高中物理第四章电磁感应4.1-4.2划时代的发现探究感应电流的产生条件新人教版选修3

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高中物理第四章电磁感应第1节划时代的发现第2节探究感应电流的产生条件教学案新人教版选修

第1、2节划时代的发现__探究感应电流的产生条件1.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．引起电磁感应现象的原因主要有五类，分别是变化的电流、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。

3．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。

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。

产生的电流叫做感应电流。

二、磁通量的计算和物理意义1．磁通量的计算(1)公式：Φ＝BS。

(2)适用条件：①匀强磁场；②S是垂直磁场的有效面积。

(3)单位：韦伯，1 Wb＝1 T·m2。

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磁感线的条数。

(2)同一个平面，当它跟磁场方向垂直时，磁通量最大，当它跟磁场方向平行时，磁通量为0。

三、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电流(如图411所示)图411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．探究磁铁在通电螺线管中运动是否产生电流(如图412所示)图412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413所示)图413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，闭合导体回路中就有感应电流。

高中物理第4章电磁感应4.2探究感应电流产生的条件教案新人教版选修3_2

探究感应电流产生的条件教学目标（一）知识与技能1．知道电磁感应现象。

2. 理解产生感应电流的条件。

3通过研究电磁感应现象的实验操作，提高实验操作技能。

（二）过程与方法1.在探究电磁感应现象过程中，体会科学探索的过程方法。

2.学会通过实验观察、记录结果、分析论证，抽象概括出结论的科学探究方法。

（三）情感、态度与价值观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.在探究实验过程中，体验合作的快乐，成功的体验，同时培养合作学习的习惯。

教学重点与难点重点：通过实验观察和实验探究，总结感应电流的产生条件。

难点：1、教师对学生探究式学习的操控。

2、引导学生对实验现象的分析总结──磁通量的变化。

教学方法：实验观察法、分析法、实验归纳法、讲授法教具：条形磁铁（两个），导体棒，示教电流表，线圈（粗、细各一个），学生电源，开关，滑动变阻器，导线若干，自制多媒体课件教学过程一、新课引入1、表演探宝游戏：将一“宝物”（磁铁）藏在三个外形相同的“臧宝箱”中的一个。

提问学生在不打开“宝箱”的情况下，能否快速准确的将“宝物”找到？接着，给学生表演探宝游戏：将一线圈和电流计构成回路，再把线圈依次套住“臧宝箱”，若电流计指针发生偏转，则“宝物”就在该“臧宝箱”内。

提出问题：我们的探宝游戏是根据什么原理进行的？（磁生电）讲授：电磁感应现象及感应电流的概念这种磁生电的现象称为电磁感应现象，产生的电流叫感应电流。

2、提出课题：为什么线圈在磁体周围为运动会产生感应电流呢？这节课我们将一起探索电流的产生条件。

二、新课教学（一）实验探究实验一、向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出同学们想不想体验一下刚才的探宝游戏？其实，桌上提供给大家的实验器材就可以满足大家的要求2、学生实验，合作探究，并完成实验报告，教师巡回检查指导。

根据学生完成实验的情况抽查几组，并请学生代表说明实验做法及实验现象。

学生演示：如图所示。

把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，从线圈中拔出，或静止地放在线圈中。

高中物理第四章电磁感应第1、2节划时代的发现探究感应电流的产生条件课件新人教版选修3-

开关闭合瞬间开关断开瞬间开关保持闭合，滑动变阻器滑片不动开关保持闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片
18 __有__ 19 __有__ 20 _无___
21 _有___
线圈 B 中磁场 22 变化时，线圈 B 中有感应电流；线圈 B 中磁场 23不变时，线圈 B 中无感应电流
4.感应电流产生的条件：只要穿过闭合导体回路的 24 磁通量发生变化，闭合导体回路中就会产生感应电流．
[易错警示], 求磁通量及其变化量大小的三点提醒 (1)求磁通量及其变化量时要取有效面积． (2)磁通量及其变化量大小与线圈匝数无关． (3)磁感线从不同侧面穿过线圈时磁通量的正负不同．
|对点训练|
1．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
[答案] B
【例 2】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，规定初位置时穿过线框的磁通量为正值。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 的大小．
|基础小题·做一做| 1．正误判断 (1)闭合回路在磁场中运动时一定能产生感应电流．( × ) (2)只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生．(×) (3)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．(×) (4)磁通量的大小和线圈的匝数有关．(× ) (5)穿过闭合电路的磁通量发生变化就能产生感应电流．
N(或 S)极插入线圈 13 _有___ 线圈中的磁场 16 变化
N(或 S)极停在线圈中 N(或 S)极

