选修1-1电磁感应现象课件(好)

6．一个200匝、面积为20 cm2的线圈，放在磁场中，磁场
的方向与线圈平面垂直，若磁感应强度在0.05 s内由0.1 T增加 到 0.5 T ， 此 过 程 中 穿 过 线 圈 的 磁 通 量 的 变 化 量 是 ________Wb；磁通量的平均变化率是 ________Wb/s；线圈中 的感应电动势的大小是________V.
【解析】 ΔΦ ＝ (B2 － B1)S ＝ 0.4×20×10 Wb，
－4 8 × 10 ΔΦ ＝ Wb/s＝1.6× 10－2 Wb/s， Δt 0.05
－4
Wb ＝ 8×10
－4
ΔΦ E＝n ＝200×1.6×10－2 V＝3.2 V. Δt
【答案】8×10－4
1.6×10－2
3.2
二、法拉第电磁感应定律的理解 1．内容：电路中感应电动势的大小与线圈的匝数及穿过 每匝线圈的磁通量的变化率成正比． ΔΦ 2．表达式：E＝n .式中 n 表示线圈的匝数．对磁通量的 Δt ΔΦ ΔΦ 变化率 而言，与匝数无关，但穿过每一匝线圈的 都相 Δt Δt ΔΦ 同．所以 n 匝线圈串接相当于 n 个电动势为 的电源串联， Δt ΔΦ 因此线圈的总电动势为 E＝n . Δt
温馨提示 均值． ΔΦ 用公式 E＝n 求出的电动势为时间 Δt 内的平 Δt
四、电能的来源 1．产生________ 电能 必然要消耗其他形式的能量．
2．能的转化
机械能 转化为电能． (1)风力发电和水力发电：________ 化学能 转化为电能． (2)火力发电：________ (3)核力发电：核能转化为电能． 3．各种获得大规模电能的实用方案，都是以 法拉第电磁感应定律 为理论基础的． _____________________

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第二章
电磁感应与电磁场
【思路点拨】
根据产生感应电流的条件可
知，判断闭合线圈中是否产生感应电流，关 键是判断线圈中磁通量是否发生变化．
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第二章
电磁感应与电磁场
【精讲精析】
产生感应电流的条件是，
电路闭合，且穿过闭合回路的磁通量发生
变化．选项A，线圈扩张，可以使穿过闭合 线圈的磁通量发生变化，能产生感应电流, 而选项B、C、D中线圈的运动，均不能使 线圈中的磁通量发生变化，即不能产生感
根据磁通量的定义式Φ＝BS，引起磁通量变
化的类型主要有： (1)闭合电路的面积S不变，磁场的磁感应强 度B变化而引起闭合电路的磁通量的变化；
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第二章
电磁感应与电磁场
(2)磁场的磁感应强度B不变，由于闭合电路 的面积S发生变化而引起磁通量的变化； (3)线圈平面和磁场方向的夹角θ发生变化时, 引起穿过线圈的磁通量发生变化，即B、S不 变，θ变化，今后学到的交流电的产生即属 于该情况；
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第二章
电磁感应与电磁场
新知初探自学导引
一、法拉第与电磁感应现象
1．划时代的发现：自1820年丹麦物理学家 奥斯特 _______发现了电流的磁效应后，于1831年 英国物理学家_______经过十年坚持不懈的 法拉第 努力，终于发现了电磁感应现象，验证了 磁场 ______也能产生电流的设想．
CD，已知CD∥AB，当CD竖直向上平移时, 电流磁场穿过圆面积的磁通量将(如何变化) ________．
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第二章
电磁感应与电磁场
【思路点拨】
因通电直导线形成的磁场具
有对称性，加上圆面积不变且对称放置，则 Φ一直为零．

栏 目 链 接
例1 面积是S的矩形导线框，放在一磁感应强度为B的匀强磁
场中，线框平面与磁场方向平行，如图所示，则穿过导线框 所围面积的磁通量为( ) B A. S S B.B
栏 目 链 接
C．BS
D．0
解析：磁通量的公式Φ ＝BS，S是与磁场方向垂直的 面积，当导线框平面与磁场平行时磁通量为0，选D.
解析：不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量 发生变化，电路中就有感应电动势，因此 A 、 C 选项错 误．电路中要有感应电流，则电路必须闭合，且穿过电 路的磁通量要发生变化，所以B选项正确，D选项错误．
答案：B
栏 目 链 接
(1)试分析说明产生磁悬浮现象的原因； (2)试分析这种列车能达到这样高速的原因．
栏 目 链 接
解答：(1)线圈B下降，磁通量发生变化，B中产生感 应电流，由于B为超导线圈，电阻极小，故电流极大且几 乎不会减小，它受到向上的安培力与重力平衡而处于悬浮 状态． (2)由于悬浮而受阻力极小．
关于感应电动势和感应电流，下列说法中正确的是( ) A．只有当电路闭合，且穿过电路的磁通量发生变化时，电 路中才有感应电动势 B．只有当电路闭合，且穿过电路的磁通量发生变化时，电 路中才有感应电流 C．不管电路是否闭合，只要有磁通量穿过电路，电路中就 栏 目 有感应电动势 链 D ．不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量发生变化，接 电路中就有感应电流
答案：D
栏 目 链 接
考点二
感应电流产生的条件
产生感应电流的条件是：闭合电路中磁通量发生变化， 这里应同时满足两个条件，即“闭合电路”和“磁通量 发生变化”．
栏 目 链 接
例2 如图所示，无限大磁场的方向垂直于纸面向里，A图 中线圈在纸面内由小变大 ( 由图中实线矩形变成虚线矩形 ) ， B 图中线圈正绕 a 点在平面内旋转， C 图与 D 图中线圈正绕 OO′轴转动，则线圈中不能产生感应电流的是( )

