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
2020-2021学年高中物理 第一章 电磁感应 第1节 磁性电的探索教案3 鲁科版选修3-2
磁生电的探究一、教学内容：磁生电的探究二、设计理念：高中物理电磁学是由电场、电路、磁场、电磁感应和交流电五部分组成。
其中电场、电路、磁场等相关知识是进一步认识电磁感应本质的基础，同时，电磁感应知识又是认识交变电流的起点，在电磁学中起着承上启下的作用。
而磁生电的探索是学习本章的基础，是进一步认识感应电动势大小、方向的前提条件。
三、三维目标：知识目标：1．理解电磁感应产生的条件。
2 ．会用电磁感应产生的条件解答有关问题。
过程与方法：通过实验的探索，培养学生的实验操作、收集、处理信息能力和合作探究的能力。
情感态度价值观：知道科学探究的艰难历程，培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。
四、学情分析：学生已认识了各种典型磁场磁感线的分布规律，理解了磁通量的概念；初中时也已经学习了闭合电路的部分导体做切割磁感线运动产生感应电流的知识，自然会激发起他们继续探究电磁感应产生的条件兴趣和热情，而且同学们目前已经有一定的电学实验操作基础。
对本节课设计探究实验经教师指导和小组合作，应该能够顺利完成。
五、重难点和关键：重点：电磁感应产生的条件的得出难点：电磁感应产生的条件的理解关键：利用感应电流的条件判断物理过程是否有感应电流产生六、教学课时：本教学内容共2课时七、教学准备：1．教师演示实验器材：线框2个、条形磁体2个、大小螺线管、灵敏电流表（教师演示用）、干电池2节、滑动变阻器（10欧）开关1个、导线若干等2. 准备课件：磁生电的探究.ppt八、教学过程：1.学习回顾，创设情景复习：磁通量Φ=BS ΔΦ=Φ2-Φ1引起磁通量变化的几种情况演示：“电磁炉燃纸巾”小实验（激发学生学习兴趣，探究产生感应电流的原因）。
出示部分导线切割磁感线产生感应电流的动画，让学生发现这个实验和刚才的演示有相似的地方：回路没有电源却有电流。
教师边播放，边介绍回路、部分导体、切割磁感线、电磁感应、感应电流、磁通量等概念。
问：切割磁感线能产生感应电流，那么采用其他方法能不能产生感应电流？电磁感应产生的条件是什么？（承上启下，顺利引出探究任务。
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。
《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。
2021鲁科版选修第一节《磁生电的探索》word教案1
第一节2021鲁科版选修第一节《磁生电的探索》word教案1三维教学目标1、知识与技能（1）明白与电流磁效应和电磁感应现象的发觉相关的物理学史；（2）明白电磁感应、感应电流的定义。
（3）明白产生感应电流的条件；（4）会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验。
2、过程与方法：领会科学探究中提出问题、观看实验、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）领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发觉中的重要性；（2）以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志鼓舞自己。
教学重点：明白与电流磁效应和电磁感应现象的发觉相关的物理学史。
领会科学探究的方法和艰巨历程。
培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。
教学难点：领会科学探究的方法和艰巨历程。
培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。
教学方法：教师启发、引导，学生自主阅读、摸索，讨论、交流学习成果。
教学手段：运算机、投影仪、录像片。
教学过程：一、电磁感应的探究历程1、奥斯特梦圆“电生磁”------电流的磁效应引导学生阅读教材有关奥斯特发觉电流磁效应的内容。
提出以下问题，引导学生摸索并回答：（1）是什么信念鼓舞奥斯特查找电与磁的联系的？在这之前，科学研究领域存在如何样的历史背景？（2）奥斯特的研究是一帆风顺的吗？奥斯特面对失败是如何样做的？（3）奥斯特发觉电流磁效应的过程是如何样的？用学过的知识如何说明？（4）电流磁效应的发觉有何意义？谈谈自己的感受。
学生活动：结合摸索题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。
2、法拉第心系“磁生电”------电磁感应现象引导学生阅读教材有关法拉第发觉电磁感应的内容。
提出以下问题，引导学生摸索并回答：（1）奥斯特发觉电流磁效应引发了如何样的哲学摸索？法拉第持如何样的观点？（2）法拉第的研究是一帆风顺的吗？法拉第面对失败是如何样做的？（3）法拉第做了大量实验差不多上以失败告终，失败的缘故是什么？（4）法拉第经历了多次失败后，终于发觉了电磁感应现象，他发觉电磁感应现象的具体的过程是如何样的？之后他又做了大量的实验都取得了成功，他认为成功的“要领”是什么？（5）从法拉第探究电磁感应现象的历程中，你学到了什么？谈谈自己的体会。
鲁科版选修(3-2)第一章《电磁感应》教案
鲁科版选修(3-2)第一章《电磁感应》教案第一章电磁感应1.1电磁感应的发现教学目标（一）知识与技能1．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。
2．知道电磁感应、感应电流的定义。
（二）过程与方法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。
（三）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．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。
