高中物理-划时代的发现
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。
(完整版)4.1划时代的发现教案
高中物理课堂教学教案年月日［课件演示］电流的磁效应。
通过课件演示增加学生的感性认识。
2．法拉第心系“磁生电”教师活动：引导学生阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。
提出以下问题，引导学生思考并回答：（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？（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？（4）法拉第经历了多次失败后，终于发现了电磁感应现象，他发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的？之后他又做了大量的实验都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是什么？（5）从法拉第探索电磁感应现象的历程中，你学到了什么？谈谈自己的体会。
学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。
（1）奥斯特发现电流磁效应引发了对称性的普遍思考：既然电流能够引起磁针的运动，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”。
（2）法拉第的研究并不是一帆风顺的。
经历了好多次失败，但法拉第始终没有放弃。
直到1831年8月29日，他苦苦寻找了10年之久的“磁生电“的效应终于被发现了。
（3）法拉第在1822年12月、1825年11月、1828年4月作过三次集中的实验研究，均以失败告终。
原因在于，法拉第认为，既然奥斯特的实验表明有电流就有磁场，那么有了磁场就应该有电流。
他在实验中用的都是恒定电流产生的磁场。
（4）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。
他把两个线圈绕到同一个铁环上，如图所示。
一个线圈接电源，一个线圈接“电流表”，在给线圈通电和断电的瞬间，令一个线圈中就出现电流。
之后他又做了大量的实验都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是：“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。
（5）法拉第探索电磁感应现象的历程经历了10年之久，经历了大量的失败，但法拉第凭借自己的坚定信念和对科学的执著追求，勇敢地面对失败，一次又一次，最终成功属于坚持不懈的有心人，他成功了。
人教版高中物理选修3-2课件
电磁感应
第一节 划时代的发现
自主学习--奥斯特梦圆“电生磁”
（1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？在 这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景？ （2）奥斯特的研究是一帆风顺的吗？奥斯特面对失败 是怎样做的？ （3）奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的？用学过 的知识如何解释？ （4）电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。
进一步地思考和探索：
铁芯
铁芯和线圈A是产生这一效应的必要条 件吗？
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。 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。 有规律吗？
问题： “闭合电路的一部分导体切割磁感 线”是不是产生感应电流的必要条 件呢？
若：产生感应电流的必要条件是“闭合电 对运动。 即：磁场和导体相对静止的话，导体 就不切割磁感线，导体中就没有感 应电流产生。
是这样吗？
实验设计：
1、实验目的：使用不切割磁感线的方法产生 感应电流 2、实验器材：电源、电键、电流表、滑动变 阻器、大线圈、小线圈、导线
三品：创造性的思维 为什么以往的实验都失败了？
法拉第敢于突破，终于有了划时代的发现！
1831年10月28日 法拉第的创新：
圆盘发电机，首先向 人类揭开了机械能转化 为电能的序幕。
法拉第提出了“电场”、“磁场”和“力 线”的概念。暗示了电磁波存在的可能性， 并预言了光可能是一种电磁振动的传播 。
结论：产生感应电流的原因可能与磁场的 变化有关，与导体是否切割磁感线无关
小结：
人教版高中物理必修第三册同步教案13.3电磁感应现象及应用
第3节电磁感应现象及应用学习目标1.理解什么是电磁感应现象。
2.掌握感应电流产生的条件,会根据条件判断是否有感应电流产生。
3.了解电磁感应现象在现实生活中的应用。
自主预习一、划时代的发现[填空]1.“电生磁”的发现1820年,丹麦物理学家发现了电流的磁效应。
