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1电磁感应的发现2感应电流产生的条件学 习 目 标知 识 脉 络1.知道与电流磁效应和电磁感应现象相关的物理学史，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神2通过实验探究理解感应电流的产生条件3会运用感应电流的产生条件判断是否有感应电流产生(重点)4判断磁通量是否会发生变化及是否产生感应电流(难点)电 磁 感 应 的 发 现先填空1“电生磁”的发现1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应2“磁生电”的发现1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象3电磁感应现象利用变化或运动的磁场获得电流的现象4感应电流在电磁感应现象中产生的电流5电磁感应规律的发现及其对社会发展的意义(1)发明了发电机(2)发明了变压器，实现了电能的远距离传输(3)制造出了感应电动机(4)建立了麦克斯韦电磁场理论，并预言了电磁波的存在再判断(1)白炽灯泡就是根据电磁感应现象发明的()(2)“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的现象()(3)麦克斯韦建立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在()后思考很多科学家为什么在磁生电的研究中没有成功？【提示】很多科学家没有注意磁场的变化和导体与磁场之间的相对运动，只想把导体放入磁场中来获得电流，这实际上违反了能量转化和守恒定律合作探讨探讨1：奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考？法拉第持怎样的观点？【提示】奥斯特发现电流磁效应引发了对称性的普遍思考：既然电流能够引发磁针的运动，那么磁铁也会使导线产生电流法拉第坚信：磁与电之间也应该有类似的“感应”探讨2：法拉第经历了多次失败后，终于发现了电磁感应现象，法拉第由此领悟到了什么？【提示】多次失败后，1831年8月29日，法拉第终于发现了电磁感应现象他立即领悟到：“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应核心点击1对“电生磁”的理解电流周围存在磁场是无条件的，无论电流是恒定不变的，还是变化的，只要有电流，它的周围就一定有磁场2对“磁生电”的理解“磁生电”是有条件的，即有“磁”不一定有“电”法拉第将“磁生电”的现象分为五类：(1)变化中的电流；(2)变化中的磁场；(3)运动中的恒定电流；(4)运动中的磁铁；(5)运动中的导线1许多科学家在物理学发展中作出了重要的贡献，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：31310000】A麦克斯韦和法拉第B法拉第和密立根C奥斯特和法拉第 D奥斯特和安培【解析】1820年，丹麦物理学家奥斯特发现载流导体能使小磁针发生偏转，首次发现了电流的磁效应，1831年，英国物理学家法拉第首次发现了电磁感应现象，选项C正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，安培发现了磁场对电流的作用规律，选项A、B、D错误【答案】C2下列现象中，属于电磁感应现象的是()A小磁针在通电导线附近发生偏转B通电线圈在磁场中转动C因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流D磁铁吸引小磁针【解析】电磁感应是指“磁生电”的现象，而小磁针和通电线圈在磁场中转动反映了磁场力的性质，所以A、B、D不是电磁感应现象，C是电磁感应现象【答案】C 选修32第一章电磁感应感 应 电 流 产 生 的 条 件先填空1探究导体棒在磁场中运动是否产生感应电流(实验图如图111所示)图1112.探究通过闭合回路的磁场变化时是否产生感应电流(实验图如图112所示)图1123产生感应电流的条件大量实验证实，穿过闭合电路的磁通量发生变化时，这个闭合电路中就有感应电流产生再判断(1)线圈不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中也无感应电流产生()(2)穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中一定会产生感应电流()(3)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中有感应电流产生()后思考某学生做观察电磁感应现象的实验，将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关用导线连接成如图113所示的实验电路，当它接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是什么？图113【提示】开关位置接错图中所示开关的连接不能控制含有电源的电路中电流的通断而本实验的内容之一就是用来研究在开关通断瞬间，导致线圈B内磁场变化，进而产生感应电流的情况，但图中的接法却达不到目的合作探讨探讨1：如图114所示，当导体棒ad向右运动时，穿过abcd的磁通量有没有发生改变？