[推荐学习]2017_2018学年高中物理第1章电磁感应第1节磁生电的探索教学案鲁科版选修3_2
磁生电的探索教案
高中物理课堂教学教案授课教师:§ 1.1磁生电的探索电磁感应定律定律不仅在科学和实践上具有重要意义，而且发现定律的指导思想以及发现过程中科学家行科学思想、科学态度的教育。
因此实施这部分内容的教学时，可进一步引导学生体会这个发现过程所揭关的资料，然后在全班进行交流和评价，让同学们发表自本节课是学生认识电磁感应现象的开始，也是后面学习法拉第电磁感应定律和楞次定律的基础，是电磁学的三维目标(一)知识与技能(1)掌握磁通量的定义及意义，会在具体实例中判断磁通量的变化。
(2)了解电磁感应现象。
(3)知道感应电流产生的条件(二)过程与方法(1)用实验的方法获得产生感应电流的条件。
(2)由感性到理性，由具体到抽象的认识方法分析出产生感应电流的条件(三)情感、态度与价值观体验实验操作的乐趣，提高观察、分析、归纳问题的能力。
养成探究物理规律的良好习惯，提高自教学重点:1、判断磁通量的变化2、感应电流产生的条件教学难点:能在具体实例中判断闭合回路中磁通量的变化2014年1月10日电流计、大小线圈、条形磁铁、导体棒、滑动变阻器、开关、导线1、 查阅资料，与同学交流讨论电磁感应现象的探索历程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。
2、 学生分组实验，通过感应电流产生条件的探究，认识到猜想与假设的重要性。
3、 探究教学过程中，能和同学们进行交流、分析、讨论，得出自己的结论。
4、 PPT 展示、电池组、PPT 、投影仪情景1. 放映PPT 设问1.用PPT ，构成情景，引出问题，电是怎样产生的呢？你知道吗，最初让这个世界真正充满“电”的，只是一些不起眼的磁铁、线圈等。
英国 物理学家法拉第就是利用这些材料打开了电气时代的大门。
诱思一一激发学生的求知欲望。
一、磁生电的探索历程师：在初中、高中我们都学习了奥斯特实验。
让我们来回顾一下这个实验。
（边演示边叙述）1820年4月的一天，奥斯特在大学讲课结束时， 偶然将通电直导线放在南北指向的小磁针上 方，这时，奇怪的现象发生了。
高中物理 第1章 电磁感应 第1节 磁生电的探索课件 鲁科选修32鲁科高二选修32物理课件
12/8/2021
第三十页，共四十一页。
命题视角 2 对感应电流有无的判断 下图中能产生感应电流的是( )
12/8/2021
第三十一页，共四十一页。
[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． [答案] B
B·ΔS(B 不变)或 ΔΦ＝ S·ΔB(S 不变)
12/8/2021
第十三页，共四十一页。
说明
磁通量 Φ
磁通量的变化量 ΔΦ
(1)磁通量 Φ 是标量，但有正、负，其正、负由“面”
决定，若穿过某一面的磁感线既有穿出，又有穿进，
则穿过该面的磁通量为净磁感线的条数
(2)磁通量的大小及磁通量的变化量均与匝数无关
12/8/2021
第十七页，共四十一页。
[解题探究] 两种情况下线框在位置 2 的磁通量相同吗？ [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差的绝对值；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 面穿入，ΔΦ2 为前后两位置磁通量的绝对值之和，故 ΔΦ1<ΔΦ2， 选项 C 正确． [答案] C
12/8/2021
第二十三页，共四十一页。
【通关练习】 1.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 C．Φa<Φc<Φb
12/8/2021
高中物理第1章电磁感应1.1磁生电的探索课件鲁科选修32
【答案】C
3.(多选)如图所示,竖直放置的长直导线通以恒定的电流,有一 矩形线框与导线在同一平面内,在下列情况中线圈能产生感应电流 的是( )。 A.导线中电流变大 B.线框向下平动 C.线框向右平动 D.线框以导线 AB 为轴转动
【答案】AC
4.如图所示,矩形闭合金属框 abcd 的平面与匀强磁场垂直,磁 场竖直向下,若金属框中有感应电流,则线框的运动情况可能是 ( )。
A.向左平动进入磁场 C.沿竖直方向向上平动
B.以 ad 边为轴略微转动 D.沿竖直方向向下平动
【答案】A
主题 1:感应电流产生条件的探究 (1)①如图甲所示,a.让导体 AB 与磁场保持相对静止;b.让导体 AB 平行于磁感线运动(与导轨不分离)。c.让导体 AB 做切割磁感线 运动(与导轨不分离)。 通过实验说明:上述三种情况下哪些会产生感 应电流?如果导体 AB 不动而磁铁沿轨道向左或向右移动,电路中是 否有电流产生?
(2)如图乙所示,条形磁铁插入或拔出螺线管的过程,电路中是 否有电流产生?如果把条形磁铁插入螺线管中保持不动,电路中是否 有电流产生?如果磁铁不动,而让螺线管上下移动,电路中是否有电 流产生?