2.“磁生电”的发现1831年发现了电磁感应现象,产生的电流叫作。
3.电磁感应现象发现的意义二、产生感应电流的条件[填空]产生感应电流的条件三、电磁感应现象的应用、、都是根据电磁感应制造的。
课堂探究[情境设问]产生感应电流需要满足什么样的条件?实验一:请同学们利用手中器材,让导体棒做切割磁感线运动,观察产生的感应电流。
[情境设问]导体棒做切割磁感线运动时,是与磁场相关的哪个物理量发生了变化?实验二:如图所示,条形磁铁插入、停留、抽出螺线管中,观察螺线管中是否有电流产生。
实验三: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,观察下面几种情况下线圈B中是否有电流产生。
实验操作实验现象(线圈B中有无电流)开关闭合开关断开开关闭合时,滑动变阻器不动开关闭合时,迅速移动滑动变阻器的滑片[思考与讨论]总结实验观察到的现象,概括一下产生感应电流的条件。
[例题展示]【例题】如图所示,通电直导线旁放有一闭合线圈abcd,请大家设计方法,使线圈abcd中能产生感应电流。
[变式练习]如下图所示,矩形线圈与磁场垂直,且一半在匀强磁场内一半在匀强磁场外,下述过程中使线圈产生感应电流的是()A.以bc为轴转动45°B.以ad为轴转动45°C.将线圈向下平移D.将线圈向上平移课堂练习1.(多选)下列现象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.闭合回路的导体棒切割磁感线时,回路中有电流产生C.因闭合线圈在磁场中运动而产生电流D.磁铁吸引小磁针2.关于电磁感应现象,下列说法正确的是()A.闭合线圈放在变化的磁场中,必然有感应电流产生B.闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动,必然产生感应电流C.穿过闭合线圈的磁通量变化时,线圈中有感应电流D.只要穿过电路的磁通量变化,电路中就有感应电流3.如图所示,一有限范围的匀强磁场宽度为d,若将一个边长为L的正方形线框以速度v匀速的通过磁场区域,已知d>L,则导线框在通过磁场区域的过程中无感应电流的时间为()A. B.C. D.4.(多选)下列电器中,应用到电磁感应现象的有()A.发电机B.电动机C.变压器D.电磁炉核心素养专练5.发现电磁感应现象的科学家是()A.奥斯特B.安培C.科拉顿D.法拉第6.发电机利用水力、风力等动力推动线圈在磁场中转动,将机械能转化为电能。
高中物理必修三 讲解讲义 18 A电磁感应现象及应用 基础版
电磁感应现象及应用知识点：电磁感应现象及应用一、划时代的发现1．丹麦物理学家奥斯特发现载流导体能使小磁针转动，这种作用称为电流的磁效应，揭示了电现象与磁现象之间存在密切联系．2．英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，即“磁生电”现象，他把这种现象命名为电磁感应．产生的电流叫作感应电流．二、感应电流的产生条件当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流．技巧点拨一、磁通量的变化磁通量的变化大致可分为以下几种情况：(1)磁感应强度B不变，有效面积S发生变化．如图(a)所示．(2)有效面积S不变，磁感应强度B发生变化．如图(b)所示．(3)磁感应强度B和有效面积S都不变，它们之间的夹角发生变化．如图(c)所示．二、感应电流产生的条件1．实验：探究感应电流产生的条件(1)如下图所示，导体AB做切割磁感线运动时，线路中________电流产生，而导体AB顺着磁感线运动时，线路中________电流产生．(均选填“有”或“无”)(2)如下图所示，当条形磁铁插入或拔出线圈时，线圈中________电流产生，但条形磁铁在线圈中静止不动时，线圈中________电流产生．(均选填“有”或“无”)(3)如下图所示，将小螺线管A插入大螺线管B中不动，当开关S闭合或断开时，电流表中________电流通过；若开关S一直闭合，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中________电流通过；而开关一直闭合，滑动变阻器的滑动触头不动时，电流表中________电流通过．(均选填“有”或“无”)(4)归纳总结：实验一中：导体棒切割磁感线运动，回路面积发生变化，从而引起了磁通量的变化，产生了感应电流．实验二中：磁铁插入或拔出线圈时，线圈中的磁场发生变化，从而引起了磁通量的变化，产生了感应电流．实验三中：开关闭合、断开、滑动变阻器的滑动触头移动时，A线圈中电流变化，从而引起穿过B的磁通量变化，产生了感应电流．三个实验共同特点是：产生感应电流时闭合回路的磁通量都发生了变化．2．感应电流产生条件的理解不论什么情况，只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件，就必然产生感应电流；反之，只要产生了感应电流，那么电路一定是闭合的，且穿过该电路的磁通量也一定发生了变化．例题精练1．（舟山期末）随着智能手机的发展，电池低容量和手机高耗能之间的矛盾越来越突出，手机无线充电技术间接解决了智能手机电池不耐用的问题．