高中物理选修3-2第四章4-6探究感应电流产生的条件

高中物理选修3-2第3讲法拉第电磁感应定律题型1（感应电动势的产生条件）1、1823年，科拉顿做了这样一个实验，他将一个磁铁插入连有灵敏电流计的螺旋线圈，来观察在线圈中是否有电流产生。

在实验时，科拉顿为了排除磁铁移动时对灵敏电流计的影响，他通过很长的导线把连在螺旋线圈上的灵敏电流计放到另一间房里。

他想，反正产生的电流应该是“稳定”的（当时科学界都认为利用磁场产生的电流应该是“稳定”的），插入磁铁后，如果有电流，跑到另一间房里观察也来得及。

就这样，科拉顿开始了实验，然而，无论他跑得多快，他看到的电流计指针都是指在“0”刻度的位置，科拉顿失败了，以下关于科拉顿实验的说法中正确的是（D）A．螺旋线圈中磁通量没有改变B．实验中没有感应电流C．科拉顿的实验装置是错误的D．科拉顿实验没有观察到感应电流是因为跑到另一间房观察时，电磁感应过程已结束2．在匀强磁场中，a、b是两条平行金属导轨，而c、d为串有电流表、电压表的两金属棒，如图所示，两棒以相同的速度向右匀速运动，则以下结论正确的是（D）A．电压表有读数，电流表没有读数B．电压表有读数，电流表也有读数C．电压表无读数，电流表有读数D．电压表无读数，电流表也无读数3．将线圈置于范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场B中，各线圈的运动方式如下列图所示，则能够在线圈中产生感应电动势的是（C）A．B．C．D．4．环形线圈放在均匀磁场中，设在第1秒内磁感线垂直于线圈平面向内，若磁感应强度随时间变化关系如图，那么在第2秒内线圈中感应电流的大小和方向是（B）A．感应电流大小恒定，顺时针方向B．感应电流大小恒定，逆时针方向C．感应电流逐渐增大，逆时针方向D．感应电流逐渐减小，顺时针方向5．如图所示，4匝矩形线圈abcd，ab＝1m，bc＝0.5m，其总电阻R＝2Ω，线圈绕OO′轴在匀强磁场中匀速转动，磁感应强度B＝1T，角速度ω＝20rad/s，当线圈由图示位置开始转过30°时，线圈中的电流强度为（B）A．20A B．0A C．10A D．17.3A6．处在匀强磁场中的闭合金属环从曲面上h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升到最大高度，设环的初速度为零，摩擦不计，曲面处在如图所示的磁场中，则此过程中（B）A．环滚上的高度小于hB．环滚上的高度等于hC．由于环在作切割磁感线运动，故环中有感应电流产生D．环损失的机械能等于环产生的焦耳热7．下列说法正确的是（CD）A．一个正电荷与一个负电荷中和后，总电荷量减少了，电荷守恒定律并不成立B．在感应起电的过程中，金属中的正、负电荷向相反的方向移动C．在感应起电的过程中，金属中的负电荷受电场力的作用发生移动D．在感应起电的过程中，金属中正电的原子核不发生定向移动8．用如图所示的实验装置，研究电磁感应现象．当条形磁铁按图示方向插入闭合线圈的过程中，穿过线圈的磁通量的变化情况是（“增加”、“不变”或“减小”）．如果条形磁铁在线圈中保持静止不动，灵敏电流表G的示数（“为零”或“不为零”）．答案：增大；为零题型2（法拉第电磁感应定律的概念理解）1、将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中缠身的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是（C）A. 感应电动势的大小与线圈的匝数无关B. 穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C. 穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D. 感应电力会产生的磁场方向与原磁场方向始终相同2、自然界中某个量D的变化量∆D，与发生这个变化所用的时间∆t的比值∆D∆t，叫做这个量D的变化率。

实验探究：
【实验二】磁铁插入或抽出线圈 实验现象：
磁铁的动作
线圈中有无电流
磁铁的动作
N极插入线圈
有
S极插入线圈
N极停在线圈中
无
S极停在线圈中
N极从线圈中抽出
有
S极从线圈中抽出
线圈中有无电流
有 无 有
优质课件优秀课件课件公开课免费课 件下载 免费ppt 下载人 教版物 理选修 3－2 4.2 探究感应电流的产生条件(课件 素材）
2、怎样做效果最好？
优质课件优秀课件课件公开课免费课 件下载 免费ppt 下载人 教版物 理选修 3－2 4.2 探究感应电流的产生条件(课件 素材）
现象探究4：
新型无线充电器可为一米外设备充电
据英国《每日邮报》报道，科学家研 制了一种新型无线充电器并进行了成 功演示。这种新型充电器能够为1米 外的设备充电，随着它的出现和普及， 我们将在某一天与电源插头说“再 见”。
优质课件优秀课件课件公开课免费课 件下载 免费ppt 下载人 教版物 理选修 3－2 4.2 探究感应电流的产生条件(课件 素材）现象探究1：源自线圈面积变化能否产生感应电流
结论
磁感应强度不变,闭合回路的面积发生变化，电路中有感应电流产生.
优质课件优秀课件课件公开课免费课 件下载 免费ppt 下载人 教版物 理选修 3－2 4.2 探究感应电流的产生条件(课件 素材）
优质课件优秀课件课件公开课免费课 件下载 免费ppt 下载人 教版物 理选修 3－2 4.2 探究感应电流的产生条件(课件 素材）
综合分 析
实验2
实验2、3： 实验1：
实验3
S不变，B变化 S变化，B不变
优质课件优秀课件课件公开课免费课 件下载 免费ppt 下载人 教版物 理选修 3－2 4.2 探究感应电流的产生条件(课件 素材）