(3)如图丙所示,说明下列哪些情况将产生电流:①闭合开关的 瞬间;②闭合开关,A 中电流稳定后;③闭合开关,A 中电流稳定后,再 让变阻器电阻增大或减小;④断开开关瞬间。
2.电磁感应现象和感应电流 (1)十年磨一剑,英国物理学家②法拉第于 1831 年终于发现了 “磁生电”现象的存在,并把这些现象叫作“电磁感应”。由电磁感 应现象产生的电流叫③感应电流。 (2)电磁感应现象发现的意义:电磁感应现象的发现使人们找到 了④磁生电的条件,进一步提示了电和磁的内在联系,引领人类社会 进入电气时代。 3.感应电流产生的条件:穿过闭合电路的⑤磁通量发生变化。
高中物理第一章电磁感应第1节电磁感应现象教案粤教版选修3_220170926425
第1节电磁感应现象本节教材分析三维目标1、知识与技能（1）知道电磁之间存在联系。
（2）知道电磁感应现象；知道产生感应电流要在一定条件下进行。
（3）知道法拉第发现了电磁感应现象，知道电磁感应现象对科学技术和人类文明进步的意义。
2、过程与方法（1）探究磁生电的条件，进一步了解电和磁之间的相互联系。
（2）经历实验探究过程，学习科学探究的基本方法，进一步了解探索自然奥秘的科学方法。
3、情感态度与价值观（1）认识自然现象之间是相互联系的，树立普遍联系的观点。
（2）通过对科学家的介绍，培养学生严肃认真、不怕艰苦的学习态度。
教学重点学生动手探究磁是否能生电及怎样才能生电。
教学难点引导学生按照探究步骤独立完成一个较为完整的探究过程。
教学建议本节教材从电流的磁效应现象出发，揭示出电与磁存在内在的联系，从而引出科学家们对“磁能生电吗？”这个问题的探索历程。
学生实验“探究感应电流产生的条件”是高中基础型教材中的重点探究课题，让学生通过猜想、假设、实验、比较、归纳等过程，得出实验结论。
然后用“示例”作为应用实验结论分析实际现象的范例。
由于微弱磁通量变化产生的感应电流用学生实验的器材无法测出来，所以介绍采用现代化技术手段“DIS实验”来测定微弱的地磁场磁通量变化产生的感应电流。
最后，“历史回眸”中关于法拉第生平事迹的介绍，不仅阐述了发现电磁感应在人类文明史中的伟大意义，同时也揭示了“寓偶然于必然之中”的哲学观点。
本节教学建议在实验室进行，用1课时完成教学。
1．关于探究感应电流产生条件的“自主活动”的参考解答把线圈和灵敏电流计连接成闭合电路。
若把条形磁铁放在线圈里静止不动，线圈里没有感应电流，灵敏电流计的指针不会偏转；若将条形磁铁在线圈中间插入或拔出，灵敏电流计的指针就会发生偏转，说明线圈里有感应电流产生。
2．关于学生实验“探究感应电流产生的条件”的说明本实验是探索性实验，重在培养学生通过实验探究知识的能力，预期要达到如下目的：（1）能猜想出：通过线圈的磁通量必须发生变化，才会产生感应电流。
《磁生电的探索》教案
鲁科版高中物理选修3-2第一章电磁感应第一节磁生电的探索（教案）教师：沈雄斌福建省东山县第二中学一、教材与学情分析1、教材分析本节课是高中物理选修3-2的开篇，在电磁学的学习过程起着承上启下的作用，在电磁感应现象认知中具有极其重要的地位。
本节的主要内容可以总结为两大部分：1、磁生电的探索历程：本部分的目的在于通地过简述若干科学家在磁生电探索过程中的贡献，让学生感受科学发现过程的态度与精神，并从中得到启发。
2、探究感应电流产生的条件：实验探究是学生发现和验证物理规律，理解物理知识极为重要的途径，本部分教材上安排三个实验要求老师引导学生进行自主探究，要充分体现学生的合作意识和交流能力。
2、学情分析（1）学生已经清楚电能够生磁，并能判断通电导线周围的磁场分布；了解什么是磁通量；（2）知道电路中要有电流，电路必须是闭合回路；（3）在初中，学生对闭合电路的部分导线切割磁感线能产生电流已有一定的认识，但在空间想象、问题本质的分析等方面还较为薄弱。
（4）能较熟练的使用互联网搜索引擎，有通过互联网查找相关知识的经验。
二、教学目标与重难点分析（一）三维教学目标1、知识与技能（1）了解电磁感应现象的发现过程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。
（2）知道电磁感应、感应电流的定义。
（3）通过实验与探究知道产生感应电流的条件；2、过程与方法：（1）利用互联网搜索，收集科学家在磁生电探索中的成与败，感悟科学发现的过程，并与同学分亨交流；（2）通过科学探究，认识科学发现的一般过程（提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结）；并能通过交流得到感应电流的产生条件。
3、情感、态度与价值观（1）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。
（2）学会通过实验探究、分析现象、团结协作、讨论交流的途径来解决问题。
（二）重点与难点重点：感应电流产生的条件；难点：总结出感应电流产生的条件。
三、教学设计以新课程理论为指导思想，以充分发挥学生在教学过程中的主体地位为依托，尊重学生的认知规律，发挥老师的引导作用，以互联网为教学辅助工具，科学实验探究为认知手段，互动交流讨论为学习方式来设计本节课的教学过程。
2017-2018 学年鲁科版选修3-2 2.1电磁感应——磁生电的探索 课件(共19张PPT)
59.所有的胜利，与征服自己的胜利比起来，都是微不足道;所有的失败，与失去自己的失败比起来，更是微不足道。 9.试着把光芒留给别人，不用太在意那些有的没的，你会更快乐。 45.活在这世上，就会被人攻击。要谈恋爱，就会被感情伤。 82.千万别迷恋网络游戏，有本事就玩好人生这场大游戏。 67.纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。 87.如果你不给自己烦恼，别人也永远不可能给你烦恼，烦恼都是自己内心制造的。 59.所有的胜利，与征服自己的胜利比起来，都是微不足道;所有的失败，与失去自己的失败比起来，更是微不足道。 77.在人生的道路上，想哭就哭，想笑就笑吧，只是别忘记赶路。 80.人生只有必然，没有偶然。 8.逆风的方向，更适合飞翔。 14.选择自己所爱的，爱自己所选取的。 31.每天醒来，敲醒自己的不是钟声，而是梦想。 64.日复明日，明日何其多？我生待明日，万事成蹉跎。 60.梯子的梯阶从来不是用来搁脚的，它只是让人们的脚放上一段时间，以便让别一只脚能够再往上登。 11.面对困难挫折挑战只要你肯相信自己，不断努力的付出，哪怕你现在的人生是从零开始，你都可以做得到。 39.顺境时，多一份思索；逆境时，多一份勇气；成功时，多一份淡然；彷徨时，多一份信念。 66.把你的脸迎向阳光，那就不会有阴影。 10.只有爱你所做的，你才能成就伟大的事情。如果你没找到自己所爱的，继续找别停下来。
试验过程及现象如下：
归纳：在这个实验中，什么情况下能够产生感应电流？
为了说清楚产生电磁感应的条件，要用到一个物理量 ——磁通量φ 。
