最新人教版高中物理选修(3-2)4-1-4-2《划时代的发现探究感应电流的产生条件》ppt课件

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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。

高二新人教版物理选修3-2课件4-1、2 划时代的发现和探究感应电流的产生条件

你是否想过：感应电流的产生需要什么条件？感应电流和哪些因素有关？
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。
法拉第心系“磁生电” 1.电磁感应现象 (1)由磁场产生电流的现象叫电磁感应现象，英国科学家法拉第经过10年的不懈努力终于在1831年发现电磁感应现象，完成了磁生电的愿望．
(2)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、运动的磁场、在磁场中运动的导体．
2．意义电磁感应现象的发现使人们对电与磁的内在联系的认识更加完善，使人们找到了磁生电的条件.
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：
解析：卡文迪许通过测量几个铅球之间的万有引力，得到了万有引力常数，A正确．法拉第发现了磁能产生电，即电磁感应现象，B正确．洛伦兹研究得出了磁场对运动电荷的作用力公式， C不正确．库仑总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律，得到了库仑定律，D正确．本题考查了物理学史上的重要事件．答案：ABD
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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．
本章内容可分为四个单元．第一单元 (第1～2节)，探究产生感应电流的条件；第二单元(第3节)，讲述楞次定律及应用；第三单元(第4节)，讲述法拉第电磁感应定律；第四单元(第5～7节)，讲述产生感应电动势的本质及几种特殊的电磁感应现象及其应用．

物理3-2 4.1划时代的发现2探究感应电流的产生条件

由于地磁场的方向是南北方向，所以东西站立可能性比较大。
例题：
1、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
第四章电磁感应
4.1划时代的发现
一、奥斯特梦圆“电生磁”
奥斯特在作报告时，无意中发现小磁针偏转
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
解释奥斯特实验
奥斯特在1820年发现的电流磁效应，使整个科学界受到了极大的震动，它证实电现象与磁现象是有联系的。探究电与磁关系的崭新领域，突然洞开在人们面前，激发了科学家们的探索热情。一个接一个的新发现，象热浪一样冲击欧洲大陆，也激励着英国的科学界。电能生磁，磁能生电吗？英国科学家法拉第敏锐地觉察到，磁与电流之间应该有联系。他在1822年的日记中写下了“由磁产生电” 的设想。他做了多次尝试，经历了一次次失败，但他坚信电与磁有联系，经十年努力，终于发现磁能生电。这是一个划时代的发现
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”。
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第2节探究感应电流的产生条件

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。

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．。

高二物理人教版选修3-2课件：4.1、2 划时代的发现探究感应电流的产生条件

图6
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.
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 m2，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：
现象如下：
图3
第1讲划时代的发现第2讲探究感应电流的产生条件
9
实验操作开关闭合瞬间
实验现象(线圈 B中有无电流)
有有
开关断开瞬间
开关闭合时，滑动
变阻器不动
开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的
第1讲划时代的发现第2讲
无
有
滑片
探究感应电流的产生条件
10
想一想 1.从磁通量的角度思考以上几个产生感应电流的实例 (1)实验(1)中引起感应电流的原因是什么？答案 (2)实验面积变化引起磁通量的变化； (2)中引起感应电流的原因是什么？答案磁场变化引起磁通量的变化；
答案 0.2 Wb 0
(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.
解析当线圈绕 dc 边转过 60° 时，Φ＝BS⊥，此时没有磁感线穿过 S 线圈，所以 Φ＝0；在图示位置 Φ1＝B· ＝0.2 Wb，转过 60° 时 Φ2 2 ＝0，ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－0.2 Wb，故磁通量改变了－0.2 Wb.
N极停在线圈中 N极从线圈中抽出
实验现象(有无电
有) 流无有有无有
S极插入线圈
S极停在线圈中
第1讲划时代的发现第2讲
S极从线圈中抽出

