4.2电磁感应现象产生的条件
《4.2探究感应电流产生的条件》教学设计
《探究感应电流产生的条件》教学设计浙江省湖州市南浔中学沈永根张美娟一、设计思想积极响应新课标的教学要求，让学生带着疑问走进课堂，在课堂中解决问题的同时，又产生新的疑问，驱使学生作进一步的学习和探究，最后又让学生带着新的疑问走出课堂，以利于学生的课后学习发展。
在课堂教学中积极发挥学生的主体地位，注重学生的探究过程和知识的建构过程，让学生体验科学探究的一般过程，领悟科学研究的方法。
在整个教学中力求做到以知识为载体，渗透对学生物理思想、物理方法和科学精神的培育，使学生在学习知识的同时，领悟研究问题的一般思维过程和方法，进而来提升学生的科学素养。
二、教材分析《探究感应电流的产生条件》是高中物理新课程（选修3-2）第四章第二节的内容，是电磁学的核心内容之一，在整个高中物理中占有相当重要的地位。
本节内容揭示了磁和电的内在联系，通过探究实验的方法归纳出了“磁生电”的规律，在教材中起到了承前启后的作用，是学生今后学习法拉第电磁感应定律、楞次定律和交变电流产生的基础。
在教材的编排上本节从初中知识点闭合电路的部分导线切割磁感线产生电流入手，再设计学生探究实验，对现象进行分析归纳，最后总结出产生感应电流的条件，这样的编排符合学生的认知规律。
教材中对法拉第坚信磁能生电，并历经十年的不懈努力，最后终于发现电磁感应规律的物理学史料的介绍，是一个很好的德育切入点，同时也体现了教材对学生人文思想和科学精神的熏陶。
三、学情分析学生对闭合电路的部分导线切割磁感线能产生电流，在初中已有一定的认识，但在空间想象、问题本质的分析等方面还较为薄弱。
因此，在教学中从学生的已有知识出发，通过学生自主学习、探究实验、产生问题、协作交流等学习方法，从而解决问题得出产生感应电流的条件的结论。
四、教学目标根据教学大纲对本节的具体要求，针对所教学生的心理特点和认识水平，结合教材，本着使学生全面主动发展的原则，本课的教学目标定位如下：1、知识和技能（1）知道什么是电磁感应现象；（2）能根据实验事实归纳产生感应电流的条件；（3）会运用产生感应电流的条件判断具体实例中有无感应电流；（4）能说出电磁感应现象中的能量转化特点。
探究感应电流产生的条件
复原再做
姚天波
实验操作
表针是否 摆动
开关闭合瞬间 有
开关断开瞬间 有
开关闭合状态 无
运动 b.开关的开与合 变化 电流变化 磁场变化
滑动变阻 器滑动时
表针是否 摆动
向左滑动 有 向右滑动 有
不滑动
无
c.滑动变阻器的作用
总电阻变化 电流变化 磁场变化
有 有 无
有
结论三： 当磁感应强度发生变化时，导体回路中有电流
电流产生。磁铁相对线圈静止时，没有电流产生。
实验3
a.线圈的插与拔
问题1： 通电螺线管A静止在螺线 管B内，会在 B回路中产 生感应电流吗？
问题2： 你认为该如何操作才能在 B回路中产生感应电流？
模仿法拉第的实验
G
+
－
＋
浙江省上虞市春晖中学
-
开关闭合
+
瞬间
开关闭合 ，迅速移 动滑片
开关断开 瞬间
产生。
第二部分 分析论证
模型归类
①切割类
②变化类
条件分析
B不变，S变 Φ=BS
相对运动
Φ=BS 变！
S不变，B变 Φ=BS
磁场变化
三、电磁感应现象
由结论一、结论二和结论三 总结出电磁感应的产生条件为 ：
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。
第三部分 学以致用
（一）摇绳能发电吗？
2 ．产生感应电流的条件： （1）电路闭合 （2）磁通量发生变化
小试牛刀
1．如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框。在下列几种情况下， 线框中是否产生感应电流？ （1）保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中上下运动（图甲） （2）保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中左右运动（图乙）
4.2探究电磁感应的产生条件(上课2)
4、如图所示，导线ab和cd互相平行，则在 下列情况中导线cd中无电流的是（ D ） A、电键S闭合或断开的瞬间 B、电键S是闭合的，但滑动触头向左滑 C、电键S是闭合的，但滑动触头向右滑 D、电键S始终闭合，滑动触头不动
a
5、如图所示，范围很大的匀强磁场平行于 OXY平面，线圈处在OXY平面中，要使线 圈中产生感应电流，其运动方式可以是 （C ） Y A、沿OX轴匀速平动 B、沿OY轴加速平动 0 C、绕OX轴匀速转动 D、绕OY轴加速转动
新型无线充电器可为一米外设备充电
课后习题3
课后探究
