第4章 第一节 划时代的发现 第二节 探究感应电流的产生条件第一节 划时代的发现第二节 探究感应电流的产生条件课标课标 定位学习习目标标：1.了解电电磁的相关物理学史及电电磁感应现应现 象的发现过发现过 程，知道电电磁感应现应现 象和感应应电电流.2明确感应电应电 流产产生条件的实验实验 探究过过程，知道发现发现 “磁生电电”的意义义和价值值3理解感应电应电 流的产产生条件，并能应应用这这一条件分析和解决实际问题实际问题 4理解磁通量的概念，掌握其计计算方法，会分析判断通过电过电 路的磁通量的变变化情况重点难难点：1.判断磁通量的改变变及计计算2感应电应电 流的产产生条件及应应用核心要点突破课堂互动讲练知能优化训练第 二 节 探 究 感 应 电 流 的 产 生 条 件课前自主学案课前自主学案一、划时时代的发现发现1奥斯特梦圆圆“电电生磁”1820年，丹麦物理学家_发现发现 了电电流的磁效应应2法拉第心系“磁生电电”1831年，英国物理学家_发现发现 了电电磁感应现应现 象奥斯特法拉第科目三考试 http:/km3.jsyst.cn 科目3实际道路考 试技巧、视频教程科目四考试 http:/km4.jsyst.cn 科目四模拟考试题 C1 科目四仿真考试二、探究感应电应电 流的产产生条件1实验观实验观 察探究1：导导体棒在磁场场中运动动是否产产生电电流图图411如图图411所示，将导轨导轨 、可移动导动导 体AB放置在磁场场中，并和电电流计组计组 成闭闭合回路，把实验现实验现象记录记录 在下表中.实验 操作实验现 象(有无电流)导体棒静止_导体棒平行磁感线运动_导体棒切割磁感线运动_无无有探究2：磁铁铁在螺线线管中运动动是否产产生电电流图图412如图图412所示，将螺线线管与电电流计组计组 成闭闭合回路，把条形磁铁铁插入或拔出螺线线管，实验现实验现象如下：实验 操作实验现 象 (有无电流)实验 操作 (有无电流)实验 现象 N极插入线 圈_S极插入线圈_N极停在线 圈中_S极停在线圈中_N极从线圈 中抽出_S极从线圈中抽出_有无有有有无探究3：模拟拟法拉第的实验实验如图图413所示，线线圈A通过变过变 阻器和开关连连接到电电源上，线线圈B的两端连连到电电流表上，把线线圈A装在线线圈B的里面，实验现实验现 象如下：图图413实验 操作实验现 象 (线圈B中有无电流)开关闭合_开关断开_开关闭合时，滑动变 阻 器不动_开关闭合时，迅速移动滑 动变 阻器的滑片_有无有有2.分析论证论证探究实验实验 1中，磁场场的强弱不变变，但是导导体棒切割磁感线线运动动使闭闭合导导体回路包围围的面积积在_.探究实验实验 2中，将磁铁铁插入或抽出时时，线线圈中磁场发场发 生_.变变化变变化探究实验实验 3中，将开关闭闭合或断开及改变变滑动变动变 阻器的滑片的位置，使A中电电流变变化时时，电电流产产生的磁场场也在_，通过过B线线圈的磁场场强弱也在_.3归纳结论归纳结论只要穿过过_导导体回路的磁通量_，闭闭合导导体回路中就有感应电应电 流变变化变变化闭闭合发发生变变化核心要点突破一、正确理解磁通量的概念在磁感应应强度为为B的匀强磁场场中，有一个与磁场场方向垂直的平面，面积为积为 S，把B与S的乘积积叫做穿过这过这 个面的磁通量1S是指闭闭合回路中磁场场所处处的那部分有效面积积如图图414所示，若闭闭合电电路abcd和ABCD所在平面均与匀强磁场场B垂直，面积积分别为别为 