(人教版)高中物理选修3-2全部课件
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人教版高中物理选修3-2课件选修3-2第六章传感器第一节传感器及其工作原理
第六章 传感器
列举生活中的一些自动控制实例，
遥控器控制电视开关 日光控制路灯的开关 声音强弱控制走廊照明灯开关等 自动门 等 安检门
第一节 传感器及其工作原理
一、什么是传感器
（1）什么是传感器？
（以干簧管为例引入）
干簧管可以控制灯的熄灭
磁感应强度的变化 电路的通断
簧片的磁化和去磁
干簧继电器的应用事例： 实验电源的过载保护(无需保险丝)
演示：
出示一只音乐茶杯，茶杯平放桌上时，无声无息，提 起茶杯，茶杯边播放悦耳的音乐，边闪烁着五彩的光芒。
音乐茶杯的工作开关又在哪里？开启的条件是什么？
ห้องสมุดไป่ตู้
能够感受非电学量并将它按照一定的规律转化 成电学量的一类元件或组件。
用书挡住底部（不与底部接触），音乐停止，可见音乐 茶杯受光照强度的控制。 光照变化（光强变化）光照时光敏电阻阻值减小 电路接通，音乐响起。
干簧管和音乐茶杯能够感受非电学量并将它按照 一定的规律转化成电学量的一类元件或组件。
传感器的定义：
传感器是指这样一类元件：它能够 感知诸如力、温度、光、声、化学 成分等非电学量，并把它们按照一 定的规律转化成电压、电流等电学 量，或转化为电路的通断。
（2）传感器的作用是什么？ 传感器的作用是把非电学量转化为电学量或电 路的通断，从而实现很方便地测量、传输、 处理和控制。
H
nqd
霍尔元件把磁感应强度这个磁学量转化为电压 这个电学量。 5．电容式传感器能够把位移这个力学量转化为电容 这个电学量
课堂自测：
插入电介质，电容增大 电容式传感器能够把位移这个力学 量转化为电容这个电学量。
2、如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其 中R1为光敏电阻，R2为定值电阻．此光电计数器 的基本工作原理是（ ） AC A．当有光照射 R1时，信号处理系统获得高电压 B．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压 C．信号处理系统每获得一次低电压就记数一次 D．信号处理系统每获得一次高电压就记数一次
列举生活中的一些自动控制实例，
遥控器控制电视开关 日光控制路灯的开关 声音强弱控制走廊照明灯开关等 自动门 等 安检门
第一节 传感器及其工作原理
一、什么是传感器
（1）什么是传感器？
（以干簧管为例引入）
干簧管可以控制灯的熄灭
磁感应强度的变化 电路的通断
簧片的磁化和去磁
干簧继电器的应用事例： 实验电源的过载保护(无需保险丝)
演示：
出示一只音乐茶杯，茶杯平放桌上时，无声无息，提 起茶杯，茶杯边播放悦耳的音乐，边闪烁着五彩的光芒。
音乐茶杯的工作开关又在哪里？开启的条件是什么？
ห้องสมุดไป่ตู้
能够感受非电学量并将它按照一定的规律转化 成电学量的一类元件或组件。
用书挡住底部（不与底部接触），音乐停止，可见音乐 茶杯受光照强度的控制。 光照变化（光强变化）光照时光敏电阻阻值减小 电路接通，音乐响起。
干簧管和音乐茶杯能够感受非电学量并将它按照 一定的规律转化成电学量的一类元件或组件。
传感器的定义：
传感器是指这样一类元件：它能够 感知诸如力、温度、光、声、化学 成分等非电学量，并把它们按照一 定的规律转化成电压、电流等电学 量，或转化为电路的通断。
（2）传感器的作用是什么？ 传感器的作用是把非电学量转化为电学量或电 路的通断，从而实现很方便地测量、传输、 处理和控制。
H
nqd
霍尔元件把磁感应强度这个磁学量转化为电压 这个电学量。 5．电容式传感器能够把位移这个力学量转化为电容 这个电学量
课堂自测：
插入电介质，电容增大 电容式传感器能够把位移这个力学 量转化为电容这个电学量。
2、如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其 中R1为光敏电阻，R2为定值电阻．此光电计数器 的基本工作原理是（ ） AC A．当有光照射 R1时，信号处理系统获得高电压 B．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压 C．信号处理系统每获得一次低电压就记数一次 D．信号处理系统每获得一次高电压就记数一次
人教版高中物理选修3-2 变压器 PPT课件
其匝数用n2表示
（4）输入电压：U1; 输出电压：U2.