四、磁通量 1、定义：穿过ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ合回路 的磁感线的条数。
φ= B S
2、理解：
探究一分析
探究二 分析
进一步探究感应电流与磁通量变化的关系 有 有 无 有
高中物理 第1章 电磁感应 第1节 磁生电的探索 认识“磁生电”与“电生磁”素材 鲁科版选修32
认识“磁生电”与“电生磁”磁是什么？一般提起磁，有些人都觉得磁是较为少见的，好像主要就是磁石或磁铁吸引铁，情况真是这样吗？现代科学的发展已经表明这样的看法是不对的。
现代科学研究和实际应用已经充分证实：任何物质都具有磁性，只是有的物质磁性强，有的物质磁性弱；任何空间都存在磁场，只是有的空间磁场高，有的空间磁场低。
所以说包含物质磁性和空间磁场的磁现象是普遍存在的。
电和磁是不可分割的，它们始终交织在一起。
简单地说，就是电生磁、磁生电。
一、磁生电如果把一个螺线管两端接上检测电流的检流计，在螺线管内部放置一根磁铁。
当把磁铁很快地抽出螺线管时，可以看到检流计指针发生了偏转，而且磁铁抽出的速度越快，检流计指针偏转的程度越大。
同样，如果把磁铁插入螺线管，检流计也会偏转，但是偏转方向和抽出时相反。
为什么会发生这种现象呢？我们已经知道，磁铁会向周围的空间发出磁力线。
如果把磁铁放在螺线管中，那么磁力线就会穿过螺线管。
这时，如果把磁铁抽出，磁铁远离了螺线管，将造成穿过螺线管的磁力线数目减少（或者说线圈内部的磁通量减少）。
正是这种穿过螺线管的磁力线数目（也就是磁通量）的变化使得螺线管中产生了感生电动势。
如果线圈闭合，就产生电流，称为感生电流。
如果磁铁是插入螺线管内部，这时穿过螺线管的磁力线增多，产生的感生电流和磁铁抽出时相反。
那么，如何决定线圈中感生电动势的大小和方向呢？从上面的实验我们知道，磁铁抽出的快慢决定检流计指针的偏转程度，这实际上是说，线圈中的感生电动势的大小与线圈内部磁通量的变化率成正比。
这称为法拉第定律。
通过实验我们可以证实，如果磁铁抽出，导致线圈中的磁通量减少，那么在线圈中产生的感生电流的方向是它所产生的磁通量能够补偿由于磁铁抽出引起的磁通量降低，也就是说，感生电流所产生的磁通量总是阻碍线圈中磁通量的变化。
这称为楞次定律。
如图所示，如果磁铁从线圈中向上抽出，将使得线圈中的磁通量减少，这时如果线圈是闭合的，线圈中产生感生电流，该感生电流的方向是：它产生的磁力线的方向也指向下方，以补偿由于磁铁抽出导致的磁通量减少。
高中物理 第1章 第1讲 磁生电的探索课件 鲁科版选修32
想一想 1.思考以上几个产生感应电流的实例： (1)将实验3和实验2比较(bǐjiào)，实验3中的螺线管A的作用是什么？ (2)能否概括出产生感应电流的条件都跟哪个物理量有关？
答案 (1)等效磁铁；(2)磁通量以及磁通量的变化．
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：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同时发生变化．
1＝BS1＝BL2＝2.0 10－2 Wb
圆形时
r 4L 2L 2
S2
2L
2
4 25
m2
2＝BS2＝2.5510－2 Wb
磁通量的变化
(biànhuà)
＝2－1＝5.510－3 Wb
第七页，共16页。
课堂(kètáng)讲 义
磁生电的探索
针对训练 如图所示，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(píngdòng)逐渐移动到虚线位置，穿过线框的磁通量如何变化？
(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为正，反方向的磁 通量为负，求其代数和．
第四页，共16页。
课堂(kètáng)讲
磁生电的探索
义
2．磁通量的标量(biāoliàng)性
磁通量是标量，但有正负(zhènɡ fù)，其正负(zhènɡ fù)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．
4.发生变化
5.电磁感应
感应电流
第三页，共16页。
课堂讲义
磁生电的探索
2016_2017学年高中物理第1章电磁感应第1节磁生电的探索教师用书鲁科版
第1节 磁生电的探索[先填空]1．如图111所示：图111把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转，首先观察到这个实验现象的物理学家是安培．(×)2．“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应．(√) 3．首先发现电磁感应现象的科学家是奥斯特．(×) [后思考]很多科学家在磁生电的探究中为什么没有获得成功？【提示】很多科学家在实验中没有注意磁场的变化，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，这实际上违反了能量转化和守恒定律，磁生电是一种在变化、运动过程中才能出现的效应．[合作探讨]探讨1：奥斯特发现电流的磁效应引发了怎样的思考？法拉第对此持有怎样的观点？【提示】在自然界和谐统一的科学信念下，相信自然力是统一的，物理关系都是对称的，认为既然电流可以产生磁场；反过来，磁场也可以产生电流．探讨2：法拉第经历了大量的失败，失败的原因是什么？【提示】失败的主要原因在于受传统观念的影响，只注意寻找静态和稳定的感应电流而忽略了对动态过程的观察．探讨3：你认为法拉第成功的秘诀是什么？【提示】经过多次失败之后，法拉第仍然坚持研究，正是由于他不懈的努力，正是以他有准备的头脑及敏锐的洞察力，才捕捉到了稍纵即逝的偶然现象．[核心点击]1．奥斯特的“电生磁”电流的磁效应显示了载流导体对磁针的作用力，揭示了电现象与磁现象之间存在的某种联系．奥斯特实验中，通电导线南北方向放置，导线下面的小磁针发生偏转．2．法拉第的“磁生电”“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才出现的效应，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，这就是：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现象，产生的电流叫做感应电流．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【解析】1820年，丹麦著名物理学家奥斯特发现了电流的磁效应.1831年，英国著名物理学家法拉第发现了电磁感应现象．选项D正确．【答案】 D2．1825年，瑞士物理学家德拉里夫的助手科拉顿将一个螺线管与电流计相连．为了避免强磁性磁铁影响，他把电流计放在另外一个房间，当他把磁铁插入螺线管中后，立即跑到另一个房间去观察，关于科拉顿进行的实验，下列说法正确的是( )A ．