S1和S2，图图414且S1S2，但磁场场区域恰好只有ABCD那么大，穿过过S1和S2的磁通量是相同的，因此，BS中的S应应是指闭闭合回路中包含磁场场的那部分有效面积积2磁感应应强度与平面不垂直时时，求磁通量的方法(1)将磁感应应强度B向与平面垂直的方向和与平面平行的方向分解(2)将平面向垂直磁感应应强度B的平面投影即时应时应 用 (即时时突破，小试试牛刀)1如图图415所示，一个矩形线线圈与通有相同大小的电电流的平行直导线处导线处 于同一平面，而且处处在两导线导线 的中央，则则( )A两电电流同向时时，穿过线过线 圈的磁通量为为零B两电电流反向时时，穿过线过线 圈的磁通量为为零图图415C两电电流同向或反向，穿过线过线 圈的磁通量都相等D两电电流产产生的磁场场是不均匀的，不能判定穿过过线线圈的磁通量是否为为零解析：选选A.根据安培定则则，两电电流同向时时，它们们在线线圈处产处产 生的磁场场反向，穿过线过线 圈的磁通量为为零；两电电流反向时时，它们们在线线圈处产处产 生的磁场场同向，穿过线过线 圈的磁通量不为为零，故选项选项 A正确二、感应电应电 流有无的判断感应电应电 流产产生的必要条件是穿过闭过闭 合导导体回路的磁通量发发生变变化，所以判断感应电应电 流有无时时：1明确电电路是否为闭为闭 合电电路2判断穿过过回路的磁通量是否发发生变变化穿过闭过闭合电电路的磁通量发发生变变化，大致有以下几种情况：(1)磁感应应强度B不变变，线线圈有效面积积S发发生变变化，例如闭闭合电电路的一部分导导体切割磁感线时线时 (2)线线圈有效面积积S不变变，磁感应应强度B发发生变变化， 例如线线圈与磁体之间发间发 生相对对运动时动时 或者磁场场是 由通电电螺线线管产产生而螺线线管中的电电流变变化 (3)磁感应应强度B和回路有效面积积S同时发时发 生变变化， 此时时可由t0计计算并判断磁通量是否变变化. (4)线线圈有效面积积S不变变，磁感应应强度B也不变变，但 二者之间间的夹夹角发发生变变化，例如线线圈在磁场场中转转 动时动时 . 特别别提醒：导导体切割磁感线线不是在导导体中产产生感应应 电电流的充要条件，归归根结结底还还得要看穿过闭过闭 合导导 体回路的磁通量是否发发生变变化即时应时应 用 (即时时突破，小试试牛刀)2(2011年广州高二检测检测 )如图图416所示，能产产生感应电应电 流的是( )A磁铁铁向下运动动B磁铁铁停在线线圈中不动动C磁铁铁向上运动动D只要有磁铁铁就一定有电电流图图416解析：选选AC.磁铁铁向上或向下运动时动时 ，线线圈中的磁感应应强度变变化，穿过线过线 圈的磁通量变变化，线线圈中产产生感应电应电 流，A、C正确；磁铁铁停在线线圈中不动时动时 ，线线圈中磁通量不变变，不产产生感应应电电流，B、D错误错误 一磁感应应强度为为B的匀强磁场场方向水平向右,一面积为积为 S的矩形线线圈abcd如图图417所示放置,平面abcd与竖竖直方向成角，将abcd绕绕ad轴转轴转180角，则则穿过线过线 圈平面的磁通量的变变化量为为( )A0 B2BSC2BScos D2BSsin课堂互动讲练磁通量变化量的分析与计算例例1 1图图417【思路点拨拨】 磁通量的变变化量即穿过这过这 一平面的初、末两状态态的磁通量之差【精讲讲精析】 开始时时穿过线过线 圈平面的磁通量为为：1BScos.则则后来穿过线过线 圈平面的磁通量为为：2BScos则则磁通量的变变化量为为：|21|2BScos.