【答案】
BLv
定义 感应电动势 产生条件 电磁感应定律 内容 法拉第电磁感应定律 公式
1．(2012·广东学业水平测试 )把一条形磁铁插入同一个
闭合线圈中，第一次是迅速的，第二次是缓慢的，两次初、 末位置均相同，则在两次插入的过程中( A．磁通量变化率相同 B．磁通量变化量相同 C．产生的感应电流相同 D．产生的感应电动势相同 【答案】 B )
2．(2012·广东学业水平测试)下面说法正确的是(
势就越大
)
A．线圈中的磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动 B．线圈中的磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动 势就越大
C．线圈中的磁通量越大，线圈中产生的感应电动势就
越大 D．线圈放在磁场越强的地方，线圈中产生的感应电动 势就越大 【解析】 由法拉第电磁感应定律可知，选项B正确．
(3)两次通过线圈的电荷量之比．
【审题指导】
ΔΦ (1)平均感应电动势可由 E ＝ 求得． Δt
E (2)平均电流 I ＝ R . (3)电荷量q＝ I t.
【解析】 E1
(1)由法拉第电磁感应定律得
Δ Φ Δt2 Δt2 2 ＝ · ＝ ＝ . E2 Δ t1 ΔΦ Δt1 1
(2)利用欧姆定律可得 E 1 R E1 2 ＝R· ＝ ＝ . I2 E2 E2 1 (3)由q＝ I t得 q1 I1 Δt1 1 ＝ ＝ . q2 I2 Δt2 1
(1) 内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路
变化率 成正比． 的磁通量的 ΔΦ (2)公式：E＝ Δt ，若为 n 匝线圈，则产生的电动 ΔΦ n 势为：E＝ Δt . (3) 在电磁感应现象中产生了感应电流，一定有其他能 电能 转化，在转化的过程中遵守 能量守恒定律 ． 向

英国著名的物理学家、化学家。 他发现了电磁感应现象，提出 电场和磁场的概念。场的概念 对近代物理的发展的重大意义。 他家境贫寒，出身于铁匠 家庭，未受过系统的正规教育， 但却在众多领域中作出惊人成 就，堪称刻苦勤奋、探索真理、 不计个人名利的典范，对于青 少年富有教育意义。
DF E= n Dt
实际工作中,为了获得较大的感 应电动势,常常采用几百匝甚至几 千匝的线圈
补充：导线切割磁感线时的感应电动势．
如 图 所 示 ， 导 体 由 ab 以 v 匀 速 移 动 到 a1b1 ，这一过程中穿过闭合回路的磁通 量变化 =BLvt ，由法拉第电磁感 应定律得：
DF E= = BLv Dt
新课标人教版课件系列
《高中物理》
选修1-1
3.2《法拉第 电磁感应定律》
教学目标
• 知识与能力 • 1、知道什么是感应电动势。 • 2、了解什么是磁通量以及磁通量的变化量和磁通 量的变化率。 • 3、在实验基础上，了解法拉第电磁感应定律内容 及数学表达式，学会用该定律分析与解决一些简 单的问题。 • 4、培养类比推理和通过观察、实验、归纳寻找物 理规律的能力。 • 实验 仪器 • 螺线管要准备10匝：电路中感应电动势的大小， 跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正 比。这就是法拉第电磁感应定律。
DF E= Dt 式中物理量都取国际单位
E 瓺V F 瓺 Wb t s
2.表达式
若闭合电路是一个n匝线圈，则相当 于n个相同的电源串联，且穿过每匝线 圈的磁通量变化率都相同，所以整个线 圈的感应电动势为
问题1：据前面所学，电路中存在持续 电流的条件是什么？ （1）闭合电路； （2）有电源 问题2：什么叫电磁感应现象？产生感 应电流的条件是什么？
利用磁场产生电流的现象

