会产生感应电流，因此不能判断有无磁场存在；若使闭合线圈沿某一方向移动时有感应电流产生，则一定存在磁场，故C项正确．答案：C8．(多选)如图所示，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．金属棒ab、cd的运动速度分别是v1、v2，且井字形回路中有感应电流通过，则可能() A．v1＞v2B．v1＜v2C．v1＝v2D．无法确定解析：只要金属棒ab、cd的运动速度不相等，穿过井字形回路的磁通量就发生变化，闭合回路中就会产生感应电流，故A、B 两项正确．答案：AB基础达标1.(多选)下列现象中，能表明电和磁有联系的是()A．摩擦起电B．两块磁铁相互吸引或排斥C．小磁针靠近通电导线时偏转D．磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流解析：摩擦起电是静电现象；两块磁铁相互吸引或排斥是磁现象；小磁针靠近通电导线时偏转，说明“电生磁”；磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流，说明“磁生电”．C、D 表明电和磁有联系．答案：CD2．1820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：B3．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：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 两项错误；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项错误，C项正确．答案：C4．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：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三项错误，D项正确．答案：D5．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：磁铁停在线圈中，穿过线圈的磁通量不变，不能产生感应电流．故A、B两项错误；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项正确；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项错误．答案：C6．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有一闭合导体环，环面与磁场垂直．当导体环在磁场中完成下述运动时，可能产生感应电流的是()A．导体环保持水平且在磁场中向上或向下运动B．导体环保持水平向左或向右加速平动C．导体环以垂直环面、通过环心的轴转动D．导体环以一条直径为轴，在磁场中转动解析：只要导体环保持水平，无论它如何运动，穿过环的磁通量都不变，都不会产生感应电流，只有导体环的有效面积改变时，穿过环的磁通量改变，才会产生感应电流，D项正确．答案：D7．如图所示，ab是闭合电路的一部分，处在垂直于纸面向外的匀强磁场中()A．当ab垂直于纸面向外平动时，ab中有感应电流B．当ab垂直于纸面向里平动时，ab中有感应电流C．当ab垂直于磁感线向右平动时，ab中有感应电流D．当ab垂直于磁感线向左平动时，ab中无感应电流解析：闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时，回路中一定有感应电流，当ab垂直于纸面向外、向里平动时都不切割磁感线，故ab中都没有感应电流，故A、B两项错误．当ab垂直于磁感线向右、向左平动时都切割磁感线，ab中都有感应电流，故C项正确、D项错误．答案：C8．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：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．答案：C9．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：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三项错误，D项正确．答案：D10．如图所示，在匀强磁场中，MN、PQ是两根平行的金属导轨，而ab、cd为串有电压表和电流表的两根金属棒，同时以相同速度向右运动时，下列说法正确的有()A．电压表有读数，电流表有读数B．电压表无读数，电流表有读数C．电压表无读数，电流表无读数D．电压表有读数，电流表无读数解析：两棒以相同速度向右运动时，因穿过abcd的磁通量不变，回路中没有感应电流，电流表和电压表均不会有读数，C项正确．答案：C11．(多选)下列情况中都是闭合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()解析：A中穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化，没有感应电流．B中闭合线框的一部分导体“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中闭合线框是在非匀强磁场中运动，穿过线框的磁感线条数增加，线框中有感应电流．D中穿过闭合线框磁感线条数不变，无感应电流，故B、C两项正确．答案：BC能力达标12．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．