感应电流产生条件
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感应电流产生的条件和方向的判断一. 教学内容:感应电流产生的条件和方向的判断1. 电磁感应现象(1)利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象,产生的电流叫感应电流。
(2)产生感应电流的条件:穿过闭合电路中的磁通量发生变化。
(3)磁通量变化的几种情况:①闭合电路的面积不变,磁场变化;②磁场不变,闭合电路面积发生变化;③线圈平面与磁场方向的夹角发生变化;④磁场和闭合回路面积都变化(一般不涉及)。
2. 感应电流的方向(1)右手定则:伸开右手,使拇指与四指在同一平面内且跟四指垂直,让磁感线垂直穿入手心,使拇指指向导体的运动方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
(2)楞次定律①内容:感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
②意义:确定了感应电流的磁场方向与引起感应电流的原磁场方向间的关系,当电路中原磁场的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场的方向相反;当电路中原磁场的磁通量减小时,感应电流的磁场与原磁场的方向相同,这一关系可概括为“增反,减同”。
③应用楞次定律判断感应电流方向的步骤:(i)查明电路中的磁场方向;(ii)查明电路中的磁通量的增减;(iii)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向;(iv)由安培定则判断感应电流的方向。
④楞次定律的另一种表述:感应电流的效果总反抗引起感应电流的原因。
说明:①右手定则是楞次定律的特殊情况,它的结论和楞次定律是一致的,当导体做切割磁感线运动时,用右手定则判断感应电流的方向比用楞次定律简便。
②左手定则用于判断磁场对电流的作用力的情况,右手定则用于判断导体切割磁感线产生感应电流的方向。
二. 难点分析:正确理解楞次定律的关键是正确理解“阻碍”的含义。
(1)谁起阻碍作用?要明确起阻碍作用的是“感应电流的磁场”;(2)阻碍什么?感应电流的磁场阻碍的是“引起感应电流的磁通量的变化”,而不是阻碍原磁场,也不是阻碍原磁通量;(3)怎样阻碍?当引起感应电流的磁通量(原磁通量)增加时,感应电流的磁场就与原磁场的方向相反,感应电流的磁场“反抗”原磁通量的增加。
感应电流的计算公式和感应电流的公式感应电流是导体中由于磁场的变化而产生的电流。
在自然界和工业生产中,感应电流的产生和计算是非常重要的。
下面我将根据你提供的主题,从简到繁地进行全面评估,并撰写一篇有价值的文章,以便你能更深入地理解感应电流的计算公式和感应电流的公式。
一、感应电流的产生当一个导体处于磁场中,并且磁场的强度发生变化时,导体中就会产生感应电流。
这是由法拉第电磁感应定律所决定的。
根据该定律,磁通量的变化率与感应电动势成正比,感应电动势又与感应电流成正比。
当磁场发生变化时,导体中就会产生感应电流。
二、感应电流的计算公式1. 当导体处于匀强磁场中运动时:在匀强磁场中,当导体以速度v与磁场相互作用时,根据洛伦茨力定律,感应电动势ε的大小可以表示为:ε = Bvl其中B为磁场的磁感应强度,v为导体的速度,l为导体的长度。
2. 当磁场发生变化时:当磁场的磁感应强度B发生变化时,感应电动势ε的大小可以表示为:ε = -ΔΦ/Δt其中ΔΦ表示磁通量的变化量,Δt表示时间的变化量。
根据法拉第电磁感应定律,感应电流I的大小可以表示为:I = ε/R其中R为导体的电阻。
三、感应电流的公式感应电流的大小和方向可以用安培环路定律来计算。
根据安培环路定律,在闭合电路中,感应电流的大小与磁场以及电路的几何形状有关。
通过对闭合电路的环路积分,可以得到感应电流的公式。
另外,根据感应电流的产生原理和洛伦茨力定律,我们还可以得到感应电流的公式:I = ε/R四、个人观点和理解感应电流是一种非常重要的物理现象,在现代电磁学和电工应用中有着广泛的应用。
通过掌握感应电流的计算公式和感应电流的公式,我们可以更好地理解和应用在实际工程中,例如发电机、电动机等领域。
对于电磁学和电工学的学习也具有重要意义。
总结回顾通过上述的介绍和分析,我们深入探讨了感应电流的产生、计算公式和公式。
感应电流作为电磁学中的重要概念,具有重要的理论和应用意义。
《探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件实验报告》一、概述电磁感应现象是电磁学中重要的基本规律之一,它揭示了电与磁之间相互通联和相互转化的本质。