如图所示，一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内，螺 线管的中心线正好和线圈的一条直径MN重合.要使线 圈a中产生感应电流，可采用的方法有（ D ） A.将螺线管在线圈a所在平面内转动 B.使螺线管上的电流发生变化 C.使线圈以MN为轴转动 D.使线圈以与MN垂直的一条直径为轴转动
应用 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”。
新型无线充电器可为一米外设备充电 Gear4 日前在香港举办记者会，宣布在香港推出一系 列 iPhone 产品，其中以上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。
D
A、只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一 定有感应电流产生 B、只要闭合导线做切割磁感线的运动，导线中就 一定有感应电流 C、闭合电路的一部分导体，若不做切割磁感线运 动，则闭合电路中就一定没有感应电流 D、当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合 电路中就一定有感应电流
磁通量、电磁感应现象产生条件(含答案)
磁通量、电磁感应现象产生条件一、基础知识 （一）磁通量1、定义：在磁感应强度为B 的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S 和B 的乘积．2、公式：Φ＝BS .适用条件：(1)匀强磁场．(2)S 为垂直磁场的有效面积．3、磁通量是标量(填“标量”或“矢量”)．4、磁通量的意义：(1)磁通量可以理解为穿过某一面积的磁感线的条数．(2)同一平面，当它跟磁场方向垂直时，磁通量最大；当它跟磁场方向平行时，磁通量为零；当正向穿过线圈平面的磁感线条数和反向穿过的一样多时，磁通量为零． （二）电磁感应现象1、电磁感应现象：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中有感应电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应． 2、产生感应电流的条件：表述1：闭合回路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动． 表述2：穿过闭合回路的磁通量发生变化． 3、能量转化发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为电能．深化拓展 当回路不闭合时，没有感应电流，但有感应电动势，只产生感应电动势的现象也可以称为电磁感应现象，且产生感应电动势的那部分导体或线圈相当于电源．（三）电磁感应现象能否发生的判断 1、磁通量发生变化的三种常见情况(1)磁场强弱不变，回路面积改变； (2)回路面积不变，磁场强弱改变；(3)回路面积和磁场强弱均不变，但二者的相对位置发生改变． 2、判断流程：(1)确定研究的闭合回路．(2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量Φ.(3)⎩⎨⎧Φ不变→无感应电流Φ变化→⎩⎪⎨⎪⎧回路闭合，有感应电流不闭合，无感应电流，但有感应电动势二、练习1、如图所示，ab是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直面内有一根通电直导线ef，且ef平行于ab，当ef竖直向上平移时，穿过圆面积的磁通量将()A．逐渐变大B．逐渐减小C．始终为零D．不为零，但始终保持不变答案 C解析穿过圆面积的磁通量是由通电直导线ef产生的，因为通电直导线位于圆的正上方，所以向下穿过圆面积的磁感线条数与向上穿过该面积的条数相等，即磁通量为零，而且竖直方向的平移也不会影响磁通量的变化．故C正确．2、试分析下列各种情形中，金属线框或线圈里能否产生感应电流？答案除A外均能产生感应电流3、如图所示，一个金属薄圆盘水平放置在竖直向上的匀强磁场中，下列做法中能使圆盘中产生感应电流的是()A．圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动B．圆盘以某一水平直径为轴匀速转动C．圆盘在磁场中向右匀速平移D．匀强磁场均匀增加解析只有当圆盘中的磁通量发生变化时，圆盘中才产生感应电流，当圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动或圆盘在磁场中向右匀速平移时，圆盘中的磁通量不发生变化，不能产生感应电流，A、C错误；当圆盘以某一水平直径为轴匀速转动或匀强磁场均匀增加时，圆盘中的磁通量发生变化，圆盘中将产生感应电流，B、D正确．答案BD4、如图所示，能产生感应电流的是()答案 B解析A图中线圈没闭合，无感应电流；B图中磁通量增大，有感应电流；C图中导线在圆环的正上方，不论电流如何变化，穿过线圈的磁感线相互抵消，磁通量恒为零，也无感应电流；D图中的磁通量恒定，无感应电流．