不能确定解析：当矩形线框在线框与直导线决定的平面内逐渐远离平动通电导线时，由于距离导线越远，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项正确．答案：B13．(多选)如图所示，线圈abcd在磁场区域ABCD中，下列哪种情况下线圈中有感应电流产生()A．把线圈变成圆形(周长不变)B．使线圈在磁场中加速平移C．使磁场增强或减弱D．使线圈以过ab的直线为轴旋转解析：选项A中，线圈的面积变化，磁通量变化，故A项正确；选项B中，无论线圈在磁场中匀速还是加速平移，磁通量都不变，故B项错误；选项C、D中，线圈中的磁通量发生变化，故C、D两项正确．答案：ACD14．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15．如图所示，有一个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形线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1 cm,10匝；D线圈半径为2 cm，1匝；C线圈半径为0.5 cm,1匝；问：(1)在磁感应强度B减少为0.4 T的过程中，A和D中的磁通量改变了多少？(2)当磁场转过30°角的过程中，C中的磁通量改变了多少？解析：(1)对A线圈，Φ1＝B1πr2A，Φ2＝B2πr2A.故磁通量减少量：|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×(1×10－2)2 Wb＝1.256×10－4 Wb.对D线圈，|Φ2－Φ1|＝1.256×10－4 Wb.(2)对C线圈，Φ1＝Bπr2C，磁场转过30°，线圈面积在垂直磁场方向上的投影为πr2C cos 30°，则Φ2＝Bπr2C cos 30°.故磁通量减少量：|Φ2－Φ1|＝Bπr2C(1－cos 30°)≈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。
人教版物理选修3-2-第4章第1-2节 划时代的发现 课件
探究实验3中，将开关闭合或断开及改变滑动变阻 器的滑片的位置，使A中电流变化时，电流产生的 磁场也在_变__化__，通过B线圈的磁场强弱也在_变__化__. 3．归纳结论 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．
核心要点突破
一、正确理解磁通量的概念 在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场 方向垂直的平面，面积为S，把B与S的乘积叫做 穿过这个面的磁通量． 1．S是指闭合回路中磁场所处的那部分有效面积 如图4－1－4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， 图4－1－4
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． 2．磁感应强度与平面不垂直时，求磁通量的方 法 (1)将磁感应强度B向与平面垂直的方向和与平面 平行的方向分解． (2)将平面向垂直磁感应强度B的平面投影．
【答案】 C 【规律总结】 磁通量不仅有大小而且有方向，但 它是个标量，这一点如同电流．所以我们在计算磁 通量的变化量时，关键搞清楚初、末两状态的磁通 量的方向关系．
变式训练1 如图4－1－8所示，通有恒定电流的
导线MN与闭合金属线框共面，第一次将金属线框
由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次将金属线框绕cd边翻转到
象是有联系的。电能生磁!
一、划时代的发现
英国科学家法拉第,他做了多次尝试，经历了 一次次失败，1831年8月29日，终于发现:
磁能生电!
这是一个划时代的发现.
复习初中知识： 1、电磁感应：
闭合电路的一部分导体 在磁场中做切割磁感线运动 时，导体中就产生电流。
高中物理选修3-2，第四章，电磁感应，1，划时代的发现
高中物理选修3-2，第四章，电磁感应，1，划时代的发现我的学习笔记。
奥斯特梦圆“电生磁”①19世纪20年代之前，电与磁的研究是独立发展的。
②18世纪末，一些哲学家（如康德）提出各种自然现象之间联系与转化的思想。
③深受影响的奥斯特在1803年指出：物理学将不再是各种现象的零散的罗列，我们将把宇宙纳在一个体系中。
④经历了多次不成功之后，奥斯特一直惦记着电与磁的联系这件事儿。
1820年4月的一次讲演中，奥斯特发现通电导线能使小磁针偏转。
这种作用称为电流的磁效应。
⑤奥斯特的思维与实践突破了人类对电与磁的认识的局限性。
法拉第心系“磁生电”①奥斯特关于电流磁效应的发现，激发了科学家们的探索热情。
②电流的磁效应的发现引发了对称性思考：电能生磁，磁能生电吗？③磁化现象、感应电荷现象。
让法拉第觉察到磁与电之间也有类似感应，并写在1822年的日记中。
④多位科学家失败后，法拉利仍然心系磁生电。
法拉利认为奥斯特实验表明有电流就会有磁场，那么有磁场就一定会有电流。
他在实验中使用了恒定电流产生的磁场。
⑤多次失败后，是在寻找10年之后，法拉第发现他的实验装置在接通和断开的瞬间出现了磁生电的现象。
⑥至此终于明白，磁生电是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。
他概括出5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。
⑦法拉利把这种现象定名为电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