在科拉顿整个操作过程中，电流计指针不发生偏转B ．将磁铁插入螺线管瞬间，电流计指针发生偏转，但科拉顿跑到观察时，电流计指针已不再偏转C ．科拉顿无法观察到电流计指针偏转的原因是当时电流计灵敏度不够D ．科拉顿无法观察到电流计指针偏转的原因是导线过长，电流过小【解析】 科拉顿将磁铁放入螺线管时，穿过线圈的磁通量变化，回路中产生感应电流，电流计指针偏转，之后，穿过线圈的磁通量保持不变，回路中无感应电流，电流计指针不偏转，但由于科拉顿放完磁铁后跑到另一室观察，所以他观察不到偏转．只有B 项正确．【答案】B科学探究过程与方法下面的框图可以简要展示法拉第发现电磁感应规律的科学探究过程与方法．[先填空]1．探究导体棒在磁场中运动是否产生电流(如图112所示)图112图113图114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电流．[再判断]1．只要闭合线圈内有磁通量，闭合线圈就有感应电流产生．(×) 2．闭合线圈内有磁场，就有感应电流．(×)3．穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中一定会有感应电流．(√) [后思考]闭合导体回路在磁场中运动一定产生感应电流吗？【提示】不一定．若闭合导体回路在磁场中运动时，穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，导体回路中就会产生感应电流；若闭合导体回路在磁场中运动时，穿过闭合导体回路的磁通量不变，导体回路中就没有感应电流．[合作探讨]探讨1：保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中上下运动(如图甲所示)．线框中是否产生感应电流？【提示】图甲中，线框在磁场中上下运动的过程中，穿过线框的磁通量没有发生变化，所以无感应电流产生．探讨2：保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中左右运动(如图乙所示)．线框中是否产生感应电流？【提示】图乙中，线框在磁场中左右运动的过程中，尽管切割磁感线，但是穿过线框的磁通量没发生变化，所以无感应电流产生．探讨3：线框绕轴线AB转动(如图丙所示)．线框中是否产生感应电流？图115【提示】图丙中，线框绕轴线AB转动，会使穿过线框的磁通量发生改变，有感应电流产生．[核心点击]1．感应电流产生的两个条件(1)电路闭合；(2)穿过电路的磁通量发生变化．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，线圈面积S发生变化，如闭合电路的一部分导体切割磁感线时．(2)线圈面积S不变，磁感应强度B发生变化，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时．(3)磁感应强度B和线圈面积S同时发生变化，此时可由ΔΦ＝Φ1－Φ0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，如线圈在磁场中转动时．3．在如图所示的条件下，闭合矩形线圈能产生感应电流的是( )【解析】A选项中因为线圈平面平行于磁感线，在以OO′为轴转动的过程中，线圈平面始终与磁感线平行，穿过线圈的磁通量始终为零，所以无感应电流产生；B选项中，线圈平面也与磁感线平行，穿过线圈的磁通量为零，竖直向上运动过程中，线圈平面始终与磁感线平行，磁通量始终为零，故无感应电流产生；C选项中尽管线圈在转动，但B与S都不变，B又垂直于S，所以Φ＝BS始终不变，线圈中无感应电流；而D选项，图示状态Φ＝0，当转过90˚时Φ＝BS，所以转动过程中穿过线圈的磁通量在不断地变化，因此转动过程中线圈中产生感应电流．【答案】 D4．(多选)如图116所示，开始时矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场中，另一半在匀强磁场外，若要使线圈中产生感应电流，下列方法中可行的是( )图116A．将线圈向左平移一小段距离B．将线圈向上平移C．以AB边为轴转动(小于60˚)D．以AD边为轴转动(小于90˚)【解析】线圈左右移动时，线圈在匀强磁场中的面积发生变化，故有感应电流产生．上下移动线圈时，B与S均未发生变化，故无感应电流产生．若以AB边为轴转动，B与S的夹角发生变化，同样以AD边为轴转动时，B与S的夹角发生变化引起磁通量的变化，产生感应电流．故选项A、C、D正确．【答案】ACD5．(多选)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导体棒ab、cd，这两个导体棒的运动速度分别为v1、v2，如图117所示，则下列四种情况，ab棒中有感应电流通过的是( )图117A．v1＞v2B．v1＜v2C．v1≠v2D．v1＝v2【解析】题中导轨位于匀强磁场中，只要满足v1≠v2，回路的面积发生变化，从而磁通量发生变化，回路中就有感应电流产生．【答案】ABC判断是否产生感应电流的方法判断一个回路中是否产生感应电流，可以用以下方法：(1)看回路是否闭合，如果回路不闭合时，无论如何也不会产生感应电流．(2)看磁场方向与回路平面之间的关系，即磁场的方向与回路平面是垂直、平行或成某一夹角．(3)看穿过回路的磁感线的条数是否发生变化，若变化则产生感应电流，否则不产生感应电流．学业分层测评(一)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．下列现象中，属于电磁感应现象的是( )A．接入电路后的电流表指针发生了偏转B．变化的磁场使闭合电路产生感应电流C．插入通电螺线管中的软铁棒被磁化D．接通电源后的电铃不断发出响声【解析】A中表针偏转是靠磁场对电流的作用，A错；B中变化的磁场引起闭合回路磁通量的变化，产生感应电流，属于电磁感应现象，B对；C中软铁棒被磁化是磁现象，C 错；通电的电铃不断发出铃声是利用了电流的磁效应，D错．【答案】 B2．在物理学史上，奥斯特首先发现电流周围存在磁场．随后，物理学家提出“磁生电”的设想．很多科学家为证实这种设想进行了大量研究.1831年发现电磁感应现象的物理学家是( )A．牛顿B．伽利略C．法拉第D．焦耳【答案】 C3.用导线将灵敏电流表与金属棒连接成一个磁生电的实验电路，如图118所示，则下列哪种操作能使指针偏转( )【导学号：78870000】图118A．使导体ab向左(或向右)移动B．使导体ab向上(或向下)移动C．使导体ab沿a→b的方向移动D．使导体ab沿b→a的方向移动【解析】要使闭合回路中产生感应电流，导体棒需切割磁感线，选项B、C、D中导体棒在磁场中运动，但没有切割磁感线，均错误．【答案】 A4．如图119所示，导线ab和cd互相平行，则下列四种情况下导线cd中无电流的是( )图119A．