产生感应电流的条件

丙
实验操作 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
实验现象(线 圈B中有无电 分析论证 流) 有 线圈B中磁场 有 变化 时，线 ______ 圈B中有感应 无 电流；磁场 不变 时，线 ______ 圈B中无感应 有 电流
想一想 1.探究(1)说明产生感应电流的条件与闭合电 路包围的面积有关；探究(2)、(3)说明产生感 应电流的条件与磁感应强度的变化有关，如 何将这两个结论统一起来呢？
第二节
产生感应电流的条件
1.知道与电流磁效应和电磁感应相关的物理学史，体会 人类探究自然规律的科学态度 和科学精神． 2．通过实验、探究和理解感应电流的产生条件． 3．能够运用感应电流的产生条件判断是否有感应电流 产生．(重点) 4．进一步认识磁通量的概念、能结合实例对磁通量的
变化进行定性判断和定量计算．
提示：闭合电路的面积与垂直穿过它的磁感
应强度的乘积是磁通量，无论闭合电路包围 的面积变化还是磁感应强度变化，都会使磁
通量发生变化，所以磁通量是否变化是产生
感应电流的条件．
2.结论：感应电流的产生条件 实验表明：不论何种原因，只要使穿过
闭合 电路的________ 磁通量 发生变化，_______ 闭合 _______
变，不产生感应电流，C、D错．
【答案】 A
【规律方法】
B的大小或者方向的变化，
S的大小和位置的变化，还有磁场和平面间 的夹角变化等都可能引起回路的磁通量的变 化，从而使回路产生感应电流．在具体问题 中要做到灵活分析、熟练应用．
电磁感应现象的应用——动圈式 话筒的原理 在剧场里，为了使观众能听清演员的声音，
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，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
(3)利用通电螺线管的磁场(如图丙)
常常需要把声音放大．放大声音的装置主要
包括话筒、扩音器和扬声器三部分．如图所 示．
话筒是把声音转变为电信号的装置．如图是
动圈式话筒的构造原理图，它是利用电磁感
应现象制成的．
当声波使金属膜片振动时，连接在膜片上的线 圈(叫做音圈)随着一起振动．音圈在永磁铁的磁
场里振动．其中就产生感应电流(电信号)．感应
sinθ1)．
要点一
学案导引
磁通量的分析与计算
1.穿过某个线圈的磁通量的大小与哪些因素有 关？ 2.磁通量为零，磁感应强度一定也为零吗？ 3.如何计算磁通量及磁通量的变化量？
1.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两个分量，则Φ＝ B⊥S，如图所示Φ＝BSsinθ.
(单选)(2012· 湛江高二检测)如图所示，在正方形 线圈的内部有一条形磁铁，线圈与磁铁在同一 平面内，两者有共同的中心轴线OO′，关于线圈 中产生感应电流的下列说法中，正确的是( )
A．当磁铁向纸面外平移时，线圈中产生感应 电流 B．当磁铁向上平移时，线圈中产生感应电流 C．当磁铁向下平移时，线圈中产生感应电流 D．当磁铁N极向纸外，S极向纸里绕OO′轴转
动时，线圈中产生感应电流
【关键提醒】
解答本题应把握以下两点：
(1)条形磁铁周围的磁感线特点． (2)穿过线圈的磁通量与磁铁内、外的磁感线 都有关．
【精讲精析】
由条形磁铁周围磁感线的分布
特点可知，当磁铁平动时，穿过正方形线圈的 磁通量始终为零不发生变化，故线圈中不产生 电流，故A、B、C错；当磁铁转动时，穿过正 方形线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应
D．无法确定
解析：选C.因为有两个方向的磁感线穿过线 圈，磁通量应是抵消之后所剩余的磁感线的 净条数．从上向下看，穿过圆环A、B的磁 感线如图所示，磁感线有进有出，A、B环 向外的磁感线条数一样多，但A环向里的磁 感线条数较多，抵消得多，净剩条数少，所 以ΦA<ΦB，选C.
要点二
学案导引
感应电流有无的判断
【精讲精析】 (1)初始位置时，B 与 S 夹角 为 θ，根据前面要点可知，Φ1＝ BSsinθ；末 π 位置时，B 与 S 夹角为 － θ，故此时的磁通 2 π 量 Φ＝ BSsin 2－ θ ＝ BScosθ，注意到此时 磁 感 线 从反 面 穿入 ， 所以 Φ2 ＝ － Φ ＝－ BScosθ.
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．
特别提醒：(1)线圈为多匝时，不影响磁通量 的计算，即Φ≠NBS，因为穿过线圈的磁感线 的条数不受匝数影响． (2)若线圈面积S1大于磁场区域面积S2，如图， 那么Φ＝BS中的S应指闭合回路中处于磁场中
BS(cosθ＋sinθ)．
【答案】
(1)BSsinθ
－BScosθ
(2)－BS(cosθ＋sinθ)
变式训练 1.(单选)两个圆环A、B如图所示放置，且半径 RA>RB，一条形磁铁的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
(重点和难点)
一、“电生磁”与“磁生电”
1.电流的磁效应——“电生磁” 1820年，丹麦物理学家___________ 发现载流 奥斯特 导线能使小磁针偏转，这种作用称为电流的 磁效应．
2.电磁感应现象——“磁生电” 法拉第 发现了“磁 (1)1831年，英国物理学家_________ 生电”的现象，这种现象叫做电磁感应现象， 感应电流 ． 产生的电流叫___________
(2)开始时B与线框平面成θ角，穿过线框的 磁通量Φ1＝BSsinθ；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，磁通量从另一面穿过，变为“
负”值，Φ2＝－BScosθ.所以，此过程中磁
通量的变化量为 ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－BScosθ－BSsinθ＝－
是v1、v2，若井字形回路中有感应电流通过，则
可能( )
A．v1>v2 C．v1＝v2 解析：选AB.
