2019-2020学年高中物理 第四章 电磁感应 4.2 探究感应电流的产生条件课时提升作业(一)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
诗一首 富兰克林引雷电， 人类用电未实现。 十年辛苦法拉第， 五洲四海明珠炫。
法拉第
“磁生电”
有条件！
什么条件呢？
电磁感应： 由磁生电的现象叫电磁感应。
感应电流： 由电磁感应现象产生的电流叫 感应电流。
选修3-2
探究感应电流的产生条件
思考：
1、电流形成的前提，导体回路必须是怎样的回路？ 闭合导体回路
无 线 充 电 器
无 线 充 电 器
电与磁
电与磁有什么关系呢？
奥斯特 “电生磁”
----电流的磁效应
在作报告时，无意中 发现小磁针偏转，
奥斯特梦圆电 生磁
既然电能生磁，那么磁是否能生电 呢？
法 拉 第
说干就干，开始行动！
“跑失良机”的科拉顿
1831年8月29日
从此人类进入了电气化时代：壮美的都市夜景
感应电流的产生条件：
1、闭合导体回路 2、穿过回路的磁通量发生变化
温故知新
①、定义： 磁通量 设在磁感应强度 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，我们把 B和S的乘积叫做 穿过这个面积的 磁通量
S
②、公式:
BS B S
S/
s的含义： 闭合回路包含磁场的那部分有效面积 S1 S2
闭合导体回路 所包围的 面积S变化
闭合导体回路 产生感应电流
实验1
实验2
实验3
1：磁铁与线圈相对运动→线圈所处的 B变化 2：小线圈的电流变化→大线圈所处的 B变化 3：部分导体切割→闭合回路包围的 S变化
S不变 →有 I S不变 →有 I B不变 →有 I
具体方式不同
具体量变化不同
磁通量
4.1 4.2 探究感应电流的产生条件(预习提纲)
预习提纲 物理学科 高二年级 日期：2013/2/28
珍爱生命 拒绝平庸 全力以赴 追求卓越 1 课题：4.1划时代的发现 课型：新课 主备人:李锋 备课组长:李锋
4.2探究电磁感应的产生条件
姓名： 班级：
【学习目标】
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. 通过学习体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神
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究方法
4. 通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。
【学习重点、难点】
学习重点：知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。
领悟科学探究的方法
和艰难历程。
培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。
学习难点：领悟科学探究的方法和艰难历程。
培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。
【预习先知】
一．阅读教材第2、3页，回答下列问题：
1.1803年奥斯特总结了一句话内容是什么？
2.奥斯特发现了电流的磁效应，能说明他是一个“幸运儿”吗？
3. 法拉第在奥斯特的电流磁效应的基础上，思考对称性原理，从而得出了什么样的结论？
4. 什么是电流的磁效应？什么是电磁感应？什么是感应电流？
5. 通过学习你从奥斯特、法拉第等科学家身上学到了什么？
二．探究电磁感应的产生条件（自主阅读教材，了解实验过程，分析总结规律）
【学后反思】。
4.2 探究感应电流的产生条件
结论二： 当通过闭合线圈的磁感应强度发生变化时，闭 合线圈回路中有电流产生。
探究感应电流的产生条件
实验3 切割磁感线实验
问题3： 是不是只有改变通过闭合导体线圈磁感应强度一种方 法呢？
探究感应电流的产生条件
划时代的发现
“电能生磁”！
奥斯特
（1770~91~1867）
划时代的发现
1831年, 法拉第的成功实验
法拉第领悟到：“磁生电”是一种在变化、运动 的过程中才能出现的效应。 这种现象称之为“电磁感应”，产生的电流叫做 “感应电流”。
划时代的发现
奥斯特梦圆 : “电”生“磁”
(
)
√
学以致用
练习2：感应电流产生的必要条件是穿过闭合导体回 路的磁通量发生变化，所以判断感应电流有无时： 1． ．2．
练习3：如图所示，把矩形闭合线圈放在匀强磁 场中，线圈平面与磁感线平行，下面能使线 圈产生感应电流的是（ C ） A．线圈沿磁感线方向移动 B．线圈沿垂直磁感线方向做移动 C．线圈以ab边为轴匀速转动 D．线圈以bc边为轴匀速转动
重点突破
BS
BS BS cos
思考：哪些情况可以引起磁通量的变化？
重点突破
磁通量变化的三种主要表现形式
(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＝ B2 B1 S 。
