11电磁感应划时代的发现

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高中物理必修三讲解讲义 18 B电磁感应现象及应用中档版

电磁感应现象及应用知识点：电磁感应现象及应用一、划时代的发现1．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．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．产生的电流叫作感应电流．二、感应电流的产生条件当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流．技巧点拨一、磁通量的变化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(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．二、感应电流产生的条件1．实验：探究感应电流产生的条件(1)如下图所示，导体AB做切割磁感线运动时，线路中________电流产生，而导体AB顺着磁感线运动时，线路中________电流产生．(均选填“有”或“无”)(2)如下图所示，当条形磁铁插入或拔出线圈时，线圈中________电流产生，但条形磁铁在线圈中静止不动时，线圈中________电流产生．(均选填“有”或“无”)(3)如下图所示，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________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：导体棒切割磁感线运动，回路面积发生变化，从而引起了磁通量的变化，产生了感应电流．实验二中：磁铁插入或拔出线圈时，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、滑动变阻器的滑动触头移动时，A线圈中电流变化，从而引起穿过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．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．例题精练1．（珠海二模）高频加热是一种利用电磁感应来加热材料的方式，其基本原理如图所示，给线圈两端ab通电，然后将材料棒放进线圈中，就能在材料内部产生涡流，达到加热的效果下列说法正确的是（）A．材料棒一般是金属等导体B．材料棒是绝缘体也能有很好的加热效果C．线圈两端接恒定电流D．材料棒的发热主要是因为线圈通电发热热传导引起2．（浙江模拟）“探究电磁感应的产生条件“实验的部分装置如图所示，正确连接时两虚线方框A、B内的器材分别是（）A．直流电源、交流电流表B．交流电源、直流电流表C．直流电流表、直流电源D．交流电流表、交流电源随堂练习1．（鼓楼区校级期中）涡流、电磁驱动和电磁阻尼都是电磁感应现象，三者常常有紧密联系，下列说法正确的是（）A．图甲中，如果在上下振动的碰铁下固定一个铝板，磁铁振动时，铝板中会产生涡流，涡流对碰铁总有吸引作用B．图甲中，如果在上下振动的磁铁下固定一个铝板，磁铁振动时，铝板中会产生涡流，涡流对磁铁总有排斥作用C．图乙中，竖直放置的蹄形磁铁转动后，同轴的闭合线圈会同向转动，这是电磁驱动现象D．图乙中，蹄形磁铁匀速转动时间足够长，闭合线圈的转速可以大于蹄形磁铁的转速2．（杭州期末）现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。

电磁感应知识点

第四章电磁感应知识点(总7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第四章电磁感应第一模块：电磁感应、楞次定律（先介绍右手螺旋定则）『基础知识』一、划时代的发现1、奥斯特梦圆“电生磁”奥斯特实验：在1820年4月的一次讲演中，奥斯特碰巧在南北方向的导线下面放置了一枚小磁针、当电源接通时，小磁针居然转动了（如右图）。

随后的实验证明了电流的确能使磁针偏转，这种作用称为电流的磁效应。

突破：电与磁是联系的2、法拉第心系“磁生电”1831年8月29日，法拉第终于发现了电磁感应：把两个线圈绕在同一铁环上（如右图），一个线圈接入接到电源上，另一个线圈接入“电流表”，在给一个线圈通电或断电瞬间，另一个线圈也出现了电流，这种磁生电的效应终于被发现了。

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.二、感应电流的产生1、N极插入、停在线圈中和抽出（S极插入、停在线圈中和抽出）有无感应电流（如图）。

磁铁动作表针摆动方向磁铁动作表针摆动方向极插入线圈偏转S极插入线圈偏转N极停在线圈中不偏转S极停在线圈中不偏转N极从线圈中抽出偏转S极从线圈中抽出偏转实验表明产生感应电流的条件与磁场的变化有关。

2、闭合回路中的一部分导体在磁场中做切割磁感应线运动时，导体中就产生感应电流。

实验表明磁场的强弱没有变化，但是导体棒切割磁感的运动是闭合的回路EFAB包围的面积在发生变化。

这种情况下线圈中同样有感应电流。

3、磁通量定义：磁感应强度B与面积S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量定义式：φ=BS(B与S垂直) φ=BScosθ(θ为B与S之间的夹角)单位：韦伯(Wb)物理意义：表示穿过磁场中某个面的磁感线条数磁通量虽然是标量，但有正负之分。

三、楞次定律1、S极插入线圈和抽出线圈中会有感应电流，那么他的方向会如何呢。

条形磁铁运动的情况N 极向下插入线圈N 极向上拔出线圈S极向下拔出线圈S极向上插入线圈原磁场方向（向上或向下）?向下?向下?向上?向上穿过线圈的磁通量变化情况（增加或减少）?增加?减少?减少?增加感应电流的方向（流过灵敏电流计的方向）?向左?向右?向左?向右结论：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2、对楞次定律中阻碍二字的正确理解“阻碍”不是阻止，这里是阻而未止。

电磁感应现象

一、划时代的发现
奥斯特在1820年发现的电流磁效应，使整个科学界受到了极大的震动，它证实电现象与磁现象是有联系的。探究电与磁关系的崭新领域，突然展开在人们面前，激发了科学家们的探索热情。一个接一个的新发现，象热浪一样冲击欧洲大陆，也激励着英国的科学界。
电能生磁，磁能生电吗？
英国科学家法拉第敏锐地觉察到，磁与电流之间应该有联系。他在1822年的日记中写下了“由磁产生电”的设想。他做了多次尝试，经历了一次次失败，但他坚信电与磁有联系，经十年努力，终于发现磁能生电。
这是一个划时代的发现
奥斯特实验【实验现象】？【实验结论】？
猜想： 1、既然电能生磁，那么，磁是否能生电呢？ 2、如果磁能生电，那么，怎样才能实现呢？
二、电磁感应现象
1、电磁感应：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
3、电磁感应产生的电流叫做感应电流。
二、产生感应电流条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。 “Φ变”
“Φ变”的原因：可能是B变、S变、B与S间的夹角变
法拉第（1791—1876）是
英国著名的物理学家、化学家。他发现了电磁感应现象，提出电场和磁场的概念。场的概念对近代物理的发展的重大意义。
他家境贫寒，出身于铁匠家庭，未受过系统的正规教育，但却在众多领域中作出惊人成就，堪称刻苦勤奋、探索真理、不计个人名利的典范，对于青少年富有教育意义。
2、重大贡献的科学家：法拉第

三、磁通量
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 。
定义：穿过闭合回路的磁感线的条数。

划时代的发现探究电磁感应的产生条件2

25 《划时代的发现、探究电磁感应的产生条件、法拉第电磁感应定律》1、感应电流的探究过程如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。

（1）、将图中所缺导线补接完整。

（2）、如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后，将原线圈迅速插入副线圈时，电流计指针_______；原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针______。

