3-2 1.1 电磁感应的发现
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电磁感应现象的发现及其原理1. 引言电磁感应现象是电磁学领域的基石之一,它的发现标志着人类进入了电气时代。
本篇文章将详细介绍电磁感应现象的发现过程及其原理。
2. 电磁感应现象的发现电磁感应现象的发现要归功于英国科学家迈克尔·法拉第。
在1831年,法拉第经过十年的努力,终于发现了电磁感应现象。
他发现当磁场的强度或方向发生改变时,会在导体中产生电动势,从而产生电流。
3. 电磁感应现象的原理电磁感应现象的原理可以根据法拉第电磁感应定律来解释。
法拉第电磁感应定律表明,闭合导体回路中感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,方向与磁通量的变化率方向相反。
3.1 磁通量磁通量是磁场穿过某一面积的总量。
用符号Φ表示,单位是韦伯(Wb)。
磁通量可以形象地理解为磁场线穿过某一区域的数目。
3.2 磁通量的变化率磁通量的变化率表示磁通量随时间的变化情况。
它可以分为两种:•磁通量的增加:当磁场强度、导体面积或磁场与导体面积的夹角发生变化时,磁通量会增加。
•磁通量的减少:当磁场强度、导体面积或磁场与导体面积的夹角发生变化时,磁通量会减少。
3.3 感应电动势感应电动势是指在电磁感应现象中,导体中产生的电动势。
它的计算公式为:= -其中,ε表示感应电动势,Φ表示磁通量,t表示时间。
3.4 感应电流当导体中存在感应电动势时,如果导体是闭合的,就会产生感应电流。
感应电流的产生遵循楞次定律,即感应电流的方向总是使得其磁场对原磁场的变化产生阻碍作用。
4. 电磁感应现象的应用电磁感应现象在现代科技领域中有着广泛的应用,以下是一些常见的应用实例:•发电机:通过旋转磁场和固定线圈的方式,将机械能转化为电能。
•变压器:利用电磁感应原理,实现电压的升降转换。
•感应电炉:通过高频电磁场对导体进行加热,广泛应用于金属加工领域。
•无线充电:利用电磁感应原理,实现无线传输电能。
5. 结语电磁感应现象的发现及其原理是电磁学领域的基础知识。
通过对电磁感应现象的研究,人类得以深入了解电磁场的本质,并将其应用于各种科技领域,为人类社会的发展做出了巨大贡献。
高中物理:电磁感应知识点归纳一、电磁感应的发现1.“电生磁”的发现奥斯特实验的启迪:丹麦物理学家奥斯特发现电流能使小磁针偏转,即电流的磁效应2.“磁生电”的发现(1)电磁感应现象的发现法拉第根据他的实验,将产生感应电流的原因分成五类:①变化的电流;②变化的磁场;③运动中的恒定电流;④运动中的磁铁;⑤运动中的导线。
(2)电磁感应的发现使人们找到了“磁生电”的条件,开辟了人类的电气化时代。
二、感应电流产生的条件1. 探究实验实验一:导体在磁场中做切割磁感线的运动实验二:通过闭合回路的磁场发生变化2. 感应电流产生的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化时,这个闭合电路中就有感应电流产生三、感应电动势1. 定义:由电磁感应产生的电动势,叫感应电动势。
产生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变化,无论电路是否闭合,电路中都会有感应电动势。
3. 方向判断:在内电路中,感应电动势的方向是由电源的负极指向电源的正极,跟内电路中的电流的方向一致。
产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
【关键一点】感应电流的产生需要电路闭合,而感应电动势的产生电路不一定需要闭合四、法拉第电磁感应定律1. 定律内容:感应电动势的大小,跟穿过这个电路的磁通量的变化率成正比。
2. 表达式:说明:①式中N为线圈匝数,是磁通量的变化率,注意它与磁通量以及磁通量的变化量的区别。
②E与无关,成正比③在图像中为斜率,所以斜率的意义为感应电动势五、导体切割磁感线时产生的电动势公式中的l为有效切割长度,即导体与v垂直的方向上的投影长度.图中有效长度分别为:甲图:l=cdsin β(容易错算成l=absin β).乙图:沿v1方向运动时,l=MN;沿v2方向运动时,l=0.丙图:沿v1方向运动时,沿v2方向运动时,l=0;沿v3方向运动时,l=R.六、右手定则1. 内容:将右手手掌伸平,使大拇指与其余并拢的四指垂直,并与手掌在同一平面内,让磁感线从手心穿入,大拇指指向导体运动方向,这时四指的指向就是感应电流的方向,也就是感应电动势的方向2. 适用情况:导体切割磁感线产生感应电流七、楞次定律1.内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
物理选修3-2知识点归纳(鲁科版)第一章 电磁感应 第1节 磁生电的探索1.电磁感应:只要闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生电流。
国磁通量变化而产生电流的现象叫做电磁感应,所产生的电流叫做感应的电流。
第2节 感应电动势与电磁感应定律1.感应电动势:电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。
电路中感应电动势的大小与电路中磁通量变化的快慢有关。
2.法拉第电磁感应定律:电路中感应电动势的大小与穿过这一电路的磁通量变化率成正比。
tkE ∆∆Φ=,k 为比例常数。
在国际单位制中,感应电动势E 的单位是V ,Φ的单位是Wb ,t 的单位是s , 1=k , 上式可以化简为t E ∆∆Φ=。
n 匝线圈的感应电动势大小为:tn E ∆∆Φ=。
磁通量的变化量仅由导线切割磁感线引起时,感应电动势的公式还可以写成:Blv E =。