(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＝ BS2 S1 。
实验3 切割磁感线实验
实验操作 导体棒左移 导体棒右移 导体棒不移动 实验现象 指针偏转 指针偏转 指针不偏转 指针不偏转 指针不偏转
探究感应电流的产生条件
广水实验高中
Φ
1、闭合线圈在磁场中如下运动时，是否产生感应电流？
广水实验高中
2、在一根直导线旁边放一个闭合的矩形线圈，以 下情况中矩形线圈中是否有感应电流产生？ A、线圈平面与导线垂直，导线中通有变化的电流： B、线圈和导线在同一个平面上，导线中通有变化 的电流： C、线圈和导线在同一个平面上，导线上通有恒定 的电流：
实验三：
广水实验高中
操作 开关闭合瞬间 开关断开瞬间 开关总是闭合，滑动变 阻器不动 实验结论：
现象 有电流产生 有电流产生 无电流产生
只有当线圈A中电流发生变化，线圈B中才有感应电流
根据上面的实验结论，同学们能否利用上面的器 材，自己设计实验，使大线圈里面产生感应电流呢？
广水实验高中
分析归纳：
广水实验高中
实验一：
结论：导体棒做切割磁感线运动，回路中会产 生感应电流
广水实验高中
电磁感应现象： 闭合电路的一部分导体在磁场中做切 割磁感线的运动使导体中产生电流。物理 学中把这种现象叫做电磁感应现象 由电磁感应产生的电流叫做感应电流. 还有哪些情况可以产生感应电流呢？
广水实验高中
实验二：
广水实验高中
广水实验高中
“摇绳能发电吗”
广水实验高中
广水实验高中
现象 磁铁动作 N极插入线圈 N极停在线圈中 N极从线圈抽出
表针
表针 摆动情况
结论：磁铁在插入和抽出线圈时，回路中有感应 电流产生
广水实验高中
通过前面两个实验，我们可以得到什么结论？ 只有磁铁相对线圈运动时，才有电流产生。 磁铁相对线圈静止时，没有电流产生。 疑问：这个结论是不是普遍适用的呢？
4.2探究电磁感应的产生条件(上课2)
4、如图所示，导线ab和cd互相平行，则在 下列情况中导线cd中无电流的是（ D ） A、电键S闭合或断开的瞬间 B、电键S是闭合的，但滑动触头向左滑 C、电键S是闭合的，但滑动触头向右滑 D、电键S始终闭合，滑动触头不动
a
5、如图所示，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 （C ） Y A、沿OX轴匀速平动 B、沿OY轴加速平动 0 C、绕OX轴匀速转动 D、绕OY轴加速转动
新型无线充电器可为一米外设备充电
课后习题3
课后探究
如图所示，一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内，螺 线管的中心线正好和线圈的一条直径MN重合.要使线 圈a中产生感应电流，可采用的方法有（ D ） A.将螺线管在线圈a所在平面内转动 B.使螺线管上的电流发生变化 C.使线圈以MN为轴转动 D.使线圈以与MN垂直的一条直径为轴转动
应用 新型无线充电器可为一米外设备充电
据英国《每日邮报》报道， 日本科学家研制了一种新 型无线充电器并进行了成 功演示。这种新型充电器 能够为1米外的设备充电， 随着它的出现和普及，我 们将在某一天与电源插头 说“再见”。
新型无线充电器可为一米外设备充电 Gear4 日前在香港举办记者会，宣布在香港推出一系 列 iPhone 产品，其中以上图的无线充电器最受曯目。 该无线充电器使用无线充电技术，把套上特别保护套 的 iPhone 放在该无线充电版上即可充电。
D
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
高二物理选修3-2第四章：探究感应电流产生的条件
练习与巩固
4．矩形线圈ABCD位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一个平 面内，线圈的两个边与导线平行。在这个平面内，线圈远离导线移 动时，线圈中有没有感应电流？线圈和导线都不动，当导线中的电 流I逐渐增大或减小时，线圈中有没有感应电流？为什么？ （注意：长直导线中电流越大，它产生的磁场越强；离长直导线越 远，它的磁场越弱。）
磁铁的运动 表针的摆动
S极插入线 圈
S极停在线 圈中
S极从线圈 中抽出
观察现象：探究感应电流的产生条件 实验三பைடு நூலகம்
A B
操作 开关闭合瞬间 开关断开瞬间 开关闭合时，滑动变阻器不动 开关闭合时，迅速移动变阻器的滑片
结论：
现象
分析论证：探究感应电流的产生条件
共同点：磁感线的条数变化。
磁通量变化。
归纳结论：探究感应电流的产生条件
感应电流的产生条件： 磁通量发生变化 电路闭合
牛刀小试
1、穿过闭合导体回路中的部分导体做切割磁感线运动时 ，闭合导体回路中就有感应电流。
2、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。
问题二、磁通量及其变化的计算
φ= B S cos θ
思考:哪些情况可以引起磁通量变化?
