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1、1 电磁感应现象的发现 2 感应电流产生的条件,1了解电磁感应现象的发现过程，知道电和磁的联系 2通过实验探究归纳感应电流的产生条件(重点) 3能运用感应电流的产生条件判断回路中是否有感应电流产生(重点难点) 4体会科学家对待科学的严谨态度和非凡意志力.,奥斯特,电和磁,电磁感应,磁生电,结论：组成闭合回路的一段导体AB切割磁感线时，会产生感应电流,无,无,有,结论：线圈中的磁场变化时，有感应电流；线圈中的磁场不变时，无感应电流,有,无,有,有,无,有,结论：线圈A产生的磁场变化时，线圈B中磁场变化，有感应电流产生；线圈A产生的磁场不变时，线圈B中磁场不变，无感应电流,有,有,无,有,2归纳结
2、论 只要穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就有感应电流产生.,一、对磁通量及其变化情况的分析 1对磁通量的理解 (1)BS的含义：BS只适用于磁感应强度B与面积S垂直的情况当S与垂直于B的平面间的夹角为时，则有BScos .可理解为B(Scos )，即等于B与S在垂直于B方向上分量的乘积也可理解为(Bcos )S，即等于B在垂直于S方向上的分量与S的乘积如图11、24(1)所示,(2)面积S的含义：S不一定是某个线圈的真正面积，而是线圈在磁场范围内的有效面积如图11、24(2)所示，S应为线圈面积的一半 (3)多匝线圈的磁通量：多匝线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关，因为不论线圈匝数多少
3、，穿过线圈的磁感线条数相同，而磁感线条数可表示磁通量的大小,2磁通量发生变化的几种情况 一般有以下几种： 磁感应强度B不变，闭合电路包围的面积S发生变化，例如闭合电路的一部分导体切割磁感线时； 闭合电路包围的面积S不变，磁感应强度B发生变化，例如线圈与磁体之间发生相对运动时或者磁场是由通电螺线管产生而螺线管中的电流是变化的； 磁感应强度B和闭合电路包围的面积S同时发生变化，此时可由t0计算并判断磁通量是否变化； 闭合电路包围的面积S不变，磁感应强度B也不变，但二者之间的夹角发生变化，例如线圈在磁场中转动时,2几种常见电磁感应现象中的磁通量变化的原因 (1)条形磁铁在线圈中运动，如图11、25所
4、示，B变化引起变化，产生感应电流 (2)闭合电路部分导体做切割磁感线运动，如图11、26所示，S变化引起变化，产生感应电流 (3)矩形线圈在磁场中绕垂直磁场的轴转动，如图11、27所示，变化，引起变化，产生感应电流,【典例1】有一个垂直纸面向里的匀强磁场，如图11、28所示，磁感应强度B0.8 T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1 cm.现在纸面内先后放上圆线圈，圆心均在O处，A线圈半径为1 cm，10匝；B线圈半径为2 cm，1匝；C线圈半径为0.5 cm，1匝问： (1)在磁感应强度B减为0.4 T的过程中，线圈A和B中磁通量改变多少？,(2)当磁场转过30角的过程中，线圈C中磁通
5、量改变多少？,答案 (1)1.256104 Wb 1.256104 Wb (2)8.4106 Wb 借题发挥 磁通量是指穿过某一面积的磁感线的条数，与线圈匝数无关若线圈所围面积大于磁场面积，则以磁场区域面积为准本题中B线圈与A线圈中的磁通量始终一样，故它们的改变量也一样,【变式1】面积为S的矩形线框abcd处在磁感应强度为B的均强磁场中，磁场方向与线框面成角，如图11、29所示，当线框以ab为轴顺时针转90时，穿过abcd面的磁通量的变化量_. 解析 开始时与线框面积成角，磁通量为1BSsin ；线框面按题意方向转动时，磁通量减少，当转90时，磁通量变为“负”值，则2BScos .可见，磁通量
