1、1划时代的发现2探究感应电流的产生条件学 习 目 标知 识 脉 络1.了解电磁感应现象及相关的物理学史2通过实验探究产生感应电流的条件(重点、难点)3能正确分析磁通量的变化情况(重点)4能运用感应电流的产生条件判断是否有感应电流产生(重点、难点)自 主 预 习探 新 知知识梳理一、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产生的电流叫做感应电流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
2、的导体4电磁感应法拉第把他发现的磁生电的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流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二、探究感应电流的产生条件1探究导体棒在磁场中运动是否产生感应电流(如图411所示)：图411实验操作实验现象(有无电流)分析论证导体棒静止无闭合电路包围的面积变化时，电路中有感应电流产生；包围的面积不变时，电路中无感应电流产生导体棒平行磁感线运动无导体棒切割磁感线运动有2.探究磁铁在通电螺线管中运动是否产生感应电流(如图412所示)：图412实验操作实验现象(
3、有无电流)分析论证N极插入线圈有线圈中的磁场变化时，线圈中有感应电流；线圈中的磁场不变时，线圈中无感应电流N极停在线圈中无N极从线圈中抽出有S极插入线圈有S极停在线圈中无S极从线圈中抽出有3.模仿法拉第的实验(如图413所示)：图413实验操作实验现象(线圈B中有无电流)分析论证开关闭合瞬间有线圈B中磁场变化时，线圈B中有感应电流；线圈B中磁场不变时，线圈B中无感应电流开关断开瞬间有开关保持闭合，滑动变阻器的滑片不动无开关保持闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片有4.归纳结论只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流基础自测1思考判断(1)有电流即生磁场()(2)有磁场即生电流()
4、(3)静止的电荷周围也能产生磁场()(4)穿过闭合回路的磁通量发生变化，一定产生感应电流()2首先发现电流的磁效应和电磁感应现象的物理学家分别是()A安培和法拉第B法拉第和楞次C奥斯特和安培 D奥斯特和法拉第【解析】1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，选项D正确【答案】D3下列选项中能产生感应电流的是()【解析】A项中线圈没有闭合，有感应电动势，但无感应电流产生，C项中穿过线圈的磁通量始终为零，不发生变化，D项中，线圈在匀强磁场中平动，穿过线圈的磁通量不变化，故A、C、D错误；B项中，闭合回路的面积增大，穿过回路的磁通量增大，有感
5、应电流产生，故B正确【答案】B合 作 探 究攻 重 难电流的磁效应与电磁感应现象的区别与联系1区别：“动电生磁”和“动磁生电”是两个不同的过程，要抓住过程的本质，“动电生磁”是指运动电荷周围产生磁场；“动磁生电”是指线圈内的磁通量发生变化而在闭合线圈内产生了感应电流“动电生磁”中的“动”是运动的意思，电荷相对磁场运动，“动磁生电”中的“动”是变化的意思要从本质上来区分它们2联系：二者都是反映了电流与磁场之间的关系下列属于电磁感应现象的是()A通电导体周围产生磁场B磁场对感应电流发生作用，阻碍导体运动C由于导体自身电流发生变化，在回路中产生感应电流D电荷在磁场中定向移动形成电流【解析】根据引起感
6、应电流的原因的五类情况可知，导体中自身电流变化在回路中产生感应电流为电磁感应现象，C正确【答案】C是否为电磁感应现象的判断方法(1)由磁生电的现象都是电磁感应现象(2)所有的电磁感应现象都与变化和运动相联系针对训练1(多选)下列现象中，能表明电和磁有联系的是()【导学号：57272000】A摩擦起电B两块磁铁相互吸引或排斥C小磁针靠近通电导线时偏转D磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流【解析】摩擦起电是静电现象；两块磁铁相互吸引或排斥是磁现象；小磁针靠近通电导线时偏转，说明“电生磁”；磁铁插入闭合线圈过程中，线圈中产生感应电流，说明“磁生电”C、D表明电和磁有联系【答案】CD磁通量及其变