在不久的将来各大公共场所都会装有这种设备，用户可以随时进行无线充电，十分便捷．如图所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量．当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电．在充电过程中（）A．受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变B．送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化C．送电线圈和受电线圈无法通过互感实现能量传递D．由于手机和基座没有导线连接，所以传递能量没有损失2．（滨海新区模拟）如今共享单车随处可见，与大多山地自行车相比，共享单车具有以下特点：①质量更小更轻便；②科技含量更高，携带GPS模块和SIM卡便于定位和传输信息；③每辆车自带二维码，以方便手机扫描进行连接；④自行车可通过车轮转动给车内电池进行充电。
高中物理选修3-2课后习题及测评试卷答案解析
第四章电磁感应1划时代的发现2探究感应电流的产生条件A组1.如图所示,一个矩形线圈与两条通有相同大小电流的平行直导线处于同一平面,并且处在两导线的中央,则()A.两导线电流同向时,穿过线圈的磁通量为零B.两导线电流反向时,穿过线圈的磁通量为零C.两导线电流同向或反向,穿过线圈的磁通量都相等D.两导线电流产生的磁场是不均匀的,不能判定穿过线圈的磁通量是否为零解析:根据安培定则,两导线电流同向时,它们在线圈处产生的磁场反向,穿过线圈的磁通量为零;两导线电流反向时,它们在线圈处产生的磁场同向,穿过线圈的磁通量不为零,故选项A正确。
答案:A2.如图所示,条形磁铁正上方放置一矩形线框,线框平面水平且与条形磁铁平行。
则线框由N极端匀速平移到S极端的过程中,线框中的感应电流的情况是()A.线框中始终无感应电流B.线框中始终有感应电流C.线框中开始有感应电流,当线框运动到磁铁中部时无感应电流,过中部后又有感应电流D.线框中开始无感应电流,当线框运动到磁铁中部时有感应电流,过中部后又无感应电流解析:先画出条形磁铁的磁场分布情况,然后分析线圈在平移过程中,穿过线框的磁通量的变化情况,可知,穿过线圈的磁通量始终在变化,故B正确。
答案:B3.如图所示,矩形线框在磁场内做的各种运动中,能够产生感应电流的是()解析:产生感应电流的条件是穿过线圈的磁通量发生变化,选项B符合要求。
答案:B4.如图所示,竖直放置的长直导线通以图示方向的电流,有一矩形金属线框abcd与导线处在同一平面内,下列情况下,矩形线框中不会产生感应电流的是()A.导线中电流变大B.线框向右平动C.线框向下平动D.线框以ab边为轴转动解析:导线中电流变大,则周围的磁感应强度增强,线框中磁通量增大,可以产生感应电流;线框向右平动时,线框中的磁感应强度减小,磁通量减小,可以产生感应电流;线框向下平动时,线框中的磁感应强度不变,磁通量不变,不会产生感应电流;线框以ad边为轴转动时,线框中的磁通量发生变化,会产生感应电流,故选项A、B、D不合题意,选项C符合题意。
高中物理学案：电磁感应现象
高中物理学案：电磁感应现象[学科素养与目标要求]科学探究：1.通过实验探究产生感应电流的条件.2.通过实验探究决定感应电动势大小的因素. 物理观念：1.知道什么是电磁感应现象，掌握产生感应电流的条件.2.理解磁通量的概念.3.掌握法拉第电磁感应定律，并会进行有关计算.一、电磁感应现象1.划时代的发现(1)奥斯特在1820年发现了电流磁效应，即“电能生磁”.(2)1831年，法拉第发现了电磁感应现象，即“磁能生电”.2.电磁感应现象：闭合导体回路的一部分在磁场中做切割磁感线的运动时，闭合导体回路中就产生电流.物理学中把这类现象叫做电磁感应.3.感应电流：由电磁感应产生的电流叫做感应电流.二、电磁感应的产生条件1.磁通量：用“穿过一个闭合导体回路的磁感线条数的多少”来形象地理解“穿过这个闭合导体回路的磁通量”.2.感应电流的产生条件只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流.三、感应电动势1.感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势.在闭合回路中，产生感应电动势的那部分导体相当于电源.2.产生条件：只要穿过电路的磁通量发生改变，在电路中就产生感应电动势.3.磁通量的变化量：ΔΦ＝Φ2－Φ1.4.磁通量的变化率：磁通量的变化量跟产生这个变化所用时间的比值，即单位时间内磁通量的变化量.四、法拉第电磁感应定律1.内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.2.公式：E＝ΔΦΔt，若有n匝线圈，则产生的感应电动势为：E＝nΔΦΔt.3.国际单位：ΔΦ的单位是韦伯(Wb)，Δt的单位是秒(s)，E的单位是伏特.1.判断下列说法的正误.(1)只要闭合电路内有磁通量，闭合电路中就有感应电流产生.( ×)(2)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.