第3节 电磁感应定律的应用1.涡流:将整块金属放在变化的磁场中,穿过金属块的磁通量发生变化,金属块内部就产生感应电流。
这种电流在金属块内部形成闭合回路,就像旋涡一样,我们把这种感应电流叫做涡电流(eddy current),简称涡流。
如图所示,把绝缘导线绕在块状铁芯上,当交变电流通过导线时,铁芯中会产生图中虚线所示的涡流。
在以上实验中,小铁锅的电阻很小,穿过铁锅的磁通量变比时产生的涡流较大,足以使水温升高;而玻璃杯是绝缘体,电阻很大,不产生涡流。
2.电磁炉:电磁炉的工作原理与涡流有关。
如图所示,当50 Hz 的交流电流入电磁炉时,经过整流变为直流电,再使其变为高频电流(20~50 kHz)进入炉内的线圈。
由于电流的变化频率较高,通过铁质锅底的磁通量变化率较大,根据电磁感应定律t E ∆∆Φ=/可知,产生的感应电动势也较大;铁质锅底是整块导体,电阻很小,所以在锅底能产生很强的涡电流,使锅底迅速发热,进而加热锅内的食物。
(1)与煤气灶、电饭锅等炊具相比,电磁炉具有很多优点:电磁炉利用涡流使锅直接发热,减少了能量传递的中间环节,能大大提高热效率;电磁炉使用时无烟火,无毒气、废气;电磁炉只对铁质锅具加热,炉体本身不发热……由于以上种种优点,电磁炉深受消费者的喜爱,被称为“绿色炉具”。
基础电磁感应现象教案第一章:电磁感应现象简介1.1 电磁感应的发现讲述奥斯特和法拉第的实验发现说明电磁感应现象的重要性1.2 电磁感应的定义解释电磁感应的定义强调电磁感应现象的基本原理1.3 电磁感应的类型区分直流电磁感应和交流电磁感应解释电磁感应的分类和特点第二章:法拉第电磁感应定律2.1 法拉第电磁感应定律的表述讲述法拉第电磁感应定律的数学表达式解释电磁感应电动势的产生条件2.2 电磁感应电动势的计算说明电磁感应电动势的计算方法举例说明电磁感应电动势的计算过程2.3 电磁感应电流的方向讲述楞次定律和右手定则解释电磁感应电流方向的确定方法第三章:电磁感应的应用3.1 发电机的原理和结构讲述发电机的工作原理和结构组成说明发电机的工作过程和能量转换3.2 电磁感应电机讲述电磁感应电机的工作原理和结构组成解释电磁感应电机的分类和应用领域3.3 变压器的原理和应用讲述变压器的工作原理和结构组成说明变压器的特点和应用领域第四章:电磁感应现象的实验探究4.1 电磁感应实验装置介绍电磁感应实验装置的组成和连接方式强调实验装置的安全注意事项4.2 电磁感应实验操作步骤讲述电磁感应实验的操作步骤和注意事项说明实验中观察和记录数据的要点4.3 实验结果的分析和解释分析电磁感应实验结果解释实验结果与电磁感应现象的关系第五章:电磁感应现象的拓展应用5.1 电磁感应现象在电子技术中的应用讲述电磁感应现象在电子技术中的应用实例解释电磁感应现象在电子技术中的作用和意义5.2 电磁感应现象在传感器中的应用讲述电磁感应现象在传感器中的应用实例解释电磁感应现象在传感器中的作用和意义5.3 电磁感应现象在其他领域的应用讲述电磁感应现象在其他领域的应用实例解释电磁感应现象在其他领域的作用和意义基础电磁感应现象教案第六章:电磁感应现象的数学描述6.1 麦克斯韦方程组介绍麦克斯韦方程组的背景和意义讲解电磁感应现象在麦克斯韦方程组中的体现6.2 法拉第电磁感应定律的数学形式推导法拉第电磁感应定律的微分形式解释积分形式与微分形式之间的关系6.3 楞次定律的数学表述讲解楞次定律的数学表述分析楞次定律在实际应用中的意义第七章:电磁感应现象的实验验证7.1 楞次定律的实验验证设计实验来验证楞次定律分析实验结果与楞次定律的一致性7.2 法拉第电磁感应定律的实验验证设计实验来验证法拉第电磁感应定律分析实验结果与法拉第电磁感应定律的一致性7.3 实验结果的讨论与总结讨论实验结果对于理解电磁感应现象的意义总结实验验证对于电磁感应理论的重要性第八章:电磁感应现象的现代理解8.1 量子力学与电磁感应现象介绍量子力学在电磁感应现象中的应用讲解量子力学对电磁感应现象的现代理解8.2 相对论与电磁感应现象介绍相对论在电磁感应现象中的应用讲解相对论对电磁感应现象的现代理解8.3 电磁感应现象的宏观与微观表现分析电磁感应现象在宏观与微观层面的表现探讨宏观与微观层面之间的联系与区别第九章:电磁感应现象在技术应用中的拓展9.1 电磁感应现象在电力系统中的应用介绍电磁感应现象在电力系统中的应用实例讲解电磁感应现象在电力系统中的重要作用9.2 电磁感应现象在信息技术中的应用介绍电磁感应现象在信息技术中的应用实例讲解电磁感应现象在信息技术中的重要作用9.3 电磁感应现象在其他领域的应用介绍电磁感应现象在其他领域的应用实例讲解电磁感应现象在其他领域的重要作用第十章:电磁感应现象的思维拓展10.1 电磁感应现象与创新思维探讨电磁感应现象在激发创新思维方面的作用分析电磁感应现象在科技发展中的推动作用10.2 电磁感应现象与科学思维讲解电磁感应现象在培养科学思维方面的价值分析电磁感应现象在科学方法论中的应用10.3 电磁感应现象与综合素质提升探讨电磁感应现象在提升综合素质方面的作用总结学习电磁感应现象对于个人发展的意义基础电磁感应现象教案第十一章:电磁感应现象的案例分析11.1 著名电磁感应现象案例分析历史上著名的电磁感应现象案例讲解案例对于理解电磁感应现象的意义11.2 电磁感应现象在生活中的应用案例分析电磁感应现象在生活中的应用案例讲解案例对于理解电磁感应现象的实际意义11.3 电磁感应现象的启示探讨电磁感应现象给我们的启示总结电磁感应现象对于个人和社会的意义第十二章:电磁感应现象的习题讲解12.1 习题类型及解题方法介绍电磁感应现象习题的类型讲解解题方法及技巧12.2 典型习题解析分析典型习题的解题过程讲解习题解析的方法和要点12.3 习题练习与总结安排习题练习时间,让学生动手实践总结习题练习中的重点和难点,查漏补缺第十三章:电磁感应现象的课堂讨论13.1 课堂讨论的主题及目的确定课堂讨论的主题阐述讨论的目的和意义13.2 