（3）、产生的条件：（4）、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（5）、带负电的圆环绕圆心旋转，在环的圆心处有一闭合小线圈，小线圈和圆环在同一平面内，则(AC )A ．只要圆环转动，小线圈内部一定有感应电流产生B ．圆环不管怎样转动，小线圈内都没有感应电流C ．圆环作加速转动时，小线圈内一定有感应电流D ．圆环作减速转动时，小线圈内一定没有感应电流（6）、第一个发现电磁感应现象的科学家是（）A. 奥斯特B.库仑C.法拉第国家D.安培（7）一水平放置的矩形线圈abcd ，在条形磁铁S 极附近下落，在下落过程中，线圈平面保持水平，如图所示，位置l 和3都靠近位置2，则线圈从位置1到位置2的过程中，线圈内感应电流，线圈从位置2到位置3的过程中，线圈内感应电流．(填“有”或“无")2、法拉第电磁感应定律（1）、法拉第电磁感应定律：表达式（注意区分Φ、△Φ、t∆∆φ）（2）、导体棒在磁场中切割磁感线产生的感应电动势表达式：注意点：（3）、两种求感应电动势区别：（4）、穿过一个电阻为2Ω的闭合线圈的磁通量每秒均匀减小0.4Wb ，则线圈中：（）A 、感应电动势为0.4VB 、感应电动势每秒减小0.4V2 3C 、感应电流恒为0.2AD 、感应电流每秒减小0.2A（5）把面积一定的线圈放在磁场中，关于穿过线圈平面的磁通量和磁感应强度关系的描述，下列说法正确的是：（）A ．若穿过线圈平面的磁通量最大，则该处磁感应强度一定最大B. 若穿过线圈平面的磁通量为零,则该处的磁感应强度也为零C ．在磁场中某处，穿过线圈平面的磁通量只与该处的磁感应强度和线圈的面积有关D.在磁场中某处，若穿过线圈平面的磁通量最大，线圈平面应与磁场方向垂直放置（6）如图所示，当导线MN 向右沿导轨匀速和加速滑动过程中，正对有铁心的线圈A 的圆形金属环B 中能否产生感应电流?（7）、知某一区域的地下埋有一根与地表平行的直线电缆，电缆中通有变化的强电流，因此可以通过在地面上测量试探线圈中的感应电流来探测电缆的走向．当线圈平面平行地面测量时，在地面上a 、c 两处(圆心分别在a 、c)，测得线圈中的感应电流都为零，在地面上b 、d 两处，测得线圈中的感应电流都不为零．据此可以判断地下电缆在以下哪条直线正下方（）A ．acB ．bdC ．abD.ad（8）、，一根电阻为R ＝12Ω的电阻丝做成一个半径为r ＝1m 的圆形导线框，竖直放置在水平匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，磁感强度为B ＝0.2T ，现有一根质量为m ＝0.1kg 、电阻不计的导体棒，自圆形线框最高点静止起沿线框下落，在下落过程中始终与线框良好接触，已知下落距离为 r /2时，棒的速度大小为v 1＝38m/s ，下落到经过圆心时棒的速度大小为v 2 ＝310m/s ，（取g=10m/s 2）试求： ⑴下落距离为r /2时棒的加速度， ⑵从开始下落到经过圆心的过程中线框中产生的热量．B ⨯ ⨯ ⨯ ⨯⨯ ⨯ ⨯ ⨯⨯ ⨯ ⨯ ⨯⨯ ⨯ ⨯ ⨯ B o。

第13章第3节电磁感应现象及应用新教材高中物理必修第三册(人教版)(解析版)

第3节电磁感应现象及应用课程内容要求核心素养提炼1．了解电磁感应现象发现的历史过程，体会科学家探索自然规律的科学态度和科学方法．2．通过实验，知道电磁感应现象及其产生的条件．3．了解法拉第发现电磁感应现象的重大意义．1．物理观念：电磁感应、感应电流．2．科学探究：探究感应电流产生的条件．一、划时代的发现1.1822年到1831年，法拉第经过长达10年的探索，发现了“由磁产生电”．2．由磁产生电叫作电磁感应，产生的电流叫作感应电流．[判断](1)只有很强的磁场才能产生感应电流．(×)(2)法拉第发现电磁感应现象是只有在变化、运动的过程中才出现的现象．(√)(3)奥斯特首先发现了电磁感应现象．(×)二、产生感应电流的条件1．实验装置：模拟法拉第的实验(如图)：2．实验过程和现象实验操作实验现象(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3．实验结论：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流．这就是产生感应电流的条件．三、电磁感应现象的应用1．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、电磁炉等也是根据电磁感应制造的．[思考]某一时刻穿过闭合回路的磁通量为0时，回路一定无感应电流吗？提示不一定，如果穿过闭合回路的磁通量正在变化，只是某时刻的磁通量为0，则回路中会产生感应电流．探究点一实验：探究感应电流产生的条件探究产生感应电流条件的实验步骤如图甲、乙、丙所示．甲：AB 棒垂直磁感线左右运动乙：AB 棒沿磁感线上下运动丙：AB 棒垂直磁感线左右运动(1)本实验中，我们通过观察________________________来判断电路中是否有感应电流．(2)通过比较图甲和丙可知，产生感应电流的一个条件是电路要________；通过比较图________可知，产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动．(3)若图甲中AB 棒不动，磁铁左右水平运动，电路________(选填“有”或“无”)感应电流．(4)在产生感应电流的实验中，将________能转化为电能，生活中的________机就是根据上述原理工作的．解析(1)实验时，通过观察电流表的指针是否偏转，来确定电路中是否产生感应电流．(2)甲电路是闭合电路，电流表的指针发生偏转，说明电路中产生了感应电流．丙电路是断开的，电流表的指针没有偏转，说明电路中没有产生感应电流．由此可知，产生感应电流的一个条件是电路要闭合．要得出产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动，这两次实验导体分别在磁场中做切割磁感线运动和不做切割磁感线运动，由此比较可以确定要选用图甲和图乙．(3)在图甲中，电路是闭合的；若AB 棒不动，磁体运动，利用运动和静止的相对性可以确定，AB棒也做切割磁感线运动．具备了感应电流产生的两个条件，所以电路中有电流产生．(4)电磁感应现象中，消耗了机械能，得到了电能．利用电磁感应现象制成了发电机．答案(1)电流表指针是否偏转(2)闭合甲和乙(3)有(4)机械发电[题后总结]产生感应电流的判断方法(1)电路一定是闭合的．(2)导体做切割磁感线的运动．(3)导体不动，磁场运动，造成导体切割磁感线．[训练1]某同学做观察电磁感应现象的实验，将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图所示的实验电路，当他接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是()A．开关位置接错B．电流表的正、负极接反C．线圈B的接头3、4接反D．蓄电池的正、负极接反A[图中所示连接的开关不能控制含有电源的电路中电流的通断，而本实验的内容之一就是研究在开关通断瞬间，电流的有无导致磁场变化，进而产生感应电流的情况，但图中的接法却达不到目的．][训练2]如图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连接成副线圈回路，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________________________________________________________________________．解析实物连接如图所示．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中或从副线圈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．答案见解析探究点二感应电流有无的判断如图，图甲中磁铁下方有一个闭合线圈，图乙中通电导线右侧有一个闭合线框．甲乙(1)图甲中，线圈不动，磁铁向下靠近线圈时，线圈中有无感应电流？(2)图乙中，通电导线中的电流减小时，线框中有无感应电流？提示(1)线圈中的磁通量增大，有感应电流．(2)线框中的磁通量减小，有感应电流．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，线圈的面积S发生变化，例如闭合电路的一部分导体切割磁感线时．(2)线圈的面积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和线圈的面积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)线圈的面积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．如图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()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C[四种情况中初始位置线框均与磁感线平行，磁通量为0，按选项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0不变，线框中不产生感应电流．选项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，选项C正确．] [题后总结]判断产生感应电流的条件应注意的问题(1)磁通量有变化，但回路没闭合，不产生感应电流．(2)闭合回路切割磁感线，但磁通量没变，不产生感应电流．(3)初末位置磁通量相同，但过程中闭合回路磁通量有变化，产生感应电流．(4)线圈有正反两面，磁感线穿过的方向不同，磁通量不同，产生感应电流．[训练3]法拉第在1831年发现了“磁生电”现象．如图，他把两个线圈绕在同一个软铁环上，线圈A和电池连接，线圈B用导线连通，导线下面平行放置一个小磁针．实验中可能观察到的现象是()A．用一节电池作电源小磁针不偏转，用十节电池作电源小磁针会偏转B．线圈B匝数较少时小磁针不偏转，匝数足够多时小磁针会偏转C．线圈A和电池连接瞬间，小磁针会偏转D．线圈A和电池断开瞬间，小磁针不偏转C[根据“磁生电”即电磁感应现象的产生条件，只有线圈B中磁通量变化时才能在线圈B中产生感应电流，因此无论线圈B的匝数多少，无论线圈A中的电池多少，都不能在线圈B中产生感应电流，选项A、B错误；只有在线圈A和电池连接或断开的瞬间，线圈B 中才能产生感应电流，电流产生磁场，使导线下面平行放置的小磁针发生偏转，选项C正确，选项D错误．]。