教学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。
教学方法教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。
教学手段计算机、投影仪、录像片教学过程一、奥斯特梦圆“电生磁”------电流的磁效应引导学生阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。
提出以下问题，引导学生思考并回答：（1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？在这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景？（2）奥斯特的研究是一帆风顺的吗？奥斯特面对失败是怎样做的？（3）奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的？用学过的知识如何解释？（4）电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。
学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。
二、法拉第心系“磁生电”------电磁感应现象教师活动：引导学生阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。
提出以下问题，引导学生思考并回答：（1）奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考？法拉第持怎样的观点？（2）法拉第的研究是一帆风顺的吗？法拉第面对失败是怎样做的？（3）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么？（4）法拉第经历了多次失败后，终于发现了电磁感应现象，他发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的？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”是什么？（5）从法拉第探索电磁感应现象的历程中，你学到了什么？谈谈自己的体会。
2019_2020学年高中物理第1章电磁感应第1节磁生电的探索学案鲁科版选修3_2
第1节磁生电的探索1.了解电磁感应的探索历程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神．2.知道电磁感应的定义，理解感应电流产生的条件．3.会运用产生感应电流的条件判断具体实例中有无感应电流．一、电磁感应的探索历程事件意义电生磁1820年，丹麦奥斯特发现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，英国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(1)奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系．( )(2)法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系．( )(3)奥斯特发现了电流的磁效应，进一步研究了电磁感应现象．( )提示：(1)√(2)√(3)×二、科学探究——感应电流产生的条件1．实验探究探究1：导体棒在磁场中运动(如图所示)．实验操作有无电流产生实验探究结论导体棒AB与磁场相对静止无导体棒AB切割磁感线，通过导体棒AB 平行于磁感线运动(与导轨不分离)无闭合回路的磁通量发生变化，有感应电流产生导体棒AB 做切割磁感线运动(与导轨不分离)有探究2：磁铁在螺线管中运动(如图所示)．实验操作有无电流产生 实验探究结论 将磁铁插入螺线管时有 将磁铁插入或拔出螺线管时，通过螺线管闭合回路的磁通量发生变化，有感应电流产生 磁铁静止在螺线管中时无 将磁铁拔出螺线管时 有 探究3：螺线管A 放在螺线管B 内(如图所示)．实验操作有无电流产生 实验探究结论闭合开关的瞬间有 导体和磁场间并没有发生相对运动，当螺线管A 中的电流发生变化时，螺线管B 所处的磁场发生变化，从而引起穿过螺线管B 的磁通量发生变化，螺线管B 所在的闭合回路中有感应电流产生闭合开关，A 中电流稳定后，滑动变阻器电阻变大有闭合开关，A 中电流稳定后，滑动变阻器电阻不变无闭合开关，A 中电流稳定后，滑动变阻器电阻变小有断开开关的瞬间有2．实验结论：通过对以上三个实验的探究得出：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．瑞士科学家科拉顿将一块磁铁在螺线管中移动的过程中，有感应电流产生吗？他跑到隔壁房间观察时为什么始终没有看到电流计指针的偏转？提示：有．感应电流是在磁通量变化过程中产生的，他跑到隔壁房间时，电磁感应现象已经完成，电流计指针已经摆动过了．磁通量及其变化量的分析[学生用书P2]磁通量Φ磁通量的变化量ΔΦ物理意义某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数穿过某个面的磁通量的差值大小计算Φ＝B·S，S为与B垂直的面积，不垂直时，取S在与B垂直方向上的投影ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B2S2－B1S1或ΔΦ＝B·ΔS(B不变)或ΔΦ＝S·ΔB(S不变) 说明(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命题视角1 磁通量的计算如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，矩形线框abcd垂直于磁场放置，边长分别为L1和L2，则穿过线框的磁通量为________，若将线框以ab边为轴转动90°，此时穿过线框的磁通量为________．