2．如图所示，磁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？
练习与巩固
4．矩形线圈ABCD位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一个平 面内，线圈的两个边与导线平行。在这个平面内，线圈远离导线移 动时，线圈中有没有感应电流？线圈和导线都不动，当导线中的电 流I逐渐增大或减小时，线圈中有没有感应电流？为什么？ （注意：长直导线中电流越大，它产生的磁场越强；离长直导线越 远，它的磁场越弱。）
磁铁的运动 表针的摆动
S极插入线 圈
S极停在线 圈中
S极从线圈 中抽出
观察现象：探究感应电流的产生条件 实验三பைடு நூலகம்
A B
操作 开关闭合瞬间 开关断开瞬间 开关闭合时，滑动变阻器不动 开关闭合时，迅速移动变阻器的滑片
结论：
现象
分析论证：探究感应电流的产生条件
共同点：磁感线的条数变化。
磁通量变化。
归纳结论：探究感应电流的产生条件
感应电流的产生条件： 磁通量发生变化 电路闭合
牛刀小试
1、穿过闭合导体回路中的部分导体做切割磁感线运动时 ，闭合导体回路中就有感应电流。
2、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。
问题二、磁通量及其变化的计算
φ= B S cos θ
思考:哪些情况可以引起磁通量变化?
磁通量变化包括： 1、S 、θ不变，B变化 2、B 、θ不变，S变化 3、B、S不变， θ变化 4、B、S、 θ， 都变化
预习问题反馈
1、磁通量与匝数有关吗？变化的途径有哪些？ 2、实验1中导体切割磁感线“切割”的理解？
实验2中B线圈面积大些好还是小些好？为什么插入和拔出磁铁，感应电流 方向不同？

探究感应电流的产生条件本次课程将探究感应电流的产生条件，主要包括磁场的变化和导体的运动两个方面。

通过实验，我们将深入了解感应电流的形成原理和特点，加深对电磁学知识的理解和掌握。

实验一：磁场的变化产生感应电流实验目的：通过实验观察磁场的变化过程中产生的感应电流，并探究感应电流的产生条件。

实验器材：铜线圈、电池、磁铁、手摇发电机、导线、电流表实验步骤：1.在铜线圈两端分别接上导线，然后插上电流表。

2.绕过磁铁的一端，将铜线圈与手摇发电机相连，产生电流。

3.快速改变磁场，观察电流表的变化。

4.反向旋转手摇发电机，改变电流的方向，观察电流表的变化。

实验结果：当磁场发生变化时，电流表会显示出感应电流的存在，并且改变磁场的速度越快，电流的幅度就越大。

当手摇发电机反向旋转时，电流的方向也会发生变化。

实验分析：当磁场变化时，会在铜线圈内产生电动势，从而产生感应电流。

磁场越强，铜线圈的匝数越多，产生的感应电流就越大。

同时，磁场的变化速度也会影响到感应电流的大小，变化越快，感应电流就越大。

实验二：导体的运动产生感应电流实验目的：通过实验观察导体的运动过程中产生的感应电流，并探究感应电流的产生条件。

实验器材：铜线圈、电池、磁铁、导线、电流表、铜棒、手摇发电机实验步骤：1.将铜棒与铜线圈连接，用手摇发电机产生电流。

2.将铜棒在磁铁的磁场中快速移动，观察电流表的变化。

3.改变移动方向，观察电流表的变化。

实验结果：当铜棒在磁场中运动时，电流表会显示出感应电流的存在，并且改变运动方向会导致电流的方向发生变化。

同时，铜棒运动的速度越快，感应电流的幅度就越大。

实验分析：当导体在磁场中运动时，会在导体中产生电动势，从而产生感应电流。

导体运动的速度越快，导体与磁场的相对运动速度就越大，感应电流就越大。

同时，导体所处的磁场的强度也会影响感应电流的大小。

总结通过以上两个实验，我们可以探究感应电流的产生条件，进一步了解电磁现象的本质。

感应电流是在磁场变化的情况下产生的，导体与磁场的相对运动速度也会影响感应电流的大小。