划时代的发现
4.1划时代的发现
如图所示，两直导线中通以相同的电流I，矩形线圈位于导线之间。将线圈由实线位置移到虚线位置的过程中，穿过线圈的磁通量的变化情况是（）
A．向里，逐渐增大
B．向外，逐渐减小
C．先向里增大，再向外减小
D．先向外减小，再向里增大
6
如图所示条形磁铁竖直放置，闭合的金属线框水平地紧挨着磁铁从A端移至B端的过程中，穿过线框的磁通量的变化情况是（）
A．变大B．变小
C．先变大后变小D．先变小后变大
7
一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动。已知线圈始终与纸面垂直，当线圈由水平位置第一次到达位置Ⅰ的过程中，穿过线圈的磁通量（）
A．向右逐渐增大B．向左逐渐减小
C．向右先增大后减小D．向左先减小后增大
8
如图所示面积为S矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中以轴OO’匀速转动，角速度为ω，则穿过线圈的磁通量随时间变化的关系是（从图示位置开始计时）（）
4.1划时代的发现
学习目标
1．知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。
2．知道电磁感应、感应电流的定义。
学习重难点
重点
知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。
难点
领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。
2．法拉第的研究是一帆风顺的吗？法拉第面对失败是怎样做的？
3．法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么？
【范例精析】
例1、
发电的基本原理是电磁感应。发现电磁感应现象的科学家（）
A．安培B．赫兹
C．法拉第D．麦克斯韦
4.1-4.2 划时代的发现—2020-2021 高中物理选修3-2学案
第一节划时代的发现第二节探究感应电流的产生条件素养目标定位※知道电磁感应现象的发展过程※理解探究感应电流产生条件的实验过程※※掌握感应电流的产生条件,素养思维脉络知识点1划时代的发现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．法拉第的概括法拉第把引起感应电流的原因概括为五类，它们都与__变化和运动__相联系⎣⎢⎢⎡(1)变化的__电流__；(2)变化的__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__。
4．电磁感应法拉第把他发现的磁生电的现象叫电磁感应，产生的电流叫__感应电流__。
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__电磁学__作为一门统一学科的诞生。
(2)使人们找到了磁生电的条件，开辟了人类的电气化时代。
知识点2探究感应电流的产生条件1．导体棒在磁场中运动是否产生电流如图所示，将可移动导体AB放置在磁场中，并和电流表组成闭合回路。
实验过程及现象如下：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面积__变化__时，电路中有电流产生；包围的面积__不变__时，电路中无电流产生导体棒平行磁感线运动__无__导体棒切割磁感线运动__有__2．磁铁在螺线管中运动是否产生电流如图所示，将螺线管与电流表组成闭合回路，把条形磁铁插入或拔出螺线管。
实验现象如下：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．模拟法拉第的实验如图所示，线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。
4.1节划时代的发现(刘玉兵)
电磁感应
第一节 划时代的发现
一、奥斯特圆梦“电生磁”
世纪20年代之前的“ 1、电与磁有联系吗？19世纪20年代之前的“偏执” 电与磁有联系吗？19世纪20年代之前的 偏执”
二者显然肯 二者显然肯 是独立的， 定是独立的， 无关的。 无关的。
法物理学家库仑 法物理学家库仑
法物理学家安培 法物理学家安培
+
G
_
未通电直导线放在另一段通电线圈内部
2、法拉第：历经10年，“痴”心不改 法拉第：历经10年 10
“试验－失败－再试验”：屡战屡败、屡败屡战…… 试验－失败－再试验” 屡战屡败、屡败屡战……
+
G
_
通电直导线放在不通电线圈内部
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2、法拉第：历经10年，“痴”心不改 法拉第：历经10年 10 法拉第一个成功实验 十年失败， 法拉第一个成功实验：十年失败，一朝顿悟 第一个成功实验：
2、奥斯特“碰巧”发现了:电流磁效应 奥斯特“碰巧”发现了:
3、电流磁效应：发现的意义 电流磁效应：发现的意义