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C．开关S是闭合的，但滑动触头向右滑D．开关S始终闭合，不滑动触头【解析】如果导线cd中无电流产生，则说明通过上面的闭合线圈的磁通量没有发生变化，也就说明通过导线ab段的电流没有发生变化．显然，开关S闭合或断开的瞬间、开关S是闭合的但滑动触头向左滑的过程、开关S是闭合的但滑动触头向右滑的过程都会使通过导线ab段的电流发生变化，都能在导线cd中产生感应电流．【答案】 D5．如图所示，各导体框在匀强磁场中运动方向图中已标出，能产生感应电流的是( )【解析】A图中，回路不闭合，回路中无感应电流．B、C 中虽有切割且回路闭合，但磁通量不发生变化，回路中无感应电流．【答案】 D6．一条形磁铁与导线环在同一平面内，磁铁的中心恰与导线环的圆心重合，如图1110所示，为了在导线环中产生感应电流，磁铁应( )【导学号：78870001】图1110A．绕垂直于纸面且过O点的轴转动B．向右平动C．向左平动D．N极向外转动，S极向里转动【解析】本题考查感应电流的产生条件，解决本题的关键是清楚条形磁铁的磁感线分布情况．图中位置穿过导线环平面的磁通量为零，要使导线环中有感应电流，只要让导线环中有磁感线穿过，就会有磁通量的变化，A、B、C的运动，导线环内磁通量始终为零，只有D正确．【答案】 D7．(多选)如图1111所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流I，有一矩形线框与导线在同一平面内，在下列过程中线框中产生感应电流的是( )图1111A．导线中电流变大B．线框向右平动C．线框向下平动D．线框以ab边为轴转动【解析】A中，导线中电流变大，线框内磁场变强，磁通量变大，有感应电流；B中，线框向右平动，远离导线，磁通量变小，有感应电流；C中，线框向下平动，磁通量不变，无感应电流；D中，磁通量发生周期性变化，有感应电流．【答案】ABD8.如图1112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导线ef.已知ef平行于ab，当ef竖直向上平移时，电流磁场穿过圆面积的磁通量将( )【导学号：78870002】图1112A．逐渐增大B．逐渐减少C．始终为零D．不为零，但保持不变【解析】利用右手螺旋定则判断电流产生的磁场，作出俯视图，考虑到磁场具有对称性，可以知道，进入线圈的磁感线的条数与穿出线圈的磁感线的条数是相等的．故选C.【答案】 C[能力提升]9．(多选)如图1113所示，金属裸导线框abcd放在水平光滑金属导轨上，在磁场中向右运动，匀强磁场垂直水平面向下，则( )图1113A．G1表的指针发生偏转B．G2表的指针发生偏转C．G1表的指针不发生偏转D．G2表的指针不发生偏转【解析】虽然线圈abcd构成的闭合回路中没有磁通量的变化，但电流表G1和线框abcd 构成的闭合回路中磁通量发生变化，有感应电流流过G1和G2，选A、B.【答案】AB10．(多选)某一实验装置如图1114所示，在铁芯P上绕着两个线圈A和B，如果线圈A中的电流I和时间t的关系有下列A、B、C、D四种情况，则在t1～t2这段时间内，线圈B中有感应电流的是( )图1114【解析】线圈A中通有电流时，螺线管会产生磁场，当电流发生变化时会引起磁场的变化，从而使线圈B中的磁通量发生变化，线圈B中将产生感应电流，所以选项B、C、D 正确．【答案】BCD11．(多选)如图1115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( )【导学号：78870003】图1115A．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．磁感应强度均匀增加【解析】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磁感应强度均匀增加时，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．【答案】BD12.边长l＝10 cm的正方形线框固定在匀强磁场中，磁场方向与线框平面间的夹角θ＝30°，如图1116所示．磁感应强度随时间变化的规律为B＝(2＋3t) T，则第3 s内穿过线框的磁通量的变化量ΔΦ为多少？【导学号：78870004】图1116【解析】第3 s内就是从2 s末到3 s末，所以2 s末的磁场的磁感应强度为B1＝(2＋3×2)T＝8 T，3 s末的磁场的磁感应强度为B2＝(2＋3×3) T＝11 T则ΔΦ＝ΔBS sin θ＝(11－8)×0.12×sin 30° Wb＝1.5×10－2 Wb.【答案】 1.5×10－2 Wb13.如图1117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.现在纸面内先后放上圆线圈A、B、C，圆心均处在O处，A线圈半径为1 cm，10匝；B线圈半径为2 cm，1匝；C线圈半径为0.5 cm，1匝．问：【导学号：78870005】图1117(1)在B减为0.4 T的过程中，A和B中磁通量分别改变了多少？(2)在磁场转过30°角的过程中，C中磁通量改变了多少？【解析】(1)分析可知B与A线圈磁通量始终一样，故它们的改变量也一样．ΔΦ＝ΔBπr2＝(0.4－0.8)×3.14×(1×10－2)2 Wb＝－1.256×10－4 Wb.所以A和B中磁通量都减少了1.256×10－4 Wb.(2)对C线圈，Φ1＝Bπr2，当磁场转过30°时，Φ2＝Bπr2cos 30°，故ΔΦ＝Φ2－Φ1＝Bπr2(cos 30°－1)≈－8.4×10－6 Wb.所以C中磁通量减少了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。
高中物理第一章电磁感应1电磁感应的发现教案教科版选修3-
电磁感应的发现学情分析学生通过前面《磁场》的学习，已经知道了电流能够产生磁场，通过初中的学习以及预习已经知道了法拉第发现了磁生电，但是对于磁与电之间更深层次的联系知之甚少，对于其中的发现过程更是不了解。
所以本节课让学生认识到探索电磁感应现象的历史背景是关键。
教材分析本节内容是电磁感应的第一节，将法拉第发现电磁感应的这个过程作为单独一节来呈现，目的是为了通过对科学史的学习，培养学生的物理观念、科学思维、科学态度与方法。
教学目标1.关注电磁感应现象的发现过程，了解相关的物理学史，知道电磁感应、感应电流的定义，理解产生感应电流的条件。
2.通过重新经历法拉第和其他科学家对磁生电的探索过程，知道科学探究不是一帆风顺的，必须要有恒心和毅力以及恰当的方法。
3.通过演示实验激发学生对磁生电的兴趣，并初步提出产生感应电流的条件，为后面一节做准备。