课堂讨论的组织实施安排讨论时间和地点指导学生进行讨论,鼓励学生发表见解13.3 课堂讨论的总结与反思总结讨论的成果和不足反思讨论过程中的教学方法和策略第十四章:电磁感应现象的教学评价14.1 教学评价的类型及方法介绍电磁感应现象教学评价的类型讲解评价方法和技巧14.2 学生学习情况的评价评价学生在电磁感应现象学习中的表现分析学生的优点和不足,提出改进建议14.3 教学效果的评价与反思评价电磁感应现象教学效果反思教学过程中的不足,提出改进措施第十五章:电磁感应现象的教学拓展15.1 电磁感应现象与其他学科的联系探讨电磁感应现象与其他学科的联系总结跨学科学习的意义和方法15.2 电磁感应现象的课外阅读与研究推荐电磁感应现象相关的课外阅读材料鼓励学生进行电磁感应现象的课题研究15.3 电磁感应现象的教学展望展望电磁感应现象教学的发展趋势提出改进教学方法和策略的建议重点和难点解析。
物理选修3-2第一章电磁感应【学习目标】1.了解电磁感应的发现过程,体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神;学习法拉第等科学家的优秀品质。
2.通过观察和实验,理解感应电流的产生条件;举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。
3.通过探究,理解楞次定律;理解法拉第电磁感应定律。
培养空间思维能力和通过观察、实验得出物理规律的能力。
4.通过实验,了解自感现象和涡流现象;能举例说明自感现象和涡流现象在生活和生产中的应用。
知道反电动势的概念,了解电磁感应中的能量守恒。
第1节电磁感应现象的发现第2节感应电流产生的条件【学习目标】1.了解电磁感应的发现过程,认识电磁感应现象发现的时代背景和思想历程。
体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神;学习法拉第等科学家的优秀品质,促成学科学、用科学为人类服务的意识。
2.正确认识科学发现不仅需要艰辛的劳动,而且需要具有敏锐深邃的科学洞察力、丰富的直觉和善于创新的优良品质。
3.知道电磁感应现象和感应电流。
4.通过实验探究,总结感应电流产生的条件。
5.学习从物理现象和实验中归纳科学规律,认识归纳法是科学研究的一种重要的方法。
【阅读指导】1.1820年,从实验中发现了电流的磁效应,引起了科学界的关注,形成了对电磁现象研究的热潮。
不少物理学家根据对称性的思考,提出既然电能产生磁,是否磁也能产生电呢?法拉第经历了长达年的探索,终于获得了成功,于1831年证实了“磁生电”现象的存在,他在论文中将“磁生电”现象分为五类:⑴⑵⑶⑷⑸。
并把这些现象正式定名为“电磁感应”。
由电磁感应现象产生的电流叫。
2.教材P5图1-2-1(a)实验中,导线在运动时是磁感线的,电路中出现了电流;而在(b)实验中,导线是沿着磁感线方向运动的,即导线没有做切割磁感线的运动,电路中电流。
实验和理论表明:当闭合电路的一部分导体在磁场中做运动时,电路中有感应电流产生。
3.在法拉第的有些实验中,导体并没有做运动,但闭合电路中出现了感应电流。
高二物理选修选修3-2 第一学习单元 电磁感应1.划时代的发现探究感应电流的产生条件k 知识深层理解1、奧斯特梦圆“电生磁”,法拉第心系“磁生电”(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,产生的电流叫做感应电流.2、磁通量(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:BS Φ=,其中S 为平面在垂直于磁场方向上的投影面积. (3)磁通量大小与线圈的匝数无关.磁通量的变化量21ΦΦΦ∆=-. 3、磁通量发生变化的三种常见情况 (1)磁场强弱不变,回路面积改变. (2)回路面积不变,磁场强弱改变.(3)回路面积和磁场强弱均不变,但二者的相对位置发生改变. 4、产生感应电流的条件: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感应电流.理解1 如何理解磁通量Φ在磁感应强度为B 的匀强磁场中,垂直于磁感线放置一面积为S 的平面,则穿过该平面的磁通量为BS Φ=.1、如果磁感线与平面不垂直,如图甲所示,公式中的S 应理解为该平面在垂直磁场方向上的投影面积,如果该平面与垂直磁场方向间的夹角为θ,则投影面积应为cos S θ,穿过该平面的磁通量为cos BS Φθ=.2、S 指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积,如图乙所示,闭合回路abcd 和闭合回路a b c d ''''虽然面积不同,但穿过它们的磁通量却相同,2BS Φ=.3、某闭合回路内有不同方向的磁场时,应分别计算 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,只要n 匝线圈的面积相 同,放置情况也相同,穿过n 匝线圈与穿过单匝线圈的磁通量就相同.狂K 重点理解2 引起磁通量变化的情况有哪些?判断电磁感应现象中是否产生感应电流的关键:(1)判断导体回路是否闭合;(2)判断穿过导体回路的磁通量是否发生变化.下列是磁通量发生变化的几种情况:1、磁场变化:在有效面积不变而磁场变化时,磁通量的变化量B S Φ∆=∆⋅,例如永磁体靠近或远离线圈时,线圈内磁通印象笔记◀非接触式IC 卡内部有线圈,在靠近刷卡机的过程中磁通量发生变化,产生感应电流,最终实现信息交换◀注意磁通量的正负. 设向下为正方向,如图所示,此时穿过线圈abcd 的磁通量为BS ,若将线圈abcd 翻转180°,则穿过线圈abcd 的磁通量为BS -.量发生变化.