1、 4.1 划时代的发现 4.2 探究感应电流产生的条件 导学案【学习目标】1、知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。2、知道电磁感应、感应电流的概念。3、通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。【学习重点和难点】1、重点：通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。2、难点：感应电流的产生条件。【自主学习】一、划时代的发现1奥斯特梦圆“电生磁”(1)电流的磁效应1820年，丹麦物理学家 发现载流导线能使小磁针发生偏转，我们把这种作用称为 (2)意义电流磁效应的发现证实了电和磁存在着必然的联系，突破了人类对电与磁认识的局限性，掀起了一场研究电与磁关系的革命(3)结果在奥
2、斯特发现电流磁效应的影响下，1831年英国科学家法拉第终于悟出了磁生电的基本原理2法拉第心系“磁生电”(1)“磁生电”的发现电流磁效应的发现引起了对称性的思考：既然电流能够引起磁针的运动，那么 也会使导体产生电流法拉第做了三次集中的实验研究，他使用 来产生磁场，结果均以失败告终1831年，法拉第在给一个线圈通电或断电的瞬间，发现了“磁生电”现象，领悟到“磁生电”是一种在变化、运动过程中才能出现的效应(2)电磁感应和感应电流电磁感应：“ ”的现象叫做电磁感应感应电流：在 现象中产生的电流叫做感应电流法拉第对引起感应电流的原因的概括：引起电流的原因概括为五类：变化的 、变化的 、运动的恒定电流、
3、的磁铁、在磁场中运动的 (3)意义电磁感应现象的发现使人们对电与磁的内在联系的认识更加完善，使人们找到了磁生电的条件二、探究电磁感应的产生条件1实验观察(1)导体棒在磁场中运动是否产生电流如课本图4.2-1所示，将可移动导体AB放置在磁场中，并和电流计组成闭合回路实验现象如下：实验操作导体棒静止导体棒平行磁感线运动导体棒切割磁感线运动实验现象 (有无电流)(2)磁铁在螺线管中运动是否产生电流如课本图4.2-2所示，将螺线管与电流计组成闭合回路，把条形磁铁插入或拔出螺线管实验现象如下：实验操作N极插入线圈时N极停在线圈中N极从线圈中抽出S极插入线圈时S极停在线圈中S极从线圈中抽出实验现象(有无电
4、流)(3)模拟法拉第的实验如课本图4.2-3所示，线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面实验现象如下：实验操作开关闭合瞬间开关断开瞬间开关闭合时，滑动变阻器滑动片不动开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片实验现象(线圈B中有无电流)【合作探究】2、分析论证：实验操作磁场是否变化闭合导体回路面积是否变化磁通量是否变化是否有感应电流导体棒切割磁感线运动导体棒平行磁感线运动将磁铁插入和拔出时磁铁停在线圈中将开关闭合、断开或改变滑片的位置开关闭合时，滑动变阻器滑动片不动3、归纳总结：从上面几个实验可以看出，产生感应电流的条件与磁场的变化有关，也就是说与磁感
5、应强度的变化有关系；另外，与闭合电路包围的面积也有关系。由于闭合电路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积叫做磁通量，所以可以用磁通量来描述感应电流的产生条件。可以看出，只要穿过闭合回路的 发生了变化，就有感应电流产生。而闭合回路的 不发生变化时，没有感应电流产生。结论：只要穿过闭合回路的 发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。【典例剖析】例1、关于电磁感应，以下说法中正确的有（ ）A、只要闭合电路的一部分导体在磁场中运动，导体中就一定产生感应电流B、只要有磁感线穿过闭合电路，电路中就会产生感应电流C、放在磁场中的闭合线圈，只要磁场发生变化，线圈中就会有感应电流D、只要穿过闭合电路的磁通量发生变
6、化，电路中就会产生感应电流例2、如图所示，把矩形闭合线圈放在匀强磁场中，线圈平面与磁感线平行，下面能使线圈产生感应电流的是（ ）A线圈沿磁感线方向平动 B线圈沿垂直磁感线方向做平动C线圈以ab边为轴匀速转动 D线圈以bc边为轴匀速转动例3、 如图所示，在有界匀强磁场中有一矩形线圈abcd垂直磁场放置，现使线圈做如下几种运动：（a）向上加速平移，（未出磁场），（b）匀速向右平移，（c）绕ab边转90，其中线圈中能产生感应电流的是 。例4、如图所示，一根长直导线竖直放置，通以向上的电流，直导线与铜圆环紧贴但互相绝缘，且导线通过环心。下述各过程中，铜环中能产生感应电流的是（）A、环竖直向上匀速运动