20周《电磁感应全章练习》参考

高三物理第一轮复习资料电磁感应基础练习一、划时代的发现1、奥斯特实验要有明显的效果，通电导线必须____________放置。

2、1831年8月29日，____________发现了电磁感应现象。

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>Φ2 B.Φ1<Φ2 C.Φ1=Φ2 D.无法确定4、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5、两个圆环A 、B ，如图所示放置，且R A >R B .一条形磁铁轴线过两个圆环的圆心处，且与圆环平面垂直，则穿过A 、B 环的磁通量ΦA 和ΦB 的关系是（） A 、ΦA >ΦB B 、ΦA =ΦB C 、ΦA <ΦB D 、无法确定二、电磁感应的产生条件1.关于磁通量、磁通密度、磁感应强度，下列说法正确的是（）A ．磁感应强度越大的地方，磁通量越大B ．穿过某线圈的磁通量为零时，由B=S可知磁通密度为零 C ．磁通密度越大，磁感应强度越大D ．磁感应强度在数值上等于1 m2的面积上穿过的最大磁通量 2.下列单位中与磁感应强度的单位“特斯拉”相当的是（）A ．Wb/m2B ．N/A ·mC ．kg/A ·s2D ．kg/C ·m 3.关于感应电流，下列说法中正确的是（）A ．只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流B ．只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流C ．若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流D ．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流4.在一长直导线中通以如图所示的恒定电流时，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（）A ．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 5.如图所示，环形金属软弹簧，套在条形磁铁的中心位置。

法拉第发现电磁感应定律的过程

法拉第发现电磁感应定律的过程
法拉第所做的由于磁场的变化在导体中感生出电流的实验。

他仔细分析了电流的磁效应等现象，认为现在已经发现了电流产生磁的作用，电流对电流的作用，那么反过来，磁也应该能产生电。

实验过程被他的日记记载。

法拉第由此实验开始得出了电磁感应定律，发明了发电机等对人类文明有着深远意义的影响。

本词条还记录了同一时期，其他科学家对于磁生电的想法与成果。

1831年11月24日，法拉第写了一篇论文，向英国皇家学会报
告了整个实验情况，他把可以产生感应电流的情形概括为五类：⑴变化着的电流；⑵变化着的磁场；⑶运动的稳恒电流；⑷运动的磁铁；
⑸在磁场中运动的导体。

他正确地指出感应电流与原电流的变化有关，而与原电流本身无关。

法拉第把上述现象正式定名为“电磁感应”。

至此，法拉第作出了划时代的发现——电磁感应现象。

但电磁感应的规律，一直到1851年才最后建立。

电磁感应现象及应用

13.3 电磁感应现象及应用知识点1：电磁感应现象及应用1、划时代的发现“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。

“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。

电磁感应：法拉第把由他发现的磁生电的现象叫做电磁感应。

感应电流：由电磁感应现象产生的电流。

2、产生感应电流的条件实验：探究感应电流产生的条件。

实验实验过程实验图例实验结论实验一导体棒AB做切割磁感线运动时，线路中有电流产生；当导体棒AB顺着磁感线运动时，线路中无电流产生。

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。

实验二当条形磁体插入或拔出线圈时，线圈中有电流产生；当条形磁体在线圈中静止不动时，线圈中无电流产生。

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，电流表中有电流通过；当开关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；当开关S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。

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。

产生感应电流的条件：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流。

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。

磁通量的变化大致可分为以下几种情况：磁通量变化情况磁感应强度B不变，有效面积S发生变化面积S不变，磁感应强度B 发生变化磁感应强度B和面积S都不变，它们之间的夹角发生变化面积S变化，磁感应强度B 也变化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。

人教版高中物理必修第三册同步教案13.3电磁感应现象及应用

第3节电磁感应现象及应用学习目标1.理解什么是电磁感应现象。

2.掌握感应电流产生的条件,会根据条件判断是否有感应电流产生。

3.了解电磁感应现象在现实生活中的应用。

自主预习一、划时代的发现[填空]1.“电生磁”的发现1820年,丹麦物理学家发现了电流的磁效应。

2.“磁生电”的发现1831年发现了电磁感应现象,产生的电流叫作。

3.电磁感应现象发现的意义二、产生感应电流的条件[填空]产生感应电流的条件三、电磁感应现象的应用、、都是根据电磁感应制造的。

课堂探究[情境设问]产生感应电流需要满足什么样的条件?实验一:请同学们利用手中器材,让导体棒做切割磁感线运动,观察产生的感应电流。

[情境设问]导体棒做切割磁感线运动时,是与磁场相关的哪个物理量发生了变化?实验二:如图所示,条形磁铁插入、停留、抽出螺线管中,观察螺线管中是否有电流产生。

实验三:如图所示,线圈A通过变阻器和开关连接到电源上,线圈B的两端连到电流表上,把线圈A装在线圈B的里面,观察下面几种情况下线圈B中是否有电流产生。

实验操作实验现象(线圈B中有无电流)开关闭合开关断开开关闭合时,滑动变阻器不动开关闭合时,迅速移动滑动变阻器的滑片[思考与讨论]总结实验观察到的现象,概括一下产生感应电流的条件。