3.电路图中符号
n1
n2
铁芯与线圈互相绝缘 问题：变压器副线圈和原线圈电路是否相通？
（不相通）
二、变压器的工作原理 ------互感现象
利用互感现象实现 了电能→磁场能→电 能转化。
∽ U1
n1 n2
原线圈
铁芯
U∽2
副线圈
思考：若给原线圈接直流电压U1，
目录
变压器的构造 变压器的工作原理 实验探究变压器的电压规律
实验探究变压器的电流规律
几种常用变压器 小结
例题
一、变压器的构造
1.示意图
2.构造： （1）闭合铁芯
原 线 圈 ~ U1
铁 芯
n1 n2
副
U2 ~线 圈
（绝缘硅钢片叠合而成） （2）原线圈（初级线圈）：
其匝数用n1表示 （3）副线圈（次级线圈）：
副线圈电压U2 ？
U2＝0
理想变压器
变压器工作时有能量损失，一般效率 可达90%。 没有能量损失的变压器叫做理想变压器。 这是物理学中又一种理想化模型。
P出= P入
三、实验探究理想变压器的变压规律
学生电源
n1
n2
V
U1 n1
U2 n2
n1=240 n2=120
匝
匝
n1=120 n2=240
匝
I1 U 2 n2 I 2 U1 n1
2.理想变压器原副线圈的电流跟它们的
匝数成反比
I1 n2 I2 n1
（注：只有一个副线圈）
五、几种常用变压器 1.自耦变压器
P
自耦变压器的 原、副线圈共用 一个线圈
新人教版选修3-2高中物理第6章第3讲实验传感器的应用课件
实验
传感器的应用
要求不发声 “非”门
(1) RT的阻值很大 P、X之间电压较大
(2) RT 阻值 减小
P、X 之间电 压降低
“非” 门输出 高电压
电铃 响起
(3) 若R较大，则RT两端的电压 不太高，外界温度不太高时， 就能使P、X之间电压降到低电 压输入，电铃就能发声．因此R 较大，反应较灵敏．
课堂讲义
课堂讲义
实验
传感器的应用
R1 的阻值使斯密 例2 温度报警器电路如图所示，常温下，调整________ 特触发器的输入端A处于低电平，则输出端Y处于高电平，无电流通过 减小 ， 蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻RT阻值________ 斯密特触发器的输入端A电势________ 升高 ，当达到某一值(高电平)时，其 输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声．R1的阻 值不同，则报警温度不同．
课堂讲义
针对训练2 如图所示，是一个火警 报警装置的逻辑电路图．RT是一个 热敏电阻，低温时电阻值很大，高 温时电阻值很小，R是一个阻值较小 的分压电阻． (1)要做到低温时电铃不响，火警时 产生高温，电铃响起，在图中虚线 处应接入怎样的元件？ (2)为什么温度高时电铃会被接通？ (3)为了提高该电路的灵敏度，即报 警温度调得稍低些，R的值应大一些 还是小一些？
实验
传感器的应用
三、自动控制电路的分析与设计 例3 如图所示，某小型电磁继电器，其中L为 含铁芯的线圈．P为可绕O点转动的铁片，K为 弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线 柱．电磁继电器与传感器配合，可完成自动控 制的要求，其工作方式是( ) A．A与B接信号电压，C与D跟被控电路串联 B．A与B接信号电压，C与D跟被控电路并联 C．C与D接信号电压，A与B跟被控电路串联 D．C与D接信号电压，A与B跟被控电路并联 电磁继电器 接信号电压
人教版物理选修3-2 第4章第5节 电磁感应现象的两类情况
30°
高中物理选修3-2课件
则金属棒 ab 接入回路的 bc 部分切割磁感线产生的 感应电动势为： E＝Bv0 bc ＝Bv20ttan30° 在回路 bOc 中，回路总感应电动势具体由导体 bc 部分产生，因此，回路内总的感应电动势为：E 总 ＝E＝ 3Bv20t/3.