⑧电磁感应的发现，宣告了电磁学作为一门统一的学科的诞生。
奥斯特发现电流的磁效应时，法拉利赞扬说：他突然打开了学科中一个黑暗领域的大门，使其充满光明。
看来这样的荣誉应由他们共享。
1题答案：2题答案：。
人教版高中物理选修3-2第四章第1节 划时代的发现
（4）多次失败后，1831年8月29日，法拉第终于发现了电磁感应现象。他把两个线圈绕到同一个铁环上，如图所示。一个线圈接电源，一个线圈接“电流表”，在给线圈通电和断电的瞬间，令一个线圈中就出现电流。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：“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。
【例3】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
小结
本节课我们学习了奥斯特和法拉第分别是如何的克服困难发现“电生磁”及“磁生电”的，并知道了发生电磁感应现象的条件。
作业
自主学习下一节内容，完成《精讲精练》课前自主学案，提出问题。
（5）法拉第探索电磁感应现象的历程经历了10年之久，经历了大量的失败，但法拉第凭借自己的坚定信念和对科学的执著追求，勇敢地面对失败，一次又一次，最终成功属于坚持不懈的有心人，他成功了。作为现代的中学生就要学习法拉第不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。
［课件演示］电磁感应现象。
通过课件演示增加学生的感性认识。电磁感应现象产生的条件将在下节课深入学习，本节课不宜过多地展开。让学生体会一下最终法拉第成功的原因，在于“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。
我们首先来了解科学家们的探究历程。
新
课
教
学
1．奥斯特梦圆“电生磁
引导学生阅读教材提出以下问题，引导学生思考并回答：
人教版高中物理选修3-2第四章 第一节《划时代的发现》
奥斯特实验实现了电和磁的第一次握手，法 拉第赞扬道：“它突然打开了科学中一个黑暗领域 的大门，使其充满光明。”
奥斯特的成功秘诀是什么？但是，他为什么 没有取得更大的成功？
思考：“怎样救落水者？” 常规思维：让人离开水。
特殊情况下，让水离开人，可以吗? 这个故事对你有什么启发？如果你知道奥斯特 的发现，你会做出哪些思考？
电流！
对称性的思考……
英国的法拉第认为：电和磁 是一对和谐对称的自然现象。
依据：磁化和静电感应现象 猜想：磁铁应该可以感应出
电流！
信念：一定要转磁为电！
未显示作用 毫无反应
不行
法拉第日记
未显示作用 毫无反应
不行
从普通的磁铁中获得电 的希望，时时激励着我从实验 上探求电流的感应效应。
法拉第日记
科学的实验方法
对以往知识的熟知和 对新鲜事物及其发展前景 的敏感，是一个人的创造 力的源泉。
——汤川秀树
奥斯特实验实现了电和磁的第一次握手，法 拉第赞扬道：“它突然打开了科学中一个黑暗领域 的大门，使其充满光明。”
奥斯特的成功秘诀是什么？但是，他为什么 没有取得更大的成功？
奥斯特实验实现了电和磁的第一次握手，法 拉第赞扬道：“它突然打开了科学中一个黑暗领域 的大门，使其充满光明。”
引起感应电流的原因可以概括为五类： 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．
创造性的思维
创造性的思维 为什么以往的实验都失败了？
创造性的思维 为什么以往的实验都失败了？
创造性的思维 为什么以往的实验都失败了？
法拉第敢于突破，终于有了划时代的发现！ 实现了电和磁的第二次握手，为电和磁的统 一创造了条件，推动人类进入电气化时代．
【创新设计】高中物理人教版选修3-2课件：第4章第1-2讲-划时代的发现-探究感应电流产生的条件解析
线圈面 积缩小
线圈内向右的 磁通量减小
磁铁内（也在 线圈内）向左 磁通量不变
磁通量 增加且 合磁通 量向左
目标定位
预课对习堂点导讲练学义习
课堂讲义
划时代的发现、探究感应电流产生的条件
【例2】如图所示，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)， 则在这一过程中穿过线圈的磁通量改 变了多少？
垂直磁感线方向的 有效面积不变，故 磁通量不变
垂直磁感线方向的 有效面积变化，故 磁通量变化
目标定位
预课对习堂点导讲练学义习
对点练习
划时代的发现、探究感应电流产生的条件
产生感应电流的条件
3．如图所示，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 () 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
目标定位
预课对习堂点导讲练学义习
预习导学
划时代的发现、探究感应电流产生的条件
一、奥斯特梦圆“电生磁”
磁效应
二、法拉第心系“磁生电”
变化的磁场 在磁场中运动的导体 电磁感应
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 无 无 有
2.磁铁在螺线管中运动是否产生电流 有 无 有 有 无 有
线的“净”条数，即指不同方向的磁感线的条数差，所以可以根据磁感 线条数是否变化判断磁通量是否变化．
2019-2020学年人教版选修3-2 第四章 1-2 划时代的发
2.磁通量的物理意义
(1)可以形象地理解为磁通量就是穿过某一面积的 磁感线 的条数. (2)当一个平面跟磁场方向垂直时,磁通量 最大 ,当它跟磁场方向平
行时,磁通量为 0 .