教学重难点重点：电磁感应现象的发现过程难点：初步得出感应电流产生的条件教学过程一、引入新课“隔空传声”实验（请一位同学来合作实验）：手机的耳机接A线圈，将A线圈放入B线圈中，与B线圈相连的小蜜蜂能够发出声音，这是为什么呢？引出：要解释这个现象，就要用到我们接下来这一章《电磁感应》所要学习的内容。
那什么是电磁感应呢？二、新课教学1.奥斯特发现电生磁1820年4月，奥斯特在作有关电和磁的演讲时，尝试将磁针放在导线的侧面，在接通电源时，发现磁针轻微地晃动了一下。
从而发现了电能够产生磁。
2.法拉第心系磁生电1821年，英国著名杂志《哲学年鉴》邀请英国皇家学院的戴维撰写文章，综述奥斯特发现电生磁一年以来电磁学实验与理论的进展概况。
戴维是个大教授，他把此事交给了他的助手——法拉第。
这件事促使法拉第开始了电磁学的研究，随着研究的深入，法拉第的思维自然转换到了电生磁的逆效应——磁能否生电。
其实对于法拉第，对于磁生电大家在初中的时候就已经非常熟悉了，磁生电是法拉第首先发出的，但是法拉第到底是怎么发现磁生电的呢？课前大家已经阅读过资料了，下面请大家根据手里边的资料，回答下面几个问题。
2018版高中物理第1章电磁感应1.1磁生电的探索学案鲁科版选修3_2
第1讲 磁生电的探索[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、电磁感应的探索历程1．电生磁：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应．2．磁生电：1821年，法拉第开始了磁生电的研究.1831年，他终于悟出了磁生电的基本原理，进一步揭示了电和磁的内在联系． 二、科学探究——感应电流产生的条件 1．导体棒在磁场中运动如图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．实验操作及现象如下：实验操作实验现象(有无电流)实验探究结论导体棒静止 无导体AB 切割磁感线，改变了回路在磁场中的面积，通过闭合回路的磁通量发生变化，产生了感应电流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，把条形磁铁插入或拔出螺线管．实验操作及现象如下：3.如图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．实验操作及现象如下：想一想 1.思考以上几个产生感应电流的实例：(1)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？(2)产生感应电流的条件都跟哪个物理量有关？ 答案 (1)等效磁铁；(2)磁通量以及磁通量的变化． 想一想 2.哪些情况可以引起磁通量Φ的变化？答案 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 同时发生变化． 4．实验结论：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产生． 5．因磁通量的变化产生电流的现象叫电磁感应，所产生的电流叫做感应电流.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． 3.4.面磁感线的“净”条数，即指不同方向的磁感线的条数差．例1 如图5所示，虚线框内有匀强磁场，a ，b 为垂直磁场放置的两个圆环，分别用Φa 和Φb 表示穿过两个圆环的磁通量，则下列表述正确的是( )图5A ．Φa >ΦbB ．Φa ＝ΦbC ．Φa <ΦbD ．无法确定解析 本题利用公式Φ＝BS 进行计算，在计算时注意S 为垂直磁场方向所围磁场的有效面积，不一定是线圈的面积，同时注意磁通量与线圈的匝数无关．由于磁场在圆环a 、b 中的面积相等，所以穿过两个圆环的磁通量是相等的，则Φa ＝Φb ，B 正确．故选B. 答案 B例2 如图6所示，有一个垂直纸面向里的有界匀强磁场，B 1＝0.8 T ，磁场的边界为圆形，圆心为O ，半径为1 cm.现于纸面内先后放上三个圆线圈，圆心均在O 处，A 线圈半径为1 cm,10 匝；B 线圈半径为2 cm ，1 匝；C 线圈半径为0.5 cm,1 匝．求：图6(1)在B 1减至0.4 T 的过程中，A 和B 中磁通量各改变了多少． (2)在磁场转过30°角的过程中，C 中磁通量改变了多少．解析本题主要考查磁通量改变量的求解，可由ΔΦ＝Φ2－Φ1来求．注意Φ＝BS中的S为对磁通量有贡献的有效面积．(1)对A线圈：Φ1＝B1πR2，Φ2＝B2πR2.磁通量改变量ΔΦA＝|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×(1×10－2)2Wb＝1.256×10－4Wb.对B线圈：ΔΦB＝|Φ2－Φ1|＝(0.8－0.4)×3.14×(1×10－2)2Wb＝1.256×10－4Wb.(2)对C线圈：Φ1′＝B1πr2，在磁场转过30°角的过程中，Φ2′＝B1πr2·cos 30°.磁通量改变量ΔΦC＝|Φ2′－Φ1′|＝B1πr2(1－cos 30°)＝0.8×3.14×(5×10－3)2×(1－0.866)Wb≈8.4×10－6Wb.针对训练1 如图7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水平移动，逐渐移动到虚线位置，穿过线框的磁通量如何变化？图7答案线框的水平移动，可分为三个阶段．第一阶段，从实线位置开始至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开始至线框抵达虚线位置为止，穿过线框的磁通量逐渐减少．解析直线电流I产生的磁场的磁感线的形状是以导线上的点为圆心的在竖直平面内的一组组同心圆，在电流I的右边磁感线的方向垂直水平面向里，在电流I的左边磁感线的方向垂直水平面向外．磁感线的疏密分布是越靠近导线磁感线越密，离导线越远磁感线越稀疏．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．如果回路不闭合，不会产生感应电流，但仍会产生感应电动势，就好比直流电路一样，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面的磁感线的“净”条数．(2)磁通量是指穿过某面的合磁通量．例3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．针对训练2 在一长直导线中通以如图8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( )图8A．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答案 C解析产生感应电流的条件是磁通量发生改变，题图所示位置环中没有磁通量，A、B、D没有使磁通量发生改变，所以都错．只有C在转动中使得环中磁通量发生改变，选C.