1、1 电磁感应的发现 2 感应电流产生的条件学习目标 重点难点1能记住电磁感应现象及与电流的磁效应有关的物理学史问题2能说出磁通量的定义，并能简单计算3通过实验及探究，能说出电磁感应现象原理，能说出产生感应电流的条件4能记住电磁感应现象的发现历程，培养学生探究科学规律的科学态度和科学精神重点：导体中产生感应电流的条件难点：正确理解产生感应电流的条件一、电磁感应的发现1奥斯特实验的启迪1820 年，奥斯特从实验中发现了_，不少物理学家根据_的思考，提出既然电能产生磁，是否也存在_效应，即_呢？2法拉第取得的成功国物理学家法拉第经历了长达_年的探索，终于获得了成功，证实了_现象的存在3电磁感应现象和
2、感应电流利用_产生电流的现象叫电磁感应现象在_现象中产生的电流叫感应电流4发现电磁感应现象的意义电磁感应的发现，使人们发明了_，把_能转化成_能；使人们发明了_，解决了_能远距离传输中能量大量损耗的问题；使人们制造出了结构简单的_，反过来把_能转化成_能电磁感应为_、_和_等技术创新全面地提供了条件，使人类迈进了电气化时代预习交流 1科拉顿为什么没有观察到电磁感应现象？二、产生感应电流的条件1实验探究结论当闭合电路的_导体在磁场中做_磁感线运动时，电路中有_产生2产生感应电流的条件穿过_电路的_发生变化时，这个闭合电路中就有_产生预习交流 2通过教材中的两个探究实验，得出了“两条”产生感应电流
3、的条件它们的区别是什么？它们的本质相同吗？在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！我的学困点 我的学疑点答案：一、1电流的磁效应 对称性 逆 磁生电2英 10 “磁生电”3磁场 电磁感应4发电机 机械 电 变压器 电 感应电动机 电 机械 发电 输电 用电预习交流 1：答案：在科拉顿实验中，电磁感应现象已经发生，科拉顿之所以没有观察到实验现象，是因为他将反映有感应电流产生的小磁针放到了另一房间，而电磁感应现象仅在磁铁插入线圈的瞬间产生，即只在穿过闭合线圈的磁通量发生变化时产生二、1一部分 切割 感应电流2闭合 磁通量 感应电流预习交流 2：答案：“两条”产生感应电
4、流的条件，是在两个不同的实验情景中得出的但它们的本质是相同的，是产生感应电流条件的两种不同表述当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，穿过整个闭合电路的磁通量是发生变化的，因此整个闭合电路中，会有感应电流产生一、导体在磁场中做切割磁感线的运动1如图所示的 N、S 极间的磁感线分布，具有什么特点？2如图所示，当导体 ab 在磁场中分别垂直于磁感线与沿着磁感线运动时，是否均有感应电流产生？3 “当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中有感应电流产生 ”此句话中的“切割”是否就是指导体 ab 垂直磁感线运动？4导体切割磁感线时，什么叫正切割？什么叫斜切割？5实验中，我们为什
5、么要导体垂直磁感线运动？如图所示，线框与通电直导线均位于水平面内，当线框 abcd 由实线位置在水平面内向右平动，逐渐移动到虚线位置，这个过程中线框 abcd 中是否有感应电流产生？闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，穿过整个闭合电路的磁通量是变化的，故闭合电路中有感应电流产生整个闭合电路都在磁场中运动切割磁感线时，如果穿过整个闭合电路的磁通量发生变化，则闭合电路中有感应电流产生；如果穿过整个闭合电路的磁通量没有发生变化，则闭合电路中没有感应电流产生二、磁通量1磁通量怎样表示？2磁通量的物理意义是什么？3在匀强磁场中， （1）当 B 与 S 垂直时，怎样计算磁通量？（2）当 B 与
6、S 不垂直时，怎样计算磁通量？（3）当某线圈平面有不同方向的磁场时，怎样计算磁通量？4试举例说明，哪些物体周围的磁场是非匀强磁场？5在非匀强磁场中，怎样分析磁通量的变化？两个圆环 A、 B 如图所示放置，且半径 RA RB，一条形磁铁的轴线过两个圆环的圆心处，且与圆环平面垂直，则穿过 A、 B 环的磁通量 A和 B的关系是（ ） A A B B A BC A B D无法确定1当有两个方向的磁感线穿过某一回路时，求磁通量时要按求代数和的方法求合磁通量（即穿过回路面积的磁感线的净条数） 2线圈为多匝时，不影响磁通量的计算，即 NBS，因为穿过线圈的磁感线的条数不受匝数影响3若线圈面积 S1大于磁场