3.磁通量变化量的计算 (1)当B与S垂直时,S不变,B改变,则ΔΦ= ΔBS
.如图所示.
(2)当B与S垂直时,S改变,B不变,则ΔΦ= B·ΔS .如图所示.
(1)电路 闭合 .
(2)磁通量发生 变化
.
科学思维
1.思考判断 (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)磁通量计算公式Φ=BS,可计算任何磁场的磁通量.( × )
(3)同一匀强磁场中两个面积不同的线圈,磁通量可能相同.( √ )
(4)闭合导体回路中磁通量很大会产生感应电流,磁通量是零不会产生感
有(2不)包变围的时磁Fra bibliotek电场路的中面无积电 . 流产生
2.探究磁铁在通电螺线管中运动是否产生电流
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
有无 电流
分析论证
有. 无. 有. 有.
无. 有.
(1)线圈中的磁场 变化 时,线圈中有
感应电流; (2)线圈中的磁场
(2)引起闭合电路中的磁通量变化的因素有哪些?
答案:引起磁通量变化的原因有:①磁感应强度B发生变化;②闭合电路的 面积发生变化;③磁感应强度B和线圈平面的夹角θ发生变化.
(3)如图所示,把一条大约10 m长电线的两端连在一个灵敏电流计的两个 接线柱上,形成闭合导体回路.两个同学迅速摇动这条导线,可以发电吗? 你认为两个同学沿哪个方向站立时,发电的可能性比较大?
人教版物理选修3-2第4章 第1、2节
( ×)
物
(5)磁通量的大小和线圈的匝数有关。
理
选 修
(6)穿过闭合电路的磁通量发生变化就能产生感应电流。
( ×) ( √)
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3-2 ·
第四章 电磁感应
『选一选』 (2018·浙江省诸暨市牌头中学高二上学期检测)法拉第“磁生电”这一伟大 的发现引领人类进入了电气时代。下列实验现象，属于研究电磁感应现象的是
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3-2 ·
第四章 电磁感应
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。实验现象如下：
物 理 选 修 人 教 版
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3-2 ·
第四章 电磁感应
实验操作 开关闭合瞬间 开关断开瞬间
开关保持闭合，滑动变阻器 滑片不动
环，与轻杆的一端相连，轻杆另一端绕垂直于纸面的轴O转动，当转到A、C、
D三位置时(处于C、D两位置时的轻杆在同一直线上，处于A、C两位置时的轻
杆与竖直方向的夹角均为α)，关于穿过圆环的磁通量，正确的是
( C)
A．ΦA＝ΦC＝ΦD＝BS
B．ΦA＝ΦC＝ΦD＝BScosα
C．ΦA＝ΦC＝BScosα，ΦD＝－BScosα
电气化时代的大门，让这个世界真正充满
物
理 “电”的吗？产生电需要什么条件呢？
选
修
同学们，关于电的产生，我们还是从神奇的电磁感应现象入手吧！
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第四章 电磁感应
〔知 识 导 航〕 本章以电流、磁场知识为基础，研究了电磁感应的一系列现象，通过实验 总结出了产生感应电流的条件和判定感应电流方向的一般规律——楞次定律，给 出了确定感应电动势大小的一般规律——法拉第电磁感应定律，讲述了电磁感应 的几种特殊现象——互感、自感和涡流。
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远离导线，线圈所在处磁场减弱，磁通量变小，回
路中产生感应电流，故B对；线框向下平动，穿过 回路的磁通量不变，无感应电流产生，故C错；线 圈绕ab边转动时，由于线圈与磁感线夹角变化引起 磁通量变化，产生感应电流，故D错．
高中物理选修3-2课件来自【答案】ABD判定感应电流有无的关键是：
【规律总结】
正确分析磁铁或者电流所产生的磁感线在周围
ΔΦ1和ΔΦ2，则(
A．ΔΦ1＞ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2 C．ΔΦ1＜ΔΦ2 D．不能判断
)
图 4－ 1－ 8
高中物理选修3-2课件
解析：选C.设线框在位置Ⅰ时的磁通量为Φ1，在位 置Ⅱ时的磁通量为ΦⅡ，直线电流产生的磁场在Ⅰ 处比在Ⅱ处要强，ΦⅠ＞ΦⅡ. 将线框从Ⅰ平移到Ⅱ，磁感线是从线框的同一面穿
实验操作 (有无电流)
S极插入线圈 S极停在线圈中
实验 现象
有 ___ 无 ___ 有 ___
S极从线圈中抽出
高中物理选修3-2课件
探究3：模拟法拉第的实验 如图4－1－3所示，线圈A通过变阻器和开关连接 到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A 装在线圈B的里面，实验现象如下：