导体在磁场中运动时产生感应电流的条件是电磁感应现象研究的核心内容之一。
通过进行相关的实验探究,可以深入理解这一条件的实质,验证理论知识,并培养实验探究能力和科学思维方法。
本实验报告将详细记录我们在探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件过程中的实验设计、实验操作、实验现象观察以及数据分析与结论总结。
二、实验目的1. 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
2. 理解感应电流产生的原理和条件。
3. 培养实验操作能力、数据处理能力和科学探究精神。
三、实验原理当闭合回路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流。
感应电流产生的条件包括:1. 闭合回路:电路必须是闭合的。
2. 切割磁感线运动:导体在磁场中运动时,其运动方向必须与磁感线方向存在一定的夹角。
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
当导体在磁场中运动时,磁通量发生变化,从而产生感应电动势,进而引发感应电流。
四、实验器材1. 直流电源2. 电流表3. 开关4. 蹄形磁铁5. 矩形线圈6. 滑动变阻器7. 导线若干五、实验步骤1. 按照电路图连接好实验电路,将矩形线圈通过滑动变阻器与电流表串联后接入电路中,开关处于断开状态。
2. 将蹄形磁铁固定在实验桌上,使其两极正对。
3. 把矩形线圈放在蹄形磁铁的磁场中,使线圈平面与磁感线垂直,且保持线圈静止不动。
4. 闭合开关,观察电流表的指针是否偏转,记录实验现象。
5. 保持开关闭合,将矩形线圈沿着磁感线方向水平向右匀速运动,观察电流表的指针偏转情况,记录实验现象。
6. 保持开关闭合,将矩形线圈沿着与磁感线方向成一定角度(例如30°)斜向右上方匀速运动,观察电流表的指针偏转情况,记录实验现象。
7. 保持开关闭合,将矩形线圈迅速来回运动(类似于振动),观察电流表的指针偏转情况,记录实验现象。
闭合导体回路中产生感应电流的条件以《闭合导体回路中产生感应电流的条件》为标题,写一篇3000字的中文文章电磁感应是一种重要的物理现象,在现实的生活中有着广泛的应用。
闭合导体回路中产生感应电流,是一种重要的电磁感应现象。
要了解其发生的条件,有助于更好地利用它。
首先,要产生闭合导体回路中的感应电流,必须有一个闭合的导体回路,其中包括一个电磁源,它可以产生感应电磁场,并且要有一个可变的电磁感应环境,这种感应环境必须与电磁源相关联。
其次,闭合导体回路中产生感应电流的另一个条件是,必须有一个可变的电磁感应力。
电磁感应力是一种电磁场,它可以改变附近导体回路中电流的大小。
当电磁感应力非常大时,就会产生一种被称为感应电流的电流。
此外,另一个条件是,感应电流的变化必须是连续的,也就是说在感应电磁场的变化过程中,对导体回路中的电流产生的影响是连续的。
最后,闭合导体回路中产生感应电流的最后一个条件是,必须有一个有效的电磁能量源供给电磁感应力。
如果电磁能量源消失,感应电流也就不会产生。
总而言之,要在闭合导体回路中产生感应电流,必须有一个闭合的导体回路,有一个可变的电磁感应力,变化过程必须连续,而且要有一个有效的电磁能量源。
在现实的应用中,电磁感应是一种重要的物理现象,它可以在条件允许的情况下,在闭合导体回路中产生感应电流。
它的原理是,当电磁源(包括电磁感应环境)在一定时期内发生变化时,可以在电磁界中产生感应电流。
它可以用来获取能量,广泛应用于电机、发电机、变压器等电气设备中。
理解闭合导体回路中产生感应电流的条件,有助于利用这种重要的物理现象,更好地满足实际的生活需要。
通过深入的研究,它可以为各种工程技术提供科学的基础。
只要我们对这种非常重要的物理现象进行充分的研究,就可以大大地提高实际应用中的效率,从而切实实现电磁感应在实际中的科学利用。
由此可见,在闭合导体回路中产生感应电流,需要满足一定的条件,因此,要更好地利用电磁感应,必须对它有更深入的了解,才能更有效地使用它。