磁通量变化包括： 1、S 、θ不变，B变化 2、B 、θ不变，S变化 3、B、S不变， θ变化 4、B、S、 θ， 都变化
预习问题反馈
1、磁通量与匝数有关吗？变化的途径有哪些？ 2、实验1中导体切割磁感线“切割”的理解？
实验2中B线圈面积大些好还是小些好？为什么插入和拔出磁铁，感应电流 方向不同？
人教版高二物理选修3-2第四章电磁感应第2节探究感应电流的产生条件课件
（3）当闭合回路的面积S与磁感应强度B夹角为θ时，磁通量 Φ=BSsinθ
【课堂训练】 1.关于感应电流，下列说法中正确的是（ B ） A.只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中一定有感应电流 B.当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有 感应电流 C.若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路 中一定没有感应电流 D.只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中一定有感应电流
4.如图所示，一有限范围的匀强磁场，宽为d。一个边长为L 正方形导线框以速度v匀速地通过磁场区。若d＞L，则在线 框中不产生感应电流的时间就等于（ C ） A.d/v B.L/v C.(d-L)/v D.(d-2L)/v
5．矩形闭合线圈平面跟磁感线方向平行，如图所示。下列 情况中线圈有感应电流的是（ A ） A．线圈绕ab轴转动 B．线圈垂直纸面向外平动 C．线圈沿ab方向上下移 D．线圈绕cd轴转动
6.如图所示，用导线做成的圆形回路与一直导线构成几种位 置组合，哪几种组合中，切断直导线中电流时，闭合回路中 会有感应电流产生？（ BC ）
7．如图所示线圈两端接在灵敏电流表上组成闭合回路。 在下列情况中，灵敏电流表指针发生偏转的是（ ABC ） A．线圈不动，磁铁插入线圈 B．线圈不动，磁铁从线圈中拔出 C．磁铁不动，线圈上、下移动 D．磁铁插在线圈内不动
2．如图所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩 形线框ABCD与导线在同一平面，在下列情况中线圈产生感应 电流的是（ AD ） A．导线中电流强度变大 B．以导线为轴转动 C．线框向下平动 D．线框以AB边为轴转动
3.如图所示，一闭合金属环从上而下通过通电螺线管，a和c 分别为螺线管的上下两端外侧处，b为螺线管的中点，金属 环通过a、b、c三处时，下列说法正确的是（ AC ） A.a处能产生感应电流 B.b处能产生感应电流 C.c处能产生感应电流 D.a、b、c三处都不能产生感应电流
物理选修3242探究感应电流的产生条件
物理选修3-2 4.2 探究感应电流的产生条件制作单位：洪湖一中制作人：张武剑【课前预习案】一、“电生磁”和“磁生电”1、1820年，丹麦物理学家发现载流导线能使小磁针偏转，这种现象成为电流的磁效应。
2、1831年，英国物理学家发现了“磁生电”的现象，这种现象叫做电磁感应．．．．现象，产生的电流叫。
二、磁通量的概念1、磁通量（）的定义：在中有一个与磁场方向的平面，磁感应强度为B，平面的面积为S，与的乘积，叫做穿过这个面的磁通量。
公式：○1磁通量是量，但有之分，国际单位○2磁通量的形象表述是穿过这个面的。
【课堂探究案】一、实验操作与观察（1）实验一：闭合电路的部分导体切割磁感线在初中学过，当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，如图4.2-1所示。
操作：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。
操作并观察实验，在表1中记录实验现象：（2）实验二：向线圈中插入磁铁、停在线圈中或抽出磁铁如图4.2-2所示，把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，或从线圈中拔出，或静止地放在线圈中。
观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表2中。
操作并观察实验，在表2中记录实验现象：（3）实验三：模拟法拉第的实验如图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3中。
操作并观察实验，在表3中记录实验现象：二、分析讨论分组讨论，学生代表发言。