突破了电 磁无关的思维定势； 突破了电、磁无关的思维定势；前所未有 思维定势 拓宽了物理学研究的视野； 物理学研究的视野 地拓宽了物理学研究的视野；
增强了人们对固有观念的怀疑精神和推翻 增强了人们对固有观念的怀疑精神和推翻 人们对固有观念的怀疑精神 固有权威成见的自信力 自信力； 固有权威成见的自信力；
机械运动 热运动
蒸气机
2、奥斯特“碰巧”发现了:电流磁效应 奥斯特“碰巧”发现了: 电磁感应现象的发现是与电流磁效应的发现密 切相连的。 切相连的。 月的一次演讲中， 在1820年4月的一次演讲中，奥斯特碰巧在南 年 月的一次演讲中 北方向的导线下面放置了一枚小磁针。当电源 北方向的导线下面放置了一枚小磁针。 接通时，小磁针居然转动了。随后的实验证明， 接通时，小磁针居然转动了。随后的实验证明， 电流的确能使磁针偏转。 电流的确能使磁针偏转。这种作用称为电流的 磁效应。 磁效应。 电流的磁效应显示了载流导体对磁针的作用力， 电流的磁效应显示了载流导体对磁针的作用力， 揭示了电现象与磁现象之间存在的某种联系。 揭示了电现象与磁现象之间存在的某种联系。
最新人教版高中物理选修3-2第四章划时代的发现
运动 的导体．他把这些现象命名为________ 电磁感应 中________ ．产
感应电流 生的电流叫做________ ． 3．产生感应电流的条件是：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． ______
栏 目 链 接
电流的磁效应
1．产生感应电流的条件．
法拉第把引起电流的原因概括为五类：变化的电流、
第四章
电磁感应
第1节 划时代的发现 第2节 探究感应电流的产生条件
栏 目 链 接
追悔莫及的亨利 美国物理学家亨利是奥尔巴尼学院的教授，由于教 学任务繁重，也没有专门的实验室，他主要利用假期在学 院的大厅里进行电学实验工作． 1829年8月的暑假，亨利在考察绕有不同长度导线的 电磁铁所产生磁力的大小时，意外地发现，当通电导线中 的电流被突然切断时，会产生强烈的电火花．当时亨利无
动势，但由于线圈没有闭合，因此无感应电流． 答案：B、C、D中产生感应电流，A、E中不产生感应 电流．
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变式 迁移 2．金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图所示的 运动，线圈中有感应电流的是( )
栏 目 链 接
变式 迁移
解析：在选项B、C中，线圈中的磁通量始终为零，
不产生感应电流；选项D中磁通量始终最大，保持不变， 不发生变化，也没有感应电流；选项A中，在线圈转动过 程中，磁通量做周期性变化，产生感应电流，故A正确． 答案：A
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例1 如下图所示，线圈平面与水平方向成θ 角，磁感线竖 直向下，设磁感应强度为B，线圈面积为S，则穿过线圈的 磁通量Φ ＝________.
栏 目 链 接
解析：线圈平面abcd与磁感应强度B方向不垂直，不 能直接用Φ ＝BS计算，处理时可以用不同的方法：
20周 《电磁感应全章练习》参考
高 三 物 理 第 一 轮 复 习 资 料电 磁 感 应 基 础 练 习一、划时代的发现1、奥斯特实验要有明显的效果，通电导线必须____________放置。
2、1831年8月29日，____________发现了电磁感应现象。
3、如图所示，虚线框内有匀强磁场，大环和小环是垂直于磁场放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ2表示穿过大小两环的磁通量，则有（ ） A.Φ1>Φ2 B.Φ1<Φ2 C.Φ1=Φ2 D.无法确定4、恒定的匀强磁场中有一个圆形闭合线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在此磁场中做下列哪种运动时，穿过线圈的磁通量发生了变化（ ） A.线圈沿自身所在的平面做匀速运动 B.线圈沿自身所在的平面做加速运动C.线圈绕任一直径做匀速转动D.线圈绕任一直径做变速转动5、两个圆环A 、B ，如图所示放置，且R A >R B .一条形磁铁轴线过两个圆环的圆心处，且与圆环平面垂直，则穿过A 、B 环的磁通量ΦA 和ΦB 的关系是（ ） A 、ΦA >ΦB B 、ΦA =ΦB C 、ΦA <ΦB D 、无法确定二、电磁感应的产生条件1.关于磁通量、磁通密度、磁感应强度，下列说法正确的是 （ ）A ．磁感应强度越大的地方，磁通量越大B ．穿过某线圈的磁通量为零时，由B=S可知磁通密度为零 C ．磁通密度越大，磁感应强度越大D ．磁感应强度在数值上等于1 m2的面积上穿过的最大磁通量 2.下列单位中与磁感应强度的单位“特斯拉”相当的是 （ ）A ．Wb/m2B ．N/A ·mC ．kg/A ·s2D ．