合作 探究 攻重难
磁通量及磁通量的变化 1．磁通量 (1)意义：磁通量表示穿过一个闭合电路(或一个面)的磁感线数 目． (2)影响磁通量大小的因素
17
休息时间到啦
同学们，下课休息十分钟。现在是休息时间，你们休 息一下眼睛，
看看远处，要保护好眼睛哦~站起来动一动，久坐对身 体不好哦~
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①闭合回路(或一个面)的面积 S. ②磁场的强弱(即磁感应强度 B 的大小)． ③B 方向与面 S 的夹角． (3)大小 在匀强磁场中，垂直于磁场方向的面积为 S 的闭合电路，磁通 量为 Φ＝BS. (4)单位：韦伯，符号：Wb，1 Wb＝1 T·m2.
2．磁通量的变化 引起穿过一个闭合电路(或一个面)的磁通量发生变化的原因有 以下几点： (1)闭合回路面积 S 的变化引起磁通量的变化．如图所示是导体 做切割磁感线运动使面积发生变化而改变了穿过回路的磁通量．
(2)磁感应强度的变化引起磁通量的变化．如图甲是通过磁极的 运动改变穿过回路的磁通量；图乙通过改变原线圈中的电流从而改变 磁场的强弱，进而改变穿过回路的磁通量．
D [磁铁静止在线圈上方，右侧、里面，穿过闭合电路的磁通 量均不发生变化，但磁铁插入或抽出时，磁通量变化，故选项 D 正 确．]
4．如图所示，闭合的矩形线圈 abcd 放在范围足够大的匀强磁场 中，下列哪种情况下线圈中能产生感应电流( )
A．线圈向左平移 C．线圈以 ab 为轴旋转
B．线圈向上平移 D．线圈不动
AC [从磁通量有无“变化”来判断产生感应电流与否，能抓住 要点得出正确结论．若从切割磁感线的角度考虑问题，需注意全面 比较闭合电路各部分切割的情况．在有界的匀强磁场中，常常需要 考虑闭合回路进磁场、出磁场和在磁场中运动的情况，线框 ABCD 在匀强磁场中无论匀速，还是加速运动，穿过线框 ABCD 的磁通量 都没有发生变化．]

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第三章
电磁感应
热点示例创新拓展
线框在非匀强磁场中的运动
[经典案例]如图3－1－6所示，竖直放置的长
直导线通有图示方向的恒定电流I，有一闭合 矩形金属框abcd与导线在同一平面内，在下 列情况中,能在线框中产生感应电流的是( )
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第三章
电磁感应
图3－1－6
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第三章
电磁感应
i4产生的磁场在导线所围的面积内的磁感应 强度的方向垂直纸面向外；所以四根导线产
生的磁场叠加后在导线所围的面积内的磁场
方向向里．故要使由四根直导线所围成的面 积内的磁通量增加，只要将i4切断就可以了.
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第三章
电磁感应
感应电流的产生条件
学案导引
1．要产生感应电流是不是磁通量一定很大?
2．要产生感应电流应该是什么条件？
A．增大 B．减小
C．不变
D．无法确定变化情况
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第三章
电磁感应
【关键提醒】
解答本题应注意以下两点
(1)磁感线是闭合曲线，磁铁内部磁感线方向
由S极指向N极，而外部磁感线方向由N极指向
S极；
(2)磁通量是穿过某个面的磁感线的净剩条数.
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第三章
电磁感应
【精讲精析】
由于磁铁的磁感线是闭合的
以下三种情况：
(1)磁场本身发生变化，如磁场的强弱或方向 随时间或空间的变化而变化；
(2)电路自身发生变化,如电路的面积发生变
化，或与磁场方向的夹角改变； (3)磁场变化的同时,电路的面积也发生变化.
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第三章
电磁感应
特别提醒：磁通量是有方向的标量，当磁感 线沿相反方向穿过同一平面时，磁通量等于