[例题展示]【例题】如图所示,通电直导线旁放有一闭合线圈abcd,请大家设计方法,使线圈abcd中能产生感应电流。

[变式练习]如下图所示,矩形线圈与磁场垂直,且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外,下述过程中使线圈产生感应电流的是()A.以bc为轴转动45°B.以ad为轴转动45°C.将线圈向下平移D.将线圈向上平移课堂练习1.(多选)下列现象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.闭合回路的导体棒切割磁感线时,回路中有电流产生C.因闭合线圈在磁场中运动而产生电流D.磁铁吸引小磁针2.关于电磁感应现象,下列说法正确的是()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变化,电路中就有感应电流3.如图所示,一有限范围的匀强磁场宽度为d,若将一个边长为L的正方形线框以速度v匀速的通过磁场区域,已知d>L,则导线框在通过磁场区域的过程中无感应电流的时间为()A. B.C. D.4.(多选)下列电器中,应用到电磁感应现象的有()A.发电机B.电动机C.变压器D.电磁炉核心素养专练5.发现电磁感应现象的科学家是()A.奥斯特B.安培C.科拉顿D.法拉第6.发电机利用水力、风力等动力推动线圈在磁场中转动,将机械能转化为电能。

电磁感应的发现历程

爱因斯坦的评价：场的思想是法拉第最富创造性的思想，是牛顿以来最重要的发现。麦克斯韦正是继承和发展了场的思想，为之找到了完美的数学表——懂、会、悟、创。
对以往知识的熟知和对新鲜事物及其发展前景的敏感，是一个人的创造力的源泉。 ——汤川秀树
摩擦生热蒸汽机物理学将不再是关于运动热空气光电磁以及我们所知道的各种其他现象的零散的罗列我们将把整个宇宙纳在一个体系中
——
电磁感应的发现历程
一品：信念
哲学家康德：各种自然现象之间是相互联系和相互转化的。实例：摩擦生热、蒸汽机
物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们所知道的各种其他现象的零散的罗列，我们将把整个宇宙纳在一个体系中。
1831年8月29日
法拉第线圈：与160年后出现的现代变压器出奇的相似，现已成为著名的科学文物。
进一步地思考和探索：
铁环和线圈A是产生这一效应的必要条件吗？
1831年11月24日，法拉第向皇家学会提交了一个报告，把这种现象定名为电磁感应，产生的电流叫做感应电流。五种类型可以引起感应电流：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。有规律吗？
奥斯特实验：揭示了电流的磁效应
突破：电与磁是有联系的！
对称性的思考……
英国的法拉第认为：电和磁是一对和谐对称的自然现象。
依据：磁化和静电感应现象
猜想：电流应该可以感应出电流！信念：一定要转磁为电！
未显示作用
毫无反应
不行
二品：科学的实验方法
1828年11月28日实验1. 两根长4米长的导线平行放置, 用两张厚纸将它们隔开, 先把其中的一根导线接到电池的两端通电,再把另一根与电流计相连。

