2019年1.电磁感应现象精品物理
高中物理人教版(2019)必修三13.3电磁感应现象及应用 导学案
13.3电磁感应现象及应用【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．3.能正确分析磁通量的变化情况．4.能运用感应电流的产生条件判断是否有感应电流产生．【学习任务一】划时代的发现1．“电生磁”的发现奥斯特发现的电流的磁效应，证实与磁现象是有联系的．2．法拉第的探索：法拉第提出了“由磁产生电”的设想，并为此进行了长达10年探索，从中领悟到，“磁生电”是一种在变化、的过程中才能出现的效应．3．电磁感应：“”的现象．4．感应电流：现象中产生的电流．【学习任务二】产生感应电流的条件1．实验：探究感应电流产生的条件(1)实验一：如图1所示，当条形磁体插入或拔出线圈时，线圈中电流产生，但条形磁体在线圈中静止不动时，线圈中电流产生．(均选填“有”或”无”)图图1(2)实验二：如图2所示，将小线圈A插入大线圈B中不动，当开关S闭合或断开时，电流表中电流通过；若开关S一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中电流通过；而开关S一直闭合，滑动变阻器的滑动触头不动时，电流表中电流通过．(均选填“有”或“无”)图2(3)归纳总结：几个实验共同特点：产生感应电流时闭合回路的都发生了变化．（4）产生感应电流条件：①电路；②回路的中的磁通量【学习任务三】磁通量的变化(ΔΦ)引起磁通量变化的原因（1）闭合电路的一部分导体切割磁感线时，是磁场B还是面积S变化引起磁通量变化？；（2）实验一：条形磁铁与线圈发生相对运动时，是磁场B变化还是面积S变化引起磁通量变化？；（3）实验二：是B变化还是面积S变化引起磁通量变化？；（4）磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S都在变化引起磁通量变化。
【学习任务四】电磁感应现象的应用（1）是根据电磁感应原理制造的，它开辟了人类社会的电气化时代。
（2）生产、生活中广泛使用的变压器、电磁炉等都是根据制造的。
试题案例例1、如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，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．不能确定例2.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直径的正上方．其中能产生感应电流的是( )A BC D例3、(多选)如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合电路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况铜环A中有感应电流的是（）A．线圈中通以恒定的电流B．通电过程中，使变阻器的滑片P做匀速移动C．通电过程中，使变阻器的滑片P做加速移动D．将开关突然断开的瞬间例4、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.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、下列现象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3下列说法正确的是( )A．磁感应强度B增强，磁通量一定变大B．线圈面积S增大，磁通量一定变大C．只要穿过电路的磁通量不为零，电路中一定产生感应电流D．穿过闭合电路的磁通量增加，电路中产生感应电流4、(多选)闭合线圈按下列选项中的方式在磁场中运动，则穿过闭合线圈的磁通量发生变化的是( )A B C D5.如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁N极附近下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ，在这个过程中，线圈中的磁通量 ( )A．是增加的 B．是减少的C．先增加．后减少 D．先减少，后增加6、(多选)如图所示，导线ab和cd互相平行，则下列四种情况中，导线cd中有电流的是( )A．开关S闭合或断开的瞬间B．开关S是闭合的，但滑动触头向左滑动C．开关S是闭合的，但滑动触头向右滑动D．开关S始终闭合，滑动触头不动7．为了探究电磁感应现象的产生条件，如图给出了必备的实验仪器。
高中物理人教版2019公开课教案电磁感应现象及应用
3电磁感应现象及应用[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、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．产生的电流叫作感应电流．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作电磁感应，产生的电流叫作感应电流．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．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感应电流(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变化时，电路中有感应电流产生；包围的面积不变时，电路中无感应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．探究磁铁在通电螺线管中运动是否产生感应电流(如图所示)：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.模仿法拉第的实验(如图所示)：实验操作 实验现象(线圈B 中有无电流) 分析论证 开关闭合瞬间有 线圈B 中磁场变化时，线圈B 中有感应电流；线圈B 中磁场不变时，线圈B 中无感应电流 开关断开瞬间有 开关保持闭合， 滑动变阻器的滑片不动无 开关保持闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片有4.归纳结论 只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流．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，有感应电动势，但无感应电流产生，C 项中穿过线圈的磁通量始终为零，不发生变化，D 项中，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．]电流的磁效应与电磁感应现象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．【例1】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C[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．]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．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CD[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．]磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解与计算1.对磁通量的三点理解(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，通常有以下两种情况：(1)S不变，B改变，则ΔΦ＝ΔBS.(2)S改变，B不变，则ΔΦ＝B·ΔS.