又如,矩形线圈逐渐远离(平动)通电直导线,线圈内磁通量发生变化,如图所示.2、有效面积变化:在磁场不变而有效面积变化时,磁通量的变化量B S Φ∆=⋅∆,例如闭合线圈的部分导线做切割磁感线运动,如图甲所示;又如回路平面与磁场方向的夹角变化,线圈在磁场中转动,如图乙所示.3、磁场和有效面积同时变化:在磁场和有效面积都变化时,磁通量的变化量212211B S B S B S ΦΦΦ∆=-=-≠∆⋅∆,如图所示,磁感线是闭合曲线,在磁铁内部磁感线由S 极指向N 极,在磁铁外部磁感线由N 极指向S 极,且分布在磁铁外的广阔区域内,因此穿过弹性线圈所围面积的磁通量为向上穿过弹性线圈所围面积的磁通量减去向下穿过弹性线圈所围面积的磁通量,将弹性线圈向外拉时,穿过它向下的磁通量增加,而穿过它向上的磁通量不变,则总的磁通量减小,即净磁通量减小.理解3 闭合回路部分导体切割磁感线一定能产生感应电流吗?闭合回路部分导体切割磁感线,不一定产生感应电流;闭合回路中是否会产生感应电流,归根到底还是要看穿过闭合回路的磁通量是否发生变化.在利用“切割”来讨论和判断有无感应电流时,应注意:1、导体是否将磁感线“割断”,如果没有“割断”,就不能说明切割.如图所示,(a )(b )两图中,导体是真“切割”,而(c )图中,导体没有切割磁感线.2、即使闭合回路的部分导体真“切割”了磁感线,也不能保证一定产生感应电流.如图所示,对于图甲,尽管闭合线框“切割”磁感线,但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化,没有感应电流产生;对于图乙,闭合线框的一部分导体“切割”了磁感线,穿过线框的磁感线条数越来越少,线框中有感应电流产生;对于图丙,闭合线框在非匀强磁场中运动,“切割”了磁感线,穿过线框的磁感线条数减少,线框中有感应电流产生;对于图丁,线框abcd 的一部分在匀强磁场中上下平动,尽管线框abcd 的部分导体做切割磁感线运动,但穿过线框的磁通量没有发生变化,所以线框中没有感应电流产生.k 应试拓展注意拓展1 磁通量的计算磁通量是标量,但有正,负之分.其正、负取决于磁感线的贯穿方向,设磁印象笔记◀磁铁插入或拔出时,穿过线圈的磁通量发生变化,产生感应电流.◀科拉顿“跑”失良机 为什么科拉顿看不到电流计指针的偏转呢?电磁感应现象与变化和运动相联系,当科拉顿跑到电流计前面时,电流计的指针经过一次偏转以后又转回到了原来的位置.◀不同的“切割”方式产生的效果不同.感线从某平面的一侧穿入时为正,当磁感线从该平面的另一侧穿入时,磁通量即为负值.磁通量的正、负并不表示方向,它的正负号仅表示磁感线的穿入方向,计算合磁通或磁通量变化时,按代数运算法则进行.例 两圆环A 、B 同心放置且半径A B R R >,将一条形磁铁置于两环圆心处,且与圆环平面垂直,如图所示,则穿过A 、B 两圆环的磁通量的大小关系为( )A .A h ΦΦ>B .A h ΦΦ=C .A h ΦΦ<D .无法确定【解析】如果穿过某一面积的磁场方向不同,则规定某方向为正,与之相反为负,求代数和就是穿过该面积的磁量.此题可设向上穿过圆环A 、B 的磁通量为正,则向下穿过A 、B 的磁通量为负,条形磁铁的磁感线在磁铁内部由S 极到N 极,在外部由N 极到S 极,内部的磁感线总条数与外部的磁感线总条数相同,通过A 、B 两圆环向上的磁感线总条数相同,而由磁铁外部从上向下穿过A 、B 的磁感线的条数,面积越大的越多,故向下穿过A 的磁通量大于向下穿过B 的磁通量,所以穿过A 的总磁通量小于穿过B 的总磁透量,故C 选项正确.【答案】C .拓展2 感应电流有无的判断判断电路中是否产生感应电流,关键要分析穿过闭合电路的磁通量是否发生变化.分析磁通量是否发生变化就必须要弄清楚磁场的分布情况,而对于立体图,往往还需将其转换为平图图,如俯视图,侧视图等.判断电路中是否有感应电流的思路:例 下列各图所示的情况中,能产生感应电流的是【解析】A 图中,线圈转动时穿过线圈的磁通量始终为零,不发生变化,线圈中不产生感应电流,故A 错误;B 图中,磁铁向右运动,穿过线圈的磁通量变化,但线圈不闭合,线圈中不产生感应电流,故B 错误;C 图中,线圈远离磁铁时穿过线圈的磁通量始终为零,不发生变化,线圈中不产生感应电流,故C 错误;D 图中,回路闭合,且穿过闭合回路的磁通量不断增大,能产生感应电流,故D 正确.印象笔记◀电磁感应实验演示电路◀直升机螺旋桨叶片切割地磁场的磁感线,螺旋桨叶片上产生感应电动势,但不产生感应电流.【答案】D【点拨】回路闭合、穿过闭合回路的磁通量发生变化,是产生感应电流的两个必要条件,缺一不可.闭合回路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件,如果穿过闭合回路的磁通量很大但不发生变化,那么无论磁通量有多大,也不能产生感应电流.2.楞次定律K知识深层理解1、楞次定律(1)内容:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.(2)适用范围:适用于一切穿过回路磁通量变化的情况.2、右手定则(1)使用方法伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向.(2)适用范围:适用于部分导体切割磁感线的情况.3、楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的“效果”总是阻碍产生感应电流的原因,可由以下四种方式呈现:(1)阻碍原磁通量的变化,即“增反减同”.(2)阻碍相对运动,即“来拒去留”.(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势,即“增缩减扩”.(4)阻碍原电流的变化(自感现象),即“增反减同”.理解1 楞次定律中的“阻碍”意味着什么?楞次定律的内容:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.