( √)(3)感应电动势的大小与磁通量的变化量成正比.( ×)(4)感应电动势的大小与磁通量变化的快慢有关，磁通量变化越快，感应电动势越大.( √) 2.某线圈共10匝，已知通过线圈的磁通量在20s内由30Wb均匀增大到40Wb，则线圈产生的感应电动势为________V.答案 5一、磁通量1.定义：物理学中把磁场中穿过某一面积S的磁感线条数定义为穿过该面积的磁通量.2.单位：韦伯，符号：Wb.3.公式：Φ＝BS(B⊥S).4.意义：表示穿过某一面积的磁感线条数的多少.5.引起磁通量变化的原因(1)B变S不变.(2)B不变S变(如闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动).(3)B不变S不变而B与S夹角θ变(如线圈转动).(4)B、S、θ中有两个量或三个量同时变.例1关于磁通量的概念，下列说法中正确的是( )A.磁场中某处的磁感应强度越大，面积越大，则穿过线圈的磁通量一定就越大B.放在某处的一个平面，穿过它的磁通量为零，则该处磁感应强度一定为零C.磁通量的变化不一定是由于磁场的变化而引起的D.磁场中某处的磁感应强度不变，放在该处线圈的面积也不变，则磁通量一定不变答案 C解析磁通量的大小与磁感应强度的大小、面积的大小以及磁场和平面的夹角有关，所以A、B、D错，C对.针对训练1 磁通量可以形象地理解为“穿过一个闭合电路的磁感线的条数”.在图1所示磁场中，S1、S2、S3为三个面积相同的相互平行的线圈，穿过S1、S2、S3的磁通量分别为Φ1、Φ2、Φ且都不为0.下列判断正确的是( )3图1A.Φ1最大B.Φ2最大C.Φ3最大D.Φ1、Φ2、Φ3相等答案 A解析磁通量表示穿过一个闭合电路的磁感线条数的多少，从题图中可看出穿过S1的磁感线条数最多，穿过S3的磁感线条数最少.二、产生感应电流的条件1.实验探究感应电流产生的条件(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2所示.图2导体棒左右平动、前后平动、上下平动，观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表1中.表1(2)向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出如图3所示，把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，或从线圈中抽出，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.图3表2(3)模拟法拉第的实验如图4所示，线圈A通过滑动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.观察以下四项操作中线圈B中是否有电流产生.把观察到的现象记录在表3中.图4表32.结论不论用什么方法，不论何种原因，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产生.3.产生感应电流的条件(1)闭合电路；(2)磁通量发生变化.例2线圈在长直导线电流的磁场中做如图5所示的运动：A向右平动，B向下平动，C绕轴转动(ad 边向里)，D垂直于纸面向纸外做平动，E向上平动(E线圈有个缺口)，判断线圈中有没有感应电流.图5答案A、E中无感应电流；B、C、D中有感应电流解析在直导线电流磁场中的五个线圈，原来磁通量都是垂直纸面向里的.对直线电流来说，离电流越远，磁场就越弱.A向右平动，穿过线圈的磁通量没有变化，故线圈中没有感应电流.B向下平动，穿过线圈的磁通量减少，必产生感应电流.C绕轴转动，穿过线圈的磁通量变化(开始时减少)，必产生感应电流.D离纸面越远，线圈中磁通量越少，线圈中有感应电流.E向上平动，穿过线圈的磁通量增加，但由于线圈没有闭合，因此无感应电流.判断是否产生感应电流的关键是明确电路是否闭合，分清磁感线的疏密分布，从而判断磁通量是否变化，而不是看磁通量的有无.三、法拉第电磁感应定律如图是探究电磁感应的实验装置1.图甲中观察磁铁N极插入或抽出线圈的过程中电流表指针的偏转情况，它说明什么问题？2.电流表指针的偏转程度与感应电动势的大小有什么关系？3.图乙中，闭合回路中部分导线以不同速度水平切割磁感线，观察电流表指针偏转角度有何不同？答案 1.说明电路中产生了感应电动势.2.指针偏转程度越大，感应电动势越大.3.速度越大，指针偏转角度越大.1.感应电动势(1)由电磁感应产生的电动势叫感应电动势.在闭合电路中，产生感应电动势的那部分导体相当于电源.(2)当电路闭合时，回路中有感应电流；当电路断开时，回路中没有感应电流，但感应电动势仍然存在.2.磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ、磁通量的变化率ΔΦΔt的比较(1)Φ是状态量，是闭合回路在某时刻(某位置)穿过回路的磁感线的条数，当磁场与回路平面垂直时Φ＝BS.(2)ΔΦ是过程量，它表示回路从某一时刻到另一时刻磁通量的改变量，即ΔΦ＝Φ2－Φ1.