图 4－ 1 － 3
高中物理选修3-2课件
第4章 第一节 划时代的发现 第二节 探究感应电流的产生条件
高中物理选修3-2课件
第一节 第二节
划时代的发现
探究感应电流的产生条件
高中物理选修3-2课件
课标定位
学习目标：1.了解电磁的相关物理学史及电磁感应
现象的发现过程，知道电磁感应现象和感应电流. 2．明确感应电流产生条件的实验探究过程，知道 发现“磁生电”的意义和价值． 3．理解感应电流的产生条件，并能应用这一条件
分析和解决实际问题．
4．理解磁通量的概念，掌握其计算方法，会分析 判断通过电路的磁通量的变化情况．
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重点难点：1.判断磁通量的改变及计算． 2．感应电流的产生条件及应用．
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第 二 节 探 究 感 应 电 流 的 产 生 条 件
课前自主学案
核心要点突破
课堂互动讲练
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图4－1－11 A．该传感器是根据电流的磁效应工作的 B．该传感器是根据电磁感应现象工作的 C．膜片振动时，线圈内不会产生感应电流 D．膜片振动时，线圈内会产生感应电流
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【精讲精析】
当声音使膜片振动时，膜片后的金
属线圈随之振动，线圈就会切割永磁体磁场的磁感
空间的分布．
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变式训练2
如图4－1－10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 ( )
A．当L中的电流发生变化时， 环中有感应电流 B．当M左右平移时，环中有 感应电流 图4－1－10
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图 4－ 1－ 4
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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．
2．磁感应强度与平面不垂直时，求磁通量的方
法 (1)将磁感应强度B向与平面垂直的方向和与平面 平行的方向分解． (2)将平面向垂直磁感应强度B的平面投影．
线，产生感应电流，声音的强弱不同，产生的感应
电流的强弱也就不同，从而将声音信号转变成电信
号，这就是电磁感应现象，所以，选项B、D正确.
【答案】
BD
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【规律总结】
话筒是利用电磁感应现象制成的，
除此之外在我们的生产与生活中还有很多常见的利
用电磁感应现象制成的仪器，比如：磁带录音机、 汽车车速表、发电机等等，有兴趣的同学可以自行 去研究．
矩形线圈与通电直导线共面，下列情况中能产生 感应电流的是( A．电流I增大时
B．线圈向右平动
C．线圈向下平动 D．线圈绕ab边转动 图 4－ 1－ 9
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【思路点拨】 【自主解答】
首先弄清直线电流周围磁感线的分 I增大引起直导线周围磁场增强，
布特点，然后再判断磁通量是否变化． 使回路中磁通量增加，产生感应电流，故A对；因
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3．磁通量变化的两种主要表现形式 (1)回路的面积不变， 而穿过回路的磁场发生变化引 起磁通量发生变化，则 ΔΦ＝S·ΔB. (2)磁场不变， 而回路相对磁场的正对面积发生变化 引起磁通量变化，则 ΔΦ＝B·ΔS
回路的面积大小发生变化 ΔS 回路的面积与磁场的夹角发生变化
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核心要点突破
一、正确理解磁通量的概念
在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场
方向垂直的平面，面积为S，把B与S的乘积叫做
穿过这个面的磁通量．
1．S是指闭合回路中磁场所处的那部分有效面积 如图4－1－4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，
1．实验观察
探究1：导体棒在磁场中运动是否产生电流
图 4－ 1－ 1
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如图4－1－1所示，将导轨、可移动导体AB放置在 磁场中，并和电流计组成闭合回路，把实验现象记 录在下表中.