高中物理选修3-2课件
核心要点突破
一、感生电动势 1．产生机理 如图4－5－1所示，当磁场变化时，产生的感生电 场的电场线是与磁场方向垂直的曲线．如果空间存 在闭合导体，导体中的自由电荷就会在电场力的作 用下定向移动，而产生感应电流，或者说导体中产 生了感应电动势．
高中物理选修3-2课件
图4－5－1
高中物理选修3-2课件
【答案】 E＝ 33Bv20t
【规律总结】 由 E＝Blv 计算导体切割磁感线产 生的动生电动势问题，若 l 不变，当 v 是瞬时速度 时，可求 E 的瞬时值，当 v 是平均速度时，可求平 均感应电动势．若 l 变化，求瞬时值时，需用该时 刻的 l 及 v 代入；而求平均值通常由 E＝nΔΔΦt 求得．
图4－5－2
高中物理选修3-2课件
2．特点 (1)感生电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的. (2)感生电场的产生跟空间中是否存在闭合电路无 关. 3．方向判定 感生电场的方向根据闭合电路(或假想的闭合电路) 中感应电流的方向确定，即利用楞次定律判断.
高中物理选修3-2课件
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 1．某空间出现了如图4－5－3所示的磁场，当磁感 应强度变化时，在垂直于磁场的方向上会产生感生 电场，有关磁感应强度的变化与感生电场的方向关 系描述正确的是( )
【思路点拨】 回路中原磁场方向向下，且磁通 量增加，由楞次定律可以判知，感应电流的磁场 方向向上，根据安培定则可以判知，ab中的感应 电流的方向是a→b，由左手定则可知，ab所受安 培力的方向水平向左，从而向上拉起重物．
高中物理选修3-2课件
则金属棒 ab 接入回路的 bc 部分切割磁感线产生的 感应电动势为： E＝Bv0 bc ＝Bv20ttan30° 在回路 bOc 中，回路总感应电动势具体由导体 bc 部分产生，因此，回路内总的感应电动势为：E 总 ＝E＝ 3Bv20t/3.
高中物理选修3-2课件
核心要点突破
一、感生电动势 1．产生机理 如图4－5－1所示，当磁场变化时，产生的感生电 场的电场线是与磁场方向垂直的曲线．如果空间存 在闭合导体，导体中的自由电荷就会在电场力的作 用下定向移动，而产生感应电流，或者说导体中产 生了感应电动势．
高中物理选修3-2课件
图4－5－1
高中物理选修3-2课件
【答案】 E＝ 33Bv20t
【规律总结】 由 E＝Blv 计算导体切割磁感线产 生的动生电动势问题，若 l 不变，当 v 是瞬时速度 时，可求 E 的瞬时值，当 v 是平均速度时，可求平 均感应电动势．若 l 变化，求瞬时值时，需用该时 刻的 l 及 v 代入；而求平均值通常由 E＝nΔΔΦt 求得．
图4－5－2
高中物理选修3-2课件
2．特点 (1)感生电场是一种涡旋电场，电场线是闭合的. (2)感生电场的产生跟空间中是否存在闭合电路无 关. 3．方向判定 感生电场的方向根据闭合电路(或假想的闭合电路) 中感应电流的方向确定，即利用楞次定律判断.
高中物理选修3-2课件
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 1．某空间出现了如图4－5－3所示的磁场，当磁感 应强度变化时，在垂直于磁场的方向上会产生感生 电场，有关磁感应强度的变化与感生电场的方向关 系描述正确的是( )
【思路点拨】 回路中原磁场方向向下，且磁通 量增加，由楞次定律可以判知，感应电流的磁场 方向向上，根据安培定则可以判知，ab中的感应 电流的方向是a→b，由左手定则可知，ab所受安 培力的方向水平向左，从而向上拉起重物．
人教版高中物理选修3-2课件传感器的应用一
（磁学量） （电学量）
学习目标
知识与技能： 1、了解力传感器应用的一般模式。 2、了解声传感器在电子秤、话筒、电熨斗上的应用。 过程与方法： 通过实验或演示实验，了解传感器在生产、生活中 的应用，拓展学生的设计思路。 情感、态度、价值观： 在了解传感器原理及应用时，知道已学知识在生活、 生产、科技社会中的价值，感受传感技术给人类生活带 来的便利。
巩固提高
力传感器的应用
【例1】用如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上 做匀加速直线运动的加速度．该装置是在矩形箱子的前、 后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器．用两根 相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg的滑块可无摩擦滑动， 两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直 接从传感器的液晶显示屏上读出．现将装置沿运动方向固 定在汽车上，传感器b在前，传感器a在后．汽车静止时， 传感器a、b在的示数均为10 N(取g=10 m／s2) （1）若传感器a的示数为 14 N、b的示数为6.0 N，求此 时汽车的加速度大小和方向． （2）当汽车以怎样的加速度运动时， 传感器a的示数为零．
传感器应用的一般模式
一、力传感器的应用——电子秤
一、力传感器的应用——电子秤
1.电子秤使用的测力装置是什么? 它是由什么元件组成的? 装置:力传感器 元件:金属梁和应变片
2.简述力传感器的工作原理.