闭合回路中有无感应电流？图114【提示】磁通量发生改变，有感应电流产生探讨2：如图115所示，穿过闭合回路的磁通量有没有发生改变？闭合回路中有无感应电流？图115【提示】磁通量没有发生改变，无感应电流产生探讨3：闭合电路的一部分导体在磁场中运动时，一定产生感应电流吗？【提示】不一定，闭合电路的一部分导体在磁场中运动时，若其速度与磁场方向平行，则不能产生感应电流核心点击1匀强磁场中磁通量的计算(1)B与S垂直时：BS，B指匀强磁场的磁感应强度，S为线圈的面积(2)B与S不垂直时：BS，S为线圈在垂直磁场方向上的投影面积，在应用时可将S投影到与B垂直的方向上或者S不动，将B分解为垂直于S和平行于S两个分量，则BS，如图116所示BSsin .图116(3)某面积内有不同方向的磁场时分别计算不同方向的磁场的磁通量，然后规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，求其代数和2产生感应电流必须满足的两个条件(1)回路闭合(2)回路中的磁通量发生变化3引起穿过闭合回路的磁通量变化的四种方式(1)面积S不变，磁感应强度B发生变化，则磁通量发生变化；(2)面积S变化，磁感应强度B不发生变化，则磁通量发生变化；(3)面积S变化，磁感应强度B发生变化，则磁通量可能发生变化；(4)线圈平面和磁场方向的夹角发生变化时，则磁通量发生变化3(多选)(2016临川高二期中)彼此绝缘、相互交叉的两根通电直导线与闭合线圈共面，图中穿过线圈的磁通量可能为零的是()【导学号：31310001】【解析】要使线圈中的磁通量为零，必须满足两个导线关于线圈的中心轴线对称，并且两导线在线圈中磁通量方向相反，故A、D正确【答案】AD4(多选)如图117所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成闭合电路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中有感应电流的是()图117A线圈中通以恒定的电流B通电过程中，使变阻器的滑片P做匀速移动C通电过程中，使变阻器的滑片P做加速移动D将开关突然断开的瞬间【解析】线圈中通以恒定的电流，铜环A中磁通量不变，铜环A中没有感应电流，A错；变阻器的滑片P做匀速、加速移动时，线圈中电流变化，铜环A中磁通量发生变化，铜环A中有感应电流，B、C对；将开关突然断开的瞬间，线圈中电流变为零，铜环A中磁通量发生变化，铜环A中有感应电流，D对【答案】BCD5(多选)在下列选项中，用导线做成圆形或正方形回路，这些回路与一直导线构成几种位置组合(彼此绝缘)，下列组合中，切断直导线中的电流时，闭合回路中会有感应电流产生的是()【导学号：31310002】【解析】利用安培定则判断直线电流产生的磁场，其磁感线是一些以直导线上各点为圆心的无数组同心圆，即磁感线所在平面均垂直于导线，且直线电流产生的磁场分布情况是靠近直导线处磁场强，远离直导线处磁场弱所以，A中穿过圆形线圈的磁场如图甲所示，其有效磁通量为A出进0，且始终为0，即使切断导线中的电流，A也始终为0，A中不可能产生感应电流；B中线圈平面与磁场平行，穿过B的磁通量也始终为0，B中也不能产生感应电流；C中穿过线圈的磁通量如图乙所示，进出，即C0，当切断导线中电流后，穿过线圈的磁通量C减小为0，所以C中有感应电流产生；D中线圈的磁通量D不为0，当电流切断后，D最终也减小为0，所以D中也有感应电流产生甲 乙【答案】CD6.如图118所示，有一个垂直于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.现在纸面内先后放上与磁场垂直的圆线圈，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：图118(1)在B减为0.4 T的过程中，A和B中磁通量改变多少？(2)在磁场转过30角的过程中，C中磁通量改变多少？【解析】(1)对A线圈：A1B1r2，A2B2r2.磁通量的改变量：A|A2A1|(0.80.4)3.14104 Wb1.256104 Wb对B线圈：B1B1r2，B2B2r2.其中r为磁场的半径，磁通量的改变量：B|B2B1|(0.80.4)3.14104Wb1.256104Wb.(2)对C线圈：C1B1r，磁场转过30，线圈仍全部处于磁场中，线圈面积在垂直磁场方向的投影为rcos 30，则C2B1rcos 30.磁通量的改变量：C|C2C1|B1r(1cos 30)0.83.14(5103)2(10.866) Wb8.4106 Wb.【答案】(1)1.256104 Wb1.256104 Wb(2)8.4106 Wb判断是否产生感应电流的技巧(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变化的仍然可以产生感应电流(3)磁通量与线圈的匝数无关，磁通量大小不受线圈匝数的影响(4)磁通量的变化量21也不受线圈匝数的影响用公式求、时，不必考虑线圈匝数n.
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