kg/C ·m 3.关于感应电流，下列说法中正确的是 （ ）A ．只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流B ．只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感应电流C ．若闭合电路的一部分导体不做切割磁感线运动，闭合电路中一定没有感应电流D ．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应 电流4.在一长直导线中通以如图所示的恒定电流时，套在长直导线上的闭合线环（环面与导线垂直，长直导线通过环的中心），当发生以下变化时，肯定能产生感应电流的是（ ）A ．保持电流不变，使导线环上下移动B ．保持导线环不变，使长直导线中的电流增大或减小C ．保持电流不变，使导线在竖直平面内顺时针（或逆时针）转动D ．保持电流不变，环在与导线垂直的水平面内左右水平移动 5.如图所示，环形金属软弹簧，套在条形磁铁的中心位置。
高中物理(新人教版)必修第三册：电磁感应现象及应用【精品课件】
（2）断开开关和电源，将铁芯重新插入内线圈中，把直流输出改为交流输出 ，其他均不变．接通电源，闭合开关，G表指针 不停振动（“不动”、“右 偏”、“左偏”、“不停振动”）． （3）仅用一根导线，如何判断G表内部线圈是否断了？_______
短接G表前后各摇动G 表一次，比较指针偏转， 有明显变化，则线圈断 了，反之则未断
6.（2019·浙江·高考真题）在“探究电磁感应的产生条件”实验中，实验连 线后如图1所示，感应线圈组的内外线圈的绕线方向如图2粗线所示．
（1）接通电源，闭合开关，G表指针会有大的偏转，几秒后G表指针停在中 间不动．将滑动变阻器的触头迅速向右滑动时，G表指针_左__偏_（“不动”、“右 偏”、“左偏”、“不停振动”）；迅速抽出铁芯时，G表指针_右__偏_（“不动”、“
5.(多选)下列选项中的操作能使如图所示的三种装置产生感应电流的是（ ） A．甲图中，使导体棒AB顺着磁感线运动 B．乙图中，使条形磁铁插入或拔出线圈 C．丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A插
入大螺线管B中不动 D．丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A插入大螺线管B中不动，移动滑动变阻
器的滑片
【正确答案】BD
艰难的探索 牛人安培的尝试：
+G
_
+G
_
将磁铁放在闭合回路旁边
将通电直导线放在闭合回路旁边
艰难的探索 法拉第：屡战屡败、屡败屡战……
历经10年, “痴”心不改
+
G
_
+G
_
一段通电直导线放在另一段直导线旁边
未通电直导线放在另一段通电线圈内部
艰难的探索
在伦敦的一家科学档案馆里，陈列着英国物理学家法拉第写了
物理3-2 4.1划时代的发现2探究感应电流的产生条件
由于地磁场的方向是南北方向，所以 东西站立可能性比较大。
例题：
1、如图所示，把矩形闭合线圈放在匀强磁场中， 线圈平面与磁感线平行，下面能使线圈产生感应 电流的是（ C ） A．线圈沿磁感线方向移动 B．线圈沿垂直磁感线方向做移动 C．线圈以ab边为轴匀速转动 D．线圈以bc边为轴匀速转动
第四章 电磁感应
4.1划时代的发现
一、奥斯特梦圆“电生磁”
奥斯特在作报告时，无意中发现小磁针偏转
1820年4月-----奥斯特实验 揭示了电与磁之间存在相互联系 突破了人类对电与磁的认识的局限性
解 释 奥 斯 特 实 验
奥斯特在1820年发现的电流磁效应，使整个科学界 受到了极大的震动，它证实电现象与磁现象是有联系的。 探究电与磁关系的崭新领域，突然洞开在人们面前，激发 了科学家们的探索热情。一个接一个的新发现，象热浪一 样冲击欧洲大陆，也激励着英国的科学界。 电能生磁，磁能生电吗？ 英国 科学家法拉第敏锐地觉察到，磁与电流之间应 该有联系。他在1822年的日记中写下了“由磁产生电” 的设想。他做了多次尝试，经历了一次次失败，但他坚信 电与磁有联系，经十年努力，终于发现磁能生电。 这是一个划时代的发现
新型无线充电器可为一米外设备充电 据英国《每日邮报》报道， 日本科学家研制了一种新 型无线充电器并进行了成 功演示。这种新型充电器 能够为1米外的设备充电， 随着它的出现和普及，我 们将在某一天与电源插头 说“再见”。
Gear4 日前在香港举办记者会，宣布在香港推出一系 列 iPhone 产品，其中以下图的无线充电器最受曯目。 该无线充电器使用无线充电技术，把套上特别保护套 的 iPhone 放在该无线充电版上即可充电。预计 12月 推出，售价未有公布。
第2节 探究感应电流的产生条件
电磁感应知识点
第四章电磁感应第一模块：电磁感应、楞次定律（先介绍右手螺旋定则）『基础知识』一、划时代的发现1、奥斯特梦圆“电生磁”奥斯特实验：在1820年4月的一次讲演中，奥斯特碰巧在南北方向的导线下面放置了一枚小磁针、当电源接通时，小磁针居然转动了（如右图）。