U1 U2
金属梁
两个应变片的形变引起电阻变化 致使两个应变片的电压差变化
一、力传感器的应用——电子秤
二、声传感器的应用——话筒
二、声传感器的应用——话筒
阅读教材56页有关内容，思考并回答: （1）话筒的作用是什么？ （ 2 ）说明动圈式话筒的工作原理和工作 过程。 （ 3 ）说明电容式话筒的工作原理和工作 过程。这种话筒的优点是什么？ （ 4 ）驻极体话筒的工作原理是什么？有 何优点？
学习目标
知识与技能： 1、了解力传感器应用的一般模式。 2、了解声传感器在电子秤、话筒、电熨斗上的应用。 过程与方法： 通过实验或演示实验，了解传感器在生产、生活中 的应用，拓展学生的设计思路。 情感、态度、价值观： 在了解传感器原理及应用时，知道已学知识在生活、 生产、科技社会中的价值，感受传感技术给人类生活带 来的便利。
巩固提高
力传感器的应用
【例1】用如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上 做匀加速直线运动的加速度．该装置是在矩形箱子的前、 后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器．用两根 相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg的滑块可无摩擦滑动， 两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直 接从传感器的液晶显示屏上读出．现将装置沿运动方向固 定在汽车上，传感器b在前，传感器a在后．汽车静止时， 传感器a、b在的示数均为10 N(取g=10 m／s2) （1）若传感器a的示数为 14 N、b的示数为6.0 N，求此 时汽车的加速度大小和方向． （2）当汽车以怎样的加速度运动时， 传感器a的示数为零．
传感器应用的一般模式
一、力传感器的应用——电子秤
一、力传感器的应用——电子秤
1.电子秤使用的测力装置是什么? 它是由什么元件组成的? 装置:力传感器 元件:金属梁和应变片
2.简述力传感器的工作原理.
U1 U2
金属梁
两个应变片的形变引起电阻变化 致使两个应变片的电压差变化
一、力传感器的应用——电子秤
二、声传感器的应用——话筒
二、声传感器的应用——话筒
阅读教材56页有关内容，思考并回答: （1）话筒的作用是什么？ （ 2 ）说明动圈式话筒的工作原理和工作 过程。 （ 3 ）说明电容式话筒的工作原理和工作 过程。这种话筒的优点是什么？ （ 4 ）驻极体话筒的工作原理是什么？有 何优点？
人教版高中物理选修3-2 变压器 0 PPT课件
互感器
V
A
电压互感器
使用时把原线圈与 电路并联，原线圈匝 数多于副线圈匝数
电流互感器
使用时把原线圈与 电路串联，原线圈匝 数少于副线圈匝数
学习回顾：
知识与技能
１．变压器的结构与原理
２．理想变压器线圈与匝数的关系
３．理想变压器
过程与方法
１．控制变量法
２．科学探究
提出问题 猜想 设计实验 收集数据 分析论证
没有大胆的猜测就作不出伟大的发现。 ---牛顿
变压器
变压器的结构
变压器的结构图、符号
原线圈
n2 n1
副线圈
电源
负载
铁芯
符号
变压器的原理图
原线圈 副线圈
～
U1
n2 n1
U2
～
铁芯 交变电流通过原线圈时，在铁芯中激发变化磁场，变化磁场在 副线圈中产生感应电动势，在闭合回路中产生感应电流。
探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系
高压 变压 器
电子变压器
开关变压器
抗干扰 变压器
音频变压器
漫步科苑
交流电压表有一定的量度范围,它的绝缘能 力也有限,不能直接测量过高的电压.用变压器 把高电压变成低电压再接到交流电压表上,这个 问题就解决了.这样的变压器叫做电压互感器.
