电磁感应现象的产生

(3)磁通量虽然是标量，却有正、负之分． 求磁通量时要按代数和的方法求总的磁通量(穿过平 面的磁感线的净条数)．如下图(左)所示，有两个环a和b， 其面积Sa＜Sb，它们套在同一磁铁的中央，试比较穿过环 a、b的磁通量的大小．我们若从上往下看，则穿过环a、b 的磁感线如下图(右)所示，磁感线有进有出，相互抵消 后，即Φa＝Φa出－Φa进，Φb＝Φb出－Φb进，因Φa出＝Φb出， Φa进＜Φb进，所以Φa出－Φa进＞Φb出－Φb进，即Φa＞Φb.
如图所示，线圈平面与水平方向成θ角，磁感线竖直 向下，磁感应强度为B，线圈面积为S.垂直磁感线的有效 面积S⊥＝Scosθ，则穿过线圈的磁通量Φ＝BScosθ.
②S是指闭合回路中包含磁场 的那部分有效面积．
如图所示，若闭合电路EFGH 和ABCD所在平面均与匀强磁场B 垂直，面积分别为S1和S2，且S1＞ S2，但穿过平面S1和S2的磁场面积 是相同的，所以穿过S1和S2的磁通 量是相同的．因此，Φ＝BS中的S 应是指闭合回路中包含磁场的那部 分有效面积S2.
对应学生用书P1
本章的内容主要是讲述电磁感应现象的产生，确定 感应电动势的大小和方向的一般规律，以及电磁感应现象 在现实生活中的应用．内容主要包括以下几个方面：一是 电磁感应现象及产生感应电流的条件；二是感应电流的方 向；
三是感应电动势的大小；四是电磁感应的应用．电 磁感应定律的发现，不仅在科学和实践上具有重要意 义，而且发现定律的思想以及发现过程中法拉第所表现 的科学态度、意志力等都对后人有着重要的启迪和教育 意义．人类对“电与磁”关系的认识过程，反映了科学 发展过程的继承性，以及科学家群体的巨大作用．
本章可划分为三个单元： 第一单元包括“划时代的发现”“探究感应电流产 生的条件”和“楞次定律”，是从感应电流认识电磁感 应现象，重点是感应电流的产生条件和方向遵从的规 律． 第二单元包括“法拉第电磁感应定律”和“电磁感 应现象的两类情况”，定量描述感应电动势的大小，揭 示电磁感应现象的本质． 第三单元介绍三种具体的电磁感应现象的特点及应 用．有“互感和自感”“涡流、电磁阻尼和电磁驱 动”．前两部分是本章的重点．
实验现象(有无电流) 无 无 有
探究2：条形磁铁在螺线管中运动是否产生电流？ 如图所示，将螺线管与电流计组成闭合回路，把条 形磁铁插入或拔出螺线管，实验现象如下：
实验操作
N极插入线圈
N极停在线圈 中
N极从线圈中 抽出
实验现象(有 无电流) 有
电生磁和磁生电是两个不同的过程，要抓住过程的 本质，电生磁是指运动电荷周围产生磁场；磁生电是指 线圈内的磁通量发生变化而在闭合线圈内产生了感应电 流．要从本质上来区分它们．
1．物理意义 表示穿过某一面积的磁感线条数． 2．定义式 Φ＝BS.
3．应用Φ＝BS时需注意以下四点 (1)公式Φ＝BS的适用条件： ①匀强磁场； ② 磁 感 线 与 平 面 垂 直 ， 即 B⊥S. 如 图所示． (2)对S的理解． ①S为有效面积，即S＝S⊥. 如果磁感线和平面不垂直，S应取 平面在垂直磁感线方向上的投影面积．
本章的核心是感应电流方向判断和感应电动势大小 的计算．需要在理解规律的基础上，加强应用训练，达到 熟练基本方法和思路，灵活运用公式和规律．
本章涉及力学、电路、电场等问题．需要综合运用 力学中的牛顿运动定律、功能关系、能量守恒定律及电路 中的电功、电功率、闭合电路欧姆定律和静电场中的电容 等解答本章综合问题．提高分析和综合能力不仅是解答物 理问题的需要，同时也是我们学习的目的之一．
第1、2节 划时代的发现 探究感应电流 的产生条件
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教材要点解读
对应学生用书P1
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．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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： (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做电磁感应，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．
本章重点：电磁感应现象及法拉第电磁感应定律和 楞次定律．
本章难点：电磁感应现象及规律的综合应用.
对应学生用书P1
本章是以电场和磁场等知识为基础，研究了电磁感 应的一系列现象，通过实验总结出了产生感应电流的条 件和判定感应电流方向的一般方法——楞次定律，给出了 确 定 感 应 电 动 势 大 小 的 一 般 规 律 —— 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律．现象的背后是本质，因此，做好实验并深入探究和 深刻理解现象背后的本质是掌握本章知识的重要方法．
判断穿过闭合导体回路的磁通量是否变化时，可充 分利用磁感线来进行定性判断．即通过观察穿过闭合导 体回路的磁感线的条数是否变化判断某过程中磁通量是 否变化．
1．实验探究
探究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，并和电流计组成闭合回路，实
验现象如下：
实验操作 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
磁通量的正、负号并不表示磁通量的方向，它的符 号仅表示磁感线的贯穿方向．
(4)磁通量与线圈的匝数无关． 磁通量与线圈的匝数无关，也就是说磁通量大小不 受线圈匝数的影响．同理，磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1 也 不 受 线 圈 匝 数 的 影 响 ． 所 以 ， 直 接 用 公 式 求 Φ 、 ΔΦ 时，不必考虑线圈匝数n.