【例2】(多选)如图所示是等腰直角三棱柱，其中正方形ABCD的边长为L，按图示位置放置在方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，下列说法中正确的是()A．通过ABCD平面的磁通量为BL2B．通过BCFE平面的磁通量为22BL2C．通过ADFE平面的磁通量为零D．通过整个三棱柱的磁通量为零BCD[磁感应强度B和ABCD平面不垂直，根据Φ＝BS cos θ知，穿过ABCD平面的磁通量为22BL2，故A项错误；磁感应强度B和BCFE平面垂直，故B 项正确；磁感应强度B和ADFE平面平行，故通过ADFE平面的磁通量为零，C项正确；磁感线从ABCD平面穿入，进入三棱柱后不终止，从BCFE平面穿出，若穿入磁通量为正，则穿出磁通量为负，故穿过整个三棱柱的磁通量为零，D项正确．]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．2．如图所示，通过恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由1平移到2，第二次将线框绕cd边翻转到2，设先后两次通过线框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则()A．ΔΦ1>ΔΦ2B．ΔΦ1<ΔΦ2C．ΔΦ1＝ΔΦ2D．无法确定B[设线框在位置1时的磁通量为Φ1，在位置2时的磁通量为Φ2，直线电流产生的磁场在1处比在2处要强，若平移线框，则ΔΦ1＝Φ1－Φ2，若转动线框，磁感线是从线框的正反两面穿过的，一正一负，因此ΔΦ2＝Φ1＋Φ2.根据分析知：ΔΦ1<ΔΦ2，选项B正确．]感应电流是否产生的判断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．【例3】如图所示，矩形线框abcd由静止开始运动，若要使线框中产生感应电流且磁通量逐渐变大，则线框的运动情况应该是()A．向右平动(ad边还没有进入磁场)B．向上平动(ab边还没有离开磁场)C．以bc边为轴转动(ad边还没有转入磁场)D．以ab边为轴转动(转角不超过90°)思路点拨：解答本题时应把握以下两点：(1)产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化；(2)判断线框做各种运动时穿过线框的磁通量是否发生变化．A[选项A和D所描述的情况，线框在磁场中的有效面积S均发生变化(A 情况下S增大，D情况下S变小)，穿过线框的磁通量均改变，由产生感应电流的条件知线框中会产生感应电流．而选项B、C所描述的情况中，线框中的磁通量均不改变，不会产生感应电流．D中磁通量大小变小．](1)如果电路不闭合，即使磁通量发生变化也不会产生感应电流．(2)磁通量发生变化，其内涵主要体现在“变化”上．比如穿过电路的磁通量很大，若不变化，也不会产生感应电流．3．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D[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．]课堂小结知识脉络1.熟记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.3.正确分析磁通量的变化情况.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C[穿过闭合回路的磁通量大小取决于磁感应强度、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项错误；同样由磁通量的特点，也无法判断其中一个因素的情况，C项正确，D项错误．]2．关于产生感应电流的条件，下列说法正确的是()A．位于磁场中的闭合线圈一定会产生感应电流B．闭合线圈平行磁感线运动时，线圈中一定产生感应电流C．穿过闭合线圈的磁通量发生变化时，一定产生感应电流D．闭合线圈垂直磁感线运动时，线圈中一定产生感应电流C[位于磁场中的闭合线圈，只有磁通量发生变化，才一定会产生感应电流，故A错误；闭合线圈平行磁感线运动时，闭合电路中磁通量没有变化，则闭合电路中就没有感应电流，故B错误；穿过闭合电路的磁感线的条数发生变化，磁通量一定发生变化，则闭合电路中就有感应电流，故C正确；紧紧围绕感应电流产生的条件：闭合电路，磁通量发生变化；导体切割磁感线，磁通量不一定发生变化，故D错误．]3．如图所示，虚线框内有匀强磁场，大环和小环是垂直于磁场放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过大小两环的磁通量，则有()A．Φ1>Φ2B．Φ1<Φ2C．Φ1＝Φ2D．无法确定C[对于大环和小环来说，有效垂直面积相同，所以选C.]4．(多选)如图所示，下列情况能产生感应电流的是()A．如图甲所示，导体棒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BD[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错误；B中条形磁铁插入线圈时线圈中的磁通量增加，拔出线圈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错误；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产生的磁场发生变化，螺线管B中磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，故D正确．]。
电磁感应现象及应用(教师版)-高二物理同步精品讲义(人教2019必修第三册)
13.3 电磁感应现象及应用【物理核心素养】物理观念：培养学生“电生磁”“磁生电”的相互作用观念，使电和磁建立起了相互的联系。
科学思维：经历各种实验现象，学会通过现象，分析、归纳事物本质特征的科学思想方法实验观察能力与逻辑思维能力在科学探究过程中的重要作用。
科学探究：经历感应电流产生条件的探究活动，提高学生的分析、论证能力。
科学态度与责任：通过“磁生电”的物理学史学习使学生感悟到科学发现的艰辛和辩证的思维方法。
【教学重难点】教学重点：通过实验观察和试探探究，总结感应电流的产生条件。
教学难点：感应电流产生条件的实验探究、理论分析，以及几个实验之间的逻辑关系。
一、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．电磁感应法拉第把他发现的磁生电的现象叫作电磁感应，产生的电流叫作感应电流．二、产生感应电流的条件1．实验：探究感应电流产生的条件(1)实验一：如图所示，导体棒AB做切割磁感线运动时，线路中电流产生，而导体棒AB顺着磁感线运动时，线路中电流产生．(均选填“有”或“无”)(2)实验二：如图所示，当条形磁体插入或拔出线圈时，线圈中电流产生，但条形磁体在线圈中静止不动时，线圈中电流产生．(均选填“有”或“无”)(3)实验三：如图所示，将小线圈A插入大线圈B中不动，当开关S闭合或断开时，电流表中电流通过；若开关S一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中电流通过；而开关S一直闭合，滑动变阻器的滑动触头不动时，电流表中电流通过．(均选填“有”或“无”)(4)归纳总结：实验一中：导体棒做切割磁感线运动，回路的有效面积发生变化，从而引起了磁通量的变化，产生了感应电流．实验二中：磁体插入或拔出线圈时，线圈中的磁场发生变化，从而引起了磁通量的变化，产生了感应电流．实验三中：开关闭合、断开或滑动变阻器的滑动触头移动时，小线圈A中电流变化，从而引起穿过大线圈B 的磁通量变化，产生了感应电流．三个实验共同特点是：产生感应电流时闭合回路的磁通量都发生了变化．答案(1)有无(2)有无(3)有有无2．感应电流产生条件的理解不论什么情况，只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件，就必然会产生感应电流；反之，只要产生了感应电流，那么电路一定是闭合的，且穿过该电路的磁通量也一定发生了变化．三、电磁感应现象的应用生产、生活中广泛使用的变压器、电磁炉等都是根据电磁感应制造的．【经典例题1】下列四幅图所描述的情境，能够产生感应电流的是（）A．甲图中，线圈与条形磁铁中心轴线在同一平面内且远离磁铁B．乙图中，线圈在匀强磁场中垂直于磁场方向运动C．丙图中，条形磁铁快速穿过有缺口的线圈D．丁图中，线圈在通电直导线下方以虚线为轴转动【答案】D【解析】A．穿过回路磁通量始终为零，不产生感应电流，故A错误；B．乙图中，线圈在匀强磁场中垂直于磁场方向运动，回路磁通量始终最大，不变，不产生感应电流，故B错误；C．不是闭合回路，无法产生感应电流，故C错误；D．丁图中，线圈在通电直导线下方以虚线为轴转动，穿过闭合回路磁通量发生变化，有感应电流，故D正确。