试卷第1页,总4页感应电流产生产生条件1. 矩形线框在磁场中做如图所示的各种运动,运动到图示位置时,其中有感应电流产生的是( ) A.B.C.D.2. 如图所示,恒定的磁场中有一圆形的闭合导体线圈,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3. 下列情况中都是线框在磁场中切割磁感线运动,其中线框中有感应电流的是( ) A.B.C.D.4. 下列四种线圈在给出的磁场中按图示运动,回路中不能产生感应电流的是( ) A.B.C.D.5. 如图所示,一面积为S 的单匝矩形线圈处于有界磁场中,能在线圈中产生交变电流的是( )A.将线圈水平向右匀速拉出磁场B.使线圈以OO′为轴匀速转动C.使线圈以ab 为轴匀速转动D.磁场以B =B 0sinωt 规律变化6. 长直导线MN 中通有恒定电流I ,其正下方有矩形导线框abcd ,在下列哪种情况下,abcd 中有感应电流产生( )A.导线框匀速向右移动B.导线框加速向右移动C.导线框匀速向下移动D.导线框匀速向上移动(ab 边未到达MN)7. 如图所示的情况都是线框在磁场中做切割磁感线运动,其中线框中有感应电流的是( )A.B.C.D.8. 如图所示,竖直放置的长直导线通以恒定电流,有一矩形线圈与导线在同一平面上,在下列状况中线框中不能产生感应电流的是( )A.线框向右平动B.线框以导线为轴转动C.线框向下平动D.线框以ad 边为轴转动9. 一圆形线圈位于纸面垂直纸面向里的匀强磁场中,如图所示.下列操作中,始终保证整个线圈在磁场中,能使线圈中产生感应电流的是( ) A.把线圈向右拉动 B.把线圈向上拉动C.垂直纸面向外运动D.以圆线圈的任意直径为轴转动10. 如图所示,矩形线框在磁场内做的各种运动中,能够产生感应电流的是( ) A.B.试卷第2页,总4页C.D.11. 下列各图所描述的物理情境中,没有感应电流的是( )A.电键S 闭合稳定后,线圈N 中 B.磁铁向铝环A 靠近,铝环A 中C.金属框从A 向B 运动,金属框中D.铜盘在磁场中按图示方向转动,电阻R 中12. 处在磁场中的一闭合线圈,若没有产生感应电流,则可以判定() A.线圈没有在磁场中运动 B.线圈没有做切割磁感线运动 C.穿过线圈的磁通量没有发生变化 D.磁场没有发生变化13. 如图所示,通有电流I 的直导线MN 固定在竖直位置上,且与导线框abcd 在同一平面内,则在下列情况下,导线框中能够产生感应电流的是( )A.线框竖直向上移动B.线框竖直向下移动C.线框以MN 为轴转动D.通过直导线的电流均匀增大14. 在匀强磁场中有一圆形的闭合导体线圈,线圈平面垂直于磁场方向,当线圈在此磁场中做下列运动时,线圈中能产生感应电流的是( )A.线圈沿自身所在的平面做匀速运动B.线圈沿着磁场方向移动C.线圈绕任意一条直径做转动D.线圈静止在磁场中15. 产生感应电流的条件是( ) A.导体切割磁感线 B.有不为零的磁通量C.穿过闭合回路的磁通量发生变化D.有磁感线穿过闭合回路16. 如图所示,竖直放置的长直导线通以恒定电流,有一矩形线圈与导线在同一平面上,在下列状况中线框中不能产生感应电流的是( )A.导线中电流强度变小B.线框向右平动C.线框向下平动D.线框以ab 边为轴转动17. 闭合电路的一部分导线ab 处于匀强磁场中,若导线分别按照下图中各情况在纸面内运动,能在电路中产生感应电流的情形是( )A.都会产生感应电流B.都不会产生感应电流C.甲、乙不会产生感应电流,丙、丁会产生感应电流D.甲、丙会产生感应电流,乙、丁不会产生感应电流18. 重庆市某中学的几位同学把一条大约10m 长电线的两端连接在一个灵敏电流表的接线柱上,形成闭合导体回路.甲、乙两位同学沿南北方向站立匀速摇动电线时,灵敏电流表的示数I 1,两位同学沿东西方向站立匀速摇动电线时,灵敏电流表的示数I 2,则( )A.I 1=0,I 2≠0B.I 1≠0,I 2=0C.I 1≠0,I 2≠0D.I 1=0,I 2=019. 关于产生感应电流的条件,正确的是( ) A.位于磁场中的闭合线圈一定能产生感应电流 B.闭合线圈和磁场发生相对运动,一定能产生感应电流 C.线圈做切割磁感线运动,一定能产生感应电流D.穿过闭合线圈的磁通量发生变化,一定能产生感应电流20. 如图所示,将一线圈放在一匀强磁场中,线圈平面平行于磁感线,则线圈中有感应电流产生的是( )A.线圈绕M 边为轴转动B.线圈绕N边为轴转动C.线圈沿纸面上下运动D.线圈沿纸面左右运动21. 关于感应电流,下列说法中正确的是()A.只要导线做切割磁感线运动,导线中就一定有感应电流B.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C.只要闭合线圈的磁通量发生变化,线圈中就一定有感应电流D.只要闭合线圈不切割磁感线,线圈中就一定没有感应电流22. 如图所示,闭合线圈绕图中的虚线匀速转动,其中不能产生感应电流的是()A. B.C. D.23. 如选项图所示,A中线圈有一小缺口,B、D中匀强磁场区域足够大,C中通电导线位于水平放置的闭合线圈某一直径的正上方.其中能产生感应电流的是()A.B.C.D.24. 关于感应电流的产生,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,即使穿过线框的磁通量变化,线框内也没有感应电流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25. 