1电压互感器哪个线圈匝数多?
2电压互感器哪个线圈中的电流大?
无铁损
无铜损
理想变压器的变压规律
原、副线圈中产生的感应 电动势分别是： E1=n1/ t E2=n2/ t 原线圈回路有：U1− E1=I1r1≈ 0
I1
I2 n2 U2
U1 n1
E1/n1= E2/n2
则U1=
人教版高中物理选修3-2课件
第四章
电磁感应
第一节 划时代的发现
自主学习--奥斯特梦圆“电生磁”
（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。
进一步地思考和探索：
铁芯
铁芯和线圈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。“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、运动的恒定电流、运动的 磁铁、在磁场中运动的导体。 有规律吗？
问题： “闭合电路的一部分导体切割磁感 线”是不是产生感应电流的必要条 件呢？
若：产生感应电流的必要条件是“闭合电 对运动。 即：磁场和导体相对静止的话，导体 就不切割磁感线，导体中就没有感 应电流产生。
是这样吗？
实验设计：
1、实验目的：使用不切割磁感线的方法产生 感应电流 2、实验器材：电源、电键、电流表、滑动变 阻器、大线圈、小线圈、导线
三品：创造性的思维 为什么以往的实验都失败了？
法拉第敢于突破，终于有了划时代的发现！
1831年10月28日 法拉第的创新：
圆盘发电机，首先向 人类揭开了机械能转化 为电能的序幕。
法拉第提出了“电场”、“磁场”和“力 线”的概念。暗示了电磁波存在的可能性， 并预言了光可能是一种电磁振动的传播 。
结论：产生感应电流的原因可能与磁场的 变化有关，与导体是否切割磁感线无关
小结：
电磁感应
第一节 划时代的发现
自主学习--奥斯特梦圆“电生磁”
（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。
进一步地思考和探索：
铁芯
铁芯和线圈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。“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、运动的恒定电流、运动的 磁铁、在磁场中运动的导体。 有规律吗？
问题： “闭合电路的一部分导体切割磁感 线”是不是产生感应电流的必要条 件呢？
若：产生感应电流的必要条件是“闭合电 对运动。 即：磁场和导体相对静止的话，导体 就不切割磁感线，导体中就没有感 应电流产生。
是这样吗？
实验设计：
1、实验目的：使用不切割磁感线的方法产生 感应电流 2、实验器材：电源、电键、电流表、滑动变 阻器、大线圈、小线圈、导线
三品：创造性的思维 为什么以往的实验都失败了？
法拉第敢于突破，终于有了划时代的发现！
1831年10月28日 法拉第的创新：
圆盘发电机，首先向 人类揭开了机械能转化 为电能的序幕。
法拉第提出了“电场”、“磁场”和“力 线”的概念。暗示了电磁波存在的可能性， 并预言了光可能是一种电磁振动的传播 。
结论：产生感应电流的原因可能与磁场的 变化有关，与导体是否切割磁感线无关
小结：
人教版高中物理选修3-2 电能的输送 PPT课件
解：1、由P=UI 得I=P/U
当U1=5KV时，I1=200A；当U2=50KV时， I2=20A 2、由P损=I2R线， 当U=5KV时， P损1=（200）2×10=400KW 当U=50KV时， P损2=（20）2×10=4KW
思考：若输电电压提高100倍，则输送过程中损失的 功率变为原来的多少倍？ 1/10000 我国远距离输电采用110KV、220KV、330KV的电压， 少数线路已经采用550KV 思考：是不是输电电压越高越好？为什么？ 不是。电压过高，会增加绝缘有困难，因而架线的费 用增加，输电线路还容易向大气放电，增加电能的损 失。要综合考虑，选择合适的输电电压。 说明：一般大型发电机组发电电压是10KV左右，要先 升到110KV、220KV、330KV或550KV后经高压架空线送 出。到了用电区，又要遂级把电压降下来。
2 .简单输送电路的计算和步骤
画出供电图
以变压器铁心为界线分出各个回路,各回路可
独立运用欧姆定律分析. 各回路间通过线圈匝数比与电压比和电流比的 关系,总功率不变等联系.