对磁通量及其变化的理解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答案 C解析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．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产生感应电流的条件3．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( )答案 A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．4．如图9，A、B两回路中各有一开关S1、S2，且回路A中接有电源，回路B中接有灵敏电流计，下列操作及相应的结果可能实现的是( )图9A．先闭合S2，后闭合S1的瞬间，电流计指针偏转B．S1、S2闭合后，再断开S2的瞬间，电流计指针偏转C．先闭合S1，后闭合S2的瞬间，电流计指针偏转D．S1、S2闭合后，再断开S1的瞬间，电流计指针偏转答案AD解析S2闭合时，构成闭合回路，再闭合或断开S1的瞬间，通过A的电流变化，导致穿过线圈B的磁通量发生变化，从而产生感应电流，则指针偏转，故A、D正确；若S1保持闭合状态，则通过A的电流不变，通过线圈B的磁通量不变，无论S2闭合或打开，都不会有感应电流产生，B、C错误.。
高中物理 第1章 电磁感应 第1节 磁生电的探索 成功只在一瞬间素材 鲁科版选修32
成功只在一瞬间1820年奥斯特发现了电流的磁效应，使整个科学界受到了极大地震撼。
他的发现普遍引起了这种对称性思考：既然电流能够引起磁针的运动，那么能不能用磁铁使导线中产生电流呢？为了解决这一问题，有些科学家又积极地展开了研究，著名的法国科学家安培便是其中之一。
虽然他为了解决这个问题。
想尽了一切方法进行实验，但总是保持线圈中的电流不变，犯了根本性的错误，没能获得成功，令人遗憾。
法拉第坚信：电与磁有联系，电流能产生磁场，磁场也就一定能产生电流。
在这些信念的支持下，他坚持了10年。
1831年8月29日法拉第在他的日记中首次写下了成功的记录：把两个线圈绕在一个铁环上，一个线圈接电源，另一个接“电流表”，当给一个线圈通电或断电的瞬间，在另一个线圈上出现了电流。
法拉第因此大获成功，名垂青史。
实际上，在法拉第发现电磁感应现象的6年之前，另一位瑞士年轻的科学家科拉顿（J.D.Colladon，1802—1892）于1825年（时年23岁）也做过了类似的实验。
由于他未能把握住时机，结果未能摘夺电磁感应发现者的桂冠，令人惋惜。
科拉顿的实验是这样做的：他把一块磁铁插入用导线绕成圆筒状的线圈中，认为这样或许能产生电流。
于是他把一只灵敏电流计与线圈相连，为了防止磁铁对灵敏电流计的影响，他用了很长的导线把灵敏电流计接好后，放在另一个房间里。
由于他没有助手，他只好把磁铁插入线圈后，并让磁铁停留在磁铁中，然后迅速地跑向另一个房间观察灵敏电流计的是否偏转，他看到的结果是灵敏电流计的指针仍停留在零刻度处。
他再回到有线圈的那个房间，把磁铁抽出来并放好，再跑到另一个房间里去看灵敏电流计，结果是仍没有看到灵敏电流计的偏转。
现在看来，科拉顿的装置是完全正确的，实验方法也是对的，那么遗憾出自哪里呢?这是因为电磁感应现象是一种“暂态”现象：只有当线圈中的磁场发生变化时，才会发生电磁感应现象，灵敏电流计的指针才会发生偏转；如果线圈中的磁场稳定不变，就没有电磁感应现象发生，因此灵敏电流计的指针也就不会发生偏转。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第1节 磁生电的探索一、电磁感应的探索历程事件意义电生磁1820年，奥斯特发现了电流的磁效应拉开了研究电与磁相互关系的序幕磁生电菲涅耳、安培、科拉顿、亨利等致力于磁生电的研究 科学探索是曲折的，真理追求是执着的1831年，法拉第发现了电磁感应现象揭示了电和磁的内在联系，引领人类进入电气时代二、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111)图111 实验操作实验现象(有无电流)分析论证1.1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕，法拉第历经10年发现磁生电的原因。
2．感应电流的产生条件有两个，一是电路闭合，一是磁通量发生变化，二者缺一不可。
3．磁通量变化有多种：B 不变S 变、B 变S 不变、B 与S 都变、B 与S 都不变只是二者夹角 变。
图1123．模拟法拉第的实验(如图113)图1134．实验结论利用磁场产生电流的条件：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电流。
1．自主思考——判一判(1)法拉第不但发现了电流的磁效应，还发现了电磁感应现象。
(×)(2)磁通量虽然有正、负之分，但磁通量是标量。
(√)(3)穿过闭合线圈的磁通量发生变化，一定能产生感应电流。
(√)(4)闭合线圈做切割磁感线运动，一定能产生感应电流。
(×)(5)闭合线圈和磁场发生相对运动，不一定能产生感应电流。
(√)2．合作探究——议一议(1)为什么许多大物理学家对“磁生电”的探索失败，而法拉第却能成功呢？提示：许多大物理学家如菲涅耳、安培、科拉顿、亨利等，他们对磁生电探索失败的原因，可归纳为两条：①“磁生电”是一种在变化运动的过程中才能出现的动态效应，大多数物理学家把它看成了静态效应，静等其变，研究思路不对。
②科学实验的多次失败和挫折，使大多数物理学家知难而退、望而却步，而法拉第凭着迎难而上、对科学坚韧不拔的探索精神、献身精神，十年磨一剑，终成大器。
(2)只要磁通量变化就有感应电流产生吗？提示：不一定，要产生感应电流需具备两个条件：①闭合回路②磁通量发生变化如果电路不闭合，即使磁通量发生变化也不会产生感应电流。
(3)闭合电路的部分导体切割磁感线运动时，一定有感应电流吗？提示：不一定。
如图所示，线框ABCD仅有一半置入匀强磁场中，当它在磁场中上下运动时，一半线框在做切割磁感线运动，但磁通量未发生变化，故无感应电流产生。
当线框向左平动，离开磁场时，线框的磁通量减小，故有电流产生，导体做切割磁感线运动，不是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回路的磁通量是否发生变化。
1．磁通量Φ与其变化量ΔΦ的区别2．磁通量的计算(1)B 与S 垂直时(匀强磁场中)：Φ＝B ·S 。
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(匀强磁场中)：Φ＝B ·S ⊥。
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114所示，Φ＝B ·S sin θ。
图114(3)磁通量虽然是标量，却有正负之分。