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,电路中一定有感应电流产生26. 在电磁学发展过程中,许多科学家做出了贡献,下列说法正确的是()A.库仑发现了点电荷的相互作用规律;密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值B.奥斯特发现了电流磁效应;安培发现了电磁感应现象C.麦克斯韦预言了电磁波;楞次用实验证实了电磁波的存在D.安培发现了磁场对运动电荷的作用规律;洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律27. 当线圈中的磁通量发生变化时,下列说法中正确的是()A.线圈中一定有感应电流B.线圈中有感应电动势,其大小与磁通量成正比C.线圈中不一定有感应电动势D.线圈中有感应电动势,其大小与磁通量的变化率成正比28. 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,即使穿过线框的磁通量发生变化,线框中也没有感应电流产生D.只要闭合电路的导体做切割磁感线运动,电路中就一定有感应电流产生29. 我国已成功研制出一种磁悬浮高速列车,磁悬浮列车是在车辆底部安装电磁铁,在轨道两旁铺设一系列的铝环.当列车运行时,电磁铁产生的磁场相对铝环运动,列车凌空浮起,从而提高列车的速度.以下说法正确的是()A.当列车通过铝环时,铝环中有感应电流,当列车停下时,铝环中的感应电流仍存在B.当列车通过铝环时,铝环中有感应电流,当列车停下时,铝环中的感应电流消失C.当列车靠近铝环时,铝环中电流产生的磁场的方向与电磁铁产生的磁场的方向相同D.当列车离开铝环时,铝环中电流产生的磁场的方向与电磁铁产生的磁场的方向相反30. 如图所示,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.将线圈向上平移B.将线圈向下平移C.以bc为轴转动45∘D.以ad为轴转动45∘31. 矩形线圈ABCD位于通电直导线附近,如图所示,线圈和导试卷第3页,总4页线在同一平面内,且线圈的两个边与导线平行,下列说法正确的是()A.当线圈沿AB方向平动时,线圈中有感应电流B.当导线中的电流I逐渐增大或减小时,线圈中无感应电流C.当线圈以导线为轴转动时,线圈中有感应电流D.当线圈以CD为轴转动时,线圈中有感应电流32. 下列各图中,面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动,能产生正弦交变电动势e=BSωsinωt的是()A. B.C. D.33. 法拉第通过精心设计的一系列试验,发现了电磁感应定律,将历史上认为各自独立的学科“电学”与“磁学”联系起来.在下面几个典型的实验设计思想中,所作的推论后来被实验否定的是.()A.既然磁铁可使近旁的铁块带磁,静电荷可使近旁的导体表面感应出电荷,那么静止导线上的稳恒电流也可在近旁静止的线圈中感应出电流B.既然磁铁可在近旁运动的导体中感应出电动势,那么稳恒电流也可在近旁运动的线圈中感应出电流C.既然运动的磁铁可在近旁静止的线圈中感应出电流,那么静止的磁铁也可在近旁运动的导体中感应出电动势D.既然运动的磁铁可在近旁的导体中感应出电动势,那么运动导线上的稳恒电流也可在近旁的线圈中感应出电流34. 如图所示,竖直放置的长直导线通以恒定电流,有一矩形线圈与导线在同一平面上,在下列状况中线框中不能产生感应电流的是()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35. 如图所示,将一线圈放在一匀强磁场中,线圈平面平行于磁感线,则线圈中有感应电流产生的是()A.当线圈做平行于磁感线的运动B.当线圈做垂直于磁感线的平行运动C.当线圈绕M边转动D.当线圈绕N边转动36. 如图所示,矩形线框在匀强磁场中做的各种运动中,能够产生感应电流的是()A. B.C. D.37. 如图所示,有一金属环和一条形磁铁,下列哪些过程环中不会产生感应电流()A.环不动,将磁铁插入环中B.环不动,将磁铁从环中拔出C.磁铁不动,将环套人磁铁D.磁铁在环中与环保持相对静止并一起向下运动38. 关于感应电流,下列说法中正确的有()A.只要闭合电路中有磁通量,闭合电路中就有感应电流产生B.穿过闭合塑料圈的磁通量发生变化时,塑料圈内有感应电流产生C.导线圈不闭合时,即使穿过线圈的磁通量发生变化,导线圈中也不会有感应电流D.只要电路的一部分做切割磁感线运动,电路中就一定有感应电流39. 穿过闭合电路的________发生变化,闭合电路中就有________产生,这种现象叫________现象.40. 在如图所示的实验中,能在线圈中产生感应电流的是:________和________A.磁铁从上向下插入线圈中的过程B.磁铁静止在线圈内部C.磁铁静止在线圈左侧D.磁铁从线圈内抽出的过程.试卷第4页,总4页。
