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感应电流一

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沽源县第一中学物理导学案 模块名称： 3-4 第 11学时

主备课人： 武春宁

12/25/2015

第 1 页 共 6 页 【课 题】：探究感应电流的产生条件一

【学习目标】：1、理解电磁感应的产生条件，会判断电路中感应电流的产生。

2、会计算电路磁通量及磁能量的变化。

【自主学习】：知识积累

1．1820年，丹麦物理学家 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。1831年，英国物理学家 发现了电磁感应现象，即“磁生电”的条件，产生的电流叫 。

2．通过课本的探究实验总结

感应电流产生的条件是： 。此条件可细化为两条：⑴ ⑵

3.磁通量的大小的比较和计算

【自主学习】：知识应用

1.(对应要点一)如图4－1－10所示，虚线框内有匀强磁场，1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过两环的磁通量，则有( )

A．Φ1>Φ2 B．Φ1＝Φ2

C．Φ1<Φ2 D．无法确定 图4－1－10

2.(对应要点一)如图4－1－11所示，一个矩形线圈与通有相同大小的电流的平行直导线处于同一平面，而且处在两导线的中央，则( )

A．两电流同向时，穿过线圈的磁通量为零

B．两电流反向时，穿过线圈的磁通量为零

C．两电流同向或反向，穿过线圈的磁通量都为零 图4－1－11

D．因两电流产生的磁场是不均匀的，因此不能判定穿过线圈的磁通量是否为零

【合作探究】：

3.(对应要点二)如图4－1－12所示 ，在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直。导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒ab、cd，与导轨接触良好。这两条金属棒ab、cd的运动速度分别是v1、v2，且“井”字形回路中有感应电流通过，则可能( ) 图4－1－12

A．v1＞v2 B．v1＜v2

C．v1＝v2 D．无法确定

【知识拓展】： 图4－1－13

4.(对应要点二)如图4－1－13所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成一闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环a，下列各种情况铜环a中不产生感应电流的是( ) 【随 笔】 沽源县第一中学物理导学案 模块名称： 3-4 第 11学时

主备课人： 武春宁

12/25/2015

第 2 页 共 6 页 A圈中通以恒定的电流 B．通电时，使滑动变阻器的滑片P匀速移动

C．通电时，使滑动变阻器的滑片P加速移动 D．将开关突然断开的瞬间

【达标检测】：

1．(2011·山东高考)了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下符合史实的是( )

A．焦耳发现了电流热效应的规律 B．库仑总结出了点电荷间相互作用的规律

C．楞次发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕

D．牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动

2.如图1所示，ab是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直平面内有一根通电直导线ef，已知ef平行于ab。当ef竖直向上平移时，电流产生的磁场穿过圆的磁通量将( )

A．逐渐增大 B．逐渐减小

C．始终为零 D．不为零，但保持不变 图1

3.如图2所示，大圆导线环A中通有电流，方向如图所示，另在导线环A所在的平面内画一个圆B，它的一半面积在A环内，另一半面积在A环外，则穿过B圆内的磁通量( )

A．为零 B．垂直向里C．垂直向外 D．条件不足，无法判断 图2

4.如图3所示，能产生感应电流的是( )

A．磁铁向下运动

B．磁铁停在线圈中不动

C．磁铁向上运动 图3

D．只要有磁铁就一定有电流

5．如图4所示，用导线做成圆形或正方形回路，这些回路与一直导线构成几种位置组合(彼此绝缘)，下列组合中，切断直导线中的电流时，闭合回路中会有感应电流产生的是( )

图4

【归纳总结】：

【课后反思】：

沽源县第一中学物理导学案 模块名称： 3-4 第 11学时

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第 3 页 共 6 页 1解析：由图示可以看出，1、2两个圆环的有效面积相同，由Φ＝BS可知，Φ1＝Φ2。B正确。

