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1、1 划时代的发现 2 探究感应电流的产生条件,第四章 电磁感应,学习目标 1.理解什么是电磁感应现象及产生感应电流的条件. 2.会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验. 3.了解磁通量的定义及变化.,内容索引,自主预习 预习新知 夯实基础,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习,一、划时代的发现 1.丹麦物理学家 发现载流导体能使小磁针转动，这种作用称为 ，揭示了 现象与 现象之间存在密切联系. 2.英国物理学家 发现了电磁感应现象，即“磁生电”现象，他把这种现象命名为 .产生的电流叫做 . 二、感应电流的产生条件 只要穿过 导体回路的磁通量 ，闭合导体回路中就有感
2、应电流.,奥斯特,法拉第,感应电流,闭合,发生变化,电流的磁效应,电,磁,电磁感应,答案,即学即用 1.判断下列说法的正误. (1)若把导线东西放置，当接通电源时，导线下面的小磁针一定会发生转动.( ) (2)奥斯特发现了电流的磁效应；法拉第发现了电磁感应现象.( ) (3)小磁针在通电导线附近发生偏转的现象是电磁感应现象.( ) (4)通电线圈在磁场中转动的现象是电流的磁效应.( ),答案,2.如图1所示，条形磁铁A沿竖直方向插入线圈B的过程中，电流表G的指针_(填“不偏转”或“偏转”)；若条形磁铁A在线圈B中保持不动，电流表G的指针_(填“不偏转”或“偏转”).,图1,不偏转,偏转,重点探
3、究,导学探究 如图2所示，闭合导线框架的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B. (1)分别求出BS(图示位置)和BS(线框绕OO 转90)时，穿过闭合导线框架平面的磁通量.,一、磁通量及其变化,答案,图2,答案 BS 0,(2)由图示位置绕OO转过60时，穿过框架平面的磁通量为多少？这个过程中磁通量变化了多少？,知识深化 1.匀强磁场中磁通量的计算 (1)B与S垂直时，BS. (2)B与S不垂直时，BS，B为B垂直于线圈平面的分量.如图3甲所示，BS(Bsin )S. 也可以BS，S为线圈在垂直磁场方向上的投影面积，如图乙所示，BSBScos .,图3,2.磁通量的变化 大致可分为以下几种情况：
4、 (1)磁感应强度B不变，有效面积S发生变化.如图4(a)所示. (2)有效面积S不变，磁感应强度B发生变化.如图(b)所示. (3)磁感应强度B和有效面积S都不变，它们之间的夹角发生变化.如图(c)所示.,图4,解析 A、B线圈中的磁通量始终一样，故它们的变化量也一样.,例1 如图5所示，有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为r.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r，10匝；线圈B的半径为2r,1匝；线圈C的半径为 ，1匝. (1)在B减为 的过程中，线圈A和线圈B中的磁通量变化 了多少？,图5,答案,解析,(2)在
5、磁场转过90角的过程中，线圈C中的磁通量变化了多少？转过180角呢？,当磁场转过90时，20，,当转过180时，磁感线从另一侧穿过线圈，若取1为正，则3为负，,答案,解析,1.磁通量与线圈匝数无关. 2.磁通量是标量，但有正、负，其正、负分别表示与规定的穿入方向相同、相反.,例2 磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图6所示，通有恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框绕cd边翻转到位置2，设先后两次通过线框的磁通量变化量的大小分别为1和2，则 A.12 B.12 C.12 D.无法确定,图6,答案,解析,解析 设闭合线框在位置1时穿过闭合线框的磁通
6、量为1，平移到位置2时穿过闭合线框的磁通量为2，导线MN中的电流产生的磁场在位置1处的磁感应强度比在位置2处要强，故12. 将闭合线框从位置1平移到位置2，穿过闭合线框的磁感线方向不变，所以1|21|12； 将闭合线框从位置1绕cd边翻转到位置2，穿过闭合线框的磁感线反向， 所以2|(2)1|12(以原来磁感线穿过的方向为正方向，则后来从另一面穿过的方向为负方向)，故正确选项为C.,导学探究 (1)如图7所示，导体AB做切割磁感线运动时，线路中_电流产生，而导体AB顺着磁感线运动时，线路中_电流产生.(填“有”或“无”),答案,二、感应电流产生的条件,图7,有,无,(2)如图8所示，当条形磁铁