7、区域面积 S2，如图，那么 BS 中的 S 应指闭合电路中处于磁场中的那部分有效面积 S2三、产生感应电流的条件1闭合导体回路的一部分导体在磁场中运动时一定产生感应电流吗？2导体切割磁感线运动是什么样的运动？3穿过闭合电路的磁通量的变化方式有哪些？如图所示，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导线中电流变小 B线框向右平动C线框以 ab 边为轴转动 D线框以直导线 ef 为轴转动1分析是否产生感应电流，关键是分析穿过闭合线框的磁通量是否变化而分析磁通量是否有变化，关键就是搞清楚磁场中磁感线的分布，即搞清楚
8、磁感线的疏密变化或磁感线方向的变化2感应电流产生的条件：（1）电路必须闭合；（2）穿过整个电路的磁通量变化1一圆形线圈位于垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示下列操作中，始终保证整个线圈在磁场中，能使线圈中产生感应电流的是（ ） A把线圈向右拉动 B把线圈向上拉动C垂直纸面向外运动 D以圆形线圈的任意直径为轴转动2法拉第发现了“磁生电”的现象，不仅推动了电磁理论的发展，而且推动了电磁技术的发展，引领人类进入了电气时代下列哪些器件工作时用到了法拉第的“磁生电”的现象（ ） A电视机的显像管 B磁流体发电机C指南针 D电磁炉3 “天宫”一号顺利升空以后，我国已经制定了登月计划假如未来某一天中国的宇航
9、员登月后想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，以下列推断正确的是（ ） A直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场的有无B将电流表与线圈组成回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场C将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向转动，如电流表有示数，则可判断月球表面有磁场D将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场4接有理想电压表的三角形导线框 abc，如图所示，在匀强磁场中向右运动，则框中有无感应电流？电压表有无读数（示数不为零称有读数） （ ） A无 有 B有 无C无 无
10、D有 有5如图所示，线圈 A 中接有如图所示的电源，线圈 B 有一半的面积处在线圈 A 中，两线圈平行但不接触则在开关 S 闭合的瞬间，线圈 B 中有无感应电流？提示：用最精炼的语言把你当堂掌握的核心知识的精华部分和基本技能的要领部分写下来并进行识记知识精华 技能要领答案：活动与探究 1：1答案：如图所示的 N、S 极间，除边沿外，为匀强磁场其间的磁感线为由 N 极指向 S 极的均匀分布的磁感线2答案：当导体 ab 垂直磁感线运动时，有感应电流产生；当导体 ab 沿着磁感线运动时，没有感应电流产生3答案：导体 ab 垂直磁感线运动只是导体 ab 切割磁感线的一种形式只要导体 ab不沿磁感线方向
11、运动即导体 ab 的运动方向不与磁感线方向平行，导体 ab 就一定会切割磁感线4答案：一般我们将 ab 垂直磁感线的运动叫正切割，把不垂直、不平行磁感线的运动叫斜切割5答案：实验中，我们之所以让导体 ab 垂直磁感线运动，是因为同等条件下，正切割时产生的感应电流最大，实验现象最明显迁移与应用 1：答案：有感应电流产生解析：在整个线框 abcd 向右运动过程中，导线 ad、 bc 切割磁感线，导线 ab、 cd 不切割磁感线，但导线 ad、 bc 处的磁感线疏密不同，即线框 abcd 在运动过程中，穿过整个线框的磁通量发生了变化，故线框 abcd 中会有感应电流产生活动与探究 2：1答案：磁通量