(3)ΔΦΔt表示磁通量的变化快慢，即单位时间内磁通量的变化量，又称为磁通量的变化率.(4)Φ－t图象上某点切线的斜率表示磁通量的变化率ΔΦΔt.3.法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过该电路的磁通量的变化率成正比.(2)公式：E＝n ΔΦΔt.n为线圈的匝数，ΔΦ是磁通量的变化量.电动势的大小决定于穿过电路的磁通量的变化率ΔΦΔt.而与Φ的大小、ΔΦ的大小没有必然联系.(3)单位：ΔΦ的单位是韦伯(Wb)，Δt的单位是秒(s)，E的单位是Wb/s，E的国际单位是V.(4)电磁感应现象的本质：在电磁感应现象中，一定产生感应电动势，不一定产生感应电流.能否产生感应电动势是电磁感应现象的本质.例3关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是( )A.穿过线圈的磁通量Φ最大时，所产生的感应电动势就一定最大B.穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ增大时，所产生的感应电动势也增大C.穿过线圈的磁通量Φ等于0时，所产生的感应电动势就一定为0D.穿过线圈的磁通量的变化率ΔΦΔt越大，所产生的感应电动势就越大 答案 D解析 根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与磁通量的变化率ΔΦΔt成正比，与磁通量Φ及磁通量的变化量ΔΦ没有必然联系.当磁通量Φ很大时，感应电动势可能很小，甚至为0.当磁通量Φ等于0时，其变化率可能很大，产生的感应电动势也会很大，而ΔΦ增大时，ΔΦΔt 可能减小.如图所示，t 1时刻，Φ最大，但E ＝0；0～t 1时间内ΔΦ增大，但ΔΦΔt 减小，E 减小；t 2时刻，Φ＝0，但ΔΦΔt最大，E 最大.故D 正确.例4 如图6所示，将一条形磁铁插入某一闭合线圈，第一次用0.05s ，第二次用0.1s.设插入方式相同，试求：图6(1)两次线圈中平均感应电动势之比； (2)两次线圈中电流之比. 答案 (1)2∶1 (2)2∶1解析 (1)由法拉第电磁感应定律得：E 1E 2＝ΔΦΔt 1·Δt 2ΔΦ＝Δt 2Δt 1＝21. (2)由欧姆定律可得：I 1I 2＝E 1R ·R E 2＝E 1E 2＝21.[学科素养] 分析本题时要紧抓法拉第电磁感应定律的表达式E＝n ΔΦΔt.两次ΔΦ相同，因此平均感应电动势之比等于时间的反比.通过本题的训练，进一步巩固了对法拉第电磁感应定律的理解，体现了“物理观念”的学科素养.针对训练2 如图7甲所示，某线圈共有50匝，若穿过该线圈的磁通量随时间的变化如图乙所示，则a、b两点间的电压是多少？图7答案50V解析求a、b两点间的电压就是求线圈中的感应电动势由题图乙得ΔΦΔt＝0.5－0.10.4V＝1V故E＝n ΔΦΔt＝50V所以a、b两点间的电压为50V.1.(磁通量的计算)如图8所示，面积为S的线圈平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，一半在磁场中，则穿过线圈的磁通量为( )图8A.0B.1 2 BSC.BSD.2BS 答案 B解析根据磁通量公式Φ＝BS，因为题图中有效面积为12S，所以B项正确.2.(磁通量变化的定性分析)如图9所示，一环形线圈沿条形磁铁的轴线，从磁铁N极的左侧A 点运动到磁铁S极的右侧B点，A、B两点关于磁铁的中心对称，则在此过程中，穿过环形线圈的磁通量将( )图9A.先增大，后减小B.先减小，后增大C.先增大，后减小、再增大，再减小D.先减小，后增大、再减小，再增大答案 A3.(产生感应电流的条件)(多选)某学生做观察电磁感应现象的实验时，将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关，用导线连接成如图10所示的实验电路，闭合开关，下列说法正确的是( )图10A.线圈A插入线圈B的过程中，有感应电流B.线圈A从线圈B拔出的过程中，有感应电流C.线圈A停在线圈B中，有感应电流D.线圈A拔出线圈B的过程中，线圈B的磁通量在减小答案ABD解析由感应电流产生的条件知A、B选项正确，C选项错误；在线圈A从线圈B拔出的过程中线圈B的磁通量减小，D选项正确.4.(感应电动势的计算)穿过某单匝线圈的磁通量随时间的变化关系如图11所示，在线圈内产生的感应电动势的最大值是( )图11A.2VB.0.5VC.3VD.2.5V答案 C解析由E＝n ΔΦΔt可知，0～2s内E1＝4－02V＝2V2～4s内，E2＝|3－4|2V＝0.5V4～5s内E3＝|0－3|1V＝3V，故C正确.5.(感应电动势的计算)一个有10匝的闭合导体线圈，若在0.01s内，通过线圈的磁通量由0.04Wb均匀地减小到零，则在这段时间内线圈产生的感应电动势为多大？答案40V解析E＝n ΔΦΔt＝10×0.040.01V＝40V.一、选择题考点一磁通量的理解与计算1.如图1所示，虚线框内有匀强磁场，1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环，分别用Φ1和Φ表示穿过两环的磁通量，则有( )2图1A.