高中物理 41 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32

知识自主梳理
知识点 1 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。
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
同学们，关于电的产生，我们还是从神奇的电磁感应现象入手吧！
●知识导航本章以电流、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。
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投影面积，在应用时可将S投影到与B垂直的方向上或者S不动，将B分解为垂直于S和平行于S的两个分量，则Φ＝B⊥S，如图所示Φ＝BSsinθ。
2．重视对物理现象的深入观察和对物理规律的亲身体验。例如课本的“说一说”“做一做”“电磁感应现象”“电磁感应定律的应用”“互感和自感”等，经过深入观察和亲身体验后，物理知识不仅容易领悟而且印象深刻。

高中物理第4章电磁感应1、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32

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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，产生的电流叫感应电流．(gǎnyì 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．
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图4-1-2
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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．
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2.探究磁铁在通电螺线管中运动是否产生电流(如图4-1-7所示)：图4-1-7
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实验操作
N极插入线圈 N极停在线圈中 N极从线圈中抽出 S极插入线圈 S极停在线圈中 S极从线圈中抽出
实验现象 (有无电流)
有无有有无有
分析论证
线圈中的磁场变化(时bi，ànhuà) 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
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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磁感线的条数． (2)同一个平面，当它跟磁场方向垂直时，磁通量最大，当它跟磁场方向平行时，磁通量为 0 .
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[再判断] 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.(√ )

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。

高中物理第四章电磁感应41、2划时代的发现探究感应电流的产生条件

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[变式训练1] 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逐渐移动到虚线位置，穿过线框的磁通量如何变化？
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答案线框的水平平动，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。
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产生感应电流的条件： □20 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。说明：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。闭合导体回路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件，如果穿过闭合导体回路的磁通量很大但不变化，那么无论有多大，也不会产生感应电流。
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(3)即使是闭合电路的部分导体做切割磁感线运动，也不能保证一定产生感应电流，如图庚所示，线框 abcd 的一部分在匀强磁场中上下平动，尽管是部分切割，但同样在线框中没有感应电流。
由以上讨论可知，导体切割磁感线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．。
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解析直导线上的电流 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。如图所示。

201x版高中物理第四章电磁感应4.1-2划时代的发现探究感应电流的产生条件新人教版选修3

磁通量改变量 ΔΦB＝|Φ2B－Φ1B|＝B1πr2(1－sin60°) ＝0.8×3.14×(5×10－3)2×(1－0.866) Wb ＝8.415×10－6 Wb. 答案：(1)1.256×10－4 Wb (2)8.415×10－6 Wb
(拓展延伸)若将【例 2】中磁感应强度减为 B2＝0.4 T 的过程中， B 线圈中的磁通量改变多少？
(3)某面积内有相反方向的磁场时，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．
(4)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.闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就会产生感应电流．
思考：如图所示，环形金属软弹簧套在条形磁铁的中心位置，若沿其半径向外拉弹簧，使其所围面积增大，则金属导线中是否有感应电流？
提示：当拉大弹簧所围面积时，磁铁内部的磁场的磁通量不变，而磁铁外部的磁场的磁通量却增大，故所围面积的磁通量减小，回路中有感应电流．
导体棒切割磁感线运动
有
应电流产生
2.探究磁铁在线圈中运动是否产生感应电流(如图)
实验操作实验现象(有无电流)
分析论证
N 极插入线圈
有
N 极停在线圈中
N 极从线圈中抽出
S 极插入线圈 S 极停在线圈中
无
有有无
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
学习目标
(1)了解电磁感应的发现过程，了解相关的物理学史．
(2)知道电磁感应、感应电流的定义． (3)观察电磁感应现象，理解产生感应