7、化量的理解与计算1对磁通量的三点理解(1)磁通量是标量，但是有正负磁通量的正负不代表大小，只表示磁感线是怎样穿过平面的即若以向里穿过某面的磁通量为正，则向外穿过这个面的磁通量为负(2)若穿过某一面的磁感线既有穿出，又有穿入，则穿过该面的合磁通量为净磁感线的条数(3)由BS可知，磁通量的大小与线圈的匝数无关2匀强磁场中磁通量的计算(1)B与S垂直时：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：BS.S为线圈在垂直磁场方向上的有效面积，在应用时可将S分解到与B垂直的方向上，如图414所示，BSsin .图4143磁通量变化量的计算当B与S垂直时，通常有以下两种情况：(1)S
8、不变，B改变，则BS.(2)S改变，B不变，则BS.如图415所示，有一垂直纸面向里的匀强磁场，B0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1 cm.现于纸面内先后放上圆线圈A、B、C，圆心均处于O处，线圈A的半径为1 cm，10匝；线圈B的半径为2 cm，1匝；线圈C的半径为0.5 cm，1匝问：图415(1)在B减为0.4 T的过程中，线圈A和线圈B中的磁通量变化了多少？(2)在磁场转过30角的过程中，线圈C中的磁通量变化了多少？(3)在磁场转过180角的过程中，线圈C中的磁通量变化了多少？思路点拨：解答本题应把握以下三点：(1)磁通量与线圈匝数无关(2)当线圈平面与磁场不垂直时，
9、应分解B或取S在与B垂直的平面上的投影面积(3)磁感线反向穿过线圈平面时，为负值【解析】(1)由题意知线圈B与线圈A中的磁通量始终一样，故它们的变化量也一样(B2B1)r21.26104 Wb.所以，线圈A和线圈B中的磁通量都减少了1.26104 Wb.(2)对线圈C，1Br2，当磁场转过30时，2Br2cos 30，故21Br2(cos 301)8.41106 Wb.所以，线圈C中的磁通量减少8.41106 Wb.(3)磁场转过180后，磁感线从另一侧穿过线圈，若取1为正，则2为负，有：1Br2，2Br2，故212Br21.26104 Wb.所以，线圈C中的磁通量减少了1.26104 Wb.
10、【答案】(1)都减少了1.26104 Wb(2)减少了8.41106 Wb(3)减少了1.26104 Wb求解磁通量的方法(1)解答该类题目时，要注意磁感线是从平面的哪一面穿入的(2)当规定从某一面穿入的磁通量为正值时，则从另一面穿入的就为负值，然后按照求代数和的方法求出磁通量的变化(磁通量是有正、负的标量)(3)准确地把初、末状态的磁通量表示出来是解题的关键针对训练2如图416所示，通过恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由1平移到2，第二次将线框绕cd边翻转到2，设先后两次通过线框的磁通量变化分别为1和2，则()【导学号：57272001】A12B12C12 D无法确定图416【
11、解析】设线框在位置1时的磁通量为1，在位置2时的磁通量为2，直线电流产生的磁场在1处比在2处要强，若平移线框，则112，若转动线框，磁感线是从线框的正反两面穿过的，一正一负，因此212.根据分析知：12B12C12 D无法确定【解析】对于大环和小环来说，有效垂直面积相同，所以选C.【答案】C4(多选)如图4110所示，下列情况能产生感应电流的是()【导学号：57272002】图4110A如图甲所示，导体棒AB顺着磁感线运动B如图乙所示，条形磁铁插入或拔出线圈时C如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通时D如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器的阻值时【解析】A中导体棒顺着磁感线运动，穿过闭合电路的磁通量没有发生变化，无感应电流，故A错误；B中条形磁铁插入线圈时线圈中的磁通量增加，拔出线圈时线圈中的磁通量减少，都有感应电流，故B正确；C中开关S一直接通，回路中为恒定电流，螺线管A产生的磁场稳定，螺线管B中的磁通量无变化，线圈中不产生感应电流，故C错误；D中开关S接通，滑动变阻器的阻值变化使闭合回路中的电流变化，螺线管A产生的磁场发生变化，螺线管B中磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，故D正确【答案】BD