达标练习
1．发电厂电机的输出电压为U1,发电厂至学校 的的输电导线总电阻为R通过导线的电流为I, 学校得到的电压为U2，则输电导线上损耗的 功率可表示为： A．U12/R B．(U1-U2)2/R C ．I 2R D．(U1-U2)I
火力发电站
风力发电站
水利发电站
大亚湾核电站
秦山核电站
三峡水电站
新疆风力发电
而用电的地方却分布很广:
电 能 的 输 送 示 意 图
一、电能的输送
1、面临的问题 电流流过输电导线时，由于电流的热效应， 必然有一部分电能转化成热而损失掉。 2、发热损失电能的计算：P损=I2R 3、减小输电线上电能损失的办法： 由热功率计算公式可看出 （1）减小输电线的电阻 （2）减小输送的电流
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闭合回路 ABCD 虽然面积不同，但穿过
它们的磁通量却相同：Φ＝BS2. (3)某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．
2．非匀强磁场中磁通量的分析
条形磁铁、通电导线周围的磁场都是非匀强磁场，通常只 对穿过其中的线圈的磁通量进行定性分析，分析时应兼顾磁场 强弱、线圈面积和磁场与线圈的夹角等因素，并可充分利用磁 感线来判断，即磁通量的大小对应穿过线圈的磁感线的条数， 穿过线圈的磁感线的条数变化，则说明磁通量变化．
答案： ACD
感应电流的产生条件
感应电流产生的必要条件是穿过闭 合电路的磁通量发生变化，所以判断感应 电流有无时必须明确以下两点：
1．明确电路是否为闭合电路． 2．判断穿过回路的磁通量是否发生变化． 穿过闭合电路的磁通量变化情况列表如下：
B不变、S变 Φ
变
B变、S不变
的
四
种
B和S都变
情
况 B和S大小都不变，
磁场不变
(3)实验(3)表明
线圈B中_磁__场__变__化__，有感应电流；线圈B中__磁__场__不__变__， 无感应电流．
可见，产生感应电流的条件与磁场的______有关系，与闭
合导体回路包围的______有关系．
变化
面积
3．感应电流产生的条件 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．
如图所示，a、b、c三个环水平套在条形磁铁外面，
其中a和b两环大小相同，c环最大，a环位于N极处，b和c两环
位于条形磁铁中部．则穿过三个环的磁通量的大小是( )
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环与c环相同
解析： 条形磁铁磁场的磁感线分布特点是：
(1)外部磁感线两端密，中间疏；
解析： 如图示位置时，磁感线与线框平 面垂直，Φ＝BS.当框架绕 OO′轴转过 60°时 可以将原图改画成从上面向下看的俯视图，如 图所示，Φ＝BS⊥＝BS·cos 60°＝12BS.所以选项 B 错．转过 90°时，线框由与磁感线垂直穿过变为平行，Φ＝0. 线框转过 180°时，磁感线仍然垂直穿过线框，只不过穿过方向 改变了．因而 Φ1＝BS，Φ2＝－BS，ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BS.