[解析] 根据磁通量的公式得Φ＝BS＝BL1L2；线框以ab边为轴转动90°后，没有磁感线穿过线圈，磁通量为零．[答案] BL1L20命题视角2 磁通量变化量的理解磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量．如图所示，通有恒定电流的直导线MN与闭合线框abcd共面，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框由位置1绕cd边翻转到位置2，设前后两次通过线框的磁通量的变化量分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则( )A．ΔΦ1>ΔΦ2B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1<ΔΦ2D．无法确定ΔΦ1和ΔΦ2的大小关系[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命题视角3 磁通量及其变化量的综合应用如图所示的线框abcd面积为S，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面成θ角，当线框以ab为轴顺时针转90°到虚线位置时，试求：(1)初末位置穿过线框的磁通量大小Φ1和Φ2；(2)磁通量的变化量ΔΦ.[解题探究] (1)初末位置磁场是否从同一面穿过？(2)初末位置垂直于B方向的投影面积是多大？[解析] (1)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.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＝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，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)(1)应用公式Φ＝B·S计算磁通量时，要注意各符号的物理意义及公式的适用条件．(2)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，如例2中原磁通量Φ1为正，当平面转过180°后，磁通量Φ2为负，磁通量的变化量ΔΦ＝Φ1＋Φ2.【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 B．Φa>Φb>ΦcC．Φa<Φc<Φb D．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，根据磁感线是闭合曲线的特点，可知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方法，应该是Φa>Φb>Φc，选项B正确．2.如图所示，一个100匝的线圈，其横截面积是边长为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？解析：线圈横截面为正方形时的面积：S 1＝L 2＝(0.20)2 m 2＝4.0×10－2 m 2.Φ1＝BS 1＝0.50×4.0×10－2 Wb ＝2.0×10－2 Wb.截面形状为圆形时，其半径r ＝4L 2π＝2L π. 截面积大小S 2＝π⎝ ⎛⎭⎪⎫2L π2＝425πm 2. 穿过线圈的磁通量： Φ2＝BS 2＝0.50×425πWb ≈2.55×10－2 Wb. 所以，磁通量的变化：ΔΦ＝Φ2－Φ1＝(2.55－2.0)×10－2 Wb ＝5.5×10－3Wb.答案：5.5×10－3 Wb感应电流是否产生的判断[学生用书P3]1．感应电流产生的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化．2．判断穿过闭合电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)闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动．(2)线圈与磁体之间发生相对运动，或者磁场是由通电螺线管产生，而螺线管中的电流发生变化．(3)磁感应强度B 和线圈面积S 同时发生变化．(4)磁感应强度B 和线圈之间夹角发生变化，如线圈在磁场中转动等．命题视角1 感应电流产生的条件关于产生感应电流的条件，下列说法正确的是( )A ．任一闭合回路在磁场中运动，闭合回路中就一定会有感应电流B ．任一闭合回路在磁场中做切割磁感线运动，闭合回路中一定会有感应电流C ．穿过任一闭合回路的磁通量为零的瞬间，闭合回路中一定不会产生感应电流D ．无论用什么方法，只要穿过闭合回路的磁感线条数发生了变化，闭合回路中一定会有感应电流[解析] 只要穿过闭合回路的磁通量发生变化就一定会产生感应电流，而磁通量是穿过某一面积磁感线的净条数，选项D正确；闭合回路在磁场中运动，磁通量可能变化，也可能不变，选项A错误；闭合回路在磁场中做切割磁感线运动，磁通量可能变化，也可能不变，选项B错误；磁通量为零的瞬间不能说明闭合回路中的磁通量没有发生变化，选项C错误．[答案] D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( )[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命题视角3 感应电流产生条件的应用如图所示，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中没有示数的是( )A．开关闭合瞬间B．开关闭合稳定后C．开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器滑动端D．开关断开瞬间[解题探究] (1)线圈Ⅰ中磁场方向怎样判断？