实验一：实验二：实验三：三、归纳总结请同学们思考以上几个产生感应电流的实例，能否从本质上概括出产生感应电流的条件？ ① ②四、巩固练习1、关于磁通量、磁通密度、磁感应强度，下列说法正确的是（ ） A ．磁感应强度越大的地方，磁通量越大 B ．穿过某线圈的磁通量为零时，由B =SΦ可知磁通密度为零 C ．磁通密度越大，磁感应强度越大D ．磁感应强度在数值上等于1 m 2的面积上穿过的最大磁通量 2、关于感应电流，下列说法中正确的是（ ）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B ．只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流C ．若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流D ．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流3、在一长直导线中通以如图所示的恒定电流时，套在长直导线上的闭合线环（环面与导线垂直，长直导线通过环的中心），当发生以下变化时，肯定能产生感应电流的是 ）A ．保持电流不变，使导线环上下移动B ．保持导线环不变，使长直导线中的电流增大或减小C ．保持电流不变，使导线在竖直平面内顺时针（或逆时针）转动D ．保持电流不变，环在与导线垂直的水平面内左右水平移动4、在长方形线框平面的左则放置一通电直导线，如图所示，则下列情况中会产生感应电流的是（ ）A.当通电导线的电流突然增加B.若通电导线电流不变，向左略移动线框C.若通电导线电流不变，向上略移动线框D.线框以导线为轴转动5、行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。
第四章第二节探究感应电流产生的条件
第四章第二节探究感应电流产生的条件定州中学：高娟教情分析：本节课是人教版3-2的第四章第二节，第一节讲了物理学史，讲到了电可以生磁，让一些科学界人士认为磁也可以生电，法拉第更是坚信这一点，通过十来年的努力才获得了成功。
第一节让我们学习到自然界的事物是相互联系相辅相成的，科学家的意志是很坚定的，他们为了自己所坚信的，追求的东西会一直努力。
他们的成功背后有很多的付出。
学情分析：我所教的是实验班的学生，成绩不错，平时我的课堂就比较灵活，因此我的备课重点是如何提出更好的问题来引导学生自己找到答案。
并让学生对探究的思路和过程有更好的了解。
并渗透物理思维和设计的实验方法。
教学目标：1、知识与技能（1）知道磁通量变化的情况。
（2）观察电磁感应现象，（3）掌握产生感应电流的条件；2、过程与方法：通过学生探究性实验，观察、分析、归纳、概括出利用磁场产生电流的条件，培养学生创新能力、分析、归纳的能力。
3、情感、态度、价值观：（1）培养学生参与实验，总结物理规律的思想和方法，从而更快的解决问题。
（2）培养学生对物理的学习兴趣。
教学重点：使学生从实验中探究产生感应电流的条件教学难点：闭合电路的磁通量的变化教学仪器：学生分组：电流计，原副线圈，磁铁。
教师演示：计算机，多媒体整合课件及配套的演示实验。
教学过程：1、课题引入：城市夜景引入人类的电能怎样来的呢？回想上节课的内容，从电的发现史指出由磁生电需要条件。
提出问题：什么条件呢？2、学生分组实验、教师演示实验、分析实验、探究有关的问题：多媒体整合课件演示实验：——导体在磁场中切割磁感线的运动引导学生，通过观察实验电路。
先让学生思考下面的问题（1）、（2）。
（1）那些元件组成回路？（2）怎样判断回路里有没有电流？学生观察实验并填表。
学生回答结果。
设问：那么在其它情况下是否也会产生感应电流呢？学生分组实验2：学生操作实验，教师巡回指导，学生回答实验结果。
3、分析、归纳实验的结果：（1）引导学生归纳产生感应电流的两种情况：切割和磁场变化。
高中物理 第四章 2探究感应电流的产生条件教案 新人教版选修3-2-新人教版高二选修3-2物理教案
《探究感应电流的产生条件》教案设计各一个，电源，滑动变阻器，导线假设干，电键。
2、多媒体课件六、教学过程[引入课题]老师演示“铝管隧道〞实验，用一个铁球和一个磁性球，在同一个管中演示他们下落的时间，发现铁球下落快，制造悬念，使学生产生疑问。
为什么磁性小球会下落的慢呢？通过这一节课的学习，我们会揭开之一谜底。
[史料介绍]师：1820年奥斯特发现了电流的磁效应，引起了科学界极大的震动。
英国物理学家法拉第对这一发现非常敏感，他立刻意识到磁和电是相互联系的，也应该能相互转化。