高中物理学案：电磁感应现象

高中物理学案：电磁感应现象[学科素养与目标要求]科学探究：1.通过实验探究产生感应电流的条件.2.通过实验探究决定感应电动势大小的因素. 物理观念：1.知道什么是电磁感应现象，掌握产生感应电流的条件.2.理解磁通量的概念.3.掌握法拉第电磁感应定律，并会进行有关计算.一、电磁感应现象1.划时代的发现(1)奥斯特在1820年发现了电流磁效应，即“电能生磁”.(2)1831年，法拉第发现了电磁感应现象，即“磁能生电”.2.电磁感应现象：闭合导体回路的一部分在磁场中做切割磁感线的运动时，闭合导体回路中就产生电流.物理学中把这类现象叫做电磁感应.3.感应电流：由电磁感应产生的电流叫做感应电流.二、电磁感应的产生条件1.磁通量：用“穿过一个闭合导体回路的磁感线条数的多少”来形象地理解“穿过这个闭合导体回路的磁通量”.2.感应电流的产生条件只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流.三、感应电动势1.感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势.在闭合回路中，产生感应电动势的那部分导体相当于电源.2.产生条件：只要穿过电路的磁通量发生改变，在电路中就产生感应电动势.3.磁通量的变化量：ΔΦ＝Φ2－Φ1.4.磁通量的变化率：磁通量的变化量跟产生这个变化所用时间的比值，即单位时间内磁通量的变化量.四、法拉第电磁感应定律1.内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.2.公式：E＝ΔΦΔt，若有n匝线圈，则产生的感应电动势为：E＝nΔΦΔt.3.国际单位：ΔΦ的单位是韦伯(Wb)，Δt的单位是秒(s)，E的单位是伏特.1.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)闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流.( √)(3)感应电动势的大小与磁通量的变化量成正比.( ×)(4)感应电动势的大小与磁通量变化的快慢有关，磁通量变化越快，感应电动势越大.( √) 2.某线圈共10匝，已知通过线圈的磁通量在20s内由30Wb均匀增大到40Wb，则线圈产生的感应电动势为________V.答案 5一、磁通量1.定义：物理学中把磁场中穿过某一面积S的磁感线条数定义为穿过该面积的磁通量.2.单位：韦伯，符号：Wb.3.公式：Φ＝BS(B⊥S).4.意义：表示穿过某一面积的磁感线条数的多少.5.引起磁通量变化的原因(1)B变S不变.(2)B不变S变(如闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动).(3)B不变S不变而B与S夹角θ变(如线圈转动).(4)B、S、θ中有两个量或三个量同时变.例1关于磁通量的概念，下列说法中正确的是( )A.磁场中某处的磁感应强度越大，面积越大，则穿过线圈的磁通量一定就越大B.放在某处的一个平面，穿过它的磁通量为零，则该处磁感应强度一定为零C.磁通量的变化不一定是由于磁场的变化而引起的D.磁场中某处的磁感应强度不变，放在该处线圈的面积也不变，则磁通量一定不变答案 C解析磁通量的大小与磁感应强度的大小、面积的大小以及磁场和平面的夹角有关，所以A、B、D错，C对.针对训练1 磁通量可以形象地理解为“穿过一个闭合电路的磁感线的条数”.在图1所示磁场中，S1、S2、S3为三个面积相同的相互平行的线圈，穿过S1、S2、S3的磁通量分别为Φ1、Φ2、Φ且都不为0.下列判断正确的是( )3图1A.Φ1最大B.Φ2最大C.Φ3最大D.Φ1、Φ2、Φ3相等答案 A解析磁通量表示穿过一个闭合电路的磁感线条数的多少，从题图中可看出穿过S1的磁感线条数最多，穿过S3的磁感线条数最少.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)闭合电路的部分导体切割磁感线在初中学过，当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，如图2所示.图2导体棒左右平动、前后平动、上下平动，观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表1中.表1(2)向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出如图3所示，把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，或从线圈中抽出，或静止地放在线圈中.观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表2中.图3表2(3)模拟法拉第的实验如图4所示，线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端与电流表连接，把线圈A装在线圈B的里面.观察以下四项操作中线圈B中是否有电流产生.把观察到的现象记录在表3中.图4表32.结论不论用什么方法，不论何种原因，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.3.产生感应电流的条件(1)闭合电路；(2)磁通量发生变化.例2线圈在长直导线电流的磁场中做如图5所示的运动：A向右平动，B向下平动，C绕轴转动(ad 边向里)，D垂直于纸面向纸外做平动，E向上平动(E线圈有个缺口)，判断线圈中有没有感应电流.图5答案A、E中无感应电流；B、C、D中有感应电流解析在直导线电流磁场中的五个线圈，原来磁通量都是垂直纸面向里的.对直线电流来说，离电流越远，磁场就越弱.A向右平动，穿过线圈的磁通量没有变化，故线圈中没有感应电流.B向下平动，穿过线圈的磁通量减少，必产生感应电流.C绕轴转动，穿过线圈的磁通量变化(开始时减少)，必产生感应电流.D离纸面越远，线圈中磁通量越少，线圈中有感应电流.E向上平动，穿过线圈的磁通量增加，但由于线圈没有闭合，因此无感应电流.判断是否产生感应电流的关键是明确电路是否闭合，分清磁感线的疏密分布，从而判断磁通量是否变化，而不是看磁通量的有无.三、法拉第电磁感应定律如图是探究电磁感应的实验装置1.图甲中观察磁铁N极插入或抽出线圈的过程中电流表指针的偏转情况，它说明什么问题？2.电流表指针的偏转程度与感应电动势的大小有什么关系？3.图乙中，闭合回路中部分导线以不同速度水平切割磁感线，观察电流表指针偏转角度有何不同？答案 1.说明电路中产生了感应电动势.2.指针偏转程度越大，感应电动势越大.3.速度越大，指针偏转角度越大.1.感应电动势(1)由电磁感应产生的电动势叫感应电动势.在闭合电路中，产生感应电动势的那部分导体相当于电源.(2)当电路闭合时，回路中有感应电流；当电路断开时，回路中没有感应电流，但感应电动势仍然存在.2.磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ、磁通量的变化率ΔΦΔt的比较(1)Φ是状态量，是闭合回路在某时刻(某位置)穿过回路的磁感线的条数，当磁场与回路平面垂直时Φ＝BS.(2)ΔΦ是过程量，它表示回路从某一时刻到另一时刻磁通量的改变量，即ΔΦ＝Φ2－Φ1.(3)ΔΦΔt表示磁通量的变化快慢，即单位时间内磁通量的变化量，又称为磁通量的变化率.(4)Φ－t图象上某点切线的斜率表示磁通量的变化率ΔΦΔt.3.法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过该电路的磁通量的变化率成正比.(2)公式：E＝n ΔΦΔt.n为线圈的匝数，ΔΦ是磁通量的变化量.电动势的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率ΔΦΔt.而与Φ的大小、ΔΦ的大小没有必然联系.(3)单位：ΔΦ的单位是韦伯(Wb)，Δt的单位是秒(s)，E的单位是Wb/s，E的国际单位是V.(4)电磁感应现象的本质：在电磁感应现象中，一定产生感应电动势，不一定产生感应电流.能否产生感应电动势是电磁感应现象的本质.例3关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是( )A.穿过线圈的磁通量Φ最大时，所产生的感应电动势就一定最大B.穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ增大时，所产生的感应电动势也增大C.穿过线圈的磁通量Φ等于0时，所产生的感应电动势就一定为0D.穿过线圈的磁通量的变化率ΔΦΔt越大，所产生的感应电动势就越大答案 D解析根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与磁通量的变化率ΔΦΔt成正比，与磁通量Φ及磁通量的变化量ΔΦ没有必然联系.当磁通量Φ很大时，感应电动势可能很小，甚至为0.当磁通量Φ等于0时，其变化率可能很大，产生的感应电动势也会很大，而ΔΦ增大时，ΔΦΔt 可能减小.如图所示，t 1时刻，Φ最大，但E ＝0；0～t 1时间内ΔΦ增大，但ΔΦΔt 减小，E 减小；t 2时刻，Φ＝0，但ΔΦΔt最大，E 最大.故D 正确.例4 如图6所示，将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用0.05s ，第二次用0.1s.设插入方式相同，试求：图6(1)两次线圈中平均感应电动势之比； (2)两次线圈中电流之比. 答案 (1)2∶1 (2)2∶1解析 (1)由法拉第电磁感应定律得：E 1E 2＝ΔΦΔt 1·Δt 2ΔΦ＝Δt 2Δt 1＝21. (2)由欧姆定律可得：I 1I 2＝E 1R ·R E 2＝E 1E 2＝21.[学科素养] 分析本题时要紧抓法拉第电磁感应定律的表达式E＝n ΔΦΔt.两次ΔΦ相同，因此平均感应电动势之比等于时间的反比.通过本题的训练，进一步巩固了对法拉第电磁感应定律的理解，体现了“物理观念”的学科素养.