3.1 电磁感应现象
教学目标
知识与能力： • 1、收集有关物理学史资料，了解电磁感应现象发 现过程，体会人类探索自然规律的科学方法、科 学态度和科学精神 • 2、知道磁通量，会比较“穿过不同闭合电路磁通 量”的大小 • 3、通过实验，了解感应电流的产生条件 • 实验仪器： • 磁铁、螺线管、电流表
一、电磁感应； 1、磁通量：穿过闭合回路的磁感线的条数φ 。 φ= B S—— 不要求掌握
2、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线 ， 或穿过闭合电路的磁通量发生变化，产生感应电流 的现象。 3、电磁感应产生的电流叫做感应电流。
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
书 P
48实验
思考：哪些情况可以引起磁通量的变化？
进一步探究感应电流与磁通量变化 的关系 有 有 无 有
用表格反映实验结果
操作
开关闭合瞬间 开关断开瞬间 开关总是闭合，滑动变 阻器不动 开关总是闭合，迅速移 动变阻器的滑片 结论3：
现象
有电流产生 有电流产生 无电流产生
有电流产生
当线圈A中电流发生变化，线圈B中有感应电流。
法拉第在探索中遭遇了多次失败，在 他的实验日记中用“未显示作用”“毫无 反应”“不行”等词语，记录着艰苦的探 索历程。
法拉第说：“如果实验不成功，只能 表明我还不善于处置它；就是实验不能成 功，那也应当找出原因来。”
有一个时期，他的口 袋里总放着一个电磁线圈 模型，一有空他就拿出来 比划琢磨。
1831年8月29日，法拉第终于观察到了感应电流！
这是一个划时代的发现
奥斯特实验【实验现象 】 ？【实验结论 】 ？
猜想： 1、既然电能生磁，那么，磁是否能生电呢？ 2、如果磁能生电，那么，怎样才能实现呢？

感线运动，回路中磁通量也不一定发生变
化，如右图所示，闭合导体虽然切割磁感 线，但回路中磁通量始终未变，故无感应电 流产生，C错误． 答案 D
磁通量变化与否的分析 【例 2】 如图 2－ 1－1所示，正方形导线框放在匀强磁场 区内，磁场垂直于线框平面，在下列情况下，能否产生感应电 流？请说明理由． (1)将线框由正方形拉成圆形的过程中．
现象？
产生电磁感应现象的条件，归根结底，是穿过闭合电路的 磁通量发生变化．关键在“变化”两字上，这是指穿过闭合电 路的磁通量从无变有、从有变无、从小变大、从大变小等 等．例如闭合线圈从与磁感线平行的位置转到与磁感线垂直的
位置；磁铁与闭合电路间的相对运动；产生磁通量的电路中的
电源开关的接通与断开、调节电流大小的滑动变阻器滑片的滑 动等．
(2)将线框水平向右拉出磁场区．
(3)线框绕cd边旋转． 图2－1－1
解析
(1) 将线框由正方形拉成圆形，面积增大，闭合回
路中磁通量增大，所以有感应电流产生． (2) 应分两个过程分析：当线框在磁区中运动时，磁通量 不变，无感应电流产生；在线框离开磁区的过程中，磁通量减 少，有感应电流产生． (3) 当线框以 cd 边轴旋转时，穿过线框的磁通量发生变
1．初、高中学习的产生感应电流的条件本质是否相同？ 在初中学习的产生感应电流的条件是闭合回路的部分导体
做切割磁感线运动．由于闭合回路的部分导体做切割磁感线运
动引起了回路面积的变化，进而改变穿过回路的磁通量产生感 应电流，其本质与高中学习的产生感应电流的条件是相同的．
2． 穿过闭合回路的磁通量很大，是否一定发生电磁感应
第一节
电磁感应现象的发现
一、法拉第与电磁感应现象 磁通量 发生 1．电磁感应现象：只要穿过闭合回路的 __________

动，但B与S都不变，B又垂直于S，所以Φ＝BS始终不变，线
目 链
圈中无感应电流产生；E项中，图示状态Φ＝0，转动过程中 接
穿过线圈的磁通量在不断地变化，当转过90°时，Φ＝BS，因
此转动过程中线圈中产生感应电流；F项中，螺线管通入交流
电，电流的大小和方向都在改变，因此产生的磁场强弱和方
向也在变，穿过线圈的磁通量发生变化，所以产生感应电
第三章 电磁感应
第一节 电磁感应现象
栏 目 链 接
磁介质存储信息的原理
利用磁介质存储信息的电器比较多，以老式盒带式录音机
为例，录音时，声音通过话筒转化为电信号，放大后再进入
录音磁头，录音磁头把电信号转化为磁信号，并把磁信号记
录在走动的磁带上，可见，录音是把声音转化为电信号，再
栏 目
转化为磁信号的过程．放音时，录有磁信号的磁带走动，不 链
(2)____磁__通__量__发__生__变__化__________________________．
栏 目 链 接
要点一 关于电磁感应现象的理解
1．电磁感应现象的实质．
电磁感应现象较严格的说法是：通过闭合回路的磁通量发 生变化时，在闭合回路中产生感应电动势的现象．在中学物理栏 中，为了使学生容易接受，把回路改成电路，把感应电动势改目链 为感应电流．事实上，在磁通量变化而电路断开时，电路中有接 感应电动势而无感应电流．电磁感应现象，更重要的是看感应 电动势的有无．
2．引起穿过某回路的磁通量变化一般有以下三种情况：
目 链
接
(1)磁场本身发生变化，如磁场随时间或空间的变化而变
化．
(2)回路自身发生变化，如回路自身的面积发生变化或回 路的面积不变但其与磁场方向的夹角改变．