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。

2020版高中物理人教选修3-2课件：4.1 划时代的发现 4.2 探究感应电流的产生条件

(4)×。闭合电路中的导体切割磁感线不一定会使穿过闭合电路的磁通量发生变化,因此不一定产生感应电流。
一磁通量考查角度1 对磁通量的理解【典例1】(2017·江苏高考)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.0.16 Wb C.0.48 Wb
B.0.32 Wb D.0.64 Wb
【解析】选C。开始时穿过线圈的磁通量大小Φ1= BScosθ=0.8×0.4× 1Wb=0.16 Wb;把线圈以cd为轴
2
顺时针转过120°角,则通过线圈磁通量大小Φ2=BS=
0.8×0.4 Wb=0.32 Wb,则此过程中磁通量的变化量:
【易错提醒】当磁通量方向变为相反方向时,可规定末状态磁通量方向为正方向,则初状态磁通量为-Φ1,末状态磁通量为 Φ2,其中Φ1、Φ2分别为初、末状态的磁通量大小,因此,磁通量变化量ΔΦ=Φ2-(-Φ1)=Φ1+Φ2。
【过关训练】 1.如图所示是等腰直角三棱锥,其中侧斜面abcd为边长为L的正方形,abfe和ade均为竖直面,dcfe为水平面。将等腰直角三棱锥按图示方式放置于竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中,下面说法中正确的是 ( )
二感应电流产生的条件【典例】如图所示,两个线圈绕在同一个铁环上,线圈A 接直流电源,线圈B接灵敏电流表,下列哪种情况不能使线圈B中产生感应电流( )
A.将开关S接通或断开的瞬间 B.开关S接通一段时间之后 C.开关S接通后,改变变阻器滑片的位置时 D.拿走铁环,再做这个实验,开关S接通或断开的瞬间
A.开关位置接错 B.电流表的正、负极接反 C.线圈B的3、4接头接反 D.蓄电池的正、负极接反