答案：B

2解析：电流的磁场分布，可根据右手定则来判断，两电流同向时，它们之间的磁场方向是相反的，根据对称性可知，穿过线圈的磁通量为零；同理电流反向时不为零，选项A正确。

答案：A

3解析：只要金属棒ab、cd的运动速度不相等，穿过井字形回路的磁通量就发生变化，闭合回路中就会产生感应电流。故选项A、B正确。

答案：AB

4解析：线圈中通以恒定电流时，铜环a处磁场不变，穿过铜环的磁通量不变，铜环中不产生感应电流，A正确；滑动变阻器滑片移动或开关断开时，线圈中电流变化，铜环a处磁场变化，穿过铜环的磁通量变化，产生感应电流，B、C、D错误。

答案：A

1解析：在电学的发展过程中，焦耳发现了电流的热效应，库仑总结出电荷间相互作用的计算公式——库仑定律，这两项符合物理学史的事实。在C项中，发现电流磁效应的是丹麦物理学家奥斯特；D项中，牛顿对伽利略的理想斜面实验合理外推得到的是物体在不受外力作用下将一直保持匀速直线运动或静止状态——牛顿第一定律。

答案：AB

2解析：作出磁感线穿过圆的情况的俯视图，如图所示，根据磁场具有对称性可以知道，穿入圆的磁感线的条数与穿出圆的磁感线的条数是相等的。故选C。

答案：C

3解析：由环形电流的磁感线分布可知，中间密，外部稀疏，所以穿过B圆的总磁通量是垂直纸面向里的，则选项B正确。

答案：B

4解析：磁铁向上或向下运动时，穿过线圈的磁通量变化，线圈中产生感应电流，A、C正确；磁铁停在线圈中不动时，线圈中磁通量不变，不产生感应电流，B、D错误。

答案：AC

5解析：利用安培定则判断直线电流产生的磁场，其磁感线是一些以直导线为轴的无数组同心圆，即磁感线所在平面均垂直于导线，且直线电流产生的磁场分布情况是：靠近直导线处磁场强，远离直导线处磁场弱。所以，A中穿过圆形线圈的磁场如图甲所示，其有效磁通量为ΦA＝Φ出－Φ进＝0，且始终为0，即使切断导线中的电流，ΦA也始终为0，A中不可能产生感应电流。B中线圈平面与导线的磁场平行，穿过B的磁通量也始终为0，B中也不能产生感应电流。C中穿过线圈的磁通量如图乙所示，Φ进＞Φ出，即ΦC≠0，当切断导线中电流后，经过 沽源县第一中学物理导学案 模块名称： 3-4 第 11学时

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第 4 页 共 6 页 一定时间，穿过线圈的磁通量ΦC减小为0，所以C中有感应电流产生。D中线圈的磁通量ΦD不为0，当电流切断后，ΦD最终也减小为0，所以D中也有感应电流产生。

答案：CD

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1电磁感应现象

1电磁感应现象

1电磁感应现象：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。

法拉第概括的五类引起感应电流的原因变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁场、在磁场中运动的导体。

2电磁感应中感应电流产生的条件。产生感应电流的两个条件(1 )电路必须闭合;(2)穿过导体回路的磁通量发生变化。

如果电路不闭合，只能产生感应电动势,不能产生感应电流。

磁通量变化的原因

磁通量的公式:=BSsinθ(θ为磁感线与面积的夹角)。磁通量变化量的公式:△12-(1)投影面积不变，磁感应强度变化，即△=△Bs。(2)磁感应强度不变，投影面积发生变化，即△=△sB(3)磁感应强度不变,闭合回路面积不变,但与磁场方向的夹角发生变化。

3楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

适用范围:所有电磁感应现象。

3.定律中“阻碍”的含义谁阻感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场碍谁(原磁场)的磁通量的变化。阻碍阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量什么本身。当磁通量增大时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反;当磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“增反减同”。阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化快慢，这种变化将继续进行，最终结果不受影响。