《感应电流产生的条件》导学案一、学习目标1、理解电磁感应现象,知道产生感应电流的条件。
2、通过实验探究,总结归纳出感应电流产生的条件。
3、了解电磁感应现象在生活和生产中的应用,体会物理学与技术、社会的紧密联系。
二、学习重难点1、重点(1)探究感应电流产生的条件。
(2)理解磁通量的变化与感应电流产生的关系。
2、难点(1)对磁通量概念的理解。
(2)分析实验现象,总结归纳出感应电流产生的条件。
三、知识回顾1、电流的磁效应丹麦科学家奥斯特在 1820 年发现了电流的磁效应,即通电导线周围存在磁场。
2、磁场的基本性质磁场对放入其中的磁体、通电导线有力的作用。
四、新课导入我们已经知道了电能够生磁,那么磁能否生电呢?在什么条件下磁能够生电呢?这就是我们今天要探究的问题——感应电流产生的条件。
五、实验探究(一)实验一:导体棒在磁场中运动1、实验装置如图所示,将一根导体棒 ab 放置在水平的 U 形磁铁的磁场中,导体棒与电流表组成闭合回路。
2、实验步骤(1)使导体棒 ab 沿着平行于磁感线的方向运动,观察电流表的指针是否偏转。
(2)使导体棒 ab 沿着垂直于磁感线的方向运动,观察电流表的指针是否偏转。
3、实验现象及分析(1)当导体棒 ab 沿着平行于磁感线的方向运动时,电流表的指针不偏转,说明此时没有感应电流产生。
因为导体棒虽然在磁场中运动,但是导体棒切割磁感线的有效长度为零,所以磁通量没有发生变化。
(2)当导体棒 ab 沿着垂直于磁感线的方向运动时,电流表的指针偏转,说明此时有感应电流产生。
因为导体棒切割磁感线,导致闭合回路中的磁通量发生了变化。
(二)实验二:磁铁在螺线管中运动1、实验装置如图所示,将一个螺线管与电流表组成闭合回路,在螺线管中插入或拔出条形磁铁。
2、实验步骤(1)将条形磁铁迅速插入螺线管中,观察电流表的指针是否偏转。
(2)将条形磁铁迅速从螺线管中拔出,观察电流表的指针是否偏转。
(3)将条形磁铁静止地放在螺线管中,观察电流表的指针是否偏转。
3.实验原理磁通量变化分匀强磁场和非匀强磁场两种情况:(1)在匀强磁场中。
磁通量,,有多种情况,主要有:①S、不变,B改变,这时;②B、S不变,S改变,这时;③B、S不变,a改变,这时。
如果8、S、a中有两个或三个都发生变化时,分别计算出,再求。
(2)在非匀强磁场中,磁通量变化比较复杂。
下面分析两种特殊情况:①如下图所示,矩形线圈沿l—2-3在条形磁铁附近向下移动,由条形磁铁附近的磁感线分布可知,在2处磁感线与线圈平面平行,穿过线圈的磁通量为零,所以由1---2,方向向下的磁通量增加,方向向上的磁通量减少。
⑦如图所示,环形导线以中有顺时针方向的电流,a环外有两个同心导线圆环b、c,与环形导线a在同一平面内,a内部磁感线方向垂直纸面向里,外部磁感线方向垂直纸面向外。
……所以b、c圆环所围面积内的磁通量有向里的也有向外的,但向里的更多,所以总磁通量向里。
a中的电流增大时,向里的总磁通量也增大,由于穿过b圆环向外的磁通量比穿过c圆环向外的磁通量少,所以穿过b圆环的磁通量更大,变化也更大。
实验结论:由以上实验过程我们可以得到结论,不论什么原因,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。
实验拓展:1.把你所知道的,或者你自己设想的使穿过闭合电路的磁通量变化的各种不同的方法一一列举出来,并且设计实验验证你的方法能否产生感应电流。
2.在图1-4所示的实验中,将磁铁插入线圈时,线圈中的磁场强弱如何变化?将磁铁从线圈中排出时,线圈中的磁场强弱如何变化?3.在图1-5所示的实验中,闭合开关时,通过线圈B的磁场强弱如何变化?断开开关时,通过线圈B的磁场强弱如何变化?迅速移动滑动变阻器的滑片,通过线圈B的磁场强弱如何变化?4.用如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框来探究感应电流的产生条件图实验步骤:1.线框平面始终与磁感线平行,线框在磁场中左右运动,(有、无)感应电流产生2.线框平面始终与磁感线平行,线框在磁场中上下运动,(有、无)感应电流产生3.线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动,(有、无)感应电流产生4.