高中物理选修3-2学案5：4.1-4.2 划时代的发现探究感应电流的产生条件

4.1划时代的发现4.2探究感应电流的产生条件学习目标知识脉络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)知识点1电磁感应的探索历程基础初探[填空]1．“电生磁”的发现1820年，丹麦物理学家发现了电流的磁效应．2．“磁生电”的发现1831年，英国物理学家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：(1)变化的；(2)变化的；(3)的恒定电流；(4)的磁铁；(5)在磁场中运动的．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．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，宣告了作为一门统一学科的诞生．(2)使人们找到了的条件，开辟了人类的电气化时代．[判断]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．()[思考]很多科学家在磁生电的研究中为什么没有取得成功？核心突破[合作探讨]如图所示，有一个线圈与一个灵敏电流计连成闭合电路．将一条形磁铁的一部分插入线圈中．探讨1：当条形磁铁向右运动时，电流计的指针是否发生偏转？探讨2：当条形磁铁向左运动时，电流计的指针是否发生偏转？[核心点击]电流的磁效应与电磁感应现象的区别与联系(1)区别：“动电生磁”和“动磁生电”是两个不同的过程，要抓住过程的本质，“动电生磁”是指运动电荷周围产生磁场；“动磁生电”是指线圈内的磁通量发生变化而在闭合线圈内产生了感应电流．“动电生磁”中的“动”是运动的意思，电荷相对磁场运动，“动磁生电”中的“动”是变化的意思．要从本质上来区分它们．(2)联系：二者都是反映了电流与磁场之间的关系．题组冲关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．下列属于电磁感应现象的是()A．通电导体周围产生磁场B．磁场对感应电流发生作用，阻碍导体运动C．由于导体自身电流发生变化，在回路中产生感应电流D．电荷在磁场中定向移动形成电流名师指津是否为电磁感应现象的判断方法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．[填空]1．磁通量的计算(1)公式：Φ＝BS.(2)适用条件：①；②S是磁场的有效面积．(3)单位：韦伯，1 Wb＝1 .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的条数．(2)同一个平面，当它跟磁场方向垂直时，磁通量，当它跟磁场方向平行时，磁通量为. [判断]1．磁通量计算公式Φ＝BS，可计算任何磁场的磁通量．()2．同一匀强磁场中两个面积不同的线圈，磁通量可能相同．()3．在匀强磁场中穿过某一闭合回路的磁通量可以为0.()[思考]1．在匀强磁场中“磁通量的大小与回路的面积成正比”，这种说法正确吗？2．穿过某一线圈的磁通量与线圈的匝数有何关系？核心突破[合作探讨]穿过一个线圈的磁感线，可以从不同的方向穿过．探讨1：磁通量是矢量还是标量？探讨2：磁通量有正负，其正负的意义是什么？[核心点击]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(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．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．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．题组冲关3．如图所示的线框，面积为S，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，B的方向与线框平面成θ角，当线框转过90°到如图所示的虚线位置时，试求：(1)初、末位置穿过线框的磁通量的大小Φ1和Φ2；(2)磁通量的变化量ΔΦ.4．两个圆环A、B如图所示放置，且半径R A＞R B，一条形磁铁的轴线过两个圆环的圆心处，且与圆环平面垂直，则穿过A、B环的磁通量ΦA和ΦB的关系是()A．ΦA＞ΦB B．ΦA＝ΦBC．ΦA＜ΦB D．无法确定5．如图所示，通有恒定电流I的导线，其右侧的矩形线框第一次从位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，磁通量的变化量为ΔΦ1，第二次以其右边为轴从位置Ⅰ转动到位置Ⅱ，磁通量的变化量为ΔΦ2，试比较ΔΦ1与ΔΦ2的大小关系.名师指津求解磁通量的方法1．解答该类题目时，要注意磁感线是从平面的哪一面穿入的．2．当规定从某一面穿入的磁通量为正值时，则从另一面穿入的就为负值，然后按照求代数和的方法求出磁通量的变化(磁通量是有正、负的标量)．3．准确地把初、末状态的磁通量表示出来是解题的关键．知识点3探究感应电流的产生条件基础初探[填空]1．探究导体棒在磁场中运动是否产生电流(如图所示)：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时，线圈中有感应电流；线圈中的磁场时，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极从线圈中抽出有只要穿过的发生变化，闭合导体回路中就有感应电流．[判断]1．只要闭合导体内有磁通量，就一定有感应电流产生．()2．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．()3．即便闭合导体回路中有导体做切割磁感线运动，回路中也不一定有感应电流．() [思考]引起闭合电路中的磁通量变化的因素有哪些？核心突破[合作探讨]如图所示，有一个导体框，导体棒ab可在导体框上移动，导体框平面与匀强磁场方向垂直．探讨1：当导体棒ab向右运动时，闭合回路中是否有感应电流产生？探讨2：当导体棒ab相对导体框静止，整体向右移动时，回路中是否有感应电流产生？[核心点击]对产生感应电流的条件的理解1．导体回路闭合、磁通量变化是产生感应电流的两个必要条件，缺一不可．而导体回路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件，如果穿过导体回路的磁通量很大但不发生变化，也不会产生感应电流．2．穿过闭合导体回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．(2)线圈面积S不变，磁感应强度B发生变化．(3)磁感应强度B和回路面积S同时发生变化，此时可由ΔΦ＝Φ2－Φ1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．题组冲关6．如选项图所示，A中线圈有一小缺口，B、D中匀强磁场区域足够大，C中通电导线位于水平放置的闭合线圈某一直径的正上方．其中能产生感应电流的是()7．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8．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Ⓖ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Ⓖ中是否有示数？(1)开关闭合瞬间；(2)开关闭合稳定后；(3)开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器的滑动端；(4)开关断开瞬间．名师指津判断是否产生感应电流的方法1．看回路是否闭合，只有在电路闭合时才有可能产生感应电流．2．确定磁场方向与回路平面之间的方向关系，即磁场方向与回路平面垂直、平行或成一角度．3．判断穿过回路的磁感线的条数是否发生变化，如果变化则产生感应电流，否则不产生感应电流．——★参考答案★——[填空]1．奥斯特2．法拉第3．(1)电流(2)磁场；(3)运动(4)运动(5)导体4．感应电流5．(1)电磁学(2磁生电[判断]1．(√)2．(×)3．(×)[思考]提示：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．核心突破[合作探讨]探讨1：提示：偏转．探讨2：提示：偏转．题组冲关1．[解析]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．[答案]D2．[解析]根据引起感应电流的原因的五类情况可知，导体中自身电流变化在回路中产生感应电流为电磁感应现象，C正确．[答案]C[填空]1．(2)①匀强磁场；②垂直(3) T·m22．(1)磁感线(2)最大，0[判断]1．(×)2．(√)3．(√)[思考]1．提示：不正确．(1)由Φ＝BS⊥可知，Φ除了与S的大小有关之外，还与B和S之间的夹角有关．(2)Φ＝BS中的面积S是有效面积，如图所示，线圈b与线圈a的有效面积相同，即Φa＝Φb.2．提示：无关．磁通量的大小与线圈的匝数无关，即不受线圈匝数的影响．核心突破[合作探讨]探讨1：磁通量是矢量还是标量？提示：磁通量是标量．没有方向．探讨2：提示：磁通量的正负表示磁感线贯穿平面的方向．题组冲关3．[解析](1)解法一：如题图所示，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 sinθ，所以Φ1＝BS sinθ.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 cosθ.由于磁感线从反面穿入，所以Φ2＝－BS cosθ.解法二：如果把磁感应强度B沿垂直于面积S和平行于面积S进行分解，能否得到同样的结论？(请同学们自行推导，[答案]是肯定的)(2)开始时B与线框平面成θ角，穿过线框的磁通量Φ1＝BS sinθ；当线框平面按顺时针方向转动时，穿过线框的磁通量减少，当转到θ时，穿过线框的磁通量减少为零，继续转动至90°时，磁通量从另一面穿过，变为“负”值，Φ2＝－BS cosθ.所以，此过程中磁通量的变化量为：ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|－BS cosθ－BS sinθ|＝BS(cos θ＋sin θ)．[答案](1)Φ1＝BS sin θΦ2＝－BS cos θ(2)BS(cos θ＋sin θ)4．[解析]因为有两个方向的磁感线穿过线圈，磁通量应是抵消之后所剩余的磁感线的净条数．从上向下看，穿过圆环A、B的磁感线如图所示，磁感线有进有出，A、B环向外的磁感线条数一样多，但A环向里的磁感线条数较多，抵消得多，净剩条数少，所以ΦA＜ΦB，故选项C正确．[答案]C5．[解析]设线框位于Ⅰ、Ⅱ两个位置时磁通量的大小分别为Φ0、Φt，则第一次平移到位置Ⅱ时，有ΔΦ1＝Φ0－Φt；第二次转动到位置Ⅱ时，磁感线穿过线框平面的方向与初态时相反，则有ΔΦ2＝Φ0－(－Φt)＝Φ0＋Φt.可知ΔΦ1＜ΔΦ2.[答案]ΔΦ1＜ΔΦ2知识点3探究感应电流的产生条件[填空]1.变化；不变2.变化，不变3.闭合导体回路磁通量[判断]1．(×)2．(×)3．(√)[思考]提示：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．核心突破探讨1：提示：穿过回路的面积变化，磁通量发生变化，有感应电流产生．探讨2：提示：此时穿过回路中的磁通量没有变化，没有感应电流产生．题组冲关6．[解析]图A中线圈没闭合，无感应电流；图B中闭合电路中的磁通量增大，有感应电流；图C中的导线在圆环的正上方，不论电流如何变化，穿过线圈的磁感线都相互抵消，磁通量恒为零，也无电流；图D中回路磁通量恒定，无感应电流．故本题只有选项B正确．[答案]B7．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，只有导体环绕通过直径的轴在磁场中转动时，穿过环的磁通量改变，才会产生感应电流，D项正确．[答案]D8．[解析]本题主要考查闭合电路中电流变化导致磁场变化从而产生感应电流的情况．(1)开关闭合时线圈Ⅰ中电流从无到有，故电流形成的磁场也从无到有，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从无到有，故线圈Ⅱ中产生感应电流，电流计Ⓖ有示数．(2)开关闭合稳定后，线圈Ⅰ中电流稳定不变，电流形成的磁场不变，此时线圈Ⅱ中虽有磁通量但磁通量稳定不变，故线圈Ⅱ中无感应电流产生，电流计Ⓖ无示数．(3)开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器的滑动端，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，故线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计Ⓖ有示数．(4)开关断开瞬间，线圈Ⅰ中电流从有到无，电流形成的磁场也从有到无，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从有到无，故线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计Ⓖ有示数．[答案](1)有(2)无(3)有(4)有。