故选B.5、(2012·山东理综·14)下列叙述正确的是()A．法拉第发现了电磁感应现象B．惯性是物体的固有属性，速度大的物体惯性一定大C．牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因D．感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果答案AD解析电磁感应现象的发现者是法拉第，故选项A正确；惯性是物体本身固有的属性，质量是物体惯性大小的唯一量度，故选项B错误；伽利略通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因，故选项C错误；楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的表现，故选项D正确．6、(2012·北京理综·19)物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”．如图，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环．闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起．某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复实验，线圈上的套环均未动．对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是()A．线圈接在了直流电源上B．电源电压过高C．所选线圈的匝数过多D．所用套环的材料与老师的不同答案 D解析金属套环跳起的原因是开关S闭合时，套环上产生的感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的．线圈接在直流电源上，S闭合时，金属套环也会跳起．电源电压越高，线圈匝数越多，S 闭合时，金属套环跳起越剧烈．若套环是非导体材料，则套环不会跳起．故选项A、B、C错误，选项D正确．7、现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键按如图所示连接．下列说法中正确的是()A．电键闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转B．线圈A插入线圈B中后，电键闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转C．电键闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度D．电键闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转答案 A解析电键闭合后，线圈A插入或拔出都会引起穿过线圈B的磁通量发生变化，从而使电流计指针偏转，选项A正确；线圈A插入线圈B中后，电键闭合和断开的瞬间，线圈B的磁通量会发生变化，电流计指针会偏转，选项B错误；电键闭合后，滑动变阻器的滑片P无论匀速滑动还是加速滑动，都会导致线圈A的电流发生变化，使线圈B的磁通量变化，电流计指针都会发生偏转，选项C、D错误．8、如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一个磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ.在下列各过程中，一定能在轨道回路里产生感应电流的是()A．ab向右运动，同时使θ减小B．使磁感应强度B减小，θ角同时也减小C．ab向左运动，同时增大磁感应强度BD．ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)答案 A解析设此时回路面积为S，据题意，磁通量Φ＝BS cos θ，对A，S增大，θ减小，cos θ增大，则Φ增大，A正确．对B，B减小，θ减小，cos θ增大，Φ可能不变，B错误．对C，S减小，B增大，Φ可能不变，C错误．对D，S增大，B增大，θ增大，cos θ减小，Φ可能不变，D错误．故只有A正确．9、如图所示，在条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质圆环．以下判断中正确的是()A．释放圆环，环下落时产生感应电流B．释放圆环，环下落时无感应电流C．释放圆环，环下落时环的机械能守恒D．释放圆环，环下落时环的机械能不守恒答案BC解析由条形磁铁磁场分布特点可知，穿过其中央位置正上方的圆环的合磁通量为零，所以在环下落的过程中，磁通量不变，没有感应电流，圆环只受重力，则环下落时机械能守恒，故A、D错误，B、C正确．10、如图所示，闭合圆导线线圈放置在匀强磁场中，线圈平面与磁场平行，其中ac、bd分别是平行、垂直于磁场方向的两条直径．试分析线圈做如下运动时，能产生感应电流的是() A．使线圈在纸面内平动B．使线圈平面沿垂直纸面方向向纸外平动C．使线圈以ac为轴转动D．使线圈以bd为轴转动答案 D解析使线圈在纸面内平动、沿垂直纸面方向向纸外平动或以ac为轴转动，线圈中的磁通量始终为零，不变化，无感应电流产生；以bd为轴转动时，线圈中的磁通量不断变化，能产生感应电流，所以D选项正确．。