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) 无 ____ 无 ____ 有 ____
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即时应用(即时突破，小试牛刀) 1．如图4－1－5所示，一个矩形线圈与通有相同 大小的电流的平行直导线处于同一平面，而且处 在两导线的中央，则( 通量为零 ) A．两电流同向时，穿过线圈的磁
B．两电流反向时，穿过线圈的磁
通量为零
图 4－ 1－ 5
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C．两电流同向或反向，穿过线圈的磁通量都相等 D．两电流产生的磁场是不均匀的，不能判定穿过 线圈的磁通量是否为零
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．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，线圈有效面积S发生变化， 例如闭合电路的一部分导体切割磁感线时．
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(2)线圈有效面积S不变，磁感应强度B发生变化，例 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． (3)磁感应强度B和回路有效面积S同时发生变化，此 时可由ΔΦ＝Φt－Φ0计算并判断磁通量是否变化. (4)线圈有效面积S不变，磁感应强度B也不变，但二 者之间的夹角发生变化，例如线圈在磁场中转动时. 特别提醒：导体切割磁感线不是在导体中产生感应 电流的充要条件，归根结底还得要看穿过闭合导体 回路的磁通量是否发生变化．
磁感应强度变化，穿过线圈的磁通量变化，线圈
中产生感应电流，A、C正确；磁铁停在线圈中
不动时，线圈中磁通量不变，不产生感应电流，
B、D错误．
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课堂互动讲练
磁通量变化量的分析与计算
例1
一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右,
一面积为S的矩形线圈abcd如图4－1－7所示放置, 平面abcd与竖直方向成θ角，将abcd绕ad轴转 180°角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量为
知能优化训练
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课前自主学案
一、划时代的发现
1．奥斯特梦圆“电生磁” 奥斯特 发现了电流的磁 1820年，丹麦物理学家________ 效应．
2．法拉第心系“磁生电” 法拉第 发现了电磁感应 1831年，英国物理学家________ 现象．
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二、探究感应电流的产生条件
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实验操作
开关闭合
开关断开 开关闭合时，滑动变阻器 不动 开关闭合时，迅速移动滑 动变阻器的滑片
实验现象 (线圈B中有无电流) 有 ___ 有 ___ 无 ___
有 ___
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2.分析论证 探究实验1中，磁场的强弱不变，但是导体棒切割 变化 磁感线运动使闭合导体回路包围的面积在_____. 探究实验2中，将磁铁插入或抽出时，线圈中磁场 变化 发生_____.
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.题图中金属环所在平面与磁感线平行，
穿过金属环的磁通量为零．无论I变化，还是M上
下移动或左右平移，金属环所在平面一直保持与磁
感线平行，磁通量一直为零，不产生感应电流，D 正确．
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【答案】
C 磁通量不仅有大小而且有方向，但
【规律总结】
它是个标量，这一点如同电流．所以我们在计算磁 通量的变化量时，关键搞清楚初、末两状态的磁通 量的方向关系．
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变式训练1
如图4－1－8所示，通有恒定电流的
导线MN与闭合金属线框共面，第一次将金属线框 由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次将金属线框绕cd边翻转到 Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为
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探究实验3中，将开关闭合或断开及改变滑动变阻
器的滑片的位置，使A中电流变化时，电流产生的 变化 ，通过B线圈的磁场强弱也在_____. 变化 磁场也在_____
3．归纳结论 闭合 导体回路的磁通量_________ 发生变化 ，闭合 只要穿过_____ 导体回路中就有感应电流．
(
A．0
)
B．2BS D．2BSsinθ 图 4－ 1－ 7
C．2BScosθ
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【思路点拨】
磁通量的变化量即穿过这一平面的
初、末两状态的磁通量之差．