既然电能生磁；那么磁也一定能生成电。
同学们，如果你是当年的法拉第，为了证明由磁能生电这一假想，你将做怎样的实验尝试呢？[提出问题—猜想假设]：师：“磁生电〞，磁指的是什么？电指的是什么？学生思考回答以下问题:师：大家可以再回想一下，前面学过的电路中形成电流的条件是什么？生：电源、通路〔闭合电路〕师：而现在又是谁“生〞电？即使生电，我们怎样才能“看见〞？我们需要什么器材？怎样利用这些器材让磁去生电呢？大胆地猜一猜，动手做实验。
[介绍当年法拉第的实验猜想和装置]结合学生的猜想实验，老师介绍1925年11月28日法拉第的四个实验。
重点分析介绍四组实验中都有两个回路，其中一个是产生磁场的，另一个是验证感应电流的。
为后面设计电路埋下伏笔。
师：当年法拉第认为如果有感应电流产生，那么电流计的指针就应该始终指向某一个位置，就这样法拉第在之后的几年里一直未发现他想要的那种情况。
但是在他的科学日记里一直有这样的实验结果记录：“不行〞“毫无反应〞“未显示作用〞等；同时在他的日记里还有这样的文字“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。
〞对此他还进行了试验分析：如果说我的实验没有成功，那只能说我的实验还不够完善或者是还有一些隐蔽的细节没有被发现……同学们，现在的我们也有同样的信念：磁一定能生电！我们继续进行实验研究。
[设计实验进行验证]：首先我们来完成以下几个问题：1、利用所提供的仪器,设计实验，连结实验电路.〔老师展示同学连好的实验电路如以下图〕〔探究实验一〕〔探究实验二〕2、利用桌上仪器，连成电路，进行操作，让我来发现“磁生电〞。
探究感应电流产生的两种原因
探究感应电流产生的两种原因电磁感应定律高中物理新教材选修3-2的重要内容，课本第七页中有这样一段文字：“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感应电流”课本的这段文字，引起广大师生的误解：必须有磁通量变化，才能产生感应电流；磁通量不变化，就没有感应电流。
此种误解在中学师生中广泛存在，其原因是现有物理课本在叙述电磁感应现象时，都是先列举出产生感应电流的几个实验，然后采用不完全归纳法得出结论：“只要穿过闭合回路的磁通量发生变化时，闭合电路中就产生感应电流。
”所有现行课本都没有能够列举出磁通量不变时，有感应电流产生的例子。
事实上，在某些特殊的场合，穿过闭合电路的磁通量不发生变化，闭合电路中是有感应电流产生的。
例：如图所示，一个很长的竖直放置的圆柱形磁铁，在其外部产生一个中心辐射的磁场（磁场水平向外），其大小为B=k/r（其中r为辐射半径——考察点到圆柱形磁铁中心轴线的距离，k为常数），设一个与磁铁同轴的圆形铝环，半径为R（大于圆柱形磁铁的半径），圆环通过磁场由静止开始下落，下落过程中圆环平面始终水平，已知铝丝电阻为R0，密度为m，当地的重力加速度为g，试求：（1）圆环下落的速度为v时的电功率多大？（2）圆环下落的最终速度vm是多大？（3）假如从开始到下落高度为h时，速度最大，经历的时间为t，这一过程中圆环中电流的有效值I0是多大？解析：（1）由题意知圆形铝环所在处的磁感应强度B=k/R铝环有效切割长度为其周长，即L=2πR当铝环速度为v时，切割磁感线产生的电动势为E=BLv=2πkv（2）当铝环加速度为零时，有最大速度，根据题意有：铝环的电阻R0为R0=ρ=ρ铝环的质量m=ρ0·S·2πR铝环中的电流为I==此时安培力F=BIL=由平衡条件可知mg=F联立解得vm=（3）由能量守恒定律得mgh=mvm2+I02Rt（4）解得I0=S学生在解本题时感到无从下手，怎么会有感应电流呢？为了从本质上认识这个问题，我们来探究产生感应电流的原因。
最新-2021秋物理选修32课件：第四章2探究感应电流的产生条件 精品
(4)转过 180°时，Φ＝－BS，ΔΦ＝2BS.
1．磁通量的计算． (1)公式：Φ＝BS. (2)适用条件：①匀强磁场．②磁场方向与平面垂直． (3)B 与 S 不垂直时：Φ＝BS⊥，S⊥为平面在垂直磁场 方向上的投影面积． (4)磁通量与线圈的匝数无关．
2．磁通量的变化． 穿过闭合电路的磁通量发生变化的四种情况：
Байду номын сангаас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＝Bsin θ，B 左 ＝Bcos θ.
所以 Φ1＝B 上 S＝BSsin θ； Φ2＝－B 左 S＝－BScos θ.