6、的变化量为|21|BScos BSsin |BS(cos sin ) 答案 BS(cos sin ),解析 将S闭合的瞬间，与线圈A组成的闭合电路中有电流通过，线圈A产生的磁场要穿过线圈B.线圈A是环形电流，其磁场不仅穿过线圈所包围的面积，方向向外，也穿过线圈外的广大面积，方向向里线圈A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重合的一半面积内，向外的磁通量大于另一半面积内向里的磁通量，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 答案 见解析,借题发挥 判断有无感应电流的方法 分析是否产生感应电流，关
7、键就是要分析穿过闭合电路的磁通量是否变化，而分析磁通量是否有变化，关键要知道磁感线是如何分布的所以在做这类题时应注意： (1)熟记条形磁铁和蹄形磁铁内、外磁感线分布的立体形状是解决问题的基础 (2)学会找特殊位置分析其变化利用磁感线判断磁通量的变化：线圈所包围的磁感线穿过线圈平面的方向相同时，条数增加，磁通量增加；若穿过线圈平面的磁感线方向相反，某一个方向是多数磁感线条数增加，则磁通量增加；某一个方向是少数的磁感线条数增加，则磁通量减少，总之，要用穿过线圈的磁感线的净条数的增、减判断磁通量的变化，要用某一方向是多数的磁感线的方向作为线圈所包围的磁场的方向,【变式2】如图11、211所示的匀强磁
8、场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是( ) A线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动 B线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动 C线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动 D线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动,解析 四种情况中初始位置线框均与磁感线平行，磁通量为零，按A、B、D三种情况线圈移动后，线框仍与磁感线平行磁通量保持为零不变，线框中不产生感应电流C中线圈转动后，穿过线框的磁通量不断发生变化，所以产生感应电流，C项正确 答案 C,开拓视野 利用地磁场发电 1994年，美国科学家在“亚特兰蒂斯”号航天飞机上进行过一项利用
9、金属缆绳发电的实验航天飞机在地球赤道上空离地面约3 000 km处自东向西以6.51103 m/s的速度飞行时，从飞机上对准地心发射一根长20 km的金属缆绳，结果悬绳上产生了大约3 A的感应电流,【典例3】如图11、212所示，把一条大约10 m长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合电路两个同学迅速摇动这条电线，可以发电吗？简述你的理由 你认为两个同学沿哪个方向站立时，发电的可能性比较大？试一试,解析 我们知道，闭合电路的部分导体切割磁感线时，闭合电路中有感应电流产生，摇绳发电的实质是，闭合电路的部分导体切割地磁场的磁感线，故绳运动方向与地磁场平行时无感应电流，而运动方向与地
10、磁场垂直时，产生的感应电流最大，地磁场是南北方向的，故摇绳的两位同学沿东西方向站立时，发电的可能性最大 答案 见解析,解析 当a中有电流通过时，穿过a、b、c三个闭合线圈的向里的磁感线条数一样多，向外的磁感线的条数c最多，其次是b，a中没有向外的磁感线，因此，根据总磁通量的计算，应该是：abc. 答案 B,答案 0.1 Wb 1.0 Wb,解析 如果导线cd中无电流产生，则说明通过上面的闭合线圈的磁通量没有发生变化，也就说明通过导线ab段的电流没有发生变化显然，开关S闭合或断开的瞬间，开关S闭合、滑动触头向左滑的过程或开关S闭合、滑动触头向右滑的过程，都是使通过导线ab段的电流发生变化的过程，都能在cd导线中产生感应电流故正确答案为D. 答案 D,解析 通电直导线磁场的磁感线，是在垂直导线的平面内，以导线为中心的一系列同心圆，离导线等距的各点，磁感应强度的大小相等，离导线越远，磁感应强度越弱，所以A、F两种运动中，穿过线框的磁通量不变，无感应电流产生，B、C、D、E四种运动，穿过线框的磁通量都会发生变化，线框中有感应电流 答案 AF无；BCDE有,单击此处进入 活页规范训练,