电磁感应过程实质上是能的转化和转移过程,楞次定律中的“阻碍”就是能量守恒定律的具体体现,在克服这种阻碍作用的过程中,其他形式的能转化成电能.理解2 楞次定律与右手定则的比较印象笔记◀楞次定律示意图◀(1)阻碍并不一定是相反,“阻碍”的是磁通量的变化.(2)“阻碍”不是阻止,不仅有反抗的意思,而且有补偿的意思,磁通量增加时是反抗,磁通量减少时:是补偿.◀磁铁在双管中下落,在塑料管中下落得快.别切割磁感线运动的导体适用范围各种电磁感应现象只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的情况应用用于磁通量随时间变化而产生的电磁感应现象时较方便用于导体切割磁感线产生电磁感应现象时较方便理解3 右手定则与左手定则的比较比较项目右手定则左手定则三个方向判断感应电流的方向、导体运动方向和磁场方向(I, ,B)判断通电导体所受磁场力的方向、电流方向和磁场方向(F,I,B)图例因果关系运动→电流电流→受力应用发电机电动机记忆规律左“力”右“电”K应试拓展注意拓展1 楞次定律的“广义”表述从能的转化和守恒的角度看,楞次定律可表述为:感应电流的“效果”总要反抗(或阻碍)引起感应电流的“原因”,常见的有以下几种表现:1、阻碍原磁通量的变化——“增反减同”.如图所示,磁铁靠近线圈,B感与B原方向相反,利用安培定则可判断感应电流的方向为逆时针方向(从上向下看).2、阻碍导体与磁场间的相对运动——“来拒去留”.如图所示,若条形磁铁靠近线圈,线圈受到的是斥力;若条形磁铁远离线圈,线圈受到的是引力.3、使闭合回路面积有扩大或缩小的趋势一一“增缩减扩”.如图所示,P、Q是光滑固定导轨,a、b是可动金属棒,当磁铁下移时,a、b将靠近.4、阻碍原电流的变化“增反减同”.如图所示,开关S闭合时,B灯先亮,A灯后亮,即原电流增大时,感应电流的方向与原电流的方向相反;开关S断开时,灯逐渐熄灭,A灯中电流方向向右,B灯中电流方向向左,线圈中电流方向不变,即原电流减小时,印象笔记◀右手定则示意图◀从运动效果上来看,可以形象地表述为“敌进我退”和“敌逃我追”。
高中物理选修3-2知识点详细汇总电磁感应现象愣次定律一、电磁感应1.电磁感应现象只要穿过闭合回路的磁通量发生变化,闭合回路中就有电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应。
产生的电流叫做感应电流.2.产生感应电流的条件:闭合回路中磁通量发生变化3. 磁通量变化的常见情况 (Φ改变的方式):①线圈所围面积发生变化,闭合电路中的部分导线做切割磁感线运动导致Φ变化;其实质也是B不变而S增大或减小②线圈在磁场中转动导致Φ变化。
线圈面积与磁感应强度二者之间夹角发生变化。
如匀强磁场中转动的矩形线圈就是典型。
③磁感应强度随时间(或位置)变化,磁感应强度是时间的函数;或闭合回路变化导致Φ变化(Φ改变的结果):磁通量改变的最直接的结果是产生感应电动势,若线圈或线框是闭合的.则在线圈或线框中产生感应电流,因此产生感应电流的条件就是:穿过闭合回路的磁通量发生变化.4.产生感应电动势的条件:成闭合回路,四指指向高电势.⑤“因电而动”用左手定则.“因动而电”用右手定则.⑥应用时要特别注意:四指指向是电源内部电流的方向(负→正).因而也是电势升高的方向;即:四指指向正极。
导体切割磁感线产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例,所以判定电流方向的右手定则也是楞次定律的一个特例.用右手定则能判定的,一定也能用楞次定律判定,只是对导体在磁场中切割磁感线而产生感应电流方向的判定用右手定则更为简便.2.楞次定律(1)楞次定律(判断感应电流方向):感应电流具有这样的方向,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.(感应电流的) 磁场 (总是) 阻碍 (引起感应电流的磁通量的)变化原因产生结果;结果阻碍原因。
(定语) 主语 (状语) 谓语 (补语) 宾语(2)对“阻碍”的理解注意“阻碍”不是阻止,这里是阻而未止。
阻碍磁通量变化指:磁通量增加时,阻碍增加(感应电流的磁场和原磁场方向相反,起抵消作用);磁通量减少时,阻碍减少(感应电流的磁场和原磁场方向一致,起补偿作用),简称“增反减同”.(3)楞次定律另一种表达:感应电流的效果总是要阻碍..(.或反抗...).产生感应电流的原因. (F安方向就起到阻碍的效果作用)即由电磁感应现象而引起的一些受力、相对运动、磁场变化等都有阻碍原磁通量变化的趋势。
第 1 页 共 24 页×××××××××× 班级:高二( )班: 学号: 姓名:选修3-2电磁感应 第1、2节电磁感应的发现、感应电流产生的条件【自主学习】1.奥斯特实验的启迪:自从奥斯特发现电流的磁现象后,根据对称性思考,物理学家提出能否利用磁生电呢?2.电磁感应现象的发现:法拉第经过十年的探索,终于获得成功。
他将“磁生电”的现象正式定名为电磁感应。
由电磁感应现象产生的电流叫感应电流。
3、感应电流产生的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化时,这个闭合电路中就有感应电流产生。
【典型例题】【小试身手1】(A 级)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 .线框不闭合时,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运动,电路中就一定有感应电流。