随后的实验证明了电流的确能使磁针偏转，这种作用称为电流的磁效应。
突破：电与磁是联系的2、法拉第心系“磁生电”1831年8月29日，法拉第终于发现了电磁感应：把两个线圈绕在同一铁环上（如右图），一个线圈接入接到电源上，另一个线圈接入“电流表”，在给一个线圈通电或断电瞬间，另一个线圈也出现了电流，这种磁生电的效应终于被发现了。
物理学中把这种现象叫做电磁感应.由电磁感应产生的电流叫做感应电流.二、感应电流的产生1、N极插入、停在线圈中和抽出（S极插入、停在线圈中和抽出）有无感应电流（如图）。
磁铁动作表针摆动方向磁铁动作表针摆动方向极插入线圈偏转S极插入线圈偏转N极停在线圈中不偏转S极停在线圈中不偏转N极从线圈中抽出偏转S极从线圈中抽出偏转实验表明产生感应电流的条件与磁场的变化有关。
2、闭合回路中的一部分导体在磁场中做切割磁感应线运动时，导体中就产生感应电流。
实验表明磁场的强弱没有变化，但是导体棒切割磁感的运动是闭合的回路EFAB包围的面积在发生变化。
这种情况下线圈中同样有感应电流。
3、磁通量定义：磁感应强度B与面积S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量定义式：φ=BS(B与S垂直) φ=BScosθ(θ为B与S之间的夹角)单位：韦伯(Wb)物理意义：表示穿过磁场中某个面的磁感线条数磁通量虽然是标量，但有正负之分。
三、楞次定律1、S极插入线圈和抽出线圈中会有感应电流，那么他的方向会如何呢。
条形磁铁运动的情况N 极向下插入线圈N 极向上拔出线圈S极向下拔出线圈S极向上插入线圈原磁场方向（向上或向下）?向下?向下?向上?向上穿过线圈的磁通量变化情况（增加或减少）?增加?减少?减少?增加感应电流的方向（流过灵敏电流计的方向）?向左?向右?向左?向右感应电流的磁场方向（向上或向下）?向上?向下?向上?向上结论：楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化2、对楞次定律中阻碍二字的正确理解“阻碍”不是阻止，这里是阻而未止。
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划时代的发现
1
仙桃一中 印来平
一、奥斯特梦圆“电生磁”
摩擦生热
蒸汽机
哲学家康德:“各种自然现象之间是相互联
系和相互转化并且是和谐统一的.”
2
仙桃一中 印来平
1803年,奥斯特指出:“物理学
将不再是关于运动、热、空气、光 、电、磁以及我们所知道的各种其 他现象的零散的罗列，我们将把整
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仙桃一中 印来平
1822年12月,1825年11月,1828年4月做过的三 次集中实验研究,然而均以失败告终.是因为在这 些实验中使用的都是恒定电流产生的恒定的磁场.
1831年11月24日，法拉第向皇家学会提交了 一个报告，把这种现象定名为电磁感应，产生的 电流叫做感应电流。
“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能 出现的效应。
个宇宙纳在一个体系中。”
3
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1820年4月一次演讲中,奥斯特无意中发现小 磁针发生偏转.这种作用称为电流的磁效应.
突破了认识的局限性:电与磁是有联系的！ 4 仙桃一中 印来平
二、法拉第心系“磁生电” 对称性的思考……
静电感应拉第
电 电流磁效应磁
磁 感应? 电
5
仙桃一中 印来平
毫无反应
未显示作用
不行
法拉第 日记
1822年的一篇日记里留下了“由磁生电” 这样闪光的思想.
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仙桃一中 印来平
魂牵梦绕的法拉第:“从通常的磁获得电的
希望,曾在各个时期促使我通过实验进行考察
……”
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仙桃一中 印来平
1831年8月29日
电池组 开关
电流计
在给一个线圈通电或断电的瞬间,在另一个 线圈中也出现了电流.寻找10年之久的“磁生电” 的效应终于被发现了.成功属于坚持不懈的有心人!
五种类型可以引起感应电流: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。
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从此人类进入了电气化时代：壮美的都市夜景
10
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结束
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仙桃一中 印来平