(2)开始时 B 与线框平面成 θ 角，穿过线框的磁通量 Φ1＝BSsin 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＝－BScos θ.所以，ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－ BScos θ－BSsin θ＝－BS(cos θ＋sin θ)．
答案：B
知识点二 探究感应电流的产生条件 提炼知识 1．探究导体棒在磁场中运动是否产生感应电流 如图所示．
实验现象 实验操作
(有无电流)
分析论证
闭合电路包围的磁场面
导体棒静止
无
积变化时，电路中有感
应电流产生；
导体棒平行磁 感线运动 导体棒切割磁 感线运动
无
包围的磁场面积
不变时，电路中
有
无感应电流产生
答案：D
拓展二 感应电流产生的条件及其应用
1．实验 1：如图所示，导体 AB 做切割磁感大线运 动时，线路中有电流产生，而导体 AB 顺着磁感线运动时， 线路中无电流产生．(填“有”或“无”)
第四章 第1、2节 划时代的发现、探究感应电流的产生条件
【触类旁通】 4．(双选)如图 4－1－9 所示，开始时矩形线圈与磁场垂直， 且一半在匀强磁场内，一半在匀强磁场外，若要线圈产生感应 电流，下列方法中可行的是( )
A．将线圈向左平移一小段距离
B．将线圈向上平移 C．将线圈向右平移一小段距离 D．将线圈向下平移 图 4－1－9
解析：闭合电路的磁通量发生变化时电路中会产生感应电 流．将线圈向左或向右平移一小段距离，线圈中的磁通量逐渐 变小或变大，线圈中会产生感应电流；将线圈向上或向下平移， 线圈中的磁通量没有发生变化，不会产生感应电流． 答案：AC
图 4－1－7 A．始终增大 C．先增大后减小 B．始终减小 D．先减小后增大
解析：在磁铁的外部两极处磁场强，磁感线密，磁铁中间 的磁感线疏，所以从 N 极处到 S 极处时，磁体外部的磁感线穿 过线圈的条数由大变小再变大，内部始终全部穿过，抵消后的 磁感线条数由小变大再变小，所以磁通量是先逐渐增加，后逐 渐减少． 答案：C
流产生． (3)闭合回路所围的面积不变，而空间分布的磁场发生变 化，引起闭合电路中的磁通量变化．如图 4－1－2 所示，磁铁 插入和拉出线圈时，电路中的磁通量发生变化而产生感应电流．
(4)闭合电路所围的面积变化的同时，空间分布的磁场也发
生变化，引起闭合电路中的磁通量变化．
图 4－1－1
图 4－1－2
题型3
对产生感应电流条件的考查
【例 4】如图 4－1－8 所示，矩形线框 abcd 的一边 ad 恰 与长直导线重合(互相绝缘)．现使线框绕不同的轴转动，不能 使框中产生感应电流的是( )
A．以 ad 边为轴转动
B．以 OO′为轴转动
C．以 bc 边为轴转动
D．以 ab 边为轴转动 】两圆环 a、b 同圆心同平面放置，且半径 Ra>Rb， 将一条形磁铁置于两环的轴线上，如图 4－1－6 所示．设通过
(新课标)2020高中物理第四章电磁感应第1、2节划时代的发现探究感应电流的产生条件精练新人教版选修3_2
划时代的发现探究感应电流的产生条件[练案1]基础夯实一、选择题(单选题)1．如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积S1>S2＝S3，且“3”线圈在磁铁的正中间。
设各线圈中的磁通量依次为Φ1、Φ2、Φ3，则它们的大小关系是( C )A．Φ1>Φ2>Φ3B．Φ1>Φ2＝Φ3C．Φ1<Φ2<Φ3D．Φ1<Φ2＝Φ3解析：所有磁感线都会经过磁体内部，内外磁场方向相反，所以线圈面积越大则抵消的磁场越大，则Φ1<Φ2，线圈3在正中间，此处磁铁外部磁场最弱，即抵消得最少，所以Φ3>Φ2，选C。
2．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)( D )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ABC 错误，D正确。
3．(2019·江苏省南京市溧水中学高二上学期期末)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( D )解析：A．线框在匀强磁场中运动时，穿过线框的磁感线条数不变，即磁通量不变，没有感应电流产生，故 A错误。
B．图示的线框与磁场平行，穿过线框的磁通量为零，而且当线框平动时，磁通量始终为零，没有变化，所以没有感应电流产生，故B错误。
C．线框与磁场平行，穿过线框的磁通量为零，当线框向右平动时，磁通量保持为零，没有变化，所以没有感应电流产生，故C错误。
D．线框在磁场中转动时，穿过线框的磁通量发生变化，产生感应电流，故D正确。
