高中物理第4章电磁感应1划时代的发现2探究感应电流的产生条件新人教版选修3

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
18 __有__ 19 __有__ 20 _无___
21 _有___
线圈 B 中磁场 22 变化 时，线圈 B 中有感应 电流；线圈 B 中磁场 23不变时，线圈 B 中 无感应电流
4.感应电流产生的条件：只要穿过闭合导体回路的 24 磁通量发生变化，闭合导体回路中就会产生感应电流．
[易 错 警 示], 求磁通量及其变化量大小的三点提醒 (1)求磁通量及其变化量时要取有效面积． (2)磁通量及其变化量大小与线圈匝数无关． (3)磁感线从不同侧面穿过线圈时磁通量的正负不同．
|对点训练|
1．如图所示，水平放置的扁平条形磁 铁，在磁铁的左端正上方有一金属线框，
线框平面与磁铁垂直，当线框从左端正上
[答案] B
【例 2】 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，规定初位置时穿过线框的磁通量为 正值。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 的大小．
|基础小题·做一做| 1．正误判断 (1)闭合回路在磁场中运动时一定能产生感应电流．( × ) (2)只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流 产生．(×) (3)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．(×) (4)磁通量的大小和线圈的匝数有关．(× ) (5)穿过闭合电路的磁通量发生变化就能产生感应电流．
N(或 S)极插入线圈 13 _有___ 线圈中的磁场 16 变化
N(或 S)极停在线圈中 N(或 S)极

探究 3：模仿法拉第的实验(如图所示)
2．分析论证 探究 1： 观察闭合导体回路的一部分导体在磁场中运动 时产生感应电流的条件。导体棒 AB 做切割磁感线运动时， 电路中有感应电流产生(磁场的强弱没有变化，但部分导体 做切割磁感线的运动使闭合导体回路包围的面积发生了变 化，从而改变了穿过回路的磁通量)。 探究 2： 进一步观察导体棒不动而磁铁运动时是否产生 感应电流。 将磁铁插入或抽出线圈的过程中， 线圈中有感应 电流产生(线圈中的磁场发生了变化，从而改变了穿过回路 的磁通量)。
1．判断有无感应电流，应注意并明确两点 感应电流产生的条件：①电路为闭合 电路；②穿过闭 ．． 合电路的磁通量发生变化 。两个条件必须同时具备。 ．．
磁感线的条数可用来形象地表示一个回 路中的磁通量大小， 所以判断穿过闭合电路的磁通量是否变 化时， 可充分利用穿过闭合电路的磁感线的条数是否变化来 判断某过程中磁通量是否变化。
电”的条件。
2．法拉第心系“磁生电”
(1)法拉第对“磁生电”的思考：电流磁效应的发现引 起了对称性思考， 法拉第认为既然电流能够引起小磁针的运 动，那么磁铁也会使导线产生电流。 (2)引起“磁生电”的五类原因：
①变化的电流 ②变化的磁场 ③运动的恒定电流 ④运动的磁铁 ⑤在磁场中运动的导体
[答案]
(1)5.5×10
－3
Wb
(2)4×10
－2
Wb
[解析]
(1)线圈横截面为正方形时的面积：
－2
S1＝L2＝(.20)2 m2＝4.0×10 穿过线圈的磁通量： Φ1＝BS1＝0.50×4.0×10
－2
m2。
－2
Wb＝2.0×10
Wb。
4L 2L 横截面形状为圆形时，其半径 r＝ ＝ 。 2π π 横截面面积大小

总结为一个物理量——Φ=B·S 3、产生感应电流的条件
只要穿过闭合导体回路的磁通量产生变化，闭 合导体回路中就有感应电流.
3．实验结论 只要穿过 闭合 电路的磁通 量 产生变化 ，闭合量变化，闭 合电路中就有感应电流产生。
练习12
小结
1、实验视察 （1）向线圈中插入磁铁、把磁铁从线圈中拔出 （2）模拟法拉第的实验 （3）闭合电路的部分导体切割磁感线 2、实验总结
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：
实验操作
线圈B中有无电流
开关闭合瞬间
有
开关断开瞬间
有
开关闭合时，滑动变阻器不动
无
开关闭合时，迅速移动滑动变阻
器的滑片
有
（3）利用蹄形磁铁的磁场（导线（框）切割磁感线）
导体（线框）的运动 左右运动 上下运动
表针是否偏转
2.分析论证
探究实验1中，将磁铁插入或抽出时， 线圈中 磁场强弱 产生变化．
实验操作 指针摆动方向 实验操作 指针摆动方向
N极插入线圈
向右
S极插入线圈
向左
N极停在线圈中
N极从线圈中 抽出
不偏转 向左
S极停在线圈中
S极从线圈中抽 出
不偏转 向右
探究2：模拟法拉第的实 验
结论：只有当线圈A中电 流变如化图时所示，，线线圈圈AB通中过才变阻有器 和电开流关产连生接到。电源上，线圈B的两
探究1：向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈 中拔出
如图所示，将线圈与电流计组成闭合回路，把条形磁铁插 入线圈中或从线圈拔出，视察实验现象
探究1：向线圈中插入磁 铁，把磁铁从线圈中拔出
结论如：图只所示有，磁将铁线圈相与对电线流计圈组运成动 闭从时合线，回圈有路拔电，出把，流条视产形察生磁实铁验。插现磁入象铁线：圈相中对或线 圈静止时，没有电流产生。

知识自主梳理
知识点 1 电磁感应的探索历程
1.“电生磁”的发现 1820年 ，丹麦物理学家__奥__斯__特__发现了电流的磁效 应。 2．“磁生电”的发现 1831年，英国物理学家__法__拉__第__发现了电磁感应现象。
3．法拉第的概括 法拉第把引起感应电流的原因概括为五类： (1)变化的___电__流_； (2)变化的__磁__场__； (3)__运__动___的恒定电流； (4)__运__动_的磁铁； (5)在磁场中运动的_导__体___。
4．电磁感应 法拉第把他发现的磁生电的现象叫电磁感应，产生的电 流叫_感__应__电__流__。 5．发现电磁感应现象的意义 (1)使人们对电与磁内在联系的认识更加完善，宣告了 __电__磁__学__作为一门统一学科的诞生。 (2)使人们找到了磁生电的条件，开辟了人类的电气化时 代。
知识点 2 探究感应电流的产生条件
同学们，关于电的产生，我们还是从神奇的电磁感应现 象入手吧！
●知识导航 本章以电流、磁场知识为基础，研究了电磁感应的一系 列现象，通过实验总结出了产生感应电流的条件和判定感应 电流方向的一般规律——楞次定律，给出了确定感应电动势 大小的一般规律——法拉第电磁感应定律，讲述了电磁感应 的几种特殊现象——互感、自感和涡流。
2．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的两个分量，则Φ＝B⊥S， 如图所示Φ＝BSsinθ。
2．重视对物理现象的深入观察和对物理规律的亲身体 验。例如课本的“说一说”“做一做”“电磁感应现 象”“电磁感应定律的应用”“互感和自感”等，经过深入 观察和亲身体验后，物理知识不仅容易领悟而且印象深刻。