(2)开关闭合(断开)瞬间、来回移动滑动变阻器滑动端，线圈Ⅱ中的磁通量怎样变化？[解析] 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，电流的磁场也从无到有，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，A错；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无示数，B对；开关闭合稳定后，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有示数，C错；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G有示数，D错．[答案] B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，而不是取决于回路有无磁通量．如例5中D项和例6中B项．(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：选ACD.通电螺线管相当于电磁铁，当开关接通瞬间，螺线管产生了磁场，穿过闭合线圈A的磁通量从无到有，发生了变化，所以产生感应电流，A项对；开关断开瞬间，A中磁通量从有到无，发生了变化，有感应电流产生，D项对；开关S接通后，电流稳定时，A中有磁通量，但磁通量没有变化，所以不会有感应电流产生，B项错误；当滑动变阻器触头滑动时，电流改变，通电螺线管的磁场改变，A中磁通量也随之改变，有感应电流产生，C项对．[随堂检测] [学生用书P4]1．1820年奥斯特发现了电流的磁效应，震动了整个科学界，它证实电现象与磁现象是有联系的，从而在科学界引起了对称性的思考：既然电流能够引起小磁针的运动，那么为什么不能用磁铁使导线中产生电流呢？在众多科学家中，法拉第通过精心设计的一系列实验，发现了电磁感应规律，将历史上认为各自独立的学科“电学”与“磁学”真正联系起来．在下面几个典型的实验设计思想中，所做的推论后来被实验否定的是( ) A．既然磁铁可使近旁的铁块带磁，静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷，那么静止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流B．既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势，那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流C．既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流，那么静止的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势D．既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势，那么运动的导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中感应出电流解析：选A.法拉第经过研究发现引起感应电流的原因都与变化和运动有关，选项BCD 中所叙述的思想都被实验证实，选项A中推论不成立．2．下列关于磁通量的说法中正确的有( )A．磁通量不仅有大小还有方向，所以磁通量是矢量B．在匀强磁场中，a线圈的面积比b线圈的面积大，则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的大C．磁通量大，磁感应强度不一定大D．把某线圈放在磁场中的M、N两点，若放在M处的磁通量较在N处的大，则M处的磁感应强度一定比N处的大解析：选C.磁通量是标量，选项A错误．根据Φ＝BS，磁通量由磁感应强度B和磁感线垂直穿过的面积S决定，S大，Φ不一定大，选项B错误．Φ大，B不一定大，选项C 正确、选项D错误．3．如图所示为探究产生电磁感应现象条件的实验装置，下列情况不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片位置不变解析：选D.选项A、B、C都能使线圈B中磁通量发生变化，都能产生感应电流而引起电流计指针转动；选项D不能使线圈B中的磁通量发生改变，不能产生感应电流，所以不能引起电流计指针转动．4.如图所示，a、b、c三个环水平套在竖直条形磁铁外面，其中a和b两环大小相同，c环最大，a环位于N极处且与端面共面，b、c两环位于条形磁铁中部，三个环的圆心在磁铁的轴线上，则关于穿过三个环的磁通量大小，下列说法正确的是( )A．c环最大，a与b环相同B．三个环相同C．b环比c环大D．a环一定比c环大解析：选C.条形磁铁磁场的磁感线分布特点是：①在外部，两端密，中间疏；②磁铁内、外磁感线条数相等．穿过a、b、c三个环向上的磁通量相同，而向下的磁通量不同，故选项C正确，A、B错误；而穿过a、c两环的磁通量大小关系不确定，选项D错误．5．(多选)如图所示的实验中，在一个足够大的磁铁的磁场中，如果AB沿水平方向运动速度的大小为v1，两磁极沿水平方向运动速度的大小为v2，则以下说法正确的是( )A．当v1＝v2，且方向相同时，可以产生感应电流B．当v1＝v2，且方向相反时，可以产生感应电流C．当v1≠v2时，方向相同或相反都可以产生感应电流D．当v2＝0时，v1的方向改为与磁感线的夹角为θ，且θ<90°，可以产生感应电流解析：选BCD.当v1＝v2，且方向相同时，二者无相对运动，AB不切割磁感线，回路中磁通量不变，回路中无感应电流，选项A错误；当v1＝v2，且方向相反时，则AB切割磁感线，穿过回路的磁通量变化，有感应电流产生，选项B正确；当v1≠v2时，无论方向相同或相反，二者都有相对运动，穿过回路的磁通量都会发生变化，有感应电流产生，选项C正确；当v2＝0，v1的方向与磁感线的夹角θ<90°时，v1有垂直切割磁感线方向的分量，即AB仍在切割磁感线，穿过回路的磁通量发生变化，有感应电流产生，选项D正确．