高考物理电磁感应知识点归纳
高考物理电磁感应知识点归纳高考物理电磁感应知识点归纳1.电磁感应现象电磁现象：利用磁场产生电流的现象称为电磁感应，产生的电流称为感应电流。
(1)产生感应电流的条件：通过闭合电路的磁通量发生变化，即0。
(2)产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要通过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就会产生感应电动势。
导体中产生感应电动势的部分相当于电源。
(3)电磁感应的本质是产生感应电动势。
如果回路闭合，会有感应电流；如果回路不闭合，只会有感应电动势而没有感应电流。
2.磁通量(1)定义：磁感应强度b与垂直于磁场方向的面积s的乘积称为通过这个表面的磁通量，定义公式为=BS。
如果面积S不垂直于B，则B应乘以垂直于磁场方向的投影面积S，即=BS，SI单位：Wb。
在计算磁通量时，应该是通过某一区域的磁感应线的净数量。
每张脸都有正面和背面；当磁感应线从表面的正方向穿透时，通过表面的磁通量为正。
相反，磁通量是负的。
磁通量是穿过正面和背面的磁感应线的代数和。
3.楞次定律(1)楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
楞次定律适用于感应电流方向的一般判断，而右手定则只适用于剪线时磁感应线的运动，用右手定则比楞次定律更容易判断。
(2)理解楞次定律(1)谁阻碍谁——感应电流的磁通量阻碍了感应电流的磁通量。
阻碍——阻碍的是通过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身。
如何阻碍——当一次磁通增加时，感应电流的磁场方向与一次磁场方向相反；当一次磁通量减少时，感应电流的磁场方向与一次磁场的方向相同，即，一次磁通量增加，一次磁通量减少。
阻塞-阻塞的结果不是停止，而是增加和减少。
(3)楞次定律的另一种表述：感应电流总是阻碍其产生的原因，表现形式有三种：(1)阻碍原始磁通量的变化；阻碍物体之间的相对运动；阻止一次电流(自感)的变化。
4.法拉第电磁感应定律电路中感应电动势的大小与通过电路的磁通量的变化率成正比。
表达式E=n/t当导体切割磁感应线时，感应电动势公式为E=BLvsin。
电磁感应现象总结
电磁感应现象是电磁学中的一个重要原理，由英国科学家法拉第于1831年发现，是现代电力技术的基础之一。
电磁感应主要包含以下要点：
1. 电磁感应定律（法拉第电磁感应定律）：当一个闭合电路中的磁通量发生变化时，会在该电路中产生电动势，从而产生电流，这种现象称为电磁感应。
公式表示为ε = -dΦ/dt，其中ε是感应电动势，Φ是穿过闭合回路的磁通量，dt是时间的变化量。
负号表示感应电动势的方向总是企图阻止引起磁通量变化的原因。
2. 自感现象：当通过线圈自身的电流发生变化时，线圈内部产生的磁场也会变化，进而在线圈自身产生感应电动势，这就是自感现象。
3. 互感现象：两个相互靠近的线圈，当其中一个线圈中的电流发生变化时，会影响到另一个线圈中的磁通量，从而在另一个线圈中产生感应电动势，这是互感现象。
4. 楞次定律：它确定了感应电流方向的规律，即感应电流产生的磁场总要阻碍原磁场的变化，或者是阻止
导体在磁场中运动，或者是反抗原磁场的增强或减弱。
5. 应用实例：电磁感应现象广泛应用于发电机、变压器、感应电动机、电感元件以及各种电子设备中，是电力工业、通信技术、自动化控制等领域不可或缺的基础原理。
总的来说，电磁感应揭示了磁能与电能之间的转换关系，是能量转化和传递的一种重要方式，在现代社会科技发展中具有极其重要的地位。
2019年全国统一高考物理试卷和答案解析(新课标Ⅲ)
2019年全国统一高考物理试卷（新课标Ⅲ）1.楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现()A.电阻定律B.库仑定律C.欧姆定律D.能量守恒定律2.金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分别为、、，它们沿轨道运行的速率分别为、、。
已知它们的轨道半径，由此可以判定A. B. C. D.3.用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示。
两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上，倾角分别为和。
重力加速度为g。
当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为、，则()A. B.C. D.4.从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。
距地面高度h在3m以内时，物体上升、下落过程中动能随h的变化如图所示。
重力加速度取。
该物体的质量为()A.2kgB.C.1kgD.5.如图，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场。
一质量为m、电荷量为的粒子垂直于x轴射入第二象限，随后垂直于y轴进入第一象限，最后经过x轴离开第一象限。
若不计粒子重力，则粒子在磁场中运动的时间为()A. B. C. D.6.如图，方向竖直向下的匀强磁场中有两根位于同一水平面内的足够长的平行金属导轨，两相同的光滑导体棒ab、cd静止在导轨上。
时，棒ab以初速度向右滑动。
运动过程中，ab、cd始终与导轨垂直并接触良好，两者速度分别用、表示，回路中的电流用I表示。
下列图象中可能正确的是()A. B.C. D.7.如图，物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。
时，木板开始受到水平外力F的作用，在时撤去外力。
细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图所示，木板的速度v 与时间t的关系如图所示。
木板与实验台之间的摩擦可以忽略。
2019年高三最新物理实验试题汇编：电磁感应现象
2019年高三最新物理实验试题汇编：电磁感应现象注意事项：认真阅读理解，结合历年的真题，总结经验，查找不足！重在审题，多思考，多理解！无论是单选、多选还是论述题，最重要的就是看清题意。
在论述题中，问题大多具有委婉性，尤其是历年真题部分，在给考生较大发挥空间的同时也大大增加了考试难度。
考生要认真阅读题目中提供的有限材料，明确考察要点，最大限度的挖掘材料中的有效信息，建议考生答题时用笔将重点勾画出来，方便反复细读。
只有经过仔细推敲，揣摩命题老师的意图，积极联想知识点，分析答题角度，才能够将考点锁定，明确题意。
(1) 请画实线作为导线从箭头1和2处连接其余部分电路；(2) 实验时，将L1插入线圈L2中，合上开关瞬间，观察到检流计的指针发生偏转，这个现象揭示的规律是__________________________(3) 某同学设想使线圈L1中电流逆时针(俯视〕流动，线圈L2中电流顺时针〔俯视〕流动，可行的实验操作是A.抽出线圈L1B.插人软铁棒C.使变阻器滑片P左移D.断开开关1⑴如下图〔2分〕⑵穿过闭合电路中的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流。