7、B、环竖直向下匀速运动C、环向右匀速运动 D、环以直导线为轴转动例5、如图所示，M、N是套在同一铁芯上的两个线圈，M线圈与电池、电键、变阻器相连，N线圈与R连成一闭合电路在下列情况中，线圈N中有感应电流的是（ ）A电键合上的瞬间B电键合上后线圈M中的电流达到稳定时C电键合上后，将图中变阻器R的滑片向左端滑动的过程中D电键合上一段时间后再断开K的瞬间 例6.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导体棒ab、cd，导体棒ab、cd的运动速度分别为v1、v2，如图所示，ab棒上有电流通过，则一定有()Av1v2 Bv1v2Cv1v2 Dv1v2【巩固
8、拓展训练】1、关于电磁感应，下列说法中正确的是（ ）A.导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流B.导体做切割磁感线的运动，导体内一定会产生感应电流C.闭合电路在磁场中做切割磁感线的运动，电路中一定会产生感应电流D.穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流2、恒定的匀强磁场中有一圆形闭合圆形线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在此磁场中做下列哪种运动时，线圈中能产生感应电流（ ）A.线圈沿自身所在的平面做匀速运动 B.线圈沿自身所在的平面做加速直线运动C.线圈绕任意一条直径做匀速转动D.线圈绕任意一条直径做变速转动3、如图，开始时距形线圈平面与磁场垂直，且一半在匀强磁场外，另一
9、半在匀强磁场内，若要使线圈中产生感应电流，下列方法中可行的是（ ）A.以ab为轴转动 B.以oo/为轴转动C.以ad为轴转动（转过的角度小于600） D.以bc为轴转动（转过的角度小于600）4、如图，距形线圈abcd绕oo/轴在匀强磁场中匀速转动，下列说法中正确的是（ ）A.线圈从图示位置转过90的过程中，穿过线圈的磁通量不断减小B.线圈从图示位置转过90的过程中，穿过线圈的磁通量不断增大C.线圈从图示位置转过180的过程中，穿过线圈的磁通量没有发生变化D.线圈从图示位置转过360的过程中，穿过线圈的磁通量没有发生变化5、在无限长直线电流的磁场中，有一闭合的金属线框abcd，线框平面与直导线
10、ef在同一平面内（如图），当线框做下列哪种运动时，线框中能产生感应电流（ ）A.水平向左运动 B.竖直向下平动C.垂直纸面向外平动 D.绕bc边转动6、如图4-2-6，竖直放置的长直导线ef中通有恒定电流，有一矩形线框abcd与导线在同一平面内，在下列情况中线圈产生感应电流的是 （ ）A、导线中电流强度变大 B、线框向右平动C、线框向下平动 D、线框以ab边为轴转动E、线框以直导线ef为轴转动7、如图4-2-7所示，一个矩形线圈与通有相同大小的电流的平行直导线在同一平面，且处于两直导线的中央，则线框中有感应电流的是（ ）A、两电流同向且不断增大 B、两电流同向且不断减小C、两电流反向且不断增大
11、 D、两电流反向且不断减小8、如图4-2-8所示，导线ab和cd互相平行，则在下列情况中导线cd中无电流的是（ ）A、电键S闭合或断开的瞬间 B、电键S是闭合的，但滑动触头向左滑C、电键S是闭合的，但滑动触头向右滑 D、电键S始终闭合，滑动触头不动9、如图4-2-9所示，范围很大的匀强磁场平行于OXY平面，线圈处在OXY平面中，要使线圈中产生感应电流，其运动方式可以是（ ）A、沿OX轴匀速平动 B、沿OY轴加速平动C、绕OX轴匀速转动 D、绕OY轴加速转动10、目前观察到的一切磁体都存在N、S两个极，而科学家却一直在寻找是否存在只有一个磁极的磁单极子。若确定存在磁单极子，设法让磁单极子A通过一超导材料制成的线圈如图4-2-10所示，则下列对于线圈中的感应电流的判断，正确的是（ ）A、只有A进入线圈的过程有电流 B、只有A离开线圈的过程中有电流C、A离开线圈后，电流保持不变 D、A离开线圈后，电流消失 11、如图4-2-11所示，在匀强磁场中有一线圈，线圈平面与磁感线平行。当磁场突然增大时，线圈中有感应电流吗？为什么？ 12、如图4-2-12所示，一有限范围的匀强磁场，宽度为d，将一边长为l的正方形线框以速度v匀速地通过磁场区域，若dl，则在线框中产生感应电流的时间为多少？若dl，则在线框中产生感应电流的时间又为多少？