4．(2019·北京市朝阳区高二上学期期末)下列情况中能产生感应电流的是( D )A．如图甲所示，导体AB顺着磁感线运动B．如图乙所示，条形磁铁插入线圈中不动时C．如图丙所示，小螺线管A置于大螺线管B中不动，开关S一直接通时D．如图丙所示，小螺线管A置于大螺线管B中不动，开关S一直接通，在移动变阻器滑片的过程中解析：如图甲所示，导体AB顺着磁感线运动，不切割磁感线，无感应电流，选项 A错误；如图乙所示，条形磁铁插入线圈中不动时，磁通量不变，无感应电流产生，选项B错误；如图丙所示，小螺线管A置于大螺线管B中不动，开关S一直接通时，穿过B的磁通量不变，无感应电流，选项C错误；开关S一直接通，在移动变阻器滑片的过程中，线圈A中的电流变化，穿过线圈B的磁通量变化，会有感应电流产生，选项D正确。
人教版高中物理选修3-2第四章 电磁感应4.2 探究感应电流的产生条件教学课件
高中物理选修3-2第四章： 电磁感应
§4.2 探究感应电流 产生的条件
实验仪器超市
实验探究
1.当闭合电路的一 部分做切割磁感线 运动时，电路中会 产生感应电流吗？
高中物理实验探究电磁感应现象
高中物理实验探究电磁感应现象在高中物理学习中，电磁感应现象是一个重要的主题。
电磁感应是指当导体中的磁通量发生变化时，会在导体中产生感应电动势，从而引发电流产生。
本文将介绍一个简单的高中物理实验，通过实验来探究电磁感应现象。
实验目的：通过实验观察和验证电磁感应现象。
实验器材：1. 电源2. 电磁铁3. 铁芯4. 螺线管5. 电流表6. 连接线实验步骤：第一步：连接电路1. 将电源的正极通过连接线连接到螺线管的一端，将电源的负极通过连接线连接到螺线管的另一端，确保连接牢固。
2. 将电流表的两个触电线分别连接到螺线管两端，确保连接牢固。
第二步：准备实验1. 将铁芯插入电磁铁中，确保铁芯与电磁铁紧密贴合。
2. 将螺线管绕在电磁铁上，确保螺线管绕匝数充足。
第三步：实验操作1. 打开电源，调节电流大小，记录电流表的读数。
2. 快速将铁芯从电磁铁中拔出，观察电流表的读数。
实验结果：当铁芯从电磁铁中拔出时，电流表的读数会跳动或发生变化。
实验讨论：通过这个实验，我们可以观察到电磁感应现象。
当铁芯从电磁铁中拔出时，磁通量发生变化，导致螺线管中产生感应电动势，进而产生电流。
这说明电磁感应现象是由磁通量变化引起的。
根据法拉第电磁感应定律，电磁感应现象的实质是通过变化的磁场引起感应电动势，从而产生感应电流。
实验中，当铁芯拔出时，电磁铁的磁场发生变化，导致螺线管中产生感应电动势，从而在电路中形成电流。
实验应用：电磁感应现象在生活中有着广泛的应用。
例如，发电机的工作原理就是基于电磁感应现象。
当发电机的转子旋转时，磁通量发生变化，从而在线圈中产生感应电动势，将机械能转变为电能。
除了发电机，变压器、感应炉等设备也是建立在电磁感应现象的基础上。
电磁感应现象的探究不仅有助于加深对物理原理的理解，还能拓宽学生的实践操作能力。
结论：通过本次实验，我们验证了电磁感应现象的存在。
当铁芯从电磁铁中拔出时，磁通量发生变化，导致螺线管中产生感应电动势，进而在电路中形成电流。
课件11：4.2 探究感应电流的产生条件
Φ 变的四种情况
举例
B 不变、S 变化 闭合电路的一部分导体切割磁感线时
B 变化、S 不变
线圈与磁体之间发生相对运动时
B 和 S 都变化 注意：此时可由 ΔΦ＝Φt－Φ0 计算并判断 磁通量是否变化
B 和 S 大小都 不变，但二者 之间的夹角变
线圈在磁场中转动时
1.向下运动： 磁通量变大 2.向上运动： 磁通量变小
结合本节课的电磁感应的条件我们总结出可以产生感 应电流有哪几类情况？ 1 .变化的电流：电流的变化引起周围磁场的变化， 从而引起磁通量的变化 2.变化的磁场：直接引起磁通量的变化 3.运动的恒定电流：电流的运动引起空间某点的 磁场变化，引起磁通量的变化 4 .运动的磁铁：磁铁的运动引起空间某点的磁场变化， 引起磁通量的变化 5.运动的导体：导体棒切割磁感线,产生感应电流
有
感线运动
(2)导体棒在磁场中运动
实验装置
实验操作 线圈中有无电流
条形磁铁在线圈
中插入或拔出时
有
条形磁铁在线圈
中静止不动
无
(3)模拟法拉第的实验
实验装置
实验操作
线圈中有 无电流
开关 S 接通或断开
有
开关 S 闭合，改变滑动
变阻器阻值
有
开关 S 一直闭合，且滑
动变阻器触头位置不动 无
三、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．
(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，求其代数和．
2．磁通量的标量性 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 磁通量的变化，大致可分为以下几种情况： (1)如图(a)，磁感应强度B不变，闭合电路的面积S发 生变化．