Φ1>Φ2B.Φ1＝Φ2C.Φ1<Φ2D.无法确定答案 B解析由题图知，穿过圆环1、2的磁感线条数相等，故Φ1＝Φ2.2.如图2所示，在同一平面内有四根彼此绝缘的直导线，分别通有大小相同、方向如图所示的电流，要使由四根直导线所围成的面积内的磁通量增加，则应切断哪一根导线中的电流( )图2A.切断i1B.切断i2C.切断i3D.切断i4答案 D解析根据安培定则判断出四根通电直导线中电流在所围面积内的磁场方向，可知只有i4中电流产生的磁场垂直于纸面向外，则要使磁通量增加，应切断i4.3.磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图3所示，通有恒定电流的导线MN与闭合线框共面，第一次将线框由位置1平移到位置2，第二次将线框绕cd边翻转到位置2，设先后两次通过线框的磁通量变化量的大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则( )图3A.ΔΦ1>ΔΦ2B.ΔΦ1＝ΔΦ2C.ΔΦ1<ΔΦ2D.无法确定答案 C解析设闭合线框在位置1时穿过闭合线框的磁通量为Φ1，平移到位置2时穿过闭合线框的磁通量为Φ2，导线MN中的电流产生的磁场在位置1处的磁感应强度比在位置2处强，故Φ>Φ2.1将闭合线框从位置1平移到位置2，穿过闭合线框的磁感线方向不变，所以ΔΦ1＝|Φ2－Φ1|＝Φ1－Φ2；将闭合线框从位置1绕cd边翻转到位置2，穿过闭合线框的磁感线反向，所以ΔФ2＝|(－Φ2)－Φ1|＝Φ1＋Φ2(以原来磁感线穿过的方向为正方向，则后来从另一面穿过的方向为负方向)，故正确选项为C.考点二感应电流的产生条件4.如图4所示，线圈两端接在电流表上组成闭合电路.在下列情况中，电流表指针不发生偏转的是( )图4A.线圈不动，磁铁插入线圈B.线圈不动，磁铁从线圈中拔出C.磁铁不动，线圈上、下移动D.磁铁插在线圈内不动答案 D解析产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，线圈和电流表已经组成闭合电路，只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就产生感应电流，电流表指针就偏转.在A、B、C三种情况下，线圈和磁铁发生相对运动，穿过线圈的磁通量发生变化，产生感应电流；而当磁铁插在线圈中不动时，线圈中虽然有磁通量，但磁通量不变化，不产生感应电流，电流表指针不发生偏转.5.在如图所示的条件下，闭合的矩形线圈中能产生感应电流的是( )答案 B解析A、C中线圈内的磁通量始终等于零，D中磁通量不发生变化，故均没有感应电流. 6.如图5所示，在竖直向下的匀强磁场中(磁场范围足够大)，有一闭合导体环，环面与磁场方向垂直，当导体环在磁场中完成下述运动时，可能产生感应电流的是( )图5A.导体环保持水平方位在磁场中向上或向下运动B.导体环保持水平方位向左或向右加速平动C.导体环绕垂直环面、通过环心的轴转动D.导体环以一条直径为轴，在磁场中转动答案 D7.(多选)实验装置如图6所示，在铁芯F上绕着两个线圈A、B.如果线圈A中的电流i和时间t的关系如下图所示，在t～t2这段时间内，A、B、C、D四种情况中，在线圈B中观察到感应1电流的是( )图6答案BCD解析当线圈A中的电流发生变化，它产生的磁场也就发生变化，穿过闭合电路的线圈B的磁通量也发生改变，从而产生感应电流.考点三法拉第电磁感应定律8.(多选)如图7所示，让线圈由位置1通过一个匀强磁场的区域运动到位置2，下列说法中正确的是( )图7A.在线圈进入匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，而且进入时的速度越大，感应电流越大B.整个线圈在匀强磁场中匀速运动时，线圈中有感应电流，而且电流是恒定的C.整个线圈在匀强磁场中加速运动时，线圈中有感应电流，而且电流越来越大D.在线圈穿出匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，而且穿出时的速度越大，感应电流越大答案AD解析线圈在进入和穿出磁场时，线圈中有感应电流，且运动速度越大，磁通量变化越快，产生的感应电流越大，故A、D正确；当线圈全部进入磁场后，穿过线圈的磁通量始终不变，没有感应电流，故B、C错误.9.穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地增加6Wb，则( )A.线圈中感应电动势每秒钟增加6VB.线圈中感应电动势每秒钟减少6VC.线圈中感应电动势保持不变D.线圈中无感应电动势答案 C解析由E＝n ΔΦΔt知，磁通量均匀变化，产生的感应电动势恒定，为6V.10.如图8所示为穿过某一闭合回路的磁通量随时间变化的图象，则( )图8A.2～4s内感应电动势最大B.4～5s内感应电动势小于0～2s内的感应电动势C.0～2s内感应电动势为1VD.2～4s内感应电动势为2V答案 C解析由E＝ΔΦΔt知，2～4s内感应电动势为0,0～2s内感应电动势为1V,4～5s内感应电动势为2V，选项C正确，A、B、D错误.二、非选择题11.