〔2分〕⑶BC〔2分〕2〔2018上海静安区一模〕、〔4分〕在研究电磁感应现象和磁通量变化时感应电流方向的实验中，所需的实验器材已用导线连接成如下图的实验电路〔1〕将线圈A插入线圈B中，闭合开关的瞬间，线圈B中感应电流与线圈A中电流的绕行方向___________〔填“相同”或“相反”〕。
〔2〕〔多项选择〕某同学设想使一线圈中电流逆时针流动，另一线圈中感应电流顺时针流动，可行的实验操作是〔A〕抽出线圈L1〔B〕插入软铁棒〔C〕使变阻器滑片P左移〔D〕断开开关2〔4分〕〔1〕相反；〔2〕BC；3〔2018上海黄浦期末调研〕、〔8分〕在研究电磁感应现象实验中。
〔1〕为了能明显地观察到实验现象，请在如下图的实验器材中，用实线连接成相应的实物电路图。
〔2〕将原线圈插入副线圈中，闭合电键，副线圈中感应电流与原线圈中电流的绕行方向相同的实验操作是〔〕〔A〕插入软铁棒〔B〕拔出副线圈〔C〕使变阻器阻值变大〔D〕断开电键3、〔1〕见右图〔4分〕〔2〕BCD〔4分〕4〔2018上海静安一模〕、〔4分〕在研究电磁感应现象和磁通量变化时感应电流方向的实验中，所需的实验器材已用导线连接成如下图的实验电路〔1〕将线圈A 插入线圈B 中，闭合开关的瞬间，线圈B中感应电流与线圈A 中电流的绕行方向___________〔填“相同”或“相反”〕。
法拉第电磁感应定律课件-高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
一、感应电动势
线圈相当于电源
在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。
一、感应电动势
Q1:感应电动势的大小跟哪些因素有关？
一、感应电动势
实验方法：控制变量法
探究1：探究感应电动势与磁通量变化量的定量关系
实验方案：保持其他物理量不变，磁感应强度加倍，看灵敏电流计的最大示数。
一、感应电动势
探究2：探究感应电动势与线圈匝数的定量关系
一般求的是瞬时感应电动势若v为平均速度,求的是平均感应电动势
转动切割
法拉第圆盘发电机
如图所示，金属圆盘半径为L，磁感应强度为B,垂直于纸面向里。若圆盘转动的角速度ω，求E。
变式3 (不定项)如图甲所示是法拉第圆盘发电机的照片，图乙是圆盘发电机的侧视图，图丙是圆盘发电机的示意图.设，匀强磁场的磁感应强度大小为，圆盘顺时针转动的角速度为 ，则下列说法正确的是( )
a端
二、动生电动势
例2 (不定项)如图所示，一导线弯成直径为<m></m>的半圆形闭合线框.虚线<m></m>右侧有磁感应强度为<m></m>的匀强磁场，方向垂直于线框所在的平面.现线框以速度<m></m>向右匀速进入磁场，直径<m></m>始终与<m></m>垂直.从<m></m>点到达边界开始到<m></m>点进入磁场为止，下列说法中正确的是( )
A.在<m></m>时间内穿过线圈的磁通量的变化量为<m></m>B.在<m></m>时间内穿过线圈的磁通量的变化量为<m></m>C.线圈中产生的感应电动势为<m></m>D.线圈中产生的感应电动势为<m></m>
新教材高中物理 精品课件电磁感应现象 楞次定律
二、电磁感应现象 1.定义：当穿过闭合导体回路的_磁__通__量___发生变化时，闭合导体回路中产生感
应电流的现象。 2.产生感应电流的条件
(1)条件：穿过闭合导体电路的磁通量_发__生__变__化___。 (2)特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做__切__割__磁__感__线__的运动。 3.实质：产生__感__应__电__动__势__，如果电路闭合，则有感应电流。如果电路不闭合， 则只有_感__应__电__动__势___而无感应电流。
(1)如图4甲所示，当磁铁的N极向下运动时， 发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产 生感应电流的方向，必须知道
_____________________________________
_____________________________。
图4
①为弄清灵敏电流计指针摆动方向与电流方向的关系，可以使用一个已知正
题 干
【针对训练1】 在“探究电磁感应的产生条件”的实验中，先按如图5甲所示
连线，不通电时，电流计指针停在正中央，闭合开关S时，观察到电流表指
针向左偏。然后按如图乙所示将灵敏电流计与副线圈B连成一个闭合回路，
将原线圈A、电源、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路。
(1)图甲电路中，串联定值电阻R的主要作用是________。
C.直导线对AD边和BC边的安培力等大反向
D.在线圈ABCD内部的区域的磁场方向为垂直线圈所在
平面向外
图8
解析 根据右手定则，直导线在右手边的磁场方向垂直纸面向里，在AB边靠近 直导线的过程中，线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，线圈内产生的感应电 流方向是ABCDA，所以A错误；直导线周围的磁场的磁感应强度，离直导线越 近磁感应强度越大，则对AB边和CD边的安培力不等大但是方向是相反的，所 以B错误；根据右手定则，由对称性可知，直导线对AD边和BC边的安培力等大 反向，所以C正确；在线圈ABCD内部的区域的磁场方向为垂直线圈所在平面向 里，因为感应电流产生的磁场只是阻碍原磁通量的增大，而不是阻止，所以总 磁通量还是增大，所以D错误。
2019届高考最直击人心的物理宝典：电磁感应现象楞次定律(含详解)
2018高考最直击人心的物理宝典：电磁感应现象 楞次定律一、单项选择题1．闭合电路的一部分导线a b 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2．(2018·杭州模拟)如图所示，正方形线圈abcd 位于纸面内，边长为L ，匝数为N ，过ab 和cd 中点的连线OO′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B ，则穿过线圈的磁通量为( )A.BL22B.NBL22C ．BL 2D ．NBL 23．如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd ，沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右)，则( )A ．导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→aB ．导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→aC ．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右D ．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左4． 两根通电直导线M 、N 都垂直纸面固定放置，通过它们的电流方向如图所示，线圈L的平面跟纸面平行，现将线圈从位置A 沿M 、N 连线中垂线迅速平移到位置B ，则在平移过程中，线圈中的感应电流( )A ．沿顺时针方向，且越来越小B．沿逆时针方向，且越来越大C．始终为零D．先顺时针，后逆时针5.如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m，阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动．金属线框从右侧某一位置由静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面内，且垂直纸面．则线框中感应电流的方向是( ) A．a→b→c→d→aB．d→c→b→a→dC．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→aD．