B．矩形线圈做垂直于磁感线的平移运动
C．矩形线圈绕AB边转动
D．矩形线圈绕BC边转动
解析： 根据产生感应电流的条件可知，判断闭合线圈中 是否产生感应电流，关键是判断穿过线圈的磁通量是否发生变 化．
答案： C
判断回路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：
但二者之间的夹角变
例：闭合电路的一部分导 体切割磁感线时 例：线圈与磁体之间发生 相对运动时 注意：此时可由ΔΦ＝Φt －Φ0计算并判断磁通量是 否变化
例：线圈在磁场中转动时
如图所示，将一个矩形线圈ABCD放入匀强磁场中，
若线圈平面平行于磁感线，则下列运动中，哪些在线圈中会产
生感应电流( )
A．矩形线圈做平行于磁感线的平移运动
__有__
__无__
(3)模拟法拉第的实验 实验装置
实验操作
线圈中 有无电流
开关 Sபைடு நூலகம்接通或断 开
__有__
开关 S 闭合，改 变滑动变阻器阻
_有___
值
开关 S 一直闭合， 且滑动变阻器触 __无__
头位置不动
2.分析论证 (1)实验(1)表明 体回路闭包合围导的体_回__路__包__围__的_时_面_，__积无__变电__化流__产时生，．有电流产生；闭合导 (2)实验(2)表面明积不变 线圈中的__________时，有感应电流；线圈中的 __________时；无磁感场应变电化流．
(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．
2－1 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，导体棒 ab、cd 的运动速度分别为 v1、v2， 如图所示，ab 棒上有电流通过，则一定有( )
(2)磁铁内、外磁感线的条数相等．据以上两点知：a、b、 c三个环中磁场方向都向上．考虑到磁铁外部磁场的不同，a外 部磁场强于b外部磁场，故b环的磁通量大于a环的磁通量，外 部c的磁通量大于b的磁通量，内部磁通量相等，故合磁通量b 大于c.其中a、c两个环所在处磁感线的分布特点不同，所以穿 过两个环的磁通量不一定相同，C正确，A、B、D错．
第四 章
电磁感应
2020/7/15
1. 2.划时代的发现 探究感应电流的产生条件
学 基础导学
一、划时代的发现
1．奥斯特梦圆“电生磁” 1820年，丹麦物理学家__奥__斯__特___发现了电流的磁效应． 2．法拉第心系“磁生电” 1831年，英国物理学家________发现了电磁感应现象．
讲 要点例析
(1)如果磁感线与平面不垂直，如图甲所示，有效面积应理 解为原平面在垂直磁场方向上的投影面积，如果平面与垂直磁 场方向的夹角为θ，则有效面积为Scos θ，穿过该平面的磁通量 为Φ＝BScos θ.
甲
(2)S 指闭合回路中包含磁场的那部
分有效面积，如图乙，闭合回路 abcd 和
答案： C
1－1 如图所示，框架面 积为 S，框架平面与磁感应强度为 B 的匀 强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量的 情况是( )
A．如图位置时等于 BS B．若使框架绕 OO′转过 60°角，磁通量为14BS C．若从初始位置转过 90°角，磁通量为零 D．若从初始位置转过 180°角，磁通量变化为 2BS
法拉第
二、探究感应电流的产生条件
1．实验观察 (1)导体棒在磁场中运动
实验装置
实验操作
导体棒静止或平行 于磁感线运动 导体棒做切割磁感 线运动
回路中 有无电流
_无___
_有___
(2)条形磁铁在线圈中运动
实验装置
实验操作
条形磁铁在线圈中 插入或拔出时 条形磁铁在线圈中 静止不动
线圈中 有无电流
它们的磁通量却相同：Φ＝BS2. (3)某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．
2．非匀强磁场中磁通量的分析
条形磁铁、通电导线周围的磁场都是非匀强磁场，通常只 对穿过其中的线圈的磁通量进行定性分析，分析时应兼顾磁场 强弱、线圈面积和磁场与线圈的夹角等因素，并可充分利用磁 感线来判断，即磁通量的大小对应穿过线圈的磁感线的条数， 穿过线圈的磁感线的条数变化，则说明磁通量变化．
答案： ACD
感应电流的产生条件
感应电流产生的必要条件是穿过闭 合电路的磁通量发生变化，所以判断感应 电流有无时必须明确以下两点：
1．明确电路是否为闭合电路． 2．判断穿过回路的磁通量是否发生变化． 穿过闭合电路的磁通量变化情况列表如下：
B不变、S变 Φ
变
B变、S不变
的
四
种
B和S都变
情
况 B和S大小都不变，
磁场不变
(3)实验(3)表明
线圈B中_磁__场__变__化__，有感应电流；线圈B中__磁__场__不__变__， 无感应电流．
可见，产生感应电流的条件与磁场的______有关系，与闭
合导体回路包围的______有关系．
变化
面积
3．感应电流产生的条件 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．
如图所示，a、b、c三个环水平套在条形磁铁外面，
其中a和b两环大小相同，c环最大，a环位于N极处，b和c两环
位于条形磁铁中部．则穿过三个环的磁通量的大小是( )
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环与c环相同
解析： 条形磁铁磁场的磁感线分布特点是：
(1)外部磁感线两端密，中间疏；
解析： 如图示位置时，磁感线与线框平 面垂直，Φ＝BS.当框架绕 OO′轴转过 60°时 可以将原图改画成从上面向下看的俯视图，如 图所示，Φ＝BS⊥＝BS·cos 60°＝12BS.所以选项 B 错．转过 90°时，线框由与磁感线垂直穿过变为平行，Φ＝0. 线框转过 180°时，磁感线仍然垂直穿过线框，只不过穿过方向 改变了．因而 Φ1＝BS，Φ2＝－BS，ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BS.