海头中学高二物理教案 4.2 探究电磁感应的产生条件
海头中学高二物理教案教学过程：（一）引入新课“科学技术是第一生产力。
”在漫漫的人类历史长河中，随着科学技术的进步，一些重大发现和发明的问世，极大地解放了生产力，推动了人类社会的发展，特别是我们刚刚跨过的二十世纪，更是科学技术飞速发展的时期。
经济建设离不开能源，人类发明也离不开能源，而最好的能源是电能，可以说人类离不开电。
饮水思源，我们忘不了为发现和使用电能做出卓越贡献的科学家——法拉第。
1820年奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第由此受到启发，开始了“由磁生电”的探索，经过十年坚持不懈的努力，于1831年8月29日发现了电磁感应现象，开辟了人类的电气化时代。
本节课我们就来探究电磁感应的产生条件。
（二）进行新课 1、实验观察（1）闭合电路的部分导体切割磁感线在初中学过，当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，如图4.2-1所示。
【教师活动】演示：导体左右平动，前后运动、上下运动。
观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表1中。
如图所示。
【学生活动】观察实验，记录现象。
表导体相对磁场运动还有哪些情况可以产生感应电流呢？（2）向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出【教师活动】演示：如图4.2-2所示。
把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，从线圈中拔出，或静止地放在线圈中。
观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表2中。
【学生活动】观察实验，记录现象。
表（3）模拟法拉第的实验【教师活动】演示：如图4.2-3所示。
线圈A 通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B 的两端与电流表连接，把线圈A 装在线圈B 的里面。
观察以下几种操作中线圈B 中是否有电流产生。
把观察到的现象记录在表3中。
【学生活动】观察实验，记录现象。
磁体相对导体运动磁体相对导体不发生运动2、分析论证【学生活动】分组讨论，学生代表发言。
演示实验1中，部分导体切割磁感线，闭合电路所围面积发生变化（磁场不变化），有电流产生；当导体棒前后、上下平动时，闭合电路所围面积没有发生变化，无电流产生。
电磁感应现象产生的条件
电磁感应：从产生条件到应用探究电磁感应现象是指在电磁场的作用下，导体中的电子发生运动形
成感应电流的现象。
那么，导体中的电子为何会发生运动呢？它的产
生条件主要有以下两点：
1. 必须有变化的磁通量
当导体内部被不断地改变磁通量时，就会出现感应电流。
这是因
为导体内的电子会随着磁通量的变化而受到力的影响，从而形成电流。
2. 导体必须是闭合回路
为了确保感应电流的存在，需要将导体设置成一个闭合回路，这
样才能形成环路电流。
除了了解电磁感应现象的产生条件，我们还可以探究一下它的应用。
广泛应用于发电、电动机、变压器等电力行业，电磁感应也在现
代生活中得到广泛应用，如磁卡、感应式炉具、感应加热器等。
这些
应用都是基于电磁感应现象的原理进行的，在生活中起到了极为重要
的作用。
综上所述，深入了解电磁感应现象的产生条件和应用，可以更好
地掌握电磁学的基础知识，从而更好地应对现代社会的各种挑战。
电磁感应现象产生感应电流的条件
θ
φ=BS
φ=BS cosθ
磁通量的形象理解：
可以把磁通量理解为穿过面积S的磁感线的净条数。 净条数越多，磁通量越大；净条数越少，磁通量越小。
磁通量的正负：若规定磁通量从某个面穿入为正，则穿出为负。
什么原因可引起磁通量变化？
B变
（理解有效面积S）
S变
θ变
实验一：导体棒切割磁感线运动产生感应电流 G
完成学案第2页【知识巩固】 理解学案第1页【要点分析 5】
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，其中以上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。