4.对楞次定律的理解(1)若磁通量增大，则感应电流的磁场与原磁场的方向相反,即阻碍其增大。

(2)若磁通量减小，则感应电流的磁场与原磁场的方向相同，即阻碍其减小。楞次定律中的“阻碍”作用，正是能的转化和守恒定律的反映，在克服这种阻碍的过程中,其他形式的能转化为电能。

楞次定律的推广

感应电流阻碍原磁通量变化的方式有以下几种:

1.当回路的磁通量发生变化时，感应电流的效果是阻碍原磁通量的变化，即“增反减同”。

2.当出现引起磁通量变化的相对运动时,感应电流的效果是阻碍相对运动，即“来拒去留”

3.当回路可以形变时，感应电流可以使线圈面积有扩大或缩小的趋势，即“增缩减扩”。

电磁学中的磁场感应

电磁学中的磁场感应

电磁学中的磁场感应

在电磁学中，磁场感应是一个重要的概念。它指的是当一个导体在磁场中运动或者磁场的强度变化时，在导体中会产生感应电动势和感应电流。磁场感应有着广泛的应用，并对我们日常生活产生了重要影响。下面将介绍磁场感应的原理、公式以及一些常见的应用。

1. 磁场感应的原理

磁场感应是由法拉第电磁感应定律提出的。该定律表明，当导体中的磁力线发生变化时，导体会产生感应电动势。磁场感应的原理可以通过以下公式表示：

ε = -d(Φ)/dt

其中，ε表示感应电动势，Φ表示穿过导体的磁通量，dt表示时间的变化率。

2. 磁场感应的公式

在磁场感应中，有一些重要的公式值得注意。首先是磁感应强度B和磁通量Φ之间的关系：

Φ = B * A * cosθ

其中，B表示磁感应强度，A表示磁场面积，θ表示磁场线和垂直于磁场面的方向之间的夹角。

另一个重要的公式是磁场感应电动势ε和感应电流I之间的关系：

ε = -N * d(Φ)/dt 其中，N表示线圈的匝数。

3. 磁场感应的应用

磁场感应具有广泛的应用。以下是一些常见的应用：

3.1 发电机

电力发电站中常用的发电机就是利用磁场感应产生电能的装置。在发电机中，通过旋转的磁场和定子线圈之间的磁场感应，产生感应电动势，从而产生电能。

3.2 变压器

变压器也是利用磁场感应进行能量转换的设备。当电流在一组线圈中流动时，通过另一个线圈的磁场感应，将电能转移到另一个线圈中，实现电压的升降。

3.3 传感器

磁场感应在传感器中也起到了重要的作用。例如，霍尔传感器能够通过磁场感应检测到磁场的强度和方向，广泛应用于计算机、汽车、电梯等领域。

3.4 磁卡和磁带

在磁卡和磁带中，也利用了磁场感应的原理。通过在导带上记录磁场的强度和方向，实现信息的存储和读取。

总结： 磁场感应是电磁学中的一个重要概念，它指的是导体在磁场中运动或者磁场强度变化时，导体中会产生感应电动势和感应电流。磁场感应的原理可以由法拉第电磁感应定律进行解释，而一些重要的公式如磁感应强度和磁通量之间的关系、感应电动势与感应电流之间的关系也需要掌握。此外，磁场感应在发电机、变压器、传感器以及磁卡和磁带等方面都有着广泛的应用。通过对磁场感应的深入了解和应用，我们能够更好地理解和利用电磁学中的知识。

电磁感应中的电流计算

电磁感应中的电流计算

电磁感应中的电流计算

电磁感应是指在磁场中变化的磁通量引起电场力线发生变化，从而在电路中产生感应电动势和电流的现象。在电磁感应中，电流的计算是非常重要的，它可以帮助我们了解电磁感应的基本原理和应用。

电流的计算可以通过法拉第电磁感应定律来实现。法拉第电磁感应定律是指当导体回路中的磁通量发生变化时，会在回路中产生电动势。根据该定律，电磁感应中的电流可以通过以下公式来计算：