线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动,(有、无)感应电流产生实验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①②④三种情况线圈移动后,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.③中线圈转动后,穿过线框的磁通量不断发生变化,所以产生感应电流.实验结论(1)判断有无感应电流产生的关键是抓住两个条件:①电路是否为闭合电路;②穿过电路本身的磁通量是否发生变化,其主要内涵体现在“变化”二字上.电路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件,如果穿过电路的磁通量很大但不变化,那么不论有多大,也不会产生感应电流.5.考题回放:。
高二物理选修3-2学案 编写人:楚文明学案类型:新课 使用时间:2012年11月16日探究感应电流的产生条件一、磁通量1.公式:Φ=BS (B ⊥S )2.适用条件:①匀强磁场;②S 是垂直磁场并在磁场中的有效面积. 3.单位:韦伯(Wb),1 Wb =1T·m 2.4.意义:穿过某一面积的磁感线的条数.5.磁通量是标量,但有正、负,其正负表示是正穿还是反穿。
二、感应电流的产生条件 探究实验1:部分导体切割磁感线探究实验2:条形磁铁与线圈相对运动结论: 巩固练习一、选择题(每题5分,共60分) 1.有关磁通量φ下列说法正确的是 A.磁通量越大表示磁感应强度越大 B.面积越大穿过它的磁通量也越大C.穿过单位面积的磁通量等于磁感应强度D.磁通密度在数值上等于磁感应强度2.有一矩形线圈,面积为S ,匝数为n ,将它置于匀强磁场中,且使线圈平面与磁感线方向垂直,设穿过该线圈的磁通量为φ,则该匀强磁场的磁感应强度大小为 A.φ/(ns) B.n φ/S C.φ/S D.无法判断3.关于产生感应电流的条件,下列说法中正确的是A.只要闭合电路在磁场中运动,闭合电路中就一定有感应电流B.只要闭合电路中有磁通量,闭合电路中就有感应电流C.只要导体做切割磁感线运动,就有感应电流产生D.只要穿过闭合电路的磁感线条数发生变化,闭合电路中就有感应电流4.如图所示,匀强磁场区域宽度为l ,现有一边长为d(d>l)的矩形金属框以恒定速度v 向右通过磁场区域,该过程中有感应电流的时间总共为 A.v d B.v 2l C.v 2dD.vl d5.如图所示,有一根通电的长直导线MN 中通有恒定的电流I ,一闭合线圈从直导线的左侧平移到右侧的过程中,穿过线圈磁通量的变化情况是 A.先增大后减小 B.先减小后增大高二物理选修3-2学案编写人:楚文明学案类型:新课使用时间:2012年11月16日6. 如图所示,一个小矩形线圈从高处自由落下,进入较小的有界匀强磁场,线圈平面和磁场保持垂直,设线圈下边刚进入磁场到上边刚接触磁场为A过程;线圈全部进入磁场内运动为B过程;线圈下边出磁场到上边刚出磁场为C过程,则A.只在A过程中,线圈的机械能不变B.只在B过程中,线圈的机械能不变C.只在C过程中,线圈的机械能不变D.在A、B、C过程中,线圈机械能都不变7. 如图所示,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8. 如图所示,通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面,第一次将金属框由I平移到Ⅱ,第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ,设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为△φ1和△φ2,则A.△φ1>△φ 2B.△φ1=△φ 2C.△φ1<△φ 2D.不能判断9.如图所示,两个同心放置的共面金属圆环a和b,套在一条形磁铁上,环面与条形磁铁垂直,则穿过两环的磁通量φa和φb的大小关系为A.φa>φ bB.φa=φ bC.φa<φ bD.无法判断lO.下列说法正确的是A.磁通量越大,磁通量的变化也越大B.磁通量变化越大,磁通量变化率也越大C.磁通量的变化率越大,磁通量变化得越快D.磁通量等于零时,磁通量的变化率也为零11.如图所示的装置中,若光滑金属导轨上的金属杆ab发生移动,其原因可能是A.突然将S闭合B.突然将S断开C.闭合S后,减小电阻R的阻值D.闭合S后,增大电阻R的阻值12.如图所示,导线框abed放在光滑导轨上向右运动(abcd与导轨接触良好),G1和G2是两只电流表,则A.只有G2偏转B.只有G1偏转C.C1、G2都会偏转D.G1、G2都不偏转二、填空题(每线4分,共28分)13.