高中物理 第一章 电磁感应 第一、二节 电磁感应现象 研究产生感应电流的条件讲义（含解析）粤教版选修3-2-粤教版高二选修3-2物理教案VIP免费

电磁感应现象研究产生感应电流的条件1．奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象。2．法拉第将“磁生电”的现象分为五类：(1)变化着的电流；(2)变化着的磁场；(3)运动的恒定电流；(4)运动的磁铁；(5)在磁场中运动的导体。3．感应电流：由电磁感应现象产生的电流。4．感应电流的产生条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。一、电磁感应现象1．电生磁的发现奥斯特发现了电流的磁效应，揭示出通电导线周围有磁场，表明了电能生磁，从此揭开了研究电磁联系的序幕。2．电磁感应现象的发现英国科学家法拉第经过长达十年的不懈努力，于1831年发现了电磁感应现象。3．法拉第的概括法拉第把可以产生电磁感应的情况概括为五类，即：变化着的电流；变化着的磁场；运动的恒定电流；运动的磁铁；在磁场中运动的导体。4．电磁感应现象和感应电流由磁生电的现象，叫做电磁感应现象。由电磁感应现象产生的电流，叫做感应电流。二、探究产生感应电流的条件1．利用蹄形磁铁的磁场(如图111所示)图111实验操作实验现象(有无电流)分析论证导体棒静止无闭合电路包围的磁场的面积变化时，电路中有电流导体棒平行无磁感线运动产生；包围的磁场的面积不变时，电路中无电流产导体棒切割磁感线运动有2．利用条形磁铁的磁场(如图112所示)图112实验操作实验现象(有无电流)分析论证N极插入线圈有线圈中的磁场变化时，线圈中有感应电流；线圈中的磁场不变时，线圈中无感应电流N极停在线圈中无N极从线圈中抽出有S极插入线圈有S极停在线圈中无S极从线圈中抽出有3．利用通电螺线管的磁场(如图113所示)图113实验操作实验现象(线圈B中有无电流)分析论证开关闭合瞬间有线圈B中磁场变化时，线圈B中有感应电流；磁场不变时，线圈B中无感应电流开关断开瞬间有开关保持闭合，滑动变阻器滑片不动无开关保持闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片有4．实验结论——产生感应电流的条件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。1．自主思考——判一判(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。(×)(4)磁通量计算公式Φ＝BS，可计算任何磁场的磁通量。(×)(5)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。(×)(6)穿过闭合回路的磁通量发生变化，一定产生感应电流。(√)2．合作探究——议一议(1)法拉第总结的引起感应电流的原因有哪些？提示：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。(2)同一匀强磁场中两个面积不同的线圈，磁通量一定不同吗？提示：不一定，当两个线圈与磁场方向的夹角不同时，磁通量可能相同。(3)某一时刻穿过闭合回路的磁通量为零时，回路一定无感应电流吗？提示：不一定，如果穿过闭合回路的磁通量正在变化，只是某一时刻磁通量为零，则回路中会产生感应电流。磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解与计算1．对磁通量的正、负的理解磁通量有正、负之分，其正、负是这样规定的：任何一个面都有正、反两面，若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。2．磁通量的变化量ΔΦ(1)当B不变，有效面积S变化ΔS时，ΔΦ＝B·ΔS。(2)当B变化，有效面积S不变时，ΔΦ＝ΔB·S。(3)当B和S同时变化时，ΔΦ＝Φ末－Φ初≠ΔB·ΔS。[典例]如图114所示，有一垂直纸面向里的匀强磁场，B＝0．8T，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为1cm。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1cm,10匝；线圈B的半径为2cm,1匝；线圈C的半径为0．5cm,1匝。问：图114(1)在B减为0．4T的过程中，线圈A和线圈B中的磁通量变化多少？(2)在磁场转过30°角的过程中，线圈C中的磁通量变化了多少？(3)在磁场转过180°角的过程中，线圈C中的磁通量变化了多少？[思路点拨]解答本题应把握以下三点：(1)磁通量与线圈匝数无关。(2)当线圈平面与磁场不垂直时，应分解B或取S在与B垂直的平面上的投影面积。(3)磁感线反向穿过线圈平面时，Φ为负值。[解析](1)由题意知线圈B与线圈A中的磁通量始终一样，故它们的变化量也一样。ΔΦ＝(B2－B1)·πr2≈1．26×10－4Wb。所以，线圈A...