【小试身手2】(A 级)如图所示,竖直放置的长直导线通以恒定电流,有一矩形线框与导线在同一平面,在下列情况中线圈产生感应电流的是( ).A . 导线中电流强度变大B . 线框向右平动C . 线框向下平动D . 线框以ab 边为轴转动【小试身手3】(B 级)如图所示,用导线做成的圆形回路与一直导线构成几种位置组合,哪几种组合中,切断直导线中电流时,闭合回路中会有感应电流产生?( )【小试身手4】(B 级)如图所示,一有限范围的匀强磁场。
宽度为d ,将一个边长为L 的正方形导线框以速度V 匀速通过磁场区域,若d<L ,则在线框中不产生感应电流的时间应为等于 ( )A . d/vB . L/v ;C .(L —d )/v ;D .(L —2 d )/v 。
【小试身手5】(B 级)如图所示,两根光滑无限长直的金属导轨MN 、PQ 平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L 。
学案1电磁感应的发现感应电流产生的条件[学习目标定位] 1.能理解什么是电磁感应现象.2.能记住产生感应电流的条件.3.会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验.4.能说出磁通量变化的含义.5.会利用电磁感应产生的条件解决实际问题.1.磁通量的计算公式Φ=BS的适用条件是匀强磁场且磁感线与平面垂直.若在匀强磁场B 中,磁感线与平面不垂直,公式Φ=BS中的S应为平面在垂直于磁场方向上的投影面积.2.磁通量是标量,但有正、负之分.一般来说,如果磁感线从线圈的正面穿入,线圈的磁通量就为“+”,磁感线从线圈的反面穿入,线圈的磁通量就为“-”.3.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同时变化.一、奥斯特实验的启迪1820年,奥斯特从实验中发现了电流的磁效应,不少物理学家根据对称性的思考,提出既然电能产生磁,是否也存在逆效应,即磁产生电呢?二、电磁感应现象的发现1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象.他将“磁生电”现象分为五类:(1)变化中的电流;(2)变化中的磁场;(3)运动中的恒定电流;(4)运动中的磁铁;(5)运动中的导线.三、电磁感应规律的发现及其对社会发展的意义1.电磁感应的发现,使人们发明了发电机,把机械能转化成电能;使人们发明了变压器,解决了电能远距离传输中能量大量损耗的问题;使人们制造出了结构简单的感应电动机,反过来把电能转化成机械能.2.法拉第在研究电磁感应等电磁现象中,从磁性存在的空间分布逐渐凝聚出“场”的科学创新思想.在此基础上,麦克斯韦建立了电磁场理论,并预言了电磁波的存在.四、产生感应电流的条件穿过闭合电路的磁通量发生变化时,这个闭合电路中就有感应电流产生.一、磁通量及其变化[问题设计]如图1所示,框架的面积为S ,匀强磁场的磁感应强度为B .试求:图1(1)框架平面与磁感应强度B 垂直时,穿过框架平面的磁通量为多少?(2)若框架绕OO ′转过60°,则穿过框架平面的磁通量为多少?(3)若从图示位置转过90°,则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少?(4)若从图示位置转过180°,则穿过框架平面的磁通量变化量为多少?答案 (1)BS (2)12BS (3)-BS (4)-2BS [要点提炼]1.磁通量的计算(1)公式:Φ=BS(2)适用条件:①匀强磁场,②磁场方向和平面垂直.(3)B 与S 不垂直时:Φ=BS ⊥,S ⊥为平面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,如图2所示Φ=BS sin_θ.图2(4)磁通量与线圈的匝数无关. 2.磁通量的变化量ΔΦ(1)当B 不变,有效面积S 变化时,ΔΦ=B ·ΔS .(2)当B 变化,S 不变时,ΔΦ=ΔB ·S .(3)B和S同时变化,则ΔΦ=Φ2-Φ1,但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS.特别提醒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,如原磁通量Φ1=BS,当平面转过180°后,磁通量Φ2=-BS,磁通量的变化量ΔΦ=-2BS.二、感应电流产生的条件[问题设计]实验1(导体在磁场中做切割磁感线的运动):如图3所示,导体AB垂直磁感线运动时,线路中有电流产生,而导体AB沿着磁感线运动时,线路中无电流产生(填“有”或“无”).图3实验2(通过闭合电路的磁场发生变化):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接通或断开时,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,电流表中无电流产生.若将螺线管A放在螺线管B的正上方,并使两者的轴线互相垂直,则不管进行什么操作,电流表中均无电流产生(填“有”或“无”).图41.实验2中并没有导体在磁场中做切割磁感线的运动,但在接通或断开电源的瞬间及改变滑动变阻器的阻值时,B线圈却出现感应电流,这说明什么?答案说明导体在磁场中做切割磁感线运动不是产生感应电流的本质原因,通过闭合电路的磁场变化也可以产生感应电流.2.当实验2中开关闭合后,A线圈电流稳定时,B线圈中也存在磁场,但不出现感应电流,这说明什么?答案说明感应电流的产生,不在于闭合回路中是否有磁场.3.实验2中同样的磁场变化,螺线管B套在螺线管A外边时,能产生感应电流,而两个线圈相互垂直放置时不能产生感应电流,这又说明什么?试总结产生感应电流的条件.答案说明感应电流的产生,不在于磁场是否变化.总结实验1中,磁场是稳定的,但在导体切割磁感线运动时,通过回路的磁通量发生变化,回路中产生了感应电流;实验2通过改变电流从而改变磁场强弱,进而改变了磁通量,从而产生了感应电流,所以可以将产生感应电流的条件描述为“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感应电流”.