ε = -dΦ/dt

其中，ε是感应电动势，Φ是磁通量，dt是时间的微小变化。

在具体的实例中，我们可以用电磁感应中的电流计算来解决实际问题。

首先，让我们考虑一个简单的实例，一个长直导线穿过一个恒定磁场。当导线以速度v运动时，磁通量随时间变化，因此感应电动势ε可以通过如下公式来计算：

ε = -d(Φ/Δt) = -d(BA/Δt)

其中B是磁感应强度，A是导线所在平面的面积，Δt是变化的时间。

根据电磁感应的基本规律，感应电动势会引起电流在导线中的流动。为了计算电流，我们需要知道导线的电阻。假设导线的电阻为R，那么根据欧姆定律，电流I可以通过以下公式来计算：

I = ε/R 这个简单的例子说明了在电磁感应中，通过对磁通量和时间变化率的计算，我们可以推导出感应电动势和电流的关系。

在实际应用中，电磁感应中的电流计算可以用于解决各种问题。例如，如果我们知道导体的速度、磁感应强度和面积，我们可以计算出感应电动势和电流的大小。这对于设计和优化电动机、发电机等设备非常有用。

此外，电磁感应中的电流计算还可以用于解决感应加热、感应焊接和感应熔化等工艺问题。通过合理地计算电流大小，可以避免过度加热或电流不足的问题，从而提高效率和质量。

需要注意的是，电磁感应中的电流计算是基于一些假设和理想化条件的。在实际应用中，由于导线的电阻、磁场的分布等因素的影响，实际测量值可能与计算值有所差异。因此，在实际应用中，需要结合实验数据和实际情况进行适当的调整和修正。

感生电流和感应电动势

感生电流和感应电动势

感生电流和感应电动势

感生电流和感应电动势是电磁学中重要的概念。它们描述了当磁场变化时在导体中产生的电流和电动势。本文将详细介绍感生电流和感应电动势的定义、原理以及相关应用。

一、感生电流的定义和原理

感生电流是指当导体处于磁场变化的环境中时，由于磁通量的变化导致在导体中产生的电流。根据法拉第电磁感应定律，导体中感生电流的大小与磁通量的变化速率成正比。当磁通量改变时，导体内部的自由电子被电磁感应力推动，从而形成感生电流。

在数学上，感生电流可以用以下公式表示：

I = -dφ/dt

其中，I表示感生电流的大小，φ表示磁通量，t表示时间，d/dt表示对时间的导数。由此可见，感生电流的大小与磁通量变化的速率成反比。

二、感应电动势的定义和原理

感应电动势是指当导体通过磁场变化时，在导体两端产生的电压。根据法拉第电磁感应定律，导体中感应电动势的大小与磁通量的变化速率成正比。当磁通量改变时，导体内部的自由电子被电磁感应力推动，从而在导体两端形成电压差。

在数学上，感应电动势可以用以下公式表示： ε = -dφ/dt

其中，ε表示感应电动势的大小，φ表示磁通量，t表示时间，d/dt表示对时间的导数。与感生电流类似，感应电动势的大小与磁通量变化的速率成反比。

三、感生电流和感应电动势的应用

感生电流和感应电动势在实际生活和工业领域中具有广泛的应用。以下是几个常见的应用场景：

1. 变压器：变压器是利用感应电动势原理工作的电力设备。通过将电流在主线圈中产生的磁场传导到次级线圈中，从而实现电压的升降。

2. 发电机：发电机也是利用感应电动势原理工作的装置。通过转动磁场和线圈之间的相对运动，产生感应电动势，从而转换机械能为电能。

3. 感应加热：感应加热是利用感应电流的发热效应进行加热的技术。通过在导体中通以高频电流，使导体内部产生感应电流，从而加热导体。

4. 感应传感器：感应传感器利用感应电流的变化来感知周围环境的物理量。例如，磁感应传感器可以通过测量磁场变化来检测物体的位置和运动。