[课时作业] [学生用书P69(单独成册)]一、单项选择题1．许多科学家在物理学发展中作出了重要的贡献，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．麦克斯韦和法拉第B．法拉第和密立根C．奥斯特和法拉第D．奥斯特和安培解析：选C.1820年，丹麦物理学家奥斯特发现载流导体能使小磁针发生偏转，首次发现了电流的磁效应，1831年，英国物理学家法拉第首次发现了电磁感应现象，选项C正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，安培发现了磁场对电流的作用规律，选项ABD错误．2．如图所示实验装置中可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，观察导体棒在磁场中做切割磁感线运动时电流表是否会产生感应电流；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，ab是水平面上一个圆形闭合线圈的直径，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，ef中的电流I产生的磁场穿过圆形闭合线圈的磁通量将( )A．逐渐增大B．逐渐减小C．始终为零D．不为零，但保持不变解析：选C.由安培定则可知通电直导线ef产生了磁场，由磁场的对称性可知，对于圆形闭合线圈平面的同一侧来说，穿进圆形闭合线圈的磁感线的条数与穿出圆形闭合线圈的磁感线条数是相等的，即穿过圆形线圈的磁通量始终为零，选项C正确．4．闭合电路的一部分导线ab处于匀强磁场中，图中所示各种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.甲、丙会产生感应电流，因为导线切割了磁感线；乙、丁不会产生感应电流，因为导线在磁场中穿行，没有切割磁感线．5.一磁感应强度为B的无界匀强磁场，方向水平向右，一面积为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．2BSC．2BS cos θD．2BS sin θ解析：选C.开始穿过线圈平面的磁通量为Φ1＝BS cos θ，后来穿过线圈平面的磁通量为Φ2＝－BS cos θ，则磁通量的变化量为ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BS cos θ.6.如图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( )A．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转动解析：选C.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．7.如图所示，一有限范围的匀强磁场，宽度为d，将一边长为l的正方形导线框以速度v向右匀速地通过磁场区域，若d>l，则导线框中不产生感应电流的时间应等于( )A ．d vB ．l vC ．d －l vD ．d －2l v解析：选C.当导线框刚刚完全进入磁场时至导线框刚刚出磁场时，穿过导线框的磁通量不发生变化，导线框中不会产生感应电流，对应的位移为(d －l )，所以时间为t ＝d －l v，选项C 正确．8.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：选C.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．二、多项选择题9．如图所示是法拉第最初研究电磁感应现象的装置，AB 是绕在软铁芯上的线圈，电流表与线圈组成一闭合回路．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C．当磁铁保持图中状态不变时，线圈中有感应电流D．当磁铁保持图中状态不变时，线圈中无感应电流解析：选ABD.当磁铁离开B端或在B端附近运动时，线圈所处位置磁场变化，穿过线圈的磁通量变化，产生感应电流，选项A、B正确；当磁铁保持图中状态不变时，穿过线圈的磁通量不变，线圈中无感应电流，选项C错误，选项D正确．10.如图所示，开始时矩形导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，若要使导线框中产生感应电流，则下列办法可行的是( )A．将导线框向左拉出磁场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°)解析：选ABC.将导线框向左拉出磁场的过程中，导线框的bc边做切割磁感线的运动，或者说穿过导线框的磁通量减少，所以导线框中将产生感应电流，选项A正确；当导线框以ab边为轴转动时，导线框的cd边的右半段在做切割磁感线的运动，或者说穿过导线框的磁通量在发生变化，所以导线框中将产生感应电流，选项B正确；当导线框以ad边为轴转动(小于60°)时，穿过导线框的磁通量在减少，所以在这个过程中导线框中会产生感应电流，选项C正确；当导线框以bc边为轴转动时，转动的角度小于60°，则穿过导线框的磁通量始终保持不变，所以在这个过程中导线框中不会产生感应电流，选项D错误．三、非选择题11．演示地磁场存在的实验装置(由环形线圈，微电流传感器，DIS等组成)如图所示．首先将线圈竖直放置，以竖直方向为轴转动，屏幕上的电流指针________(填“有”或“无”)偏转；然后仍将线圈竖直放置，使其平面与东西向平行，并从东向西移动，电流指针________(填“有”或“无”)偏转；最后将线圈水平放置，使其从东向西移动，电流指针________(填“有”或“无”)偏转．解析：判断有无感应电流发生的关键是判断闭合回路中磁通量是否变化．地磁场在北半球的水平分量由南指向北，竖直分量向下．