针对训练2 如图7甲所示，某线圈共有50匝，若穿过该线圈的磁通量随时间的变化如图乙所示，则a、b两点间的电压是多少？图7答案50V解析求a、b两点间的电压就是求线圈中的感应电动势由题图乙得ΔΦΔt＝0.5－0.10.4V＝1V故E＝n ΔΦΔt＝50V所以a、b两点间的电压为50V.1.(磁通量的计算)如图8所示，面积为S的线圈平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，一半在磁场中，则穿过线圈的磁通量为( )图8A.0B.1 2 BSC.BSD.2BS 答案 B解析根据磁通量公式Φ＝BS，因为题图中有效面积为12S，所以B项正确.2.(磁通量变化的定性分析)如图9所示，一环形线圈沿条形磁铁的轴线，从磁铁N极的左侧A 点运动到磁铁S极的右侧B点，A、B两点关于磁铁的中心对称，则在此过程中，穿过环形线圈的磁通量将( )图9A.先增大，后减小B.先减小，后增大C.先增大，后减小、再增大，再减小D.先减小，后增大、再减小，再增大答案 A3.(产生感应电流的条件)(多选)某学生做观察电磁感应现象的实验时，将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关，用导线连接成如图10所示的实验电路，闭合开关，下列说法正确的是( )图10A.线圈A插入线圈B的过程中，有感应电流B.线圈A从线圈B拔出的过程中，有感应电流C.线圈A停在线圈B中，有感应电流D.线圈A拔出线圈B的过程中，线圈B的磁通量在减小答案ABD解析由感应电流产生的条件知A、B选项正确，C选项错误；在线圈A从线圈B拔出的过程中线圈B的磁通量减小，D选项正确.4.(感应电动势的计算)穿过某单匝线圈的磁通量随时间的变化关系如图11所示，在线圈内产生的感应电动势的最大值是( )图11A.2VB.0.5VC.3VD.2.5V答案 C解析由E＝n ΔΦΔt可知，0～2s内E1＝4－02V＝2V2～4s内，E2＝|3－4|2V＝0.5V4～5s内E3＝|0－3|1V＝3V，故C正确.5.(感应电动势的计算)一个有10匝的闭合导体线圈，若在0.01s内，通过线圈的磁通量由0.04Wb均匀地减小到零，则在这段时间内线圈产生的感应电动势为多大？答案40V解析E＝n ΔΦΔt＝10×0.040.01V＝40V.一、选择题考点一磁通量的理解与计算1.如图1所示，虚线框内有匀强磁场，1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ表示穿过两环的磁通量，则有( )2图1A.Φ1>Φ2B.Φ1＝Φ2C.Φ1<Φ2D.无法确定答案 B解析由题图知，穿过圆环1、2的磁感线条数相等，故Φ1＝Φ2.2.如图2所示，在同一平面内有四根彼此绝缘的直导线，分别通有大小相同、方向如图所示的电流，要使由四根直导线所围成的面积内的磁通量增加，则应切断哪一根导线中的电流( )图2A.切断i1B.切断i2C.切断i3D.切断i4答案 D解析根据安培定则判断出四根通电直导线中电流在所围面积内的磁场方向，可知只有i4中电流产生的磁场垂直于纸面向外，则要使磁通量增加，应切断i4.3.磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图3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量的大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则( )图3A.ΔΦ1>ΔΦ2B.ΔΦ1＝ΔΦ2C.ΔΦ1<ΔΦ2D.无法确定答案 C解析设闭合线框在位置1时穿过闭合线框的磁通量为Φ1，平移到位置2时穿过闭合线框的磁通量为Φ2，导线MN中的电流产生的磁场在位置1处的磁感应强度比在位置2处强，故Φ>Φ2.1将闭合线框从位置1平移到位置2，穿过闭合线框的磁感线方向不变，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，穿过闭合线框的磁感线反向，所以ΔФ2＝|(－Φ2)－Φ1|＝Φ1＋Φ2(以原来磁感线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.考点二感应电流的产生条件4.如图4所示，线圈两端接在电流表上组成闭合电路.在下列情况中，电流表指针不发生偏转的是( )图4A.线圈不动，磁铁插入线圈B.线圈不动，磁铁从线圈中拔出C.磁铁不动，线圈上、下移动D.磁铁插在线圈内不动答案 D解析产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，线圈和电流表已经组成闭合电路，只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就产生感应电流，电流表指针就偏转.在A、B、C三种情况下，线圈和磁铁发生相对运动，穿过线圈的磁通量发生变化，产生感应电流；而当磁铁插在线圈中不动时，线圈中虽然有磁通量，但磁通量不变化，不产生感应电流，电流表指针不发生偏转.5.在如图所示的条件下，闭合的矩形线圈中能产生感应电流的是( )答案 B解析A、C中线圈内的磁通量始终等于零，D中磁通量不发生变化，故均没有感应电流. 6.如图5所示，在竖直向下的匀强磁场中(磁场范围足够大)，有一闭合导体环，环面与磁场方向垂直，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( )图5A.导体环保持水平方位在磁场中向上或向下运动B.导体环保持水平方位向左或向右加速平动C.导体环绕垂直环面、通过环心的轴转动D.导体环以一条直径为轴，在磁场中转动答案 D7.(多选)实验装置如图6所示，在铁芯F上绕着两个线圈A、B.如果线圈A中的电流i和时间t的关系如下图所示，在t～t2这段时间内，A、B、C、D四种情况中，在线圈B中观察到感应1电流的是( )图6答案BCD解析当线圈A中的电流发生变化，它产生的磁场也就发生变化，穿过闭合电路的线圈B的磁通量也发生改变，从而产生感应电流.考点三法拉第电磁感应定律8.(多选)如图7所示，让线圈由位置1通过一个匀强磁场的区域运动到位置2，下列说法中正确的是( )图7A.在线圈进入匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，而且进入时的速度越大，感应电流越大B.整个线圈在匀强磁场中匀速运动时，线圈中有感应电流，而且电流是恒定的C.整个线圈在匀强磁场中加速运动时，线圈中有感应电流，而且电流越来越大D.在线圈穿出匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，而且穿出时的速度越大，感应电流越大答案AD解析线圈在进入和穿出磁场时，线圈中有感应电流，且运动速度越大，磁通量变化越快，产生的感应电流越大，故A、D正确；当线圈全部进入磁场后，穿过线圈的磁通量始终不变，没有感应电流，故B、C错误.9.穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地增加6Wb，则( )A.线圈中感应电动势每秒钟增加6VB.线圈中感应电动势每秒钟减少6VC.线圈中感应电动势保持不变D.线圈中无感应电动势答案 C解析由E＝n ΔΦΔt知，磁通量均匀变化，产生的感应电动势恒定，为6V.10.如图8所示为穿过某一闭合回路的磁通量随时间变化的图象，则( )图8A.2～4s内感应电动势最大B.4～5s内感应电动势小于0～2s内的感应电动势C.0～2s内感应电动势为1VD.2～4s内感应电动势为2V答案 C解析由E＝ΔΦΔt知，2～4s内感应电动势为0,0～2s内感应电动势为1V,4～5s内感应电动势为2V，选项C正确，A、B、D错误.二、非选择题11.如图9所示，桌面上放一单匝线圈，线圈中心上方一定高度处有一竖立的条形磁体.当磁体竖直向下运动时，穿过线圈的磁通量将________(选填“变大”或“变小”).在上述过程中，穿过线圈的磁通量变化了0.1Wb，经历的时间为0.5s，则线圈中的感应电动势为________V.图9答案变大0.2解析当磁体竖直向下运动时，磁场增强，穿过线圈的磁感线的条数增多，磁通量将变大；感应电动势E＝n ΔΦΔt＝0.10.5V＝0.2V.12.一个200匝、面积为20cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，若磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T，在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是________Wb；磁通量的平均变化率是________Wb/s；线圈中的感应电动势的大小是________V.答案8×10－4 1.6×10－2 3.2解析ΔΦ＝(B2－B1)S＝0.4×20×10－4Wb＝8×10－4WbΔΦΔt ＝8×10－40.05Wb/s＝1.6×10－2 Wb/sE＝n ΔΦΔt＝200×1.6×10－2V＝3.2V.13.如图10所示，一单匝线圈从左侧进入磁场.在此过程中，图10(1)线圈的磁通量将如何变？(2)若上述过程所经历的时间为0.1s，线圈中产生的感应电动势为0.2V，则线圈中的磁通量变化了多少？答案(1)变大(2)0.02Wb解析(1)线圈从左侧进入磁场的过程中，穿过线圈的磁感线的条数增加，线圈的磁通量变大.(2)由E＝n ΔΦΔt得ΔΦ＝EΔt＝0.2×0.1Wb＝0.02Wb.14.一面积S＝4×10－2m2、匝数n＝100匝的线圈放在匀强磁场中，磁感线垂直于线圈平面，磁感应强度随时间的变化率ΔBΔt＝2T/s.穿过线圈的磁通量的变化率是多少？线圈中产生的感应电动势是多少？答案8×10－2Wb/s 8V解析穿过线圈的磁通量的变化率与匝数无关，故ΔΦΔt＝ΔBΔtS＝2×4×10－2Wb/s＝8×10－2 Wb/s由法拉第电磁感应定律得E ＝n ΔΦΔt＝100×8×10－2V ＝8V.。