B．矩形线圈做垂直于磁感线的平移运动
C．矩形线圈绕AB边转动
D．矩形线圈绕BC边转动
解析： 根据产生感应电流的条件可知，判断闭合线圈中 是否产生感应电流，关键是判断穿过线圈的磁通量是否发生变 化．
答案： C
判断回路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：
但二者之间的夹角变
例：闭合电路的一部分导 体切割磁感线时 例：线圈与磁体之间发生 相对运动时 注意：此时可由ΔΦ＝Φt －Φ0计算并判断磁通量是 否变化
例：线圈在磁场中转动时
如图所示，将一个矩形线圈ABCD放入匀强磁场中，
若线圈平面平行于磁感线，则下列运动中，哪些在线圈中会产
生感应电流( )
A．矩形线圈做平行于磁感线的平移运动
__有__
__无__
(3)模拟法拉第的实验 实验装置
实验操作
线圈中 有无电流
开关 Sபைடு நூலகம்接通或断 开
__有__
开关 S 闭合，改 变滑动变阻器阻
_有___
值
开关 S 一直闭合， 且滑动变阻器触 __无__
头位置不动
2.分析论证 (1)实验(1)表明 体回路闭包合围导的体_回__路__包__围__的_时_面_，__积无__变电__化流__产时生，．有电流产生；闭合导 (2)实验(2)表面明积不变 线圈中的__________时，有感应电流；线圈中的 __________时；无磁感场应变电化流．
(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．
2－1 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，导体棒 ab、cd 的运动速度分别为 v1、v2， 如图所示，ab 棒上有电流通过，则一定有( )
(2)磁铁内、外磁感线的条数相等．据以上两点知：a、b、 c三个环中磁场方向都向上．考虑到磁铁外部磁场的不同，a外 部磁场强于b外部磁场，故b环的磁通量大于a环的磁通量，外 部c的磁通量大于b的磁通量，内部磁通量相等，故合磁通量b 大于c.其中a、c两个环所在处磁感线的分布特点不同，所以穿 过两个环的磁通量不一定相同，C正确，A、B、D错．
第四 章
电磁感应
2020/7/15
1. 2.划时代的发现 探究感应电流的产生条件
学 基础导学
一、划时代的发现
1．奥斯特梦圆“电生磁” 1820年，丹麦物理学家__奥__斯__特___发现了电流的磁效应． 2．法拉第心系“磁生电” 1831年，英国物理学家________发现了电磁感应现象．
讲 要点例析
(1)如果磁感线与平面不垂直，如图甲所示，有效面积应理 解为原平面在垂直磁场方向上的投影面积，如果平面与垂直磁 场方向的夹角为θ，则有效面积为Scos θ，穿过该平面的磁通量 为Φ＝BScos θ.
甲
(2)S 指闭合回路中包含磁场的那部
分有效面积，如图乙，闭合回路 abcd 和
答案： C
1－1 如图所示，框架面 积为 S，框架平面与磁感应强度为 B 的匀 强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量的 情况是( )
A．如图位置时等于 BS B．若使框架绕 OO′转过 60°角，磁通量为14BS C．若从初始位置转过 90°角，磁通量为零 D．若从初始位置转过 180°角，磁通量变化为 2BS
法拉第
二、探究感应电流的产生条件
1．实验观察 (1)导体棒在磁场中运动
实验装置
实验操作
导体棒静止或平行 于磁感线运动 导体棒做切割磁感 线运动
回路中 有无电流
_无___
_有___
(2)条形磁铁在线圈中运动
实验装置
实验操作
条形磁铁在线圈中 插入或拔出时 条形磁铁在线圈中 静止不动
线圈中 有无电流