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课件新人教版选修3-2

A．Φa<Φb<Φc B．Φa>Φb>Φc C．Φa<Φc<Φb D．Φa>Φc>Φb
4．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( )
5.
(多选)如图是法拉第最初研究电磁感应现象的装置，下列说法正确的是( )
A．当右边磁铁 S 极离开 B 端时，线圈中产生感应电流 B．当右边磁铁 S 极离开 B 端，并在 B 端附近运动时，线圈中产生感应电流
第四章电磁感应
课时1 划时代的发现课时2 探究感应电流的产生条件
课
课
课
前
堂
后
预
效
巩
习
果
固
作
检
提
业
测
升
课前基预础训习练作业
一、选择题 1．(多选)在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是( ) A．奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象 B．麦克斯韦预言了电磁感应现象；奥斯特发现了电磁感应现象
S 的矩形线圈 abcd 如图所示放置，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( )
A．0
B．2BS
C．2BScosθ D．2BSsinθ
5.
2013 年 12 月 2 日，嫦娥三号怀抱“玉兔号”探月车成功发射．假如未来某一天中国的宇航员登上月球，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( )
二、非选择题 6．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Ⓖ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Ⓖ中是否有示数？

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划时代的发现探究感应电流的产生条件1．(2011·山东高考)了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。

以下符合史实的是( ）A．焦耳发现了电流热效应的规律B．库仑总结出了点电荷间相互作用的规律C．楞次发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕D．牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动解析：在电学的发展过程中,焦耳发现了电流的热效应，库仑总结出电荷间相互作用的计算公式——库仑定律，这两项符合物理学史的事实.在C项中,发现电流磁效应的是丹麦物理学家奥斯特；D项中,牛顿对伽利略的理想斜面实验合理外推得到的是物体在不受外力作用下将一直保持匀速直线运动或静止状态——牛顿第一定律.答案：AB2.如图1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直导线ef，已知ef平行于ab。

当ef竖直向上平移时，电流产生的磁场穿过圆的磁通量将( )A．逐渐增大B．逐渐减小C．始终为零D．不为零，但保持不变图1解析:作出磁感线穿过圆的情况的俯视图,如图所示，根据磁场具有对称性可以知道,穿入圆的磁感线的条数与穿出圆的磁感线的条数是相等的.故选C。

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