高中物理第四章电磁感应第1讲划时代的发现第2讲探究感应电流的产生条件教学案新人教版选修

1划时代的发现2探究感应电流的产生条件知识内容电磁感应现象考试要求必考加试b要求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．3．理解什么是电磁感应现象及感应电流的产生条件.一、电磁感应的发现[导学探究](1)在一次讲演中，奥斯特在南北方向的导线下面放置了一枚小磁针，当接通电源时小磁针为什么转动？(2)法拉第把两个线圈绕在同一个铁环上，一个线圈接到电源上，另一个线圈接入“电流表”，在给一个线圈通电或断电的瞬间，观察电流表，会看到什么现象？说明了什么？答案(1)电流的周围产生磁场，小磁针受到磁场力的作用而转动．(2)电流表的指针发生摆动，说明另一个线圈中产生了电流．[知识梳理]1．电流的磁效应丹麦物理学家奥斯特发现载流导体能使小磁针转动，这种作用称为电流的磁效应，揭示了电现象与磁现象之间存在密切联系．2．电磁感应现象的发现英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，即“磁生电”现象，他把这种现象命名为电磁感应．产生的电流叫做感应电流．[即学即用]判断下列说法的正误．(1)若把导线东西放置，当接通电源时，导线下面的小磁针一定会发生明显转动．()(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)小磁针在通电导线附近发生偏转的现象是电磁感应现象．()(4)通电线圈在磁场中转动的现象是电流的磁效应．()答案(1)× (2)√ (3)× (4)×二、磁通量及其变化[导学探究]如图1所示，闭合导线框架的面积为S ，匀强磁场的磁感应强度为B .图1(1)分别求出B ⊥S (图示位置)和B ∥S (线框绕OO ′转90°)时，穿过闭合导线框架平面的磁通量．(2)由图示位置绕OO ′转过60°时，穿过框架平面的磁通量为多少？这个过程中磁通量变化了多少？答案(1)BS 0(2)12BS 减少了12BS [知识梳理]1．定义：闭合回路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积叫做磁通量．2．公式：Φ＝BS ，其中的S 应为平面在垂直于磁场方向上的投影面积．大小与线圈的匝数无关(填“有”或“无”)．3．磁通量的变化量：ΔΦ＝Φ2－Φ1.[即学即用]判断下列说法的正误．(1)磁感应强度越大，线圈面积越大，则磁通量越大．()(2)穿过线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零．()(3)磁通量发生变化，一定是磁场发生变化引起的．()(4)利用公式Φ＝BS ，可计算任何磁场中某个面的磁通量．()答案(1)× (2)√ (3)× (4)×三、感应电流产生的条件[导学探究]如图2所示，导体AB做切割磁感线运动时，线路中有电流产生，而导体AB顺着磁感线运动时，线路中无电流产生．(填“有”或“无”)图2如图3所示，当条形磁铁插入或拔出线圈时，线圈中有电流产生，但条形磁铁在线圈中静止不动时，线圈中无电流产生．(填“有”或“无”)图3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闭合或断开时，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，电流表中无电流通过．(填“有”或“无”)图4[知识梳理]产生感应电流的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．[即学即用]判断下列说法的正误．(1)只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生．()(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)穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流．()(4)闭合正方形线框在匀强磁场中垂直磁感线运动，必然产生感应电流．()答案(1)×(2)×(3)√(4)×一、磁通量Φ的理解与计算1．匀强磁场中磁通量的计算(1)B与S垂直时，Φ＝BS.(2)B与S不垂直时，Φ＝B⊥S，B⊥为B垂直于线圈平面的分量．如图5甲所示，Φ＝B⊥S＝(B sin θ)·S.也可以为Φ＝BS⊥，S⊥为线圈在垂直磁场方向上的投影面积，如图乙所示Φ＝BS⊥＝BS cos θ.图52．磁通量的变化大致可分为以下几种情况：(1)磁感应强度B不变，有效面积S发生变化．如图6(a)所示．(2)有效面积S不变，磁感应强度B发生变化．如图(b)所示．(3)磁感应强度B和有效面积S都不变，它们之间的夹角发生变化．如图(c)所示．图6例1如图7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.现于纸面内先后放上圆线圈A、B、C，圆心均处于O处，线圈A的半径为1 cm,10匝；线圈B的半径为2 cm,1匝；线圈C的半径为0.5 cm,1匝．问：图7(1)在B减为0.4 T的过程中，线圈A和线圈B中的磁通量变化多少？(2)在磁场转过90°角的过程中，线圈C中的磁通量变化了多少？转过180°角呢？答案(1)A、B线圈的磁通量均减少了1.256×10－4 Wb(2)减少了6.28×10－5 Wb减少了1.256×10－4 Wb解析(1)A、B线圈中的磁通量始终一样，故它们的变化量也一样．ΔΦ＝(B2－B)·πr2＝－1.256×10－4 Wb即A、B线圈中的磁通量都减少1.256×10－4 Wb(2)对线圈C，Φ1＝Bπr′2＝6.28×10－5 Wb当转过90°时，Φ2＝0，故ΔΦ1＝Φ2－Φ1＝0－6.28×10－5 Wb＝－6.28×10－5 Wb当转过180°时，磁感线从另一侧穿过线圈，若取Φ1为正，则Φ3为负，有Φ3＝－Bπr′2，故ΔΦ2＝Φ3－Φ1＝－2Bπr′2＝－1.256×10－4 Wb.