B．v1<v2 D．无法确定 只要穿过闭合电路的磁通量发生
变化，闭合回路中就有感应电流产生．题中导轨 位于匀强磁场中，只要满足v1≠v2，回路的面积
就发生变化，从而磁通量发生变化，回路中就有
感应电流产生．
(3)磁感应强度B不变，线圈面积S也不变，但 两者之间夹角发生变化．例如线圈在磁场中 转动时． (4)磁感应强度B和回路面积S同时发生变化， 此时可由ΔΦ＝Φ2－Φ1计算并判断磁通量是否
变化．
特别提醒：判断穿过闭合回路的磁通量是否 变化时，可利用磁感线进行定性判断，即通 过观察穿过闭合回路的磁感线的条数是否变 化判断某过程中磁通量是否变化．
电路中就有感应电流产生．
想一想 2．让一个闭合导体回路在磁场中运动，该 闭合导体回路中一定产生感应电流吗？ 提示：不一定．闭合导体回路在磁场中运 动时，如果穿过回路的磁通量不变，就不
会产生感应电流，如果穿过回路的磁通量
变化时，就产生感应电流．
3.磁通量的变化 (1)B不变，S变，则ΔΦ＝B·ΔS； (2)B变化，S不变，则ΔΦ＝ΔB· S； (3)B变，S也变，则ΔΦ＝B2S2－B1S1； (4)B不变，S不变，θ变化，则ΔΦ＝BS(sinθ2－
(2)法拉第把引起电流的原因概括为五类，它们 变化 和_______ 运动 相联系：①变化着的 都与______
______ 电流 ；②变化着的_______ 磁场 ；③运动的 恒定电流 ；④运动的_______ 磁铁 ；⑤在磁场中 ____________ 导体 ． 运动的_________
二、探究感应电流的产生条件 1.实验探究
1.产生感应电流需要满足什么条件？
2.引起磁通量发生变化的因素有哪些？ 3.导体切割磁感线就一定能产生感应电流吗？
产生感应电流的条件是“闭合电路的磁通量发 生变化”．因此，不论用什么方法，只要能使 闭合电路的磁通量发生变化，都可以使闭合 电路中产生感应电流． 1.判断回路中是否有感应电流的依据：(1)回
(1)利用蹄形磁铁的磁场(如图甲)
实验操作 导体棒静止 导体棒平行 磁感线运动 导体棒切割 磁感线运动 实验现象( 有无电流) 无 分析论证
无
有
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
甲
乙
(2)利用条形磁铁的磁场(如图乙)
电流，D对．
【答案】 D
【题后反思】
本题应充分利用磁感线的条
数与磁通量的关系．根据穿过线圈的磁感线 的净条数，判断磁通量是否变化，进而判断 是否产生感应电流．
变式训练 2. (双选)如图所示，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
的那部分的有效面积即S2.
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，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.
【审题指导】
解答该类题目时，要注意磁感
线是从平面的哪一面穿入的，当规定从某一面 穿入的磁通量为正值时，则从另一面穿入的就 为负值，然后按照求代数和的方法求出磁通量 的变化(磁通量是有正、负的标量)．
路是否闭合；(2)回路中的磁通量是否变化．
这两个条件缺一不可．
2.引起穿过闭合回路的磁通量变化一般有以下 几种情况： (1)磁感应强度B不变，线圈面积S发生变化． 例如闭合电路的一部分导体做切割磁感线运 动时．
(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产 生磁场的通电螺线管中的电流变化时．
电流的大小和方向都变化，振幅和频率的变化 由声波决定．这个信号电流经扩音器放大后传 给扬声器．从扬声器中就发出放大的声音．
(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
词来自百度文库：
(1)“与磁场方向平行”说明此时穿过线框的 磁通量为零．
(2)“一半在磁场内”说明此题中线框面积与
“有效面积”不同．
【解题样板】
以bc边为轴转动时，由于线框
与磁场夹角变化，引起磁通量变化，产生感 应电流，A对；以MN为轴转动时，磁通量仍 然等于零不变，不产生感应电流，B错；以ab 边或cd边为轴转动时，磁通量也是保持为零不
感应电流产生条件的灵活应用 [经典案例] (单选) 如图所示，矩形线框abcd 与匀强磁场方向平行，且一半在磁场内，另 一半在磁场外．下列操作中线圈中能产生感
应电流的是(
)
A．以bc边为轴转动 B．以中心线MN为轴转动 C．以ab边为轴转动(cd边未离开磁场时) D．以cd边为轴转动(ab边未进入磁场时) 【审题指导】 在审题时，应格外关注以下