首先将线圈竖直放置，以竖直方向为轴转动，线圈中磁通量变化，有感应电流产生，屏幕上的电流指针有偏转；然后仍将线圈竖直放置，使其平面与东西向平行，并从东向西移动，线圈中磁通量不变化，无感应电流产生，电流指针无偏转；最后将线圈水平放置，使其从东向西移动，线圈中磁通量不变化，无感应电流产生，电流指针无偏转．答案：有无无12．在研究电磁感应现象的实验中，所用的器材如图所示．它们是：①电流计②直流电源③带铁芯的线圈A④线圈B⑤开关⑥滑动变阻器(1)试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线)．(2)怎样才能使线圈B中有感应电流产生？试举出两种方法．解析：(1)如图所示．(2)①将断开的开关闭合；②将闭合的开关断开；③闭合开关后，改变滑动变阻器滑片的位置；④闭合开关后，将线圈A插入线圈B中；⑤闭合开关后，将线圈A从线圈B中拔出．答案：见解析13.如图所示，固定在水平桌面上的金属框架cdef，处在竖直向下的匀强磁场中，金属。
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
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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．
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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
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课堂讲义
磁生电的探索
2021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
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：图1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：图2实验操作实验现象(有无电流)实验探究结论N极插入线圈有将磁铁插入或拔出螺线管时，通过螺线管闭合回路的磁场发生变化，引起磁通量发生变化，有感应电流产生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.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：图3实验操作实验现象(线圈B中有无电流)实验探究结论开关闭合瞬间有导体、磁场都没有发生相对运动，但螺线管A中的电流发生变化时，引起穿过螺线管B的开关断开瞬间有开关闭合时，滑动变阻器不动无开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片有磁通量发生变化，闭合螺线管B中有感应电流产生想一想 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.磁通量变化的四种情况：情况图示举例磁通量变化B不变，S变化ΔΦ＝BΔSB变化，S不变化ΔΦ＝ΔBS B变化，S也变化ΔΦ＝B2S2－B1S1B不变，S不变，θ变化ΔΦ＝BS(sin θ2－sinθ1)(θ为闭合回路与磁场方向的夹角)4.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．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>Φb B．Φa＝ΦbC．Φa<Φb D．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B1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.【感谢您的阅览，下载后可自由编辑和修改，关注我每天更新】。
鲁科版高中物理选修(3-2)-1.1《磁生电的探索》教案
《磁生电的探索》教案设计一、教案背景1、学科：物理选修3-22、课时：1课时3、学生课前准备二、教学课题《磁生电的探索》本节课通过实验探究从而发现“磁生电”中感应电流的产生条件----“闭合回路中磁通量发生变化”这一“深藏不露”的共性。
通过本节课的学习使学生体悟到：在磁生电的发现过程，具有闪光思维的法拉第在做出伟大发现的过程中也受着历史局限性的束缚。
科学家是伟大的，但并不是高不可攀的，他们的经历告诉了我们成功的经验，也告诉了我们不成功的经验；既告诉了我们成熟的想法，也告诉了我们不成熟的想法。
在我们也经历了同样的探索过程之后，会引起这样一种信念：如果自己有这样的机会，也会成为一个发现者。
三、教材分析《磁生电的探索》是高中物理新课程（选修3-2）第一章第一节的内容，是电磁学的核心内容之一，在高中物理中占有非常重要的地位。
教材内容分析：本节内容揭示了电和磁的内在联系，通过实验探究验证了“磁生电” 并归纳出磁生电的条件，在教材中起到了承前启后的作用，是学生今后学习法拉第电磁感应定律、楞次定律和交变电流产生的基础。
本节教学目标1．知识和技能（1）知道什么是电磁感应现象。
（2）会运用产生感应电流的条件判断具体实例中有无感应电流。
2．过程和方法（1）体会科学探索的过程特征，领悟科学思维方法。
（2）通过实验探究，归纳概括出利用磁场产生电流的条件，培养学生的观察、操作、探究、概括能力。
3．情感、态度和价值观（1）通过本节课的学习，激发学生的求知欲望，培养他们严谨的科学态度。
（2）介绍法拉第不怕困难，顽强奋战十年，终于发现了电磁感应现象，感受法拉第勇于探索科学真理的科学精神。
（3）通过对物理学中简洁美的介绍赏析，培养学生欣赏物理学中美的情怀。
本节教学重点分析①学生实验探究的过程。
②对产生感应电流条件的归纳总结。
本节教学难点①教师对学生探究式学习的操控。
②学生对实验现象的分析总结──磁通量的变化四、教学方法1、教师创设物理情景，引导学生大胆猜测、设计实验；认真观察、积极思维。
