4.1-4.2划时代的发现探究感应电流的产生条件

诗一首 富兰克林引雷电， 人类用电未实现。 十年辛苦法拉第， 五洲四海明珠炫。
法拉第
“磁生电”
有条件！
什么条件呢？
电磁感应： 由磁生电的现象叫电磁感应。
感应电流： 由电磁感应现象产生的电流叫 感应电流。
选修3-2
探究感应电流的产生条件
思考：
1、电流形成的前提，导体回路必须是怎样的回路？ 闭合导体回路
无 线 充 电 器
无 线 充 电 器
电与磁
电与磁有什么关系呢？
奥斯特 “电生磁”
----电流的磁效应
在作报告时，无意中 发现小磁针偏转，
奥斯特梦圆电 生磁
既然电能生磁，那么磁是否能生电 呢？
法 拉 第
说干就干，开始行动！
“跑失良机”的科拉顿
1831年8月29日
从此人类进入了电气化时代：壮美的都市夜景
感应电流的产生条件：
1、闭合导体回路 2、穿过回路的磁通量发生变化
温故知新
①、定义： 磁通量 设在磁感应强度 为B的匀强磁场中， 有一个与磁场方 向垂直的平面， 面积为S，我们把 B和S的乘积叫做 穿过这个面积的 磁通量
S
②、公式:
BS B S
S/

s的含义： 闭合回路包含磁场的那部分有效面积 S1 S2
闭合导体回路 所包围的 面积S变化
闭合导体回路 产生感应电流
实验1
实验2
实验3
1：磁铁与线圈相对运动→线圈所处的 B变化 2：小线圈的电流变化→大线圈所处的 B变化 3：部分导体切割→闭合回路包围的 S变化
S不变 →有 I S不变 →有 I B不变 →有 I
具体方式不同
具体量变化不同
磁通量

17Байду номын сангаас
(1)导体是否将磁感线“割断”，如果没有“割断”就不能说 切割．如图所示，甲、乙两图中，导体是真“切割”，而丙、 丁两图中，导体没有切割磁感线．
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(2)即使导体真“切割”了磁感线，也不能保证能产生感应电 流．如图甲所示，甲和丁中不产生感应电流，乙和丙中产生 感应电流．
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例3 如图所示，在匀强磁场中的矩形金属轨道上，有等长的 两根金属棒ab和cd，它们以相同的速度匀速运动，则( )
2
知识1、电磁感应现象的发现 1．“电生磁”的发现 1820年，丹麦物理学家__奥__斯__特__发现载流导线能使小磁针偏 转，这种作用称为__电__流__的__磁__效__应___． 2．“磁生电”的发现 1831年，英国物理学家__法__拉__第__发现了“磁生电”的现象， 这种现象叫作_电__磁__感__应___，产生的电流叫作__感__应__电__流__．
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解法二：如果把磁感应强度B沿垂直于面积S和平行于面积S进 行分解，能否得到同样的结论？(请同学们自行推导，答案是 肯定的)
(2)开始时B与线框平面成θ角，穿过线框的磁通量Φ1＝BSsin 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 转到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＝－BScos θ.所以， 此过程中磁通量的变化量为ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝|－BScos θ－BSsin θ|＝BS(cos θ＋sin θ)．
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探究二、感应电流的产生条件 1．产生感应电流的条件 (1)电路为闭合电路； (2)穿过电路的磁通量发生变化． 注意：(1)、(2)两条必须同时满足，才能产生感应电流．
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N极停在线圈中
___
无
S极停在线圈中
___
N极从线圈中抽 出
有
___
有
S极从线圈中抽出
___
结论：当磁铁和线圈发生相对运动时，回路中有感应电流产生； 当磁铁和线圈相对静止时，回路中无感应电流
探究3：模拟法拉第的实验 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，实验现象如下：
N
－
＋
S
探究磁铁在线圈中运动是否产生感应电流
G
+
－
＋
NS
N极插入
NS N极抽出
S极插入
S极抽出
实验
S不变，B变 Φ=BS
磁场变化
小结：
1 ．结论：无论用什么方法，只要使闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会有感应电流产生 2 ．产生感应电流的条件：
（1）电路闭合 （2）磁通量发生变化
本课小结
实
电提 验 出
？ 问探
磁题
究
电磁感应产生的条件： 穿过闭合电路的 磁通量发生变化
分得 理 析出 解 论结 应 证论 用
上下运动时； （3）线圈以AB边为轴转动时； （4）线圈以AD边为轴转动时； （5）线圈以长直导线为轴转动时； （6）长直导线中的电流发生变化时； （7）在中心点不变的情况下，把 矩形线圈ABCD拉成圆形时。
答案：（1）（3）（4）（6）（7）
探究导体棒在磁场中是否产生感应电流
平行运动
G
切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？
2. 矩形线圈ABCD位于通电长直导线附近，线圈与导线在 一个平面内，线圈的两个边与导线平行。下列哪种情况线 圈中产生感应电流？ （1）在这个平面内，线圈远离或靠近长直导线时； （2）在这个平面内，线圈沿着平行与导线的方向

磁通量：
BS
BSBcSos
思考：哪些情况可以引起磁通量的变化？
c d
b
a B变 S变 B与S间的夹角变
φ↓
φ↑
φ↑
φ↓
φ↑
φ↓
结论: 磁通量变化均产生电流
φ不变
φ不变
结论：磁通量没有变化不产生电流
φ不变
小结
一、电磁感应:
1、电磁感应 .感应电流
2、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
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
下图线圈穿过磁场运动过程中，什么时候有感 应电流？
××××× ××××× ××××× ××××× ×××××
入有，出有
例:竖直放置的长直导线通以恒定的电流,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:（） ABD
匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v做匀速运
动。t=0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位 置恰好使MDEN构成一个边长为L正方形。为使
棒MN不产生感应电流，从 t=0开始，磁感应强度
B怎样随时间t变化？试推导这种情况下 B与 t 的
关系式。
D× × M × × × C
× × ×v× ×
B=
×L × × × ×
带负电的圆环作绕圆心旋转,在环的圆心处有 一闭合小线圈,小线圈和圆环在同一平面,则:
A.只要圆环在转动,小线圈内就一定 有感应电流产生;
B.圆环不管怎样转动,小线圈内都没 有感应电流产生;
C. 圆环在作变速转动时,小线圈内一 定有感应电流产生;
D.圆环作匀速转动时,小线圈内一定 有感应电流产生;