电磁感应复习备考计划(黄州区一中)

电磁感应复习备考计划黄州区一中高三物理组电磁感应在高考中的地位：2011年全国高考卷第24题15分，新课标第18题电磁轨道炮，海南第6、7、16题，天津第11题，浙江第23题，广东第15题，北京第19题，上海第13、20、28、32题，山东第22题，四川第24题，福建第17题，江苏第5题，重庆第23题，没有一个省没有考电磁感应。

在考试题型上主要以双导轨切割磁感线形式出现。

2010年全国卷二第18题，2009年全国卷二第24题，2008年全国卷一第20题、全国卷二第21题，2007年全国卷一第21题，可以看出：电磁感应在2012年高考出现的可能性特别大。

所以电磁感应是我们2012年复习备考重点内容。

明年是我省第一次参加新课标内容的考试，我们应特别注意新旧教材的区别。

1．各节安排对比从上表格中不难看出新教材在编排顺序和内容上均有变动：新课本第一节花大量笔墨介绍电磁感应发现过程和隆重介绍了伟大物理学家法拉第，体现了新教材尊重科学家、尊重创造过程的良苦用心，用了“如果自己有这样的机会，也会成为一个发现者”鼓励学生去探究、去创造。

第二节把以前的用演示实验得出结论变成用学生自主探究实验分析论证归纳结论，要体现学生研究问题的方法和过程而不是由老师牵这鼻子走。

第三、四节以前顺序恰好相反：先探究方向再探究大小。

第五节从原理上解释了电磁感应现象的原因，把感生电动势和动生电动势明确区分。

第六节直接把旧教材讲变压器时讲的互感拿到前面和自感一起讲。

第七节补充了电动机和发电机原理的电磁阻尼和电磁驱动。

删去了旧教材中的日光灯原理、弱化了磁通量概念。

2.阅读、实验内容对比可以看出新教材重思考讨论、重动手、重实验。

感官认识和理性思维相结合。

特别是做一做中的内容要引起我们重视。

3.增加知识点显然，上述新增知识点是我们复习重点。

4.删减内容上述删减内容复习时可以避免或者不去深究。

经我校高三物理教研组一致决定采取以下计划和实施安排：一、备考计划1.上课。

高中物理划时代的发现探究感应电流产生条件导学案

划时代的发现探究感应电流产生条件导学案【学习目标】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、感应电流的概念。

3、通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。

【重点难点】1、通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件2、通过合作探究得出感应电流的产生条件。

【使用说明】：阅读课本P5-7页，自主探究，交流讨论，自主归纳。

一、【课前预习案】一、“电生磁”和“磁生电”1、1820年，丹麦物理学家发现载流导线能使小磁针偏转，这种现象成为电流的磁效应。

2、1831年，英国物理学家发现了“磁生电”的现象，这种现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫。

二、产生感应电流的条件1、磁通量（）的定义：在中有一个与磁场方向的平面，磁感应强度为B，平面的面积为S，与的乘积，叫做穿过这个面的磁通量。

公式：○1磁通量是量，但有之分，国际单位○2磁通量的形象表述是穿过这个面的。

2、产生感应电流的条件：○1电路○2磁通量发生【预习自测】1、（单选）关于电磁感应，下列说法中正确的是（）A.导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流B.导体做切割磁感线的运动，导体内一定会产生感应电流C.闭合电路在磁场中做切割磁感线的运动，电路中一定会产生感应电流D.穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流2、（多选）恒定的匀强磁场中有一圆形闭合圆形线圈，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，线圈中能产生感应电流（）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直线运动C.线圈绕任意一条直径做匀速转动D.线圈绕任意一条直径做变速转动我的疑惑二、【课堂探究案】合作探究一：1．实验观察，完成下表(1)导体棒在磁场中运动是否产生电流．如课本图4.2-1所示，将可移动导体AB放置在磁场中，并和电流计组成闭合回路．实验现象如下：(2)磁铁在螺线管中运动是否产生电流．如课本图4.2-2所示，将螺线管与电流计组成闭合回路，把条形磁铁插入或拔出螺线管．实验现象如下：(3)模拟法拉第的实验如课本图4.2-3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．实验现象如下：合作探究二：归纳总结，根据刚才的实验观察分析论证，完成下表请大家思考以上几个产生感应电流的实例，能否从本质上概括出产生感应电流的条件。

《电磁感应》教材分析与教学建议

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第一章电磁感应划时代的发现 2 探究电磁感应的产生条件法拉第电磁感应定律楞次定律感生电动势和动生电动势互感和自感涡流
2007考试说明 1 电磁感应现象 Ⅰ 2 磁通量 Ⅰ 3 法拉第电磁感应定律 Ⅱ 4 楞次定律 Ⅱ 自感涡流 Ⅰ
电磁感应的产生条件
1、利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流。 2、实验观察运动的磁铁变化的电流(电键闭合.断开的瞬间;变阻器滑片移动.) 观察.讨论.归纳 3、结论：无论用什么方法，只要使闭合电路的磁通量发生变化，闭合电流中就会有感应电流产生 4、产生感应电流的条件：（1）电路闭合（2）磁通量发生变化
一、感应电动势
1、在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。产生感应电动势的那部分导体就相当于电源。
３、磁通量的变化率表示磁通量的变化快慢
２．感应电动势与什么因素有关？
二、法拉第电磁感应定律：
1、内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量变化率△Φ/ △t成正比．
问题：公式 ①
与公式 ②
的区别和联系？
1、一般来说， ①求出的是平均感应电动势，E和某段时间或者某个过程对应，而②求出的是瞬时感应电动势，E和某个时刻或者某个位置对应。
2、①求出的是整个回路的感应电动势，而不是回路中某部分导体的电动势。回路中感应电动势为零时，但是回路中某段导体的感应电动势不一定为零。如右图。
如果自己有这样的机会，也会成为一个发现者。
抹去科学学家头上的光环，正确认识失败
正确的指导思想（自然现象的相互联系）加上艰苦探究过程才可取得成功.

物理大发现电磁感应现象

物理大发现:电磁感应现象1820 年，丹麦著名物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，揭开了研究电磁本质联系的序幕，他的这个重大发现很快便传遍了欧洲，并被许多物理学家所证实。

因此，人们确信电流能够产生磁场。

但反过来，磁能产生电吗？许多物理学家很自然地提出了这个相反的问题，并开始对这个问题进行艰苦的探索。

其中，最有成效的是英国物理学家法拉第。

从1821 年到1831 年，法拉第整整耗费了10 年时间，从设想到实验，漫长的岁月，失败的痛苦，生活的艰辛，法拉第饱尝了各种辛酸，经过无数次反复的研究实验，终于发现了电磁感应现象，于1831 年确定了电磁感应的基本定律，取得了磁感应生电的重大突破。

然而，法拉第在成绩面前毫不骄傲，继续大踏步地勇往直前，继续探索科学的奥秘，取得了累累硕果；发现了电解定律和电荷的不连续性；最早进行电介质的性质和气体放电形式的研究，发现了顺磁性和抗磁性，磁的各向异性；他发现了光偏振面在磁场中的转动；把基本物理概念之一——磁场概念引入科学；创立了用低温与高压相结合的方法使气体液化的工艺；发明了电压电流表、电动机、直流发电机、变压器等等。