2024-2025学年高中物理第一章电磁感应第1节磁性电的探索教案1鲁科版选修3-2
五、总结回顾（用时5分钟）
今天的学习，我们了解了电磁感应的基本概念、重要性和应用。同时，我们也通过实践活动和小组讨论加深了对电磁感应的理解。我希望大家能够掌握这些知识点，并在日常生活中灵活运用。最后，如果有任何疑问或不明白的地方，请随时向我提问。
-学生可以阅读一些学术论文，了解电磁感应领域的研究前沿，激发对物理学科的研究热情。
-学生可以参与科学竞赛或研究项目，将所学的电磁感应知识运用到实际中，提高实践能力和创新能力。
-学生可以加入科学社团或俱乐部，与其他对物理学科感兴趣的同学交流学习，共同探讨电磁感应等相关话题。
重点题型整理
1.题型一：法拉第电磁感应定律的应用
-学术论文：提供一些关于电磁感应研究的学术论文，让学生了解电磁感应领域的最新研究成果和发展动态。
2.拓展建议：
-学生可以利用网络资源，观看相关的电磁感应实验演示视频，加深对实验现象的理解。
-学生可以阅读一些科普文章，了解电磁感应在实际生活中的应用，提高学习的兴趣和实用性。
-学生可以注册并参加在线课程，深入学习电磁感应相关的知识，拓宽学习的深度和广度。
3.重点难点解析：在讲授过程中，我会特别强调法拉第电磁感应定律和楞次定律这两个重点。对于难点部分，我会通过举例和比较来帮助大家理解。
三、实践活动（用时10分钟）
1.分组讨论：学生们将分成若干小组，每组讨论一个与电磁感应相关的实际问题。
2.实验操作：为了加深理解，我们将进行一个简单的实验操作。这个操作将演示电磁感应的基本原理。
9.安全须知：在实验环节，对学生进行安全教育，讲解实验操作的注意事项，确保实验过程的安全性。
2020-2021学年高中物理 第一章 电磁感应 第1节 磁性电的探索教案2 鲁科版选修3-2
磁生电的探索【教材分析】本节课作为选修3-2第一章第一节，本节内容是电磁学的核心内容之一，在整个高中物理中占有相当重要的地位。
本节内容揭示了磁和电的内在联系，通过探究实验的方法归纳出了“磁生电”的规律，在教材中起到了承前启后的作用，是学生今后学习法拉第电磁感应定律、楞次定律和交变电流产生的基础。
【教学目标】1. 知识与技能⑴了解电磁感应现象发展的曲折历程⑵知道什么是电磁感应现象，理解感应电流产生的条件⑶会用电磁感应产生的条件解答有关问题。
2. 过程与方法⑴体会科学探索的过程特征，领悟科学思维方法；⑵通过实验探究，归纳概括出利用磁场产生电流的条件，培养学生的观察、操作、探究、概括能力。
3. 情感态度与价值观⑴通过学习电磁感应现象的发现历程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神⑵通过学习磁生电的条件，养成探究物理规律的良好习惯，提高自身的素养【学情分析】．学生对闭合电路的部分导线切割磁感线能产生电流，在初中已有一定的认识，但在空间想象、问题本质的分析等方面还较为薄弱。
因此，在教学中通过学生自主学习、探究实验、产生问题、协作交流等学习方法，从而得出产生感应电流的条件的结论。
【重点难点】重点: 通过实验，探究和理解感应电流的产生条件．难点: 运用感应电流的产生条件判断感应电流能否产生．【课堂探究】一、电磁感应的探索历程问题1：阅读课本p2-4,了解科学家对电磁感应的探索历程？针对训练1：自然界中电和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献．下列说法不．正确的是( ) A. 奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电和磁相互关系的序幕B. 法拉第经过了十年多坚持不懈的探索揭示了磁生电的基本原理，发现了电磁感应现象C. 奥斯特发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系D. 美国科学家亨利在实验中曾经观察到电磁感应现象，但由于没有坚持深入研究，错过发表成果的机会二、电磁感应现象实验探索1：导体在磁场中运动切割磁感线（如图1），你观察到什么现象？实验探索2：磁体插入或拔出螺线管（如图2），你观察图1：实验1 图2：实验2到什么现象？实验探索3：在实验探索1和实验探索2中闭合导体和磁场间都有相对运动，是不是产生感应电流闭合导体磁场间一定要相对运动吗？根据图3的实验电路，把原线圈A放入副线圈B，闭合或断开开关时观察实验现象，验证你的猜想是否正确？AB图3：实验3问题2：通过以上三个实验请你猜想一下：感应电流产生的条件可能是什么？根据图4的实验器材设计实验验证你的猜想？问题3：请总结一下：感应电流产生的条件是什么？针对训练2：如图所示线圈转动时，有没有感应电流产生？为什么？【自主检测】1．自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献．下列说法不．正确的是( )A．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系B．欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系C．法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系D．焦耳发现了电流的热效应，定量给出了电能和热能之间的转换关系2.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．只要电路的一部分作切割磁感线的运动，电路中就一定有感应电流3. 如图所示，开始时矩形线圈平面与磁场方向垂直，且一半在匀强磁场内，下列做法不．能使线圈中产生感应电流的是( )A．以ab为轴转动B．以bd为轴转动(转动的角度小于60°)C．在纸平面内向左平移D．以ac为轴转动(转动的角度小于60°)三．小结：四．板书设计一电磁感应的探索历程二.感应电流产生的条件①.闭合电路②.磁通量变化五．作业：P8 1—6。