【答案】 C【规规律总结总结 】 磁通量不仅仅有大小而且有方向，但它是个标标量，这这一点如同电电流所以我们们在计计算磁通量的变变化量时时，关键键搞清楚初、末两状态态的磁通量的方向关系变变式训练训练 1 如图图418所示，通有恒定电电流的导线导线 MN与闭闭合金属线线框共面，第一次将金属线线框由平移到，第二次将金属线线框绕绕cd边边翻转转到，设设先后两次通过过金属框的磁通量变变化分别别为为1和2，则则( )A12 B12C12 D不能判断图图418解析：选选C.设线设线 框在位置时时的磁通量为为1，在位置时时的磁通量为为，直线电线电 流产产生的磁场场在处处比在处处要强，.将线线框从平移到，磁感线线是从线线框的同一面穿过过的，所以1|；将线线框从绕绕cd边转边转 到，磁感线线分别别是从线线框的正反两面穿过过的，所以2|()|(以原来穿过过的为为正，则则后来从另一面穿过过的为负为负 )故正确选项为选项为 C.如图图419所示，直导线导线 中通以电电流I，矩形线线圈与通电电直导线导线 共面，下列情况中能产产生感应电应电 流的是( )A电电流I增大时时B线线圈向右平动动C线线圈向下平动动D线线圈绕绕ab边转动边转动感应电流有无的判断例例2 2图图419【思路点拨拨】 首先弄清直线电线电 流周围围磁感线线的分布特点，然后再判断磁通量是否变变化【自主解答】 I增大引起直导线导线 周围围磁场场增强，使回路中磁通量增加，产产生感应电应电 流，故A对对；因远远离导线导线 ，线线圈所在处处磁场场减弱，磁通量变变小，回路中产产生感应电应电 流，故B对对；线线框向下平动动，穿过过回路的磁通量不变变，无感应电应电 流产产生，故C错错；线线圈绕绕ab边转动时边转动时 ，由于线线圈与磁感线夹线夹 角变变化引起磁通量变变化，产产生感应电应电 流，故D错错【答案】 ABD【规规律总结总结 】 判定感应电应电 流有无的关键键是：正确分析磁铁铁或者电电流所产产生的磁感线线在周围围空间间的分布变变式训练训练 2 如图图4110所示，L为为一根无限长长的通电电直导线导线 ，M为为一金属环环，L通过过M的圆圆心并与M所在的平面垂直，且通以向上的电电流I，则则( )A当L中的电电流发发生变变化时时，环环中有感应电应电 流B当M左右平移时时，环环中有感应电应电 流图图4110C当M保持水平，在竖竖直方向上下移动时环动时环 中有感应电应电 流D只要L与M保持垂直，则则以上几种情况，环环中均无感应电应电 流解析：选选D.题图题图 中金属环环所在平面与磁感线线平行，穿过过金属环环的磁通量为为零无论论I变变化，还还是M上下移动动或左右平移，金属环环所在平面一直保持与磁感线线平行，磁通量一直为为零，不产产生感应电应电流，D正确麦克风风是常用的一种电电子设备设备 ，它的内部是一个小型传传感器，把声音信号转变转变 成电电信号它的种类类比较较多，如图图4111所示为动为动 圈式话话筒简图简图 ,它的工作原理是在弹弹性膜片后面粘接一个轻轻小的金属线线圈，该线该线 圈处处在柱形永磁体的辐辐射状磁场场中，当声音使膜片振动时动时 ，就能将声音信号转变转变 成电电信号，下列说说法正确的是( )电磁感应现象的应用例例3 3【精讲讲精析】 当声音使膜片振动时动时 ，膜片后的金属线线圈随之振动动，线线圈就会切割永磁体磁场场的磁感线线，产产生感应电应电 流，声音的强弱不同，产产生的感应电应电 流的强弱也就不同，从而将声音信号转转变变成电电信号，这这就是电电磁感应现应现 象，所以，选项选项B、D正确.【答案】 BD