感应电流产生的条件

1、第1、2节划时代的发现 探究感应电流的产生条件,第四章 电磁感应,第一篇 模块同步导学篇,知识一电磁感应的探索历程 基础梳理 1“电生磁”的发现 1820年，丹麦物理学家_发现了电流的磁效应 2“磁生电”的发现 1831年，英国物理学家_发现了电磁感应现象 3法拉第的概括 法拉第把引起感应电流的原因概括为五类： (1)变化的_； (2)变化的_；,奥斯特,法拉第,电流,磁场,(3)_的恒定电流； (4)_的磁铁； (5)在磁场中运动的_ 4电磁感应 法拉第把他发现的磁生电的现象叫做电磁感应，产生的电流叫_ 5发现电磁感应现象的意义 (1)使人们对电与磁内在联系的认识更加完善，宣告了_作为一门统

2、一学科的诞生 (2)使人们找到了_的条件，开辟了人类的电气化时代,运动,运动,导体,感应电流,电磁学,磁生电,判断：(1)有电流即生磁场() (2)有磁场即生电流() (3)静止的电荷周围也能产生磁场() 答案(1)(2)(3),释疑解难 1电流的磁效应与电磁感应现象的区别与联系 (1)区别：“动电生磁”和“动磁生电”是两个不同的过程，要抓住过程的本质，动电生磁是指运动电荷周围产生磁场；动磁生电是指线圈内的磁通量发生变化而在闭合线圈内产生了感应电流动电生磁中的动是运动的意思，电荷相对磁场运动，动磁生电中的动是变化的意思要从本质上来区分它们 (2)联系：二者都是反映了电流与磁场之间的关系,2发现

3、电磁感应现象的意义 (1)电磁感应的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生 (2)电磁感应的发现使人们找到了“磁生电”的条件，开辟了人类的电气化时代 (3)通过法拉第发现电磁感应的过程，我们应该清楚地看到：法拉第在作出伟大发现的过程中，也受着历史局限性的束缚思维定式的影响使他在很长一段时间内徘徊不前，但他没有放弃，他通过偶然发现的现象，经过深入探究，终于找到了将磁转化为电的途径,学后自测 1下列属于电磁感应现象的是() A通电导体周围产生磁场 B磁场对感应电流发生作用，阻碍导体运动 C由于导体自身电流发生变化，在回路中产生感应电流 D电荷在磁场中定向移动形

4、成电流 C根据引起电流原因的五类情况可知，导体自身电流发生变化，回路中产生感应电流为电磁感应现象,知识二磁通量的计算公式和物理意义 基础梳理 1磁通量的计算 (1)公式：BS. (2)适用条件：_；S是_磁场的有效面积 (3)单位：韦伯，1 Wb1 _. 2磁通量的物理意义 (1)可以形象地理解为磁通量就是穿过某一面积的_的条数 (2)同一个平面，当它跟磁场方向垂直时，磁通量_，当它跟磁场方向平行时，磁通量为_.,匀强磁场,垂直,Tm2,磁感线,最大,0,判断：(1)磁通量计算公式BS，可计算任何磁场的磁通量() (2)同一匀强磁场中两个面积不同的线圈，磁通量可能相同() (3)在匀强磁场中穿

5、过某一闭合回路的磁通量可以为0.() 答案(1)(2)(3),释疑解难 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，即SScos ，则有BSBScos ，即等于B与S在垂直于B方向上分量的乘积如图甲所示,(2)面积S的含义：S不一定是某个线圈的实际面积，而是线圈在磁场范围内的有效面积如图乙所示，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，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 (4)磁通量正负之分 磁通量的正负是这样规定的：任何一个平面都有正反两面

6、，若规定磁感线从正面穿入时磁通量为正值，则磁感线从反面穿入时磁通量为负值 若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁感线条数为1，反向磁感线条数为2则磁通量等于穿过该平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)，即12. 磁通量的正负既不表示大小，也不表示方向，仅是为了计算方便而引入的,2磁通量变化的计算 (1)磁感应强度B不变，有效面积S变化时，21BS. (2)磁感应强度B变化，磁感线穿过的有效面积S不变时，穿过回路中的磁通量的变化量21BS. (3)磁感应强度B和回路面积S同时变化时，21B2S2B1S1. (4)由于磁通量与线圈的匝数无关，同理，磁通量的变化21也不受线圈匝数的影响,学后自测

7、2如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量的情况是(),A如图位置时等于BS B若使框架绕OO转过60角，磁通量为BS C若从初始位置转过90角，磁通量为零 D若从初始位置转过180角，磁通量变化为2BS ACD如图所示位置时，磁感线 与线框平面垂直，BS.当框架 绕OO轴转过60时可以将原图 改画成从上面向下看的俯视图， 如图所示，BSBScos 60 BS.所以选项B错转过90时，线框由与磁感线垂直穿过变为平行，0.线框转过180时，磁感线仍然垂直穿过线框，只不过穿过方向改变了因而1BS，2BS，|21|2BS.,知识三探究感应电流的产生条件

8、基础梳理 1探究导体棒在磁场中运动是否产生电流(如图所示)：,无,无,有,不变,2.探究磁铁在通电螺线管中运动是否产生电流(如图所示)：,不变,3.模仿法拉第的实验(如图所示)：,变化,不变,4.归纳结论 只要穿过_导体回路的_发生变化，闭合导体回路中就有感应电流 判断：(1)导体棒切割磁感线不一定产生感应电流，但若垂直切割，则一定产生感应电流() (2)穿过闭合回路的磁通量发生变化，一定产生感应电流() (3)穿过闭合导体回路磁通量为0的时刻，回路中无感应电流() 答案(1)(2)(3),闭合,磁通量,释疑解难 感应电流产生的必要条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，所以判断感应电流有无时必须