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选修
第1节磁生电的探索学习目标知识脉络1.了解电磁感应现象的探索过程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神.2.知道什么是电磁感应现象，理解感应电流产生的条件．(重点、难点)3.进一步认识磁通量的概念，能对磁通量的变化进行定性分析和定量计算．(难点)电磁感应的探索历程[先填空]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1．如图1-1-1所示：图1-1-1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．科学探究——感应电流产生的条件[先填空]1．探究导体棒在磁场中运动是否产生电流(如图1-1-2所示)图1-1-2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图1-1-3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极从线圈中抽出有图1-1-4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；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，滑动变阻器滑片不动无开关保持闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片有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1-1-5【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1-1-6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1-1-6A．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1-1-7A．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1-1-8所示，则下列哪种操作能使指针偏转()【导学号：78870000】图1-1-8A．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1-1-9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1-1-9A．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1-1-10所示，为了在导线环中产生感应电流，磁铁应()【导学号：78870001】图1-1-10A．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1-1-11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1-1-11A．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1-1-12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1-1-12A．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1-1-13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1-1-13A．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1-1-14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1-1-14【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1-1-15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1-1-15A．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1-1-16【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1-1-17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1-1-17(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文本仅供参考，感谢下载！。
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学 习 资 料 汇编第1节 磁生电的探索一、电磁感应的探索历程二、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1111.1820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。
磁通量及其变化的分析1．磁通量Φ与其变化量ΔΦ的区别磁通量Φ磁通量的变化量ΔΦ物理意义某时刻穿过某个面的磁感线条数始末时刻穿过某个面的磁通量的差值大小计算Φ＝B·S，S为闭合回路线圈在垂直于磁场方向上的有效面积ΔΦ＝Φ2－Φ1ΔΦ＝B·ΔS(B不变)或ΔΦ＝S·ΔB(S不变)说明穿过某个面有方向相反的磁场，则不能直接用Φ＝B·S，应考虑方向相反的磁通量抵消以后所剩余的磁通量与磁场垂直的平面，开始时和转过180°时穿过平面的磁通量是不同的，一正一负，ΔΦ＝－2B·S，而不是零2．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。