俄国著名物理学家斯托列托夫赞誉道：“在伽利略之后，人类再没有看到像法拉第那样能做出如此惊人和多样发现的人，也未必能很快看到另一个法拉第。

”伟大的恩格斯也给予法拉第很高的评价，称他是“最伟大的电学家。

”法拉第的科学造诣，已经达到了绝大多数人认为的世界科学成就的最高峰。

英国皇家学院院长廷德尔教授特地请法拉第担任英国皇家学会会长的职务。

可是，这位“当代最优秀的科学家”，却拒绝了这个荣誉职位。

法拉第说：“廷德尔，我决心一辈子当一个平凡的迈克尔·法拉第。

”这句话充分地概括了法拉第一生中不平凡的人格，同时，他的出身确确实实是平凡到了极点。

1791 年9 月22 日，法拉第出生在英国伦敦郊区的一个普通的铁匠家庭。

父亲由于劳累成疾，经常停工，所以家境贫寒，全家的生活常常靠慈善机构的救济来勉强维持，有时甚至一个星期，法拉第只能吃到一个面包。

第四章第1、2节划时代的发现、探究感应电流的产生条件

【触类旁通】 4．(双选)如图 4－1－9 所示，开始时矩形线圈与磁场垂直，且一半在匀强磁场内，一半在匀强磁场外，若要线圈产生感应电流，下列方法中可行的是( )
A．将线圈向左平移一小段距离
B．将线圈向上平移 C．将线圈向右平移一小段距离 D．将线圈向下平移图 4－1－9
解析：闭合电路的磁通量发生变化时电路中会产生感应电流．将线圈向左或向右平移一小段距离，线圈中的磁通量逐渐变小或变大，线圈中会产生感应电流；将线圈向上或向下平移，线圈中的磁通量没有发生变化，不会产生感应电流．答案：AC
图 4－1－7 A．始终增大 C．先增大后减小 B．始终减小 D．先减小后增大
解析：在磁铁的外部两极处磁场强，磁感线密，磁铁中间的磁感线疏，所以从 N 极处到 S 极处时，磁体外部的磁感线穿过线圈的条数由大变小再变大，内部始终全部穿过，抵消后的磁感线条数由小变大再变小，所以磁通量是先逐渐增加，后逐渐减少．答案：C
流产生． (3)闭合回路所围的面积不变，而空间分布的磁场发生变化，引起闭合电路中的磁通量变化．如图 4－1－2 所示，磁铁插入和拉出线圈时，电路中的磁通量发生变化而产生感应电流．
(4)闭合电路所围的面积变化的同时，空间分布的磁场也发
生变化，引起闭合电路中的磁通量变化．
图 4－1－1
图 4－1－2
题型3
对产生感应电流条件的考查
【例 4】如图 4－1－8 所示，矩形线框 abcd 的一边 ad 恰与长直导线重合(互相绝缘)．现使线框绕不同的轴转动，不能使框中产生感应电流的是( )
A．以 ad 边为轴转动
B．以 OO′为轴转动
C．以 bc 边为轴转动
D．以 ab 边为轴转动】两圆环 a、b 同圆心同平面放置，且半径 Ra>Rb，将一条形磁铁置于两环的轴线上，如图 4－1－6 所示．设通过

《电磁感应现象及应用》PPT课件

3.如图所示，磁场中有一个闭合的弹簧线圈。先把线圈撑开（图甲），
然后放手，让线圈收缩（图乙）。线圈收缩时，其中是否有感应电流？为什么
？
课堂练习
4.矩形线圈ABCD位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一个平面内，
线圈的两个边与导线平行。在这个平面内，线圈远离导线移动时，线圈中有没
有感应电流？线圈和导线都不动，当导线中的电流I逐渐增大或减小时，线圈
学习的真实的人。
新知讲解
一、划时代的发现
M
N
铁芯和线圈M是产生这一效应的必要条件吗？
新知讲解
一、划时代的发现
1831年11月24日，法拉第向皇家学会提交了一个报告，把这种现象定名
为电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。
五种类型可以引起感应电流：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电
中有没有感应电流？为什么？

课堂练习
5.如图所示，把矩形闭合线圈放在匀强磁场中，线圈平面与磁感线平行
，下面能使线圈产生感应电流的是（C
）
a

A．线圈沿磁感线方向移动
B．线圈沿垂直磁感线方向做移动
C．线圈以ab边为轴匀速转动
D．线圈以bc边为轴匀速转动

课堂小结
1.利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流。
改变了闭合电路中磁场的强
弱
开关闭合或断开，滑动变阻器滑动
改变了闭合电路中磁场的强弱
结论：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，
闭合电路中就有电流产生。
新知讲解
二、产生感应电流的条件
结论：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，

磁现象发展历程

“磁现象”发展历程12级物理二班朱琛1207020080 【摘要】磁现象从古代发展到现代经历了很多变化，不同的科学家都为磁现象的发展做出了伟大的贡献。

磁现象发展至今经历无数科学家坚持不懈的探索，本文主要按时间顺序将磁现象的发展过程作一个简单的介绍。

【关键字】磁现象发展探索时间顺序一、磁铁的发现公元前650—前550年,古希腊人发现摩擦琥珀可使之吸引轻物体,发现磁石吸铁。

磁铁不是人发明的，是天然的磁铁矿。

古希腊人和中国人发现自然界中有种天然磁化的石头，称其为“吸铁石”。

这种石头可以魔术般的吸起小块的铁片，而且在随意摆动后总是指向同一方向。

早期的航海者把这种磁铁作为其最早的指南针在海上来辨别方向。

最早发现及使用磁铁的应该是中国人，也就是“指南针”，是中国四大发明之。

经过千百年的发展，今天磁铁已成为我们生活中的强力材料。

通过合成不同材料的合金可以达到与吸铁石相同的效果，而且还可以提高磁力。

在18世纪就出现了人造的磁铁，但制造更强磁性材料的过程却十分缓慢，直到20世纪20年代制造出铝镍钴(Alnico)。

随后，20世纪50年代制造出了铁氧体(Ferrite),70年代制造出稀土磁铁[包括铁硼(NdFeB)和钐钴(SmCo)]。

至此，磁学科技得到了飞速发展，强磁材料也使得元件更加小型化。

二、磁铁石的排斥作用（《磁铁》的出版）公元前一世纪，罗马卢克莱修最先记载了磁铁石的排斥作用和铁屑实验。

1600年，英国吉尔伯特出版《磁铁》，用铁磁体来说明的地球的磁现象。

《磁铁》英国物理学家、医师吉尔伯特(William Gilbert, 1544、5、24 –1603、11、30)是第一个用实验方法探索电磁性质，并从理论上中以概括的早期科学家，他关于磁的研究结论原型“同名极相吸，异名极相斥”被们们被人们引申并广为引用为“同性相吸，异性相斥”。

吉尔伯特对磁力现象的兴趣来源于他渴望理论控制行星运动的力，当时，哥白尼提出不久的太阳系模型还不能解释什么力在太阳和行星之间发挥作用，吉尔伯特认为或者是磁力的作用，为了检验自己的想法，他对电和磁现象进行了彻底的分析。