如图所示,金属框所围的面积为s,框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直,则穿过线框的磁通量为________;若使线框绕(OO'轴以角速度ω匀速转动,则从图示位置转过90°的过程中,磁通量变化了________,磁通量变化最快的位置是在框架转到________位置.14. 如图所示,在两平行的反向等值直线电流的正中间放一个闭合线圈,它们在同一平面内,穿过线圈的磁通量为φ,现将其中一根导线中的电流切断,则穿过线圈的磁通量为________;若将两根导线中的电流同时反向,则在此过程中通过线圈的磁通量变化了________.15.如图所示,闭合小金属环从高为h的光滑曲面上无初速滚下,又沿曲面的另一侧上升,若图中磁场为匀强磁场,则环上升的高度________h(填“>”、“=”或“<”);若为非匀强磁场,则环上升的高度应________h.三、说理题(12分)16.如图所示,闭合的铁芯上有两组线圈,右侧的线圈两端连接一电阻R,左侧的线圈连着水平放置的两平行导轨M、N,导轨处于方向垂直向纸内的匀强磁场中.其上放一金属棒ab,当ab在外力F作用下由静止开始向左做加速运动的过程中,电阻R上是否有感应电流通过?如有,R上的焦耳热是怎样转化来的?高二物理选修3-2学案 编写人:楚文明学案类型:新课 使用时间:2012年11月16日答案:D 2.答案:C 3. 答案:D 4答案:B 5. 答案:C 6. 答案:B 7 答案:B 8 答案:C 9.答案:A lO 答案:C 11答案:ABCD 12 答案:C13.答案:BS ;BS ,线框平面与磁感线平行 14.B 答案:2,2φ15.答案:=,<(若磁场为匀强磁场,则小金属环中无感应电流,所以小金属环的机械能守恒;若磁场为非匀强磁场,则小金属环中磁通量发生变化,产生感应电流,所以小金属环的机械能通过感应电流做功转化为内能)16.答案:解:ab 棒由静止开始向左加速运动的过程中,ab 与左侧线圈组成的回路中磁通量增加,左侧的回路中产生了感应电流,由于ab 向左加速运动,所以这一感应电流不断增大,在铁芯中产生的磁通量也不断地增大,铁芯中不断增大的磁通量通过右侧闭合的线圈,导致右侧线圈中产生感应电流,因此电阻R 上有感应电流通过,外力F 拉动导体棒ab 做功要消耗的机械能,其中有一部分通过感应电流.。
感应电流产生的条件感应电流(也叫涡流)是一种在导体中产生的电流,它是由导体受到磁场变化时发生的诱导电动势而产生的。
感应电流产生的条件比较复杂,需要考虑磁场的变化、导体的性质以及导体与磁场的几何关系等多个因素。
下面将详细介绍感应电流产生的条件。
1. 磁场变化感应电流的产生与磁场变化的速率有关。
只有当磁场在导体中发生变化时,才会产生涡流。
磁场变化的方式包括磁通量的变化和磁场的运动。
当磁场强度发生改变时,磁通量也会随之改变。
这种情况下,磁场的变化速率越快,导体中产生的感应电流就越强。
磁通量的单位是韦伯(Wb),磁通量随时间的变化率称为磁通量变化速率。
磁通量变化速率越大,感应电流的强度就越大。
另外,磁场的运动也可以导致涡流的产生。
例如,在一个恒定的磁场中,一个导体穿过磁场时,导体将切割磁场线,导致磁通量的变化。
这种变化也会产生涡流。
2. 导体的性质导体的材质和形状对感应电流的产生也有重要影响。
导体的电阻和热量决定了涡流的强度和分布,而导体的形状和大小决定了电流的方向和路径。
当导体受到磁场的作用时,导体中的自由电子将被推动,从而形成电流。
导体的电阻越小,电子运动越容易,电流流动越容易。
因此,低电阻材料(如金属)是理想的涡流导体。
导体的形状和大小也对涡流产生有影响。
当导体的长度、面积和直径发生变化时,它们对涡流的分布和强度产生影响。
同时,导体的形状也决定了涡流的方向和路径。
3. 导体与磁场的几何关系导体与磁场的几何关系对涡流产生有巨大影响。
磁场的方向、大小和形状,以及导体的位置和方向,都会影响电流的产生和分布。
当导体与磁场平行时,感应电流的产生是最弱的。
如果导体与磁场成垂直方向,涡流将会达到最大。
导体的角度越接近垂直,涡流的强度就越大。
此外,磁场强度的大小也会影响涡流的强度。
最后需要指出的是,感应电流产生的条件是多样的,同时各个条件之间也相互依存、相互制约,因此需要综合考虑。
只有了解了涡流产生的条件,我们才能更好地应用涡流现象。
