第1章 1.1　电磁感应——划时代的发现

1、.1.1电磁感应划时代的发现学 习 目 标知 识 脉 络1知道电磁感应现象的发现过程，体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神2知道电磁感应现象和感应电流的定义3理解探究感应电流产生条件的实验，并理解感应电流产生的条件重点、难点4掌握运用感应电流的产生条件判断感应电流能否产生重点自 主 预 习·探 新 知知识梳理一、法拉第发现电磁感应的困难历程11820年，丹麦物理学家奥斯特发现载流导线能使小磁针偏转，说明电流产生磁场，这种作用称为电流的磁效应21831年，19世纪伟大的物理学家法拉第发现了电磁感应现象3由磁得到电的现象叫做电磁感应现象在电磁感应现象中产生的电流叫做感应电流二、探究感

2、应电流产生的条件1可以产生感应电流的三个典型的实验是1条形磁铁和线圈发生相对运动2闭合电路中导体切割磁感线3改变原线圈中电流，在副线圈中产生感应电流2法拉第把可以产生电磁感应的情况概括为1变化的电流2变化的磁场3运动的磁铁4在磁场中运动的导体等3实验结论只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流根底自测1考虑判断1首先发现电磁感应现象的科学家是奥斯特×【提示】首先发现电磁感应现象的科学家是法拉第2电磁感应现象是把电转变为磁的过程×【提示】电磁感应现象是把磁转变为电的过程3电磁感应是一种在变化、运动过程中才会出现的现象4只要闭合线圈做切割磁感线运动，就一定能

3、产生感应电流×【提示】闭合线圈做切割磁感线运动，磁通量不一定变化，不一定产生感应电流5闭合线圈和磁场发生相对运动时，一定能产生感应电流×【提示】假设磁通量不变，不能产生感应电流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 【导学号：53932019】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D1820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3有一正方形闭合线圈，在足够大的匀强磁场中运动图中能产生感应电流的是ABCDDA中线圈不切割磁感线，所以A中线圈没有感应电流产生，故A错B、C、D中线

4、圈均在切割磁感线，即使切割了磁感线，也不能保证就能产生感应电流，比方B和C中的线圈竖直边切割了磁感线，但闭合线圈的磁通量没有发生变化，故B、C中的线圈也没有感应电流产生故B、C错，D对合 作 探 究·攻 重 难磁通量的理解与计算1.匀强磁场中磁通量的计算1B与S垂直时，BS.2B与S不垂直时，BS，B为B垂直于线圈平面的分量如图1­1­1甲所示，BSBsin ·S.也可以BS，S为线圈在垂直磁场方向上的投影面积，如图1­1­1乙所示，BSBScos .甲 乙图1­1­12磁通量的变化大致可分为以下几种情况：1磁感应

5、强度B不变，有效面积S发生变化如图1­1­2a所示2有效面积S不变，磁感应强度B发生变化如图1­1­2b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1­1­2c所示a b c图1­1­2如图1­1­3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1­1­31

6、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90°角的过程中，线圈C中的磁通量变化了多少？转过180°角呢？思路点拨：由BS确定初末态的磁通量1和2；由|21|计算磁通量的变化量【解析】1A、B线圈中的磁通量始终一样，故它们的变化量也一样B2B·r21.256×104Wb即A、B线圈中的磁通量都减少了1.256×104Wb.2对线圈C，1Br26.28×105Wb当转过90°时，20故12106.28×105Wb6.28×105Wb当转过180°时，磁感线从另一侧

7、穿过线圈，假设取1为正，那么3为负，有3Br2故2312Br21.256×104Wb.【答案】1A、B线圈的磁通量均减少了1.256×104Wb2减少了6.28×105Wb减少了1.256×104Wb(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一样、相反.针对训练1.磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图1­1­4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大小分别为1和2，那么图1&

8、#173;1­4A12B12C12 D无法确定C设闭合线框在位置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位置1处比在位置2处要强，故12.将闭合线框从位置1平移到位置2，磁感线是从闭合线框的同一面穿过的，所以1|21|12；将闭合线框从位置1绕cd边翻转到位置2，磁感线分别从闭合线框的正反两面穿过，所以2|21|12以原来穿过的方向为正方向，那么后来从另一面穿过的方向为负方向故正确选项为C.探究感应电流产生的条件1明确根本规律1不管用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生，这种现象叫电磁感应现象2感应电流产生的条件：电路为闭合回路

9、；穿过闭合回路的磁通量要发生变化，两个条件必须同时具备2判断有无感应电流的一般方法分析是否产生感应电流，关键是要分析穿过闭合线圈的磁通量是否发生变化，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，它是解决问题的根底2学会找特殊位置并分析其变化利用磁感线判断磁通量的变化：假设线圈所包围的磁感线穿过线圈平面的方向一样时，条数增加，磁通量增加；假设穿过线圈平面的磁感线方向相反时，某一个方向是多数的磁感线条数增加，那么磁通量增加，某一个方向是少数的磁感线条数增加，那么磁通量减少总之，要用穿过线圈磁感线的净条数的增、减判断

10、磁通量的变化，要用多数的磁感线的方向作为线圈所包围的磁场的方向如图1­1­5所示为法拉第研究“磁生电现象的实验装置原理图两个线圈分别绕在一个铁环上，线圈A接直流电源，线圈B接灵敏电流计，以下哪种情况不可能使线圈B中产生感应电流图1­1­5A开关S接通或断开瞬间B开关S接通一段时间之后C开关S接通后，改变滑动变阻器滑片的位置时D拿走铁环，再做这个实验，开关S接通或断开的瞬间思路点拨：A中通有电流产生的磁场通过B线圈；假设要B中不产生感应电流，那么使B的磁通量不发生变化B根据法拉第对产生感应电流的概括，A、C、D中符合变化的电流变化的磁场产生感应电流的现象；

11、B中开关S接通一段时间之后，线圈A中是恒定电流，而“磁生电是一种在变化、运动过程才能出现的效应，故不能使线圈B中产生感应电流(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，其主要内涵表达在“变化上，磁通量很大假设没有变化也不会产生感应电流，某时刻磁通量虽然是零但是假如在变化仍然可以产生感应电流.针对训练2以下图中能产生感应电流的是 【导学号：53932019】ABCDB根据产生感应电流的条件：A选项中，电路没有闭合，无感应电流；B选项中，面积增大，闭合电路的磁通量增大，有感应电流；C选项中，穿过线圈的磁感线互相抵消，恒为零，无感应电流；D选项中，磁通

12、量不发生变化，无感应电流. 当 堂 达 标·固 双 基1以下现象中属于电磁感应现象的是 【导学号：53932019】A磁场对电流产生力的作用B变化的磁场使闭合电路产生电流C插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D电流周围产生磁场B选项A是通电导体在磁场中受到安培力作用，不属于电磁感应现象；选项B是利用磁场产生电流，是电磁感应现象；选项C是铁磁性物质在磁场中被磁化，内部的分子电流方向在外磁场的作用下趋于一致，但不属于利用磁场产生电流，所以它也不属于电磁感应现象；选项D是电流的磁效应，是电磁感应的逆效应2.如图1­1­6所示，a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内，当线圈a中有电流I通过时，它们的磁通量分别为a、b、c，以下说法中正确的选项是图1­1­6Aa<b<cBa>b>cCa<c<b Da>c>bB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