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3、产生感应电流的条件： （1）电路闭合 （2）闭合电路中的磁通量发生变化
作业： 学案完成到第3页
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
【思维拓展】
我们在做实验时最重要的是要观察实验现象，通过现象总结出结论，在以上的实验中我们可以观察到得 电流表的指针有摆动之外，还有哪些不同的现象？
电磁感应现象产生的条件
电磁感应现象产生的条件电磁感应现象是指在导体中或导体周围发生磁场变化时，会在导体中产生感应电流或感应电动势的现象。
要产生电磁感应现象，需要满足以下几个条件。
一、磁场的变化：电磁感应现象的产生必须伴随着磁场的变化。
这种磁场的变化可以是磁场的强度、方向、面积等发生改变，也可以是磁场的源头与导体之间相对运动。
二、导体的运动：电磁感应现象需要导体相对于磁场的源头发生运动。
当导体相对于磁场的源头以一定的速度运动时，就会在导体中产生感应电流或感应电动势。
三、导体与磁场的相互作用：导体与磁场之间必须存在相互作用，即导体必须与磁场的源头有一定的关联。
这种关联可以是导体与磁场的源头直接接触，也可以是通过其他物体传导磁场。
四、导体的性质：导体必须具有一定的导电性质，才能产生感应电流或感应电动势。
导体可以是金属、电解质溶液等，只要能够传导电荷就可以产生电磁感应现象。
五、导体的形状和结构：导体的形状和结构对电磁感应现象也有一定的影响。
导体的形状和结构不同，其感应电流或感应电动势的大小和分布也会有所不同。
通过以上几个条件的满足，就可以产生电磁感应现象。
电磁感应现象在日常生活中有着广泛的应用。
例如，发电机利用电磁感应现象将机械能转化为电能；变压器利用电磁感应现象实现电能的传输和改变电压；感应炉利用电磁感应现象进行加热等等。
在科学研究中，电磁感应现象也被广泛应用。
通过电磁感应现象，可以探测到地球磁场的变化，从而研究地球磁场的性质和变化规律；通过电磁感应现象，可以实现无线电通信和电磁波的产生和接收等等。
电磁感应现象的产生条件是多方面的，需要磁场的变化、导体的运动、导体与磁场的相互作用以及导体的性质等多个方面的因素共同作用。
只有满足这些条件，才能产生电磁感应现象，并且利用电磁感应现象进行各种应用和研究。
电磁感应现象的研究和应用对于推动科学技术的发展和提高人类生活水平起着重要的作用。
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现象
磁铁动作 N极插入线圈
表针 摆动方向
磁铁动作
S极插入线圈
表针 摆动方向
N极停在线圈中
S极停在线圈中
N极从线圈抽出
S极从线圈抽出
归纳：在这个实验中，什么情况下难够产生感应电流？
通过前面两个实验，我们可以得到什么结论？
只有磁铁相对线圈运动时，才有电流产生。磁铁相 对线圈静止时，没有电流产生。
想一想：这个结论是不是普遍适用的呢？
结论：只要穿过闭合电路的磁通量变化，闭 合电路中就有感应电流产生。
小结
一、电磁感应；
1、磁通量：穿过闭合回路的磁感线的条数φ 。 φ= B S
2、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线 ， 或穿过闭合电路的磁通量发生变化，产生感应电流 的现象。
3、电磁感应产生的电流叫做感应电流。
二、产生感应电流条件： 穿过闭合电路的磁通量发生变化。 “Φ变”
二、电磁感应现象 1、电磁感应：回想初中研究的结论： 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割 磁感线运动 时，导体中就产生电流。
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
2、重大贡献的科学家： 法拉第
三、电磁感应的产生条件 1、图3.1-2导体切割磁感线产生感应电流
2、N极插入、停在线圈中和抽出有无感应电流 实验过程记录如下表
“Φ变”的原因：可能是B变、S变、B与S间的夹角 变
探索者：“摇绳能发电吗”
四、磁通量
为了说清楚产生电磁感应 的条件，要用到一个物理 量——磁通量φ 。
1、定义：穿过闭合回路 的磁感线的条数。
φ= B S—— 不要求掌握
2、理解：
思考：哪些情况可以引起磁通量的变化？
进一步探究感应电流与磁通量变化的关系
思考：哪些情况可以引起磁通量的变化？
进一步探究感应电流与磁通量变化 的关系
有
有
无
有
用表格反映实验结果
操作
开关闭合瞬间
开关断开瞬间流产生
无电流产生
开关总是闭合，迅速移 动变阻器的滑片
有电流产生
实验结论：
只有当线圈A中电流发生变化，线圈B中才有感应电流 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
分析论证
归纳总结