9、明确以下两点： 1明确电路是否为闭合电路,2判断穿过回路的磁通量是否发生变化 穿过闭合电路的磁通量变化情况列表如下：,学后自测 3关于感应电流，下列说法中正确的是() A只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生 B穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生 C线圈不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也没有感应电流 D以上说法都不正确,C对闭合电路而言，磁通量必须变化，闭合电路中才有感应电流，仅有磁通量但不变化，是不会产生感应电流的，故A选项错；如果线圈(或螺线管)不闭合，即使穿过它的磁通量发生变化，线圈中也不会有感应电流，故B、D项错误；C项正确,1奥斯特

10、发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象 2引起电磁感应现象的原因主要有五类，分别是变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体 3只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流,命题一双向磁场与非匀强磁场的磁通量 1双向磁场的磁通量的比较 磁通量大小的比较和磁通量大小 的计算还要注意线圈所在位置处 的磁场是单向磁场还是双向磁场， 对条形磁铁、蹄形磁铁、环形电 流、通电直导线磁场的分布要熟悉,磁通量，通俗地说，就是穿过某个面的磁感线的净条数，所以如果同时有相反两个方向的磁感线穿过某一线圈，总的磁通量应该计算磁感线的净条数磁通量虽然是标量，却有正负

11、之分如图所示，套在条形磁铁外部的线圈A和B所在的平面内，既有向上的磁感线，又有向下的磁感线，净条数应该是二者之差,2非匀强磁场中磁通量的变化特点 单根通电直导线周围的磁场是非匀强磁场，磁感线分布的特点是，离导线越近的地方磁场越强，越远的地方磁场越弱，尽管不能直接用BS计算磁通量，但是可以定性比较线圈在导线附近运动时磁通量的变化情况两条平行直导线如果通有大小相等的同向电流，两导线之间的磁场如图所示，两导线正中间磁场最弱，越靠近导线，磁场越强，同时注意两导线附近磁场的方向是不同的如果一个线圈在两导线之间从左向右运动，可以看出，穿过线圈的磁通量大小先减小后增大，而磁场的方向先向里后向外对于两平行直导

12、线之间的磁场，要注意一个特殊位置，即关于两平行直导线对称的位置，若两导线电流方向相同，该处磁感应强度为0，这个对称位置即为这个磁场的分界线，分界线两侧磁场反向且关于分界线大小对称,经典例题 例1如图所示两个环a和b，其面积SaSb，它们套在同一条形磁铁的中央，试比较穿过环a、b的磁通量的大小,【思路点拨】条形磁铁内部、外部均有磁场总的磁场的方向磁铁内部向上的磁感线条数相同根据外部“返回”的磁感线多少确定磁通量的大小 【尝试自解】_ 【解析】我们若从上往下看，则穿过 环a、b的磁感线如图所示，磁感线有进 有出相互抵消后，即a出进， b出进，得ab. 【答案】ab,由此可知，若有像图乙所示的磁场，

13、在求磁通量时要按代数和的方法求总的磁通量若穿过某个面的磁场是双向的，那么穿过这个面的总的磁通量指的是磁感线的净条数,一题多变 在例1中，若将a线圈向上移动一段合适的距离，a、b两线圈的磁通量可能相等吗？ 解析a线圈向上移动时，磁铁外侧穿过a线圈向下的磁感线比原位置处密集，而a线圈面积较小，所以穿过a、b 两线圈向下的磁感线条数可能相同，所以a、b线圈的磁通量可能相等 答案见解析,命题二感应电流是否产生的判断 经典例题 例2如图所示，矩形线框abcd由静止开始运动，若要使线框中产生感应电流且磁通量逐渐变大，则线框的运动情况应该是(),A向右平动(ad边还没有进入磁场) B向上平动(ab边还没有离

14、开磁场) C以bc边为轴转动(ad边还没有转入磁场) D以ab边为轴转动(转角不超过90) 【思路点拨】解答本题时应把握以下两点： (1)产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化 (2)判断线框做各种运动时穿过线框的磁通量是否发生变化 【尝试自选】_,【解析】选项A和D所描述的情况，线框在磁场中的有效面积S均发生变化(A情况下S增大，D情况下S变小)，穿过线框的磁通量均改变，由产生感应电流的条件知线框中会产生感应电流而选项B、C所描述的情况中，线框中的磁通量均不改变，不会产生感应电流D中磁通量大小变小 【答案】A,是否产生感应电流，归根到底要看是否符合产生感应电流的两个条件，而不是看导

15、体是否切割磁感线 一题多变 若例2题中的磁场满足：Bkt(k0)，且线框在图中位置不动，分析线框中是否有感应电流 解析B不断变化，穿过线框的磁通量发生变化，故线框中产生感应电流 答案见解析,1.如图所示，ab是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直平面内有一根通电导线ef.已知ef平行于ab，当ef竖直向上平移时，ef中的电流I产生的磁场穿过圆面积的磁通量将() A逐渐增大 B逐渐减小 C始终为零 D不为零，但保持不变,C利用安培定则判断直线电流产生的磁场，考虑到磁场具有对称性，可以知道，穿过线圈的磁感线的条数与穿出线圈的磁感线条数是相等的，故选C.,2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(),DA中线圈不切割磁感线，所以A中线圈没有感应电流产生即使切割了磁感线，也不能保证就能产生感应电流，比如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,3如图所示，竖直闭合矩形线框abcd与竖直通电导线MN紧靠在一起且相互绝缘，边ab、cd关于MN对称线框中能产生感应电流的是() AMN中电流变大 B线框向右平动 C线框向下平动 D线框以MN为轴转动,B图示位置时线框中磁通量为0，无