如图9所示，桌面上放一单匝线圈，线圈中心上方一定高度处有一竖立的条形磁体.当磁体竖直向下运动时，穿过线圈的磁通量将________(选填“变大”或“变小”).在上述过程中，穿过线圈的磁通量变化了0.1Wb，经历的时间为0.5s，则线圈中的感应电动势为________V.图9答案变大0.2解析当磁体竖直向下运动时，磁场增强，穿过线圈的磁感线的条数增多，磁通量将变大；感应电动势E＝n ΔΦΔt＝0.10.5V＝0.2V.12.一个200匝、面积为20cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，若磁感应强度在0.05s内由0.1T增加到0.5T，在此过程中穿过线圈的磁通量的变化量是________Wb；磁通量的平均变化率是________Wb/s；线圈中的感应电动势的大小是________V.答案8×10－4 1.6×10－2 3.2解析ΔΦ＝(B2－B1)S＝0.4×20×10－4Wb＝8×10－4WbΔΦΔt ＝8×10－40.05Wb/s＝1.6×10－2 Wb/sE＝n ΔΦΔt＝200×1.6×10－2V＝3.2V.13.如图10所示，一单匝线圈从左侧进入磁场.在此过程中，图10(1)线圈的磁通量将如何变？(2)若上述过程所经历的时间为0.1s，线圈中产生的感应电动势为0.2V，则线圈中的磁通量变化了多少？答案(1)变大(2)0.02Wb解析(1)线圈从左侧进入磁场的过程中，穿过线圈的磁感线的条数增加，线圈的磁通量变大.(2)由E＝n ΔΦΔt得ΔΦ＝EΔt＝0.2×0.1Wb＝0.02Wb.14.一面积S＝4×10－2m2、匝数n＝100匝的线圈放在匀强磁场中，磁感线垂直于线圈平面，磁感应强度随时间的变化率ΔBΔt＝2T/s.穿过线圈的磁通量的变化率是多少？线圈中产生的感应电动势是多少？答案8×10－2Wb/s 8V解析穿过线圈的磁通量的变化率与匝数无关，故ΔΦΔt＝ΔBΔtS＝2×4×10－2Wb/s＝8×10－2 Wb/s由法拉第电磁感应定律得E ＝n ΔΦΔt＝100×8×10－2V ＝8V.。
高中物理划时代的发现探究感应电流产生条件导学案
划时代的发现探究感应电流产生条件导学案【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、感应电流的概念。
3、通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件。
【重点难点】1、通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件2、通过合作探究得出感应电流的产生条件。
【使用说明】：阅读课本P5-7页，自主探究，交流讨论，自主归纳。
一、【课前预习案】一、“电生磁”和“磁生电”1、1820年，丹麦物理学家发现载流导线能使小磁针偏转，这种现象成为电流的磁效应。
2、1831年，英国物理学家发现了“磁生电”的现象，这种现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫。
二、产生感应电流的条件1、磁通量（）的定义：在中有一个与磁场方向的平面，磁感应强度为B，平面的面积为S，与的乘积，叫做穿过这个面的磁通量。
公式：○1磁通量是量，但有之分，国际单位○2磁通量的形象表述是穿过这个面的。
2、产生感应电流的条件：○1电路○2磁通量发生【预习自测】1、（单选）关于电磁感应，下列说法中正确的是（）A.导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流B.导体做切割磁感线的运动，导体内一定会产生感应电流C.闭合电路在磁场中做切割磁感线的运动，电路中一定会产生感应电流D.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2、（多选）恒定的匀强磁场中有一圆形闭合圆形线圈，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，线圈中能产生感应电流（）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直线运动C.线圈绕任意一条直径做匀速转动D.线圈绕任意一条直径做变速转动我的疑惑二、【课堂探究案】合作探究一：1．实验观察，完成下表(1)导体棒在磁场中运动是否产生电流．如课本图4.2-1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：(2)磁铁在螺线管中运动是否产生电流．如课本图4.2-2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：(3)模拟法拉第的实验如课本图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的两端连到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面．实验现象如下：合作探究二：归纳总结，根据刚才的实验观察分析论证，完成下表请大家思考以上几个产生感应电流的实例，能否从本质上概括出产生感应电流的条件。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