7、插入或拔出线圈时，线圈中_电流产生，但条形磁铁在线圈中静止不动时，线圈中_电流产生.(填“有”或“无”),图8,答案,有,无,(3)如图9所示，将小螺线管A插入大螺线管B中不动，当开关S闭合或断开时，电流表中_电流通过；若开关S一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中_电流通过；而开关一直闭合，滑动变阻器的滑动触头不动时，电流表中_电流通过.(填“有”或“无”),图9,答案,有,有,无,总结：上述三个实验中，什么情况下产生了感应电流？产生感应电流时共同特点是什么？,答案 实验一中：导体棒切割磁感线运动，引起回路面积发生变化，从而引起了磁通量的变化，产生了感应电流. 实验二中：磁铁插入或拔出
8、线圈时，引起线圈中的磁场变化，从而引起了磁通量的变化，产生了感应电流. 实验三中：开关闭合、断开、滑动变阻器的滑动触头移动时，A线圈中电流变化，从而引起穿过B的磁通量变化，产生了感应电流.三个实验共同特点是：产生了感应电流时闭合回路的磁通量发生了变化.,答案,知识深化 1.感应电流产生条件的理解 不论什么情况，只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件，就必然产生感应电流；反之，只要产生了感应电流，那么电路一定是闭合的，穿过该电路的磁通量也一定发生了变化. 2.注意区别与：感应电流的产生与无关，只取决于的变化，即与有关.与的大小没有必然的联系.,例3 下图中能产生感应电流的是,答案,解析,解析
9、 A选项中，电路没有闭合，无感应电流； B选项中，面积增大，通过闭合电路的磁通量增大，有感应电流； C选项中，穿过线圈的磁感线相互抵消，恒为零，无感应电流； D选项中，磁通量不发生变化，无感应电流.,1.电路闭合和磁通量发生变化是产生感应电流的两个条件，二者缺一不可. 2.磁通量发生变化，其主要内涵体现在“变化”上，磁通量很大，若没有变化也不会产生感应电流，磁通量虽然是零，但是如果在变化仍然可以产生感应电流.,针对训练 (多选)如图10所示装置，在下列各种情况中，能使悬挂在螺线管附近的铜质闭合线圈A中产生感应电流的是 A.开关S闭合的瞬间 B.开关S闭合后，电路中电流稳定时 C.开关S闭合后，
10、滑动变阻器触头滑动的瞬间 D.开关S断开的瞬间,答案,图10,达标检测,1.(电磁感应现象的发现与认识)在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是 A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化 B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，一段时间后观察电流 表的变化 C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形 磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化 D.绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或 断电的瞬间，观察电流表的变化,1,2,3,4,答案,解析,解析 同时满足电路闭合和穿过电路的磁通量发生变化这
11、两个条件，电路中才会产生感应电流，本题中的A、B选项都不会使得电路中的磁通量发生变化，并不满足产生感应电流的条件，故都不正确. C选项中磁铁插入线圈时，虽有短暂电流产生，但未能及时观察，C项错误. 在给线圈通电、断电瞬间，会引起穿过另一线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，因此D项正确.,1,2,3,4,2.(对磁通量的理解)如图11所示，矩形线框abcd放置在水平面内，磁场方向与水平方向成角，已知sin ，回路面积为S，磁感应强度为B，则通过线框的磁通量为,答案,图11,1,2,3,4,解析 根据磁通量的定义可得通过线框的磁通量BSsin ， 代入解得 BS，所以B选项正确.,解析,3.(对磁
12、通量的理解)如图12所示，a、b是两个同平面、同心放置的金属圆环，条形磁铁穿过圆环且与两环平面垂直，则穿过两圆环的磁通量a、b的大小关系为 A.ab B.ab C.ab D.不能比较,答案,图12,解析,1,2,3,4,解析 条形磁铁磁场的磁感线的分布特点是：磁铁内、外磁感线的条数相同； 磁铁内、外磁感线的方向相反； 磁铁外部磁感线的分布是两端密、中间疏.两个同心放置的同平面的金属圆环与磁铁垂直且磁铁在圆环内时，通过圆环的磁感线的俯视图如图所示， 穿过圆环的磁通量进出， 由于两圆环面积Sab，故A正确.,1,2,3,4,4.(产生感应电流的判断)(多选)如图13所示，竖直放置的长直导线通有恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，在下列情况中线框产生感应电流的是 A.导线中的电流变大 B.线框向右平动 C.线框向下平动 D.线框以AB边为轴转动,答案,1,2,3,4,图13,