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d二、双项选择题6．关于感应电动势和感应电流，下列说法中正确的是( )A．只有当电路闭合，且穿过电路的磁通量发生变化时，电路中才有感应电动势B．只有当电路闭合，且穿过电路的磁通量发生变化时，电路中才有感应电流C．不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势D．不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电流7．如图所示，当接通或断开开关，或开关闭合后迅速移动滑动变阻器的滑片P时，电路中电流表的指针都不偏转，这可能是由于( )A．电池正、负极接反B．电流表正、负极接反C．开关接错电路D．导线接错滑动变阻器的接线柱[:8．如图，A和B都是很轻的铝环，环A是闭合的，环B是断开的．用磁铁的N极去接近A环，观察到铝环离开磁铁；用磁铁的N极去接近B环，观察到B环一动也不动．关于这些现象的解释，不正确的是( )[:A．磁铁靠近A环会使闭合回路产生感应电流，感应电流的磁场与磁铁的磁场方向相反[:B．磁铁靠近A环会使闭合回路产生感应电流，感应电流的磁场与磁铁的磁场方向相同C．磁铁靠近B环，B环因不闭合而不存在电磁感应现象D．磁铁靠近B环，B环因不闭合而不产生感应电流9．如图所示，质量为m的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上．当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈，沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、快速经过时，线圈始终保持不动．则关于线圈在此过程中受到的支持力N和摩擦力f的情况，下列判断中正确的是( )A．N先大于mg ，后小于mgB．N一直大于mgC．f先向左，后向右[:.Co m]D．f一直向左10．如图所示，虚线abcd为矩形匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，圆形闭合金属线框以一定的速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动．如图所示给出的是圆形闭合金属线框的四个可能到达的位置，则圆形闭合金属线框的速度可能为零的位置是( )11．如图所示，金属环A用轻线悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧．若变阻器滑片P向左移动，则金属环A将向________(填“左”或“右”)运动，并有______(填“收缩”或“扩张”)趋势．[:12．如图所示，试判定当开关S闭合和断开瞬间，线圈ABCD中的电流方向．[:[:参考答案1．解析：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．答案：D2．答案：A[:3．解析：由楞次定律或右手定则可确定导线框进入磁场时，感应电流方向为顺时针，出磁场时电流方向为逆时针，由左手定则可确定，cd进入磁场时，cd所受安培力方向向左，cd离开磁场时，ab所受安培力方向也向左，阻碍线框进、出磁场．答案：D4．答案：C5．解析：线框从右侧摆到最低点的过程中，穿过线框的磁通量减小，由楞次定律可判断感应电流的方向为d→c→b→a→d，从最低点到左侧最高点的过程中，穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可判断感应电流的方向为d→c→b→a→d，所以选B.答案：B6．解析：不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电动势，因此A选项错误，C选项正确．电路中要想有感应电流，则电路必须闭合，且穿过电路的磁通量要发生变化，所以B选项正确，D选项错误．答案：BC7．解析：电流表是否有感应电流通过，关键在于电源回路的电流是否发生变化，从而使穿过B线圈的磁通量发生变化．能起作用的往往是开关和滑动变阻器，由于开关没有接在电池回路及滑动变阻器接错接线柱，因而无论怎样操作，电流表都得不到感应电流．[:答案：CD8．解析：注意本题是选择不正确的；知道只要是磁生电(无论产生的是感应电动势还是感应电流)，就属于电磁感应现象，B环不闭合，但能产生感应电动势．A环闭合能产生感应电流，感应电流的磁场阻碍通过A环的磁通量的增加，故方向与磁铁磁场方向相反．答案：BC9．解析：当磁铁先从左向线圈的中央移动时，线圈具有向右下移动的趋势以“阻碍”穿过其磁通量增加，但因桌面的支持力及静摩擦的阻碍，故没有动，由此可知：N大于mg，f向左；当磁铁从线圈的中央向右移动时，线圈具有向右上移动的趋势以“阻碍”穿过其磁通量减小，但因重力及静摩擦的阻碍，故没有动，由此可知：N 小于mg，f仍向左．答案：AD10．解析：因为线框在进、出磁场时，线框中的磁通量发生变化，产生感应电流，安培力阻碍线框运动，使线框的速度可能减为零，故A、D正确．答案：AD11．解析：本题考查楞次定律的理解及应用．滑片P向左移动时，电阻减小，电流增大，穿过金属环A的磁通量增加，根据楞次定律，金属环将向左运动，并有收缩趋势．答案：左收缩12．解析：当S闭合时：(1)研究的回路是ABCD，穿过回路的磁场是电流I产生的磁场，方向(由安培定则判知)指向读者，且磁通量增大；(2)由楞次定律得知感应电流磁场方向应和B原相反，即离开读者指向纸面内；(3)由安培定则判知线圈ABCD中感应电流方向是A→D→C→B→A.当S断开时；①研究的回路仍是线圈ABCD，穿过回路的原磁场仍是电流I产生的磁场，方向(由安培定则判知)指向读者，且磁通量减小；②由楞次定律得知感应电流磁场方向应和B原相同，即指向读者；③由安培定则判知感应电流方向是A→B→C→D→A.答案：S闭合时，感应电流方向为A→D→C→B→A；[:S断开时，感应电流方向为A→B→C→D→A.[:。
2019年高考真题物理专题11 电磁感应
2016年—2018年高考试题精编版分项解析专题11 电磁感应1．如图，在同一平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为l,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。
一边长为的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动，线框中感应电流i随时间t变化的正确图线可能是（）A. B.C. D.【来源】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国II卷）【答案】 D【解析】试题分析：找到线框在移动过程中谁切割磁感线，并根据右手定则判断电流的方向，从而判断整个回路中总电流的方向。
要分过程处理本题。
第一过程从①移动②的过程中然后从③到④的过程中，左边切割产生的电流方向逆时针，而右边切割产生的电流方向也是逆时针，所以电流的大小为，方向是逆时针当线框再向左运动时，左边切割产生的电流方向顺时针，右边切割产生的电流方向是逆时针，此时回路中电流表现为零，故线圈在运动过程中电流是周期性变化，故D正确；故选D点睛：根据线圈的运动利用楞次定律找到电流的方向，并计算电流的大小从而找到符合题意的图像。
2．如图，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中心，O为圆心。
轨道的电阻忽略不计。
OM是有一定电阻。
可绕O转动的金属杆。
M端位于PQS上，OM与轨道接触良好。
空间存在半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，现使OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定（过程Ⅰ）；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B'（过程Ⅱ）。