[要点提炼]1.产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化.2.特例:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动.在利用“切割”来讨论和判断有无感应电流时,应该注意:(1)导体是否将磁感线“割断”,如果没有“割断”就不能说切割.如图5所示,甲、乙两图中,导线是真“切割”,而图丙中,导体没有切割磁感线.图5(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,如图丁.如果由切割不容易判断,则要回归到磁通量是否变化上去.[延伸思考]电路不闭合时,磁通量发生变化是否能产生电磁感应现象?答案当电路不闭合时,没有感应电流,但有感应电动势,只产生感应电动势的现象也可以称为电磁感应现象.一、磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解与计算例1如图6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6所示的虚线位置时,试求:图6(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.解析(1)解法一: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. 解法二: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,此过程中磁通量的变化量为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)二、产生感应电流的分析判断及实验探究例2如图7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,且井字形回路中有感应电流通过,则可能()图7A.v1>v2B.v1<v2C.v1=v2D.无法确定解析只要金属棒ab、cd的运动速度不相等,穿过井字形回路的磁通量就发生变化,闭合回路中就会产生感应电流.故选项A、B正确.答案AB例3在研究电磁感应现象的实验中所用器材如图8所示.它们是①电流表、②直流电源、③带铁芯的线圈A、④线圈B、⑤开关、⑥滑动变阻器(用来控制电流以改变磁场强弱).试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线).图8答案连接电路如图所示1.(对电磁感应现象的认识)下列现象中,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.通电线圈在磁场中转动C.因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流D.磁铁吸引小磁针答案 C解析电磁感应是指“磁生电”的现象,而小磁针和通电线圈在磁场中转动以及磁铁吸引小磁针,反映了磁场力的性质,所以A、B、D不是电磁感应现象,C是电磁感应现象.2.(对磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解)如图9所示一矩形线框,从abcd位置移到a′b′c′d′位置的过程中,关于穿过线框的磁通量情况,下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动) ()图9A.一直增加B.一直减少C.先增加后减少D.先增加,再减少直到零,然后再增加,然后再减少答案 D解析离导线越近,磁场越强,当线框从左向右靠近导线的过程中,穿过线框的磁通量增大,当线框跨在导线上向右运动时,磁通量减小,当导线在线框正中央时,磁通量为零,从该位置向右,磁通量又增大,当线框离开导线向右运动的过程中,磁通量又减小;故A、B、C 错误,D正确,故选D.3.(产生感应电流的分析判断)如图10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10A.将线框向左拉出磁场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°)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(小于90°)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.如果转过的角度超过60°(60°~300°),bc边将进入无磁场区,那么线框中将不产生感应电流.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).4.(产生感应电流的分析判断)如图11所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路,在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A,下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是()图11A.线圈中通以恒定的电流B.通电时,使滑动变阻器的滑片P做匀速移动C.通电时,使滑动变阻器的滑片P做加速移动D.将电键突然断开的瞬间答案 A解析只要通电时滑动变阻器的滑片P移动,电路中的电流就会发生变化,变化的电流产生变化的磁场,铜环A中磁通量发生变化,有感应电流;同样,将电键断开瞬间,电路中电流从有到无,仍会在铜环A中产生感应电流.题组一对磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解与计算1.