当某面积内有方向相反的磁场时，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为正，反方向的磁通量为负，求其代数和。
[典例] 如图115所示，a 、b 是两个同平面、同心放置的金属圆环，条形磁铁穿过圆环且与两环平面垂直，则通过两圆环的磁通量Φa、Φb( )图115A．Φa＞Φb B．Φa<ΦbC．Φa＝Φb D．无法比较[思路点拨]条形磁铁磁感线分布特点→圆环的合磁通量[解析] 条形磁铁磁场的磁感线的分布特点是：①磁铁内外磁感线的条数相同。
②磁铁内外磁感线的方向相反。
③磁铁外部磁感线的分布是两端密、中间疏。
两个同心放置的同平面的金属圆环与磁铁垂直且磁铁在中央时，通过其中的磁感线的俯视图如图所示，穿过圆环的磁通量Φ＝Φ进－Φ出，由于两圆环面积S a＜S b，两圆环的Φ进相同，而Φ出a＜Φ出b，所以穿过两圆环的有效磁通量Φa＞Φb，故A正确。
[答案] A(1)对于穿过某一平面的双向磁场，Φ表示的是合磁通量的大小。
(2)注意有相反方向的磁场产生的磁通量的判断，首先要清楚哪个方向的磁通量大，然后再看它们各自如何变化，进而判断总磁通量情况。
1.如图116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( )图116A．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.如图117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，它们的磁通量分别为Φa、Φb、Φc，下列说法中正确的是( )图117A．Φa<Φb<ΦcB．Φa>Φb>ΦcC．Φa<Φc<ΦbD．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，应该是Φa>Φb>Φc。
3．如图118所示，有一通电长直导线MN，通入向右的电流I，另有一闭合线圈P位于导线正下方，现使线圈P竖直向上运动，问在线圈P到达MN上方的过程中，穿过P的磁通量是如何变化的？图118解析：根据直线电流磁场特点，靠近导线处磁场强，远离导线处磁场弱，把线圈P从MN下方运动到上方的过程中几个特殊位置画出，如图所示(为画清楚，把线圈错开了)。
分析磁通量变化时可以通过穿过线圈的磁感线的条数(注意应是净条数)的变化来分析。
Ⅰ→Ⅱ磁通量增加；Ⅱ→Ⅲ磁通量减小(Ⅲ位置时Φ＝0)；Ⅲ→Ⅳ磁通量增加；Ⅳ→Ⅴ磁通量减小。
所以整个过程磁通量的变化为：增加→减小→增加→减小。
答案：见解析1．对感应电流产生条件的理解(1)两个条件均为必要条件，缺一不可。
(2)闭合电路中是否产生感应电流，取决于穿过回路的磁通量是否发生变化。
2．判断有无感应电流的基本步骤(1)明确所研究的电路是否为闭合电路。
(2)分析最初状态穿过电路的磁通量情况。
(3)根据相关量变化的情况分析穿过闭合电路的磁通量是否发生变化。
常见的情况有以下几种：①磁感应强度B不变，线圈面积S发生变化，例如闭合电路的一部分导体切割磁感线时。
②线圈面积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时。
③磁感应强度B和线圈面积S同时发生变化，此时可由ΔΦ＝Φ1－Φ0计算并判断磁通量是否发生变化。
④线圈面积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。
[典例] (多选)如图119所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，一矩形线框abcd 与通电导线共面放置，且ad边与通电导线平行。
下列情况中能产生感应电流的是( ) A．导线中电流变大B．线框向右平动C．线框向下平动D．线框以ab边为轴转动E．线框以直导线为轴转动图119[思路点拨][解析] 讨论是否产生感应电流，需分析通电直导线周围的磁场分布情况，通电直导线周围的磁感线是一系列的同心圆，且离导线越远磁感线越稀疏。
只要穿过线框的磁通量发生变化，线框中就能产生感应电流。
因I增大而引起导线周围磁场的磁感应强度增大，穿过线框的磁通量增大，故A正确。
因离直导线越远，磁感线分布越稀疏(如图甲)，因此线框向右平动时，穿过线框的磁通量变小，故B正确。
由甲图可知线框向下平动时穿过线框的磁通量不变，故C错。
线框以ab边为轴转动时，当线框在如图甲所示位置时，穿过线框的磁通量最大，当线框转过90°时，穿过线框的磁通量最小：Φ＝0，因此可以判定线框以ab边为轴转动时磁通量一定变化，故D正确。
对E选项，先画出俯视图(如图乙)，由图可看出线框绕直导线转动时，在任何一个位置穿过线框的磁感线条数不变，因此无感应电流产生，故E 错。
[答案] ABD对感应电流产生条件的两点理解(1)在闭合回路中是否产生感应电流，取决于穿过回路的磁通量是否发生变化，而不取决于穿过回路磁通量的大小。
(2)闭合回路的部分导体做切割磁感线运动是引起回路磁通量变化的具体形式之一。
但闭合回路的部分导体做切割磁感线运动时，不一定总会引起闭合回路的磁通量变化。
如图所示，矩形线框abcd在范围足够大的匀强磁场中，在垂直磁场的平面内向右平动，虽然ad、bc边都切割磁感线，但磁场穿过回路abcd的磁通量没有变化，因而没有产生感应电流。
1．如图所示，各导体框在匀强磁场中运动方向图中已标出，能产生感应电流的是( )解析：选D A图中，回路不闭合，回路中无感应电流。
B、C中虽有切割且回路闭合，但磁通量不发生变化，回路中无感应电流。
2.如图1110所示，条形磁铁的上方放置一矩形线框，线框平面水平且和条形磁铁平行，则线框在由磁铁N极匀速平移到磁铁S极的过程中( )图1110A．线框中始终无感应电流B．线框中始终有感应电流C．线框中开始有感应电流，当线框运动到磁铁中部上方时无感应电流，以后又有了感应电流D．开始无电流，当运动到磁铁中部的上方时有感应电流，后来又没有电流解析：选B 线框移动过程中，穿过线框的磁通量先减小后增大，即穿过线框的磁通量始终是变化的，故线框始终有感应电流，故B正确。
3．图1111所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框。
在下列几种情况下，线框中是否产生感应电流？(1)保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中上下运动(图甲)。
(2)保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中左右运动(图乙)。
(3)线框绕轴线AB转动(图丙)。
图1111解析：(1)图甲中，线框在磁场中上下运动的过程中，穿过线框的磁通量没有发生变化，所以无感应电流产生。
(2)图乙中，线框在磁场中左右运动的过程中，尽管切割磁感线，但是穿过线框的磁通量没发生变化，所以无感应电流产生。