12、用字母 表示2答案：磁通量的物理意义：在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面 S，我们把 B 与 S 的乘积 BS 叫做穿过这个面积的磁通量它还可以理解为垂直穿过某一平面的磁感线的条数3答案：（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 = B S，如图所示，= BSsin （3）某线圈平面内有不同方向的磁场时：分别计算不同方向的磁场的磁通
13、量，然后规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，求其代数和4答案：条形磁铁、通电导线周围的磁场都是非匀强磁场5答案：通常我们只对穿过其中的线圈的磁通量进行定性分析，分析时应兼顾磁场强弱、线圈面积和磁场与线圈的夹角等因素，并可充分利用磁感线来判断，即磁通量的大小对应穿过线圈的磁感线的条数，穿过线圈的磁感线的条数变化，则说明磁通量变化迁移与应用 2：C 解析：因为有两个方向的磁感线穿过线圈，磁通量应是磁感线抵消之后所剩余的净条数从上向下看，穿过圆环 A、B 的磁感线如图所示，磁感线有进有出，A、B 环向外的磁感线条数一样多，但 A 环向里的磁感线条数较多，抵消得多，净剩条数少，所以 A B，
14、选 C活动与探究 3：1答案：不一定2答案：闭合导体回路的一部分导体在磁场中运动时，若其速度方向与磁场方向平行，则不能产生感应电流；导体切割磁感线运动，是导体的运动方向和磁感线的方向不平行的运动3答案：（1）磁场不变，闭合电路的面积发生变化，例如教材图 121 的实验中导体 ab 垂直于磁感线运动时（2）闭合电路的面积不变，磁场发生变化，例如教材图 122 的实验中闭合开关、滑片快速推动和滑片慢速推动时（3）线圈平面和磁场方向的夹角 发生变化，引起穿过线圈的磁通量发生变化即B、 S 不变， 变化以后学到的交流电的产生即属于此情况（4）磁场、线圈面积都发生变化，引起穿过线圈的磁通量变化在高中阶段
15、几乎不涉及这种情况迁移与应用 3：ABC 解析：对 A 选项，因 I 减小而引起导线周围的磁场减弱，使穿过线框的磁通量减少，故有感应电流产生，选项 A 正确对 B 选项，因远离直导线，磁感线分布变疏（如图甲所示） ，因此线框向右平动时，穿过线框的磁通量变小，线框中有感应电流产生，选项 B 正确对 C 选项，当线框在如图甲所示位置时，穿过线框的磁通量最大，线框以 ab 边为轴转动时磁通量一定变化，有感应电流产生，故选项 C 正确对 D 选项，先画出俯视图如图乙所示，由图可看出线框绕直导线 ef 转动时，在任何一个位置穿过线框的磁感线的条数均不变，因此无感应电流产生，故选项 D 错当堂检测1D2D
16、 解析：电视机的显像管利用了电子在电场中的偏转，故 A 错；磁流体发电机利用了带电粒子在磁场力作用下的偏转，故 B 错；指南针利用了地磁场对磁极的作用，故 C错；电磁炉利用了变化的磁场使被加热物体（铁锅）中产生感应电流而发热，即利用了“磁生电” ，故 D 对3C 解析：假设月球表面有磁场，其磁场分布规律类似于地磁场，当电流表与线圈组成闭合回路，穿过该回路的磁通量发生变化时，电流表就会有示数，就可证明有磁场存在，A 中电流表不在回路中，故 A 错；当线圈与月球的磁场（假设月球有磁场）的轴线共面时，线圈在该平面内沿任一方向运动，穿过线圈的磁通量都不发生变化，电流表无示数，故该情况下不能判定月球表面
17、是否无磁场，故 B、D 错；使线圈沿某一方向转动，电流表有示数，说明穿过线圈的磁通量发生变化，证明月球表面有磁场，故 C 对4C 解析：三角形导线框 abc 在匀强磁场中运动时，由于磁通量没有发生变化，故闭合回路中无感应电流产生，由于闭合回路中无电流，故电压表无示数，由此知 C 项正确5答案：有感应电流解析：将 S 闭合的瞬间，线圈 A 中有电流通过，线圈 A 产生的磁通量要穿过线圈B线圈 A 是环形电流，其磁场不仅穿过线圈内所包围的面积，方向向外；也穿过线圈外的广大面积，方向向里所包围的面积内磁通密度大，外围面积上的磁通密度小对线圈B，与 A 重合的一半面积上向外的磁通量大于另一半面积上向里的磁通量，因此线圈 B 所包围的总磁通量不为零，而是方向向外也就是说在开关 S 闭合的瞬间，穿过线圈 B 的磁通量增加，所以有感应电流产生