2019年中考物理实验专题复习——导体在磁场中运动时产生感应电流的条件命题点1.实验方法:(1)转换法(①根据电流表指针的偏转判断是否产生感应电流;②根据电流表偏转方向判断电流方向;③根据电流表偏转角度判断感应电流的大小)(2)控制变量法①在探究感应电流的方向是否与导体的运动方向有关时(控制磁场方向不变);②在探究感应电流的方向是否与磁场方向有关时(控制导体运动的方向不变).2.产生感应电流的条件:(①闭合电路的一部分导体;②导体在磁场中;③导体做切割磁感线运动)3.增强感应电流的方法:(①更换磁性更强的磁体;②把单根导体换成线圈;③加快导体运动的速度)4.能的转化:机械能- >电能5.实验结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流,感应电流的方向与导体的运动方向和磁场方向有关。
典题欣赏:1.(2018•淮安)在探究“产生感应电流的条件”实验中。
(1)实验中,观察判断电路中是否有感应电流。
(2)闭合开关,若导体AB不动,左右移动磁体,电路中(选填“有”或“无”)感应电流。
(3)该实验的结论是:闭合电路的一部分导体,在磁场中做运动时,导体中就会产生感应电流。
(4)如果将小量程电流表换成,可以探究磁场对通电导体的作用。
2.(2018•河南)小明利用图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”(1)磁铁不动,闭合开关,导体棒沿(选填“上下”或“左右”)方向运动时,电流表指针会发生偏转。
(2)导体棒不动,闭合开关,磁铁上下运动,电流表指针(选填“会”或“不会”)发生偏转。
(3)断开开关,无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动,电流表指针都不发生偏转。
由此小明得出结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做运动时,电路中就产生感应电流。
(4)小明进一步猜想,感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有关。
为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关,他应进行的操作是:。
3.(2018•福建)图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。
探究产生感应电流的条件一、磁通量1.磁通量BS =ΦB :某一匀强磁场的磁感应强度S :与磁感应强度B 垂直2.单位:Wb 韦伯 211Tm Wb =3.磁通量的意义:形象地表示穿过(不一定垂直穿过)某一面积的净余磁感线条数。
4.量性:标量 二、电磁感应现象1.概念:利用磁场产生感应电动势的现象(并不一定产生感应电流)2.产生条件:穿过电路的磁通量变化即可产生感应电动势,如果该电路是闭合的,则产生感应电流3.引起磁通量变化的原因各不相同,可能是闭合电路或闭合电路一部分的磁感应强度发生变化,或者是闭合电路在磁场中的面积发生了变化,也可能是闭合电路与磁场的夹角发生变化(即有效面积发生变化)。
a.只改变B ,B S B B S ∆=-=∆Φ)(12b.只改变有效面积S ,S B S S B ∆=-=∆Φ)(12c.两者均变化,1122S B S B -=∆Φ ,不能写作S B ∆∆=∆Φ三、探究感应电流产生条件的三个基本实验1.初中学过,闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流。
(画出示意图)2.向闭合线圈中插入磁铁、抽出磁铁(若磁铁静止在线圈中呢?)3.模仿法拉第的实验磁通量的变化1. 矩形线框abcd 的边长分别为l 1、l 2,可绕它的一条对称轴OO ′转动,匀强磁场的磁感应强度为B ,方向与OO ′垂直,初位置时线圈平面与B 平行,如图所示. (1)初位置时穿过线框的磁通量Φ0为多少?(2)当线框沿图甲所示方向绕过60°时,磁通量Φ1为多少?这一过程中磁通量的变化ΔΦ1为多少?(3)当线框绕轴沿图示方向由图乙中的位置再转过60°位置时,磁通量Φ2为多少?这一过程中ΔΦ2=Φ2-Φ1为多少?(1)Φ0=0. (2)Φ1=23BS ΔΦ1=Φ1-Φ0=23 BS. (3)Φ2=23BS ,ΔΦ2=Φ2-Φ1=0.2. 两根长直导线平行放置,导线内通有等大的同向电流,当一矩形线框在两直导线所在的平面内从靠右侧的导线处向左侧导线平移靠近时,如图所示,线框中磁通量的变化情况是___________.先减小后增大3. 如图所示,通有恒定电流的导线MN 与闭合金属框共面,第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ第二次将金属框绕cd 边翻转到Ⅱ,设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为1ϕ∆和2ϕ∆,则( )A .1ϕ∆>2ϕ∆B .1ϕ∆=2ϕ∆C .1ϕ∆<2ϕ∆D .不能判断4. 如图所示,环形金属软弹簧,套在条形磁铁的中心位置。