在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过OM的电荷量相等，则等于（）A. B. C. D. 2【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标I卷）【答案】 B【点睛】此题将导体转动切割磁感线产生感应电动势和磁场变化产生感应电动势有机融合，经典中创新。
3．（多选）如图所示，竖直放置的形光滑导轨宽为L，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d，磁感应强度为B．质量为m的水平金属杆由静止释放，进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等．金属杆在导轨间的电阻为R，与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为g．金属杆（）A. 刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下B. 穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间C. 穿过两磁场产生的总热量为4mgdD. 释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h可能小于【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷）【答案】 BCQ1=mg．2d，所以穿过两个磁场过程中产生的热量为4mgd，选项C正确；若金属杆进入磁场做匀速运动，则，得，有前面分析可知金属杆进入磁场的速度大于，根据得金属杆进入磁场的高度应大于，选项D错误。
电磁感应现象
电磁感应现象电磁感应科学原理电磁感应的本质可以追塑到麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场在周围空间产生电场，当导体处在此电场中时，导体中的自由电子在电场力作用下作定向移动而产生电流即感应电流;如果不是闭合回路，则导体中自由电子的定向移动使断开处两端积累正、负电荷而产生电势差----感应电动势。
电磁感应的概念电磁感应(Electromagnetic induction) 现象是指放在变化磁通量中的导体，会产生电动势。
此电动势称为感应电动势或感生电动势，若将此导体闭合成一回路，则该电动势会驱使电子流动，形成感应电流(感生电流) 迈克尔·法拉第是一般被认定为于1831年发现了电磁感应的人，虽然Francesco Zantedeschi1829年的工作可能对此有所预见。
电磁感应是指因为磁通量变化产生感应电动势的现象。
电磁感应现象的发现，是电磁学领域中最伟大的成就之一。
它不仅揭示了电与磁之间的内在联系，而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路，在实用上有重大意义。
电磁感应现象的发现，标志着一场重大的工业和技术革命的到来。
事实证明，电磁感应在电工、电子技术、电气化、自动化方面的广泛应用对推动社会生产力和科学技术的发展发挥了重要的作用。
若闭合电路为一个n匝的线圈，则又可表示为：式中n为线圈匝数，ΔΦ为磁通量变化量，单位Wb(韦伯) ，Δt为发生变化所用时间，单位为s.ε 为产生的感应电动势，单位为V( 伏特，简称伏)。
电磁感应俗称磁生电，多应用于发电机。
电磁感应的知识一是电磁感应现象的规律。
电磁感应研究的是其电磁感应他形式能转化为电能的特点电磁感应和规律，其核心是法拉第电磁感应定律和楞次定律。
楞次定律表述为：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
即要想获得感应电流( 电能)必须克服感应电流产生的安培力做功，需外界做功，将其他形式的能转化为电能。
法拉第电磁感应定律是反映外界做功能力的，磁通量的变化率越大，感应电动势越大，外界做功的能力也越大。
【教科版】2019年高中物理选修3-2学案 第一章 电磁感应1电磁感应的发现 感应电流产生的条件 含答案
学案1电磁感应的发现感应电流产生的条件[学习目标定位] 1.能理解什么是电磁感应现象.2.能记住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.能说出磁通量变化的含义.5.会利用电磁感应产生的条件解决实际问题．1．磁通量的计算公式Φ＝BS的适用条件是匀强磁场且磁感线与平面垂直．若在匀强磁场B 中，磁感线与平面不垂直，公式Φ＝BS中的S应为平面在垂直于磁场方向上的投影面积．2．磁通量是标量，但有正、负之分．一般来说，如果磁感线从线圈的正面穿入，线圈的磁通量就为“＋”，磁感线从线圈的反面穿入，线圈的磁通量就为“－”．3．由Φ＝BS可知，磁通量的变化有三种情况：(1)磁感应强度B不变，有效面积S变化；(2)磁感应强度B变化，有效面积S不变；(3)磁感应强度B和有效面积S同时变化．一、奥斯特实验的启迪1820年，奥斯特从实验中发现了电流的磁效应，不少物理学家根据对称性的思考，提出既然电能产生磁，是否也存在逆效应，即磁产生电呢？二、电磁感应现象的发现1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象．他将“磁生电”现象分为五类：(1)变化中的电流；(2)变化中的磁场；(3)运动中的恒定电流；(4)运动中的磁铁；(5)运动中的导线．三、电磁感应规律的发现及其对社会发展的意义1．电磁感应的发现，使人们发明了发电机，把机械能转化成电能；使人们发明了变压器，解决了电能远距离传输中能量大量损耗的问题；使人们制造出了结构简单的感应电动机，反过来把电能转化成机械能．2．法拉第在研究电磁感应等电磁现象中，从磁性存在的空间分布逐渐凝聚出“场”的科学创新思想．在此基础上，麦克斯韦建立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在．四、产生感应电流的条件穿过闭合电路的磁通量发生变化时，这个闭合电路中就有感应电流产生.一、磁通量及其变化[问题设计]如图1所示，框架的面积为S ，匀强磁场的磁感应强度为B .试求：图1(1)框架平面与磁感应强度B 垂直时，穿过框架平面的磁通量为多少？(2)若框架绕OO ′转过60°，则穿过框架平面的磁通量为多少？(3)若从图示位置转过90°，则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少？(4)若从图示位置转过180°，则穿过框架平面的磁通量变化量为多少？答案 (1)BS (2)12BS (3)－BS (4)－2BS [要点提炼]1．磁通量的计算(1)公式：Φ＝BS(2)适用条件：①匀强磁场，②磁场方向和平面垂直．(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，在应用时可将S 投影到与B 垂直的方向上，如图2所示Φ＝BS sin_θ.图2(4)磁通量与线圈的匝数无关． 2．磁通量的变化量ΔΦ(1)当B 不变，有效面积S 变化时，ΔΦ＝B ·ΔS .(2)当B 变化，S 不变时，ΔΦ＝ΔB ·S .(3)B和S同时变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1，但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS.特别提醒计算穿过某面的磁通量变化量时，要注意前、后磁通量的正、负值，如原磁通量Φ1＝BS，当平面转过180°后，磁通量Φ2＝－BS，磁通量的变化量ΔΦ＝－2BS.二、感应电流产生的条件[问题设计]实验1(导体在磁场中做切割磁感线的运动)：如图3所示，导体AB垂直磁感线运动时，线路中有电流产生，而导体AB沿着磁感线运动时，线路中无电流产生(填“有”或“无”)．