(1)磁通量与线圈匝数无关．(2)磁通量是标量，但有正、负，其正、负分别表示与规定的穿入方向相同、相反．(3)磁通量还可以用穿过某个面的有效磁感线的条数表示，穿过某个面的有效磁感线条数越多，磁通量越大；条数发生变化，则磁通量发生变化．二、感应电流产生条件的理解及应用1．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，穿过该电路的磁通量也一定发生了变化．2．区别ΔΦ与Φ：感应电流的产生与Φ无关，只取决于Φ的变化，即与ΔΦ有关．ΔΦ与Φ的大小没有必然的联系．例2(2015·诸暨高二检测)(多选)如图8所示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()图8A．当右边磁铁S极离开B端时，线圈产生感应电流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，线圈中无感应电流答案ABD解析当磁铁离开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，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，C错误，D正确．判断是否产生感应电流的技巧(1)电路闭合和磁通量发生变化是产生感应电流的两个条件，二者缺一不可．(2)磁通量发生变化，其主要内涵体现在“变化”上，磁通量很大若没有变化也不会产生感应电流，磁通量虽然是零但是变化的仍然可以产生感应电流．(3)产生感应电流的实质是其他形式的能转化为电能．针对训练(2015·嵊州高二检测)(多选)如图9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()图9A．开关S闭合的瞬间B．开关S闭合后，电路中电流稳定时C．开关S闭合后，滑动变阻器触头滑动的瞬间D．开关S断开的瞬间答案ACD例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，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．判断部分导体做切割磁感线运动产生感应电流时应注意：(1)导体是否将磁感线“割断”，如果没有“割断”就不能说切割．如例3中，A图是真“切割”，B、C图中没有切断，是假“切割”．(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，如例3 D图中ad、bc边都切割磁感线，由切割不容易判断，则要回归到磁通量是否变化上去．1．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，观察电流表的变化答案D解析电路闭合和穿过电路的磁通量发生变化，同时满足这两个条件，电路中才会产生感应电流，本题中的A、B选项都不会使得电路中的磁通量发生变化，并不满足产生感应电流的条件，故都不正确．C选项中磁铁插入线圈时，虽有短暂电流产生，但未能及时观察，C项错误．在给线圈通电、断电瞬间，会引起闭合电路磁通量发生变化，产生感应电流，因此D项正确．2．(多选)下图中能产生感应电流的是()答案BD解析根据产生感应电流的条件：A选项中，电路没有闭合，无感应电流；B选项中，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C选项中，穿过线圈的磁感线相互抵消，Φ恒为零，无感应电流；D选项中，磁通量发生变化，有感应电流．3．如图10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，则穿过两圆环的磁通量Φa、Φb的大小关系为()图10A．Φa>ΦbB．Φa<ΦbC．Φa＝ΦbD．不能比较答案A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，通过其中一个圆环的磁感线的俯视图如图所示，穿过该圆环的磁通量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．4．(多选)如图11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11A．将线框向左拉出磁场B．以ab边为轴转动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．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)．一、选择题1．(2015·绍兴高二检测)在物理学建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是()A．安培成功地发现了电流的磁效应B．洛伦兹通过实验测定了磁场对电流的作用力C．卡文迪许利用卡文迪许扭秤首先较准确地测定了静电力常量D．法拉第通过大量的实验研究发现了电磁感应现象答案D解析奥斯特发现了电流的磁效应，A错误；安培通过实验测定了磁场对电流的作用力，B错误；卡文迪许利用卡文迪许扭秤首先较准确地测定了引力常量，C错误；法拉第发现了电磁感应现象，D正确．2．(2016·平湖市调研)如图1所示，虚线框内有匀强磁场，大环和小环是垂直于磁场方向放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过大、小两环的磁通量，则有()图1A．Φ1>Φ2B．Φ1<Φ2C．Φ1＝Φ2D．无法确定答案C解析对于大环和小环来说，磁感线的净条数没有变化，所以选C.3．如图所示实验装置中用于研究电磁感应现象的是()答案B解析选项A是用来探究影响安培力大小因素的实验装置．