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2019-2020学年高中物理第四章电磁感应 4.2 探究感应电流的产生条件课时提升作业（一）新人教版选修3-2
一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分。
多选题已在题号后标出)
1.关于产生感应电流的条件，以下说法中正确的是( )
A.闭合电路在磁场中运动，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产生
【解析】选D。
产生感应电流的条件有两个：
(1)闭合电路。
(2)穿过电路的磁通量发生了变化。
故D正确。
2.如图所示实验装置中用于研究电磁感应现象的是( )
【解析】选B。
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，观察导体在磁场中做切割磁感线运动时电流表指针偏转情况来判断是否产生感应电流。
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。
3.如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则( )
A.ΔΦ1>ΔΦ2
B.ΔΦ1=ΔΦ2
C.ΔΦ1<ΔΦ2
D.不能判断
【解析】选C。
将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ磁通量的变化量大小ΔΦ1=|Φ′-Φ|，将金属框绕cd边翻转到Ⅱ时磁通量的变化量大小为ΔΦ2=|-Φ′-Φ|，所以
ΔΦ1<ΔΦ2，选项C正确。
【补偿训练】如图所示，一个矩形线圈与通有相同大小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( )
A.两电流同向时，穿过线圈的磁通量为零
B.两电流反向时，穿过线圈的磁通量为零
C.两电流同向或反向，穿过线圈的磁通量都为零
D.因两电流产生的磁场是不均匀的，因此不能判定穿过线圈的磁通量是否为零
【解析】选A。
电流的磁场分布，可根据安培定则来判断，两电流同向时，它们之间的磁场方向是相反的，根据对称性可知，穿过线圈的磁通量为零；同理电流反向时不为零，选项A正确。
4.(多选)如图为探究产生电磁感应现象条件的实验装置，下列情况中能引起电流计指针转动的是( )
A.闭合开关瞬间
B.断开开关瞬间
C.闭合开关后拔出铁芯瞬间
D.闭合开关稳定后保持变阻器的滑动头位置不变
【解题指南】解答本题时应注意以下两点：
(1)产生感应电流的条件是闭合电路磁通量发生变化。
(2)电路中的电流发生变化，会使线圈中的磁通量发生变化。
【解析】选A、B、C。
有感应电流产生，电流计指针才转动，选项A、B、C都可以使穿过线圈的磁通量发生变化，会产生感应电流，而选项D不会产生感应电流，故本题选A、B、C。
5.闭合电路的一部分导线ab处于匀强磁场中，图中各情况下导线都在纸面内运动，那么下列判断中正确的是( )
A.都会产生感应电流
B.都不会产生感应电流
C.甲、乙不会产生感应电流，丙、丁会产生感应电流
D.甲、丙会产生感应电流，乙、丁不会产生感应电流
【解析】选D。
乙图和丁图因导线运动的方向在磁感线的平面上，不能产生切割磁感线的运动效果，故没有感应电流产生；甲图和丙图都是闭合电路的一部分导线垂直切割磁感线，故有感应电流产生，D项正确。
6.(2015·台州高二检测)如图所示，在纸面内放有一条形磁铁和一个圆线圈时，下列情况中能使线圈中产生感应电流的是( )
A.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S 极转向纸外，N 极转向纸内
【解析】选D 。
当在纸面内放有一条形磁铁和一个圆线圈时，圆线圈的磁通量为零，将磁铁在纸面内向上、向右平移，以及将磁铁绕垂直纸面的轴转动过程中，圆线圈的磁通量始终为零，磁通量没有变化，线圈中不能产生感应电流，A 、B 、C 错；将磁铁的S 极转向纸外，N 极转向纸内的过程中，圆线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，D 对。
二、非选择题(14分。
需写出规范的解题步骤)
7.(2015·郑州高二检测)如图所示，在边长为2l 的正方形区域内存在着磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，有一边长为l 的正方形导线框沿垂直磁场方向以速度v 匀速通过磁场区域，从ab 边刚进入磁场时开始计时(t=0)：
(1)试指出哪些时间段线框中有感应电流产生。
(2)画出磁通量随时间变化的图像。
【解析】(1)线框进入磁场的过程，在0～v l 时间段内有感应电流产生；线框离开磁场过程，在2v l ～3v
l 时间段内有感应电流产生。
(2)如图所示，图中磁通量最大值Φm =BS=B l 2。
答案：见解析。