图3实验2(通过闭合电路的磁场发生变化)：如图4所示，将小螺线管A插入大螺线管B中不动，当开关S接通或断开时，电流表中有电流通过；若开关S一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中有电流通过；而开关一直闭合，滑动变阻器的滑动触头不动时，电流表中无电流产生．若将螺线管A放在螺线管B的正上方，并使两者的轴线互相垂直，则不管进行什么操作，电流表中均无电流产生(填“有”或“无”)．图41．实验2中并没有导体在磁场中做切割磁感线的运动，但在接通或断开电源的瞬间及改变滑动变阻器的阻值时，B线圈却出现感应电流，这说明什么？答案说明导体在磁场中做切割磁感线运动不是产生感应电流的本质原因，通过闭合电路的磁场变化也可以产生感应电流．2．当实验2中开关闭合后，A线圈电流稳定时，B线圈中也存在磁场，但不出现感应电流，这说明什么？答案说明感应电流的产生，不在于闭合回路中是否有磁场．3．实验2中同样的磁场变化，螺线管B套在螺线管A外边时，能产生感应电流，而两个线圈相互垂直放置时不能产生感应电流，这又说明什么？试总结产生感应电流的条件．答案说明感应电流的产生，不在于磁场是否变化．总结实验1中，磁场是稳定的，但在导体切割磁感线运动时，通过回路的磁通量发生变化，回路中产生了感应电流；实验2通过改变电流从而改变磁场强弱，进而改变了磁通量，从而产生了感应电流，所以可以将产生感应电流的条件描述为“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”．[要点提炼]1．产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化．2．特例：闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动．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．如图5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．图5(2)是否仅是闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动，如图丁．如果由切割不容易判断，则要回归到磁通量是否变化上去．[延伸思考]电路不闭合时，磁通量发生变化是否能产生电磁感应现象？答案当电路不闭合时，没有感应电流，但有感应电动势，只产生感应电动势的现象也可以称为电磁感应现象．一、磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解与计算例1如图6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6所示的虚线位置时，试求：图6(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.解析(1)解法一：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. 解法二：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，此过程中磁通量的变化量为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)二、产生感应电流的分析判断及实验探究例2如图7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，且井字形回路中有感应电流通过，则可能()图7A．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．故选项A、B正确．答案AB例3在研究电磁感应现象的实验中所用器材如图8所示．它们是①电流表、②直流电源、③带铁芯的线圈A、④线圈B、⑤开关、⑥滑动变阻器(用来控制电流以改变磁场强弱)．试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线)．图8答案连接电路如图所示1．(对电磁感应现象的认识)下列现象中，属于电磁感应现象的是()A．小磁针在通电导线附近发生偏转B．通电线圈在磁场中转动C．因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流D．磁铁吸引小磁针答案 C解析电磁感应是指“磁生电”的现象，而小磁针和通电线圈在磁场中转动以及磁铁吸引小磁针，反映了磁场力的性质，所以A、B、D不是电磁感应现象，C是电磁感应现象．2．(对磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解)如图9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) ()图9A．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，然后再减少答案 D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 错误，D正确，故选D.3．(产生感应电流的分析判断)如图10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10A．将线框向左拉出磁场B．以ab边为轴转动(小于90°)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部分切割磁感线，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(小于90°)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内会产生感应电流．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)．4．(产生感应电流的分析判断)如图11所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是()图11A．线圈中通以恒定的电流B．通电时，使滑动变阻器的滑片P做匀速移动C．通电时，使滑动变阻器的滑片P做加速移动D．将电键突然断开的瞬间答案 A解析只要通电时滑动变阻器的滑片P移动，电路中的电流就会发生变化，变化的电流产生变化的磁场，铜环A中磁通量发生变化，有感应电流；同样，将电键断开瞬间，电路中电流从有到无，仍会在铜环A中产生感应电流．题组一对磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解与计算1．关于磁通量，下列叙述正确的是()A．在匀强磁场中，穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积B．在匀强磁场中，a线圈的面积比b线圈的大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的磁通量大C．把一个线圈放在M、N两处，若放在M处时穿过线圈的磁通量比放在N处时大，则M 处的磁感应强度一定比N处大D．同一线圈放在磁感应强度大处，穿过线圈的磁通量不一定大答案 D解析磁通量等于磁感应强度与垂直磁场方向上的投影面积的乘积，A错误；线圈面积大，但投影面积不一定大，B错误；磁通量大，磁感应强度不一定大，C错误、D正确．2．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越大B．磁感应强度越大，线圈面积越大，则磁通量越大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答案 C解析根据磁通量的定义，Φ＝B·S·sin θ，因此A、B选项错误；穿过线圈的磁通量为零时，磁感应强度不一定为零；磁通量发生变化，可能是面积变化引起的，也可能是磁场变化引起的，D错．3.