磁铁的运动
Hale Waihona Puke 有无电流 磁铁的运动有无电流
N极插入线圈
有 S极插入线圈
有
N极停在线圈中
没有 S极停在线圈中 没有
N极从线圈中抽出 有
S极从线圈中抽出 有
结论：只有磁体相对线圈运动 时有感应电流产生。
实验1
比较分析
实验2
v v
上面两组实验有什么共同点？ 磁场和闭合回路都发生相对运动 只有磁铁和线圈发生相对运动时，才有电流产生。 想一想：这个结论是不是普遍适用的呢？
B．磁感应强度越大，磁通量也越大
C．磁通量小，一定是磁感应强度小
D．磁感应强度很大，而磁通量可能为零
2．关于磁通量，下列说法中正确的是 （A） A．穿过某一面积的磁感线条数越多，磁通量越大 B．穿过某一面积的磁通量一定等于面积S与该处磁 感应强度B的乘积 C．若穿过某一面积的磁通量为零，则该处的磁感应 强度一定为零 D．穿过某一面积的磁通量等于该面积上单位面积的 磁感线条数
法拉第：历经10年，“痴”心不 改
“试验－失败－再试验”：屡战屡败、屡败屡战……
+G
_
未通电直导线放在另一段通电线圈内部
法拉第心系“磁生电”
法拉第：历经10年，“痴”心不 改
“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
法拉第心系“磁生电”
法拉第：历经10年，“痴”心不 改法拉第第一个成功实验：十年失败，一朝顿悟
哪些情况可以产生感应电流
条形磁铁的磁场 通电螺线管的磁场 替换后实验！
哪些情况可以产生感应电流
实验3：模拟法拉第实验
B
电路相互独立！
哪些情况可以产生感应电流
实验3：模拟法拉第实验
你认为通电螺线管A静止在螺 线管B内，会在B回路中产生 感应电流吗？
操作 开关闭合瞬间 开关断开瞬间 开关闭合时，滑动变阻器不动 开关闭合时，迅速移动变阻器的滑片
即 ＝ B·S·cosθ
θ为磁场与所研究平面的夹角。
磁通量
磁通量的意义：可用磁感线的条数来形象说明。 因此垂直穿过单位面积的磁通量——磁通密度反映了 磁感应强度的大小，在数值上等于磁感应强度，
B = /S ．1T=1Wb/m2
1．下列各种说法中，正确的是（ AD ） A．磁通量很大，而磁感应强度可能很小
（3）线框绕轴线AB转动（图丙）。
没有
没有
有
例与练
2．(课本P8T2）如图所示，磁场中有一个闭合的弹簧线圈。先把线圈撑 开（图甲），然后放手，让线圈收缩（图乙）。线圈收缩时，其中是否有 感应电流？为什么？
有
4.1 划时代的发现
奥斯特梦圆“电生磁”
19世纪20年代之前, 电与磁是独立发展的.
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
法拉第心系“磁生电”
艰难的探索：众多物理学家“浅尝则止” 伟大安培的尝试：
+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
法拉第心系“磁生电”
艰难的探索：众多物理学家“浅尝则止” 跑失良机的科拉顿（英国）：
法拉第心系“磁生电”
法拉第：历经10年，“痴”心不 改“试验－失败－再试验”：屡战屡败、屡败屡战……
+
G
_
一段通电直导线放在另一段直导线旁边
法拉第心系“磁生电”
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
4.2 探究感应电流 的产生条件
磁通量
定义：磁感应强度B与垂直于B的面积S的乘积，叫做
穿过这个面的磁通量，简称磁通。
＝ B·S⊥
磁通量的国际单位是韦伯， 符号Wb。1Wb=1T·m2
若B与S不垂直，则穿过S的磁通量 等于穿过它的投影平面的磁通量，
现象（有无电流产生）
有 有 没有 有
只有当线圈A中电流发生变化时，线圈B中才会有电流产生
实验1
哪些情况可以产生感应电流
实验2
实验3
闭合电路包围的 面积变化时，电 路中有电流产生
线圈中的磁场 变 化 时，线圈中有 感应电流
线圈B中磁场变化 时，线圈B中有感 应电流
例与练
1．(课本P7T1）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）
实验1
哪些情况可以产生感应电流
导体左右平动， 前后运动、 上下运动
实验操作
实验现象（有无电流）
导体棒静止 导体棒平行磁感线运动
没有 没有
导体棒切割磁感线运动
有
初中研究的结论：闭合电路的部分导体 切割磁感线 时有感应电流产生。
哪些情况可以产生感应电流
假如AB棒不动， 还能设法产生感 应电流吗？
实验2
电池组 开关 电流计
法拉第线圈：与160年后出现的现代变压器出奇的相 似，现已成为著名的科学文物。
法拉第心系“磁生电”
法拉第第一个成功实验：十年失败，一朝顿悟 法拉第：磁生电 ——电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流 法拉第将其发现的全部“磁生电”现象分成五类：
“磁生电” 现象的本质 特征是：变 化、运动