关于磁通量,下列叙述正确的是()A.在匀强磁场中,穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积B.在匀强磁场中,a线圈的面积比b线圈的大,则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的磁通量大C.把一个线圈放在M、N两处,若放在M处时穿过线圈的磁通量比放在N处时大,则M 处的磁感应强度一定比N处大D.同一线圈放在磁感应强度大处,穿过线圈的磁通量不一定大答案 D解析磁通量等于磁感应强度与垂直磁场方向上的投影面积的乘积,A错误;线圈面积大,但投影面积不一定大,B错误;磁通量大,磁感应强度不一定大,C错误、D正确.2.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越大B.磁感应强度越大,线圈面积越大,则磁通量越大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解析根据磁通量的定义,Φ=B·S·sin θ,因此A、B选项错误;穿过线圈的磁通量为零时,磁感应强度不一定为零;磁通量发生变化,可能是面积变化引起的,也可能是磁场变化引起的,D错.3.如图1所示,半径为R的圆形线圈共有n匝,其中心位置处半径为r的范围内有匀强磁场,磁场方向垂直线圈平面,若磁感应强度为B,则穿过线圈的磁通量为()图1A.πBR2B.πBr2C.nπBR2D.nπBr2答案 B解析由磁通量的定义式知Φ=BS=πBr2;故B正确.题组二产生感应电流的分析判断4.关于电磁感应现象,下列说法中正确的是()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发生变化,电路中就一定有感应电流产生答案 C解析产生感应电流的条件:(1)闭合电路;(2)磁通量Φ发生变化,两个条件缺一不可.5.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.6.下列情况中都是线框在磁场中做切割磁感线运动,其中线框从开始进入到完全离开磁场的时间中有感应电流的是()答案BC解析A中虽然导体“切割”了磁感线,但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化,没有感应电流.B中线框的一部分导体“切割”了磁感线,穿过线框的磁感线条数越来越少,线框中有感应电流.C 中虽然与A 近似,但由于是非匀强磁场,运动过程中,穿过线框的磁感线条数增加,线框中有感应电流.D 中线框尽管是部分切割,但磁感线条数不变,无感应电流,故选B 、C.7.如图2所示,一有限范围的匀强磁场宽度为d ,若将一个边长为L 的正方形导线框以速度v 匀速地通过磁场区域,已知d >L ,则导线框从开始进入到完全离开磁场的过程中无感应电流的时间等于( )图2A.d vB.L vC.d -L vD.d -2L v答案 C解析 只有导线框完全在磁场里面运动时,导线框中才无感应电流.8.如图3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( )图3A .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 转动答案 C解析 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.9.为观察电磁感应现象,某学生将电流表、螺线管A 和B 、蓄电池、开关用导线连接成如图4所示的实验电路.当接通和断开开关时,电流表的指针都没有偏转,其原因是( )图4A.开关位置接错B.电流表的正、负极接反C.线圈B的3、4接头接反D.蓄电池的正、负极接反答案 A解析本题考查了感应电流产生的条件.因感应电流产生的条件是闭合电路中的磁通量发生变化,由电路图可知,把开关接在B与电流表之间,因与1、2接头相连的电路在接通和断开开关时,电流不改变,所以不可能有感应电流,电流表也不可能偏转,开关应接在A与电源之间.10.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,滑动触头向左滑或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.因此本题的正确选项应为A、B、C.11.如图6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6(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 本题主要考查闭合电路中,电流变化导致磁场变化从而产生感应电流的情况.(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. 12.如图7所示,固定于水平面上的金属架MDEN 处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN 沿框架以速度v 向右做匀速运动.t =0时,磁感应强度为B 0,此时MN 到达的位置使MDEN 构成一个边长为l 的正方形.为使MN 棒中不产生感应电流,从t =0开始,磁感应强度B 应怎样随时间t 变化?请推导出这种情况下B 与t 的关系式.图7答案 B =B 0l l +v t解析 要使MN 棒中不产生感应电流,应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化 在t =0时刻,穿过线圈平面的磁通量Φ1=B 0S =B 0l 2设t 时刻的磁感应强度为B ,此时磁通量为Φ2=Bl (l +v t )由Φ1=Φ2得B =B 0l l +v t.。