如图1所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r的范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面，若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为()图1A．πBR2B．πBr2C．nπBR2D．nπBr2答案 B解析由磁通量的定义式知Φ＝BS＝πBr2；故B正确．题组二产生感应电流的分析判断4．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，电路中就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．5．下图中能产生感应电流的是()答案 B解析根据产生感应电流的条件：A中，电路没闭合，无感应电流；B中，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C中，穿过线圈的磁感线相互抵消，Φ恒为零，无感应电流；D中，磁通量不发生变化，无感应电流．6．下列情况中都是线框在磁场中做切割磁感线运动，其中线框从开始进入到完全离开磁场的时间中有感应电流的是()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.7.如图2所示，一有限范围的匀强磁场宽度为d ，若将一个边长为L 的正方形导线框以速度v 匀速地通过磁场区域，已知d ＞L ，则导线框从开始进入到完全离开磁场的过程中无感应电流的时间等于( )图2A.d vB.L vC.d －L vD.d －2L v答案 C解析 只有导线框完全在磁场里面运动时，导线框中才无感应电流．8.如图3所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，初始位置线框与磁感线平行，则在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是( )图3A ．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 三种情况线框运动后，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 中线框转动后，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．9.为观察电磁感应现象，某学生将电流表、螺线管A 和B 、蓄电池、开关用导线连接成如图4所示的实验电路．当接通和断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是( )图4A．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、负极接反答案 A解析本题考查了感应电流产生的条件．因感应电流产生的条件是闭合电路中的磁通量发生变化，由电路图可知，把开关接在B与电流表之间，因与1、2接头相连的电路在接通和断开开关时，电流不改变，所以不可能有感应电流，电流表也不可能偏转，开关应接在A与电源之间．10.如图5所示，导线ab和cd互相平行，则下列四种情况中，导线cd中有电流的是()图5A．开关S闭合或断开的瞬间B．开关S是闭合的，滑动触头向左滑C．开关S是闭合的，滑动触头向右滑D．开关S始终闭合，滑动触头不动答案ABC解析开关S闭合或断开的瞬间；开关S闭合，滑动触头向左滑或向右滑的过程都会使通过导线ab段的电流发生变化，使穿过cd回路的磁通量发生变化，从而在cd导线中产生感应电流．因此本题的正确选项应为A、B、C.11．如图6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？图6(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片；(4)开关断开瞬间．答案 (1)有 (2)无 (3)有 (4)有解析 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，电流的磁场也从无到有，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从无到有，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，电流的磁场不变，此时线圈Ⅱ中虽有磁通量但磁通量稳定不变，线圈Ⅱ中无感应电流产生，电流计无示数． (3)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，电流计有示数．(4)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，电流计有示数． 12.如图7所示，固定于水平面上的金属架MDEN 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，磁感应强度为B 0，此时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 ＝B 0l l ＋v t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＝B 0S ＝B 0l 2设t 时刻的磁感应强度为B ，此时磁通量为Φ2＝Bl (l ＋v t )由Φ1＝Φ2得B ＝B 0l l ＋v t.。
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奥斯特发现电流能产生磁场
电流
磁场
如何利用磁场获得电流？
实验探究： 导体在磁场中产生电流的条件
试验过程及现象如下：
磁铁动作
表针 摆动方向
磁铁动作
N极插入线圈 N极停在线圈中 N极从线圈抽出
S极插入线圈 S极停在线圈中 S极从线圈抽出
表针 摆动方向
归纳：在这个实验中，什么情况下能够产生 感应电流？
电磁感应的产生条件 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁
感线运动时，导体中就产生感应电流。
物理学中把这种现象叫做电磁感应。由 电磁感应产生的电流叫做感应电流。
探究感应电流方向与导体运动方向的关系
磁感线方向不变 改变导体切割磁感线的运动方向
当磁感线方向不变时，感应电流的方向与导体运动方 向有关，导体运动方向改变，感应电流方向也要发生 改变。
4、当转子继续旋转时，导体切割磁感线方向发生改变，线圈在切割磁感线， 线圈中有电流
5、当转子继续旋转，到达平衡位置，线圈没有切割磁感线，线 圈中没有电流。
从演示实验可以看出，发电机发电时线 圈中的电流方向呈周期性的改变，这样 的电流叫交变电流，简称交流电。
我国生产的交流电，频率为50HZ （即1S内线圈转动50圈），周期为 0.02S；电流方向改变100次。
发电机 演示实验：发电机发电实验 1、利用电磁感应的原理制成 2、发电机主要由转子和定子组成
1、当转子转到以磁感线垂直时，线圈没有切割磁感线，线圈中 没有电流。
2、当转子转过平衡位置时，线圈切割磁感线，线圈中有 电流
3、当转子继续向下旋转到达以磁感线垂直位置时，线圈没有切割磁感线， 线圈中没有电流
发电机发电过程中，把机械能转化为电能。
闭合回路 部分导体
产生感应
电 电流条件 在磁场中 做切割磁感线运动
磁 决定感应 磁场方向
感 电流方向 导体切割磁感线运动方向
应
应用： 发电机
交流电：电流大小、方向随 时间周Leabharlann 性变化能量转化：机械能→电能和
内能
探究感应电流方向与磁场方向的关系
导体运动方向不变
改变磁场的方向
当导体运动方向不变时，感应电流的方向与磁场方向有关，磁场方 向改变，感应电流方向也要发生改变。
结论： 感应电流的方向与__磁__场____方向和 _导__体__切__割__磁__感___线__运__动___方向有关。
电磁感应现象表明：导体在磁场中切割磁 感线运动时，有电流产生，把机械能转化 为电能。