选项B是研究电磁感应现象的实验装置，观察闭合线框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装置．选项D是奥斯特实验装置，证明通电导线周围存在磁场．4．(多选)如图2所示，电流表与螺线管组成闭合电路，以下能使电流表指针偏转的是()图2A．将磁铁插入螺线管的过程中B．磁铁放在螺线管中不动时C．将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中D．磁铁静止而将螺线管向上移动答案ACD解析只要是螺线管中的磁通量发生变化，回路中有感应电流，指针便会偏转；只要是螺线管中的磁通量不发生变化，回路中无感应电流，指针便不会偏转．在磁铁插入、拉出过程中螺线管中的磁通量均发生变化，能产生感应电流，电流表指针偏转．故A、C正确；磁铁放在螺线管中不动时，螺线管中的磁通量不发生变化，无感应电流产生，故B错误；由于磁铁静止而螺线管向上移动，螺线管中的磁通量发生变化，有感应电流产生，电流表指针偏转，故D正确．5.如图3所示，大圆导线环A中通有电流，方向如图中箭头所示，另在导线环所在平面画一个圆B，它的一半面积在A环内，另一半面积在A环外，则穿过圆B的磁通量()图3A．为0B．垂直纸面向里C．垂直纸面向外D．条件不足，无法判断答案B解析因为通电导线环的磁场中心密集，外部稀疏，所以，穿过圆B的净磁感线为垂直纸面向里．6．(多选)闭合线圈按如图所示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()答案AB解析A图中，图示状态Φ＝0，转至90°过程中Φ增大，因此磁通量发生变化；B图中离直导线越远磁场越弱，磁感线越稀，所以当线圈远离导线时，线圈中磁通量不断变小；C图中一定要把条形磁铁周围的磁感线空间分布图弄清楚，在图示位置，线圈中的磁通量为零，在向下移动过程中，线圈的磁通量一直为零，磁通量不变；D图中，随着线圈的转动，B与S 都不变，B又垂直于S，所以Φ＝BS始终不变，故正确答案为A、B.7．(多选)如图4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，若井字形回路中有感应电流通过，则可能()图4A．v1>v2B．v1<v2C．v1＝v2D．无法确定答案AB8. (多选)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，滑动触头向左滑的过程；开关S闭合，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，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．正确选项为A、B、C.9. 磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图6所示，通有恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框绕cd边翻转到位置2，设先后两次通过线框的磁通量变化分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则()图6A．ΔΦ1>ΔΦ2B．ΔΦ1＝ΔΦ2C．ΔΦ1<ΔΦ2D．无法确定答案C解析设闭合线框在位置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位置1处比在位置2处要强，故Φ1>Φ2. 将闭合线框从位置1平移到位置2，磁感线是从闭合线框的同一面穿过的，所以ΔΦ1＝|Φ2－Φ1|＝Φ1－Φ2；将闭合线框从位置1绕cd 边翻转到位置2，磁感线分别从闭合线框的正反两面穿过，所以ΔФ2＝|(－Φ2)－Φ1|＝Φ1＋Φ2(以原来穿过的方向为正方向，则后来从另一面穿过的方向为负方向)．故正确选项为 C.二、非选择题10．如图7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7(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(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．11．(2015·绍兴高二检测)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．请思考：(1)你还能指出物理学中的其他对称性和对称实例吗？________________________________________________________________________.(2)1831年，物理学家法拉第用如图8甲所示的实验装置，成功发现了磁生电现象．开关始终处于闭合状态时，a线圈中________(填“有”或“无”)感应电流产生，开关闭合或断开瞬间，a线圈中________(填“有”或“无”)感应电流产生．图8(3)如图乙所示是某兴趣小组研究磁生电现象所需的器材．请你协助该小组完成如下工作：用实线将带有铁芯的线圈A、电源、滑动变阻器和开关连接成原线圈回路，将小量程电流表和线圈B接成副线圈回路，并列举出在实验中改变副线圈回路磁通量，使副线圈回路产生感应电流的三种方式：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________.答案(1)见解析 (2)无有 (3)如图所示见解析解析(1)电荷的正与负，吸引与排斥，运动和静止，光滑和粗糙，正电子和负电子，物质和反物质．(2)开关处于闭合状态时，因穿过a线圈的磁通量不变，所以无感应电流产生；闭合开关瞬间，穿过a线圈的磁通量突然增大，所以有感应电流产生，而断开开关瞬间，穿过a线圈的磁通量突然减小，所以有感应电流产生．(3)实物连接如图所示．①合上(或断开)开关瞬间；②合上开关后，将原线圈A插入副线圈B 或从副线圈B中抽出；③合上开关，将原线圈A插入副线圈B后，移动滑动变阻器的滑片．。