3-2 1.1电磁感应的发现 感应电流产生的条件
产生电磁感应的条件是什么
产生电磁感应的条件是什么条件如下：1、电路是闭合且流通的。
2、穿过闭合电路的磁通量发生变化。
3、电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动。
感应电流产生的微观解释：电路的一部分在做切割磁感线运动时，相当于电路的一部分内的自由电子在磁场中作不沿磁感线方向的运动，故自由电子会受洛伦兹力的作用在导体内定向移动，若电路的一部分处在闭合回路中就会形成感应电流，若不是闭合回路，两端就会积聚电荷产生感应电动势。
电磁感应的本质电磁感应定律是物理学中的基本原理之一，它描述了当一个导线或线圈通过磁场时，会产生电动势，从而产生电流的现象。
这个定律的本质是，磁场的变化会产生电场，电场的变化也会产生磁场，这样一种相互关系。
电磁感应定律是由英国物理学家迈克尔·法拉第在19世纪初发现的。
他通过实验证明，当磁场发生变化时，会在导线或线圈中产生电动势，从而产生电流。
这个定律也可以用向量形式表示，即磁场向量叉乘电场向量不等于零时，就会产生电磁感应。
电磁感应定律的应用非常广泛，可以用来制造发电机、变压器、电动机、感应加热器等多种电器设备。
其中，变压器是电磁感应定律最典型的应用之一。
当一个交流电通过变压器时，磁场会发生变化，从而在变压器线圈中产生电动势，进而产生电流。
在使用电磁感应定律时，需要注意以下几点：1、磁场的变化会产生电场，但电场的变化不会产生磁场。
因此，在计算电磁感应时，只需要考虑磁场的变化。
2、电磁感应定律是一个线性定律，即它与导线的长度、截面积、导线相对磁场的取向以及磁场的强度等因素无关。
因此，只要导线的长度足够长，截面积足够大，就可以获得足够大的电动势和电流。
3、电磁感应定律只适用于封闭电路或线圈中，因为只有封闭电路或线圈才能够产生电动势和电流。
总之，电磁感应定律是物理学中的重要原理之一，它描述了磁场和电场之间的相互作用，具有重要的应用价值。
在使用电磁感应定律时，需要注意它的本质和适用范围，才能正确地应用它来解决实际问题。
2021教科版高三物理选修3-2全册课件【完整版】
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第一章 电磁感应 2 感应电流产生的条件 4 楞次定律 6 自感 日光灯 第二章 交变电流 2 描述正弦交流电的物理量 4 电容器在交流电路中的作用 6 变压器 第三章 传感器 2 温度传感器和光电式传感器 4 实验探究：简单的光控和温控电路
第一章 电磁感应
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Hale Waihona Puke 1 电磁感应现象的发现2021教科版高三物理选修3-2全册 课件【完整版】
2 感应电流产生的条件
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3 法拉第电磁感应定律
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感应电流的产生条件和方向
实验内容设计
2.DIS实验探究
3.小魔术表演
说 课 流 程
1
实验教学背景
2
实验教学过程
3
实验教学反思
实 验 教 学 反 思
3 2
1 给 予 思 想
授 以 方 法
学 以 致 用
4
热 爱 物 理
小魔术
DIS探究
重点、难点： 如何从观察到的现象，推出电磁感应产 生的一般条件。
实 验 教 学 背 景
教材地位 与作用
学情： 初中：导
体棒切割 产生感应 电流
课程标准 与重难点
高二 学生
学情与目标
教法
只要导体棒切割磁感线， 就能产生感应电流。
只有导体棒切割磁感线， 才能产生感应电流。
三维目标：
知识与技能： 观察电磁感 应现象，理解 产生感应电流 的条件。 过程与方法： 经历感应电 流产生条件的 探究活动，提 高学生的分析 辩证能力。 情感态度与价值 观： 经历各种实验 现象，学会通过 现象，分析、归 纳事物本质特征 的科学思想方法。
1.趣味游戏
实验内容设计
2.DIS实验探究
3.小魔术表演
实 验 教 学 过 程
实验环节设计
1.趣味游戏
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实 验 教 学 过 程
实验环节设计
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实 验 教 学 过 程
实验环节设计
DIS实验探究
导体棒运动方向
B组：线圈不动，磁铁运动
磁铁的方向 (B的方向)
左N右S 左S右N
运动方向
新课标高中物理选修3-2课后习题答案
高中物理3.2课后习题答案第4章第1节划时代的发现1.奥斯特实验,电磁感应等.2.电路是闭合的.导体切割磁感线运动.第2节探究电磁感应的产生条件1. 〔1〕不产生感应电流〔2〕不产生感应电流〔3〕产生感应电流2.答：由于弹簧线圈收缩时,面积减小,磁通量减小,所以产生感应电流.3.答：在线圈进入磁场的过程中,由于穿过线圈的磁通量增大,所以线圈中产生感应电流；在线圈离开磁场的过程中,由于穿过线圈的磁通量减小,所以线圈中产生感应电流；当个线圈都在磁场中时,由于穿过线圈的磁通量不变,所以线圈中不产生感应电流.4.答：当线圈远离导线移动时,由于线圈所在位置的磁感应强度不断减弱,所以穿过线圈的磁通量不断减小,线圈中产生感应电流.当导线中的电流逐渐增大或减小时,线圈所在位置的磁感应强度也逐渐增大或减小,穿过线圈的磁通量也随之逐渐增大或减小,所以线圈中产生感应电流.5.答：如果使铜环沿匀强磁场的方向移动,由于穿过铜环的磁通量不发生变化,所以,铜环中没有感应电流；如果使铜环在不均匀磁场中移动,由于穿过铜环的磁通量发生变化,所以,铜环中有感应电流.6.答：乙、丙、丁三种情况下,可以在线圈B中观察到感应电流.由于甲所表示的电流是稳恒电流,那么,由这个电流产生的磁场就是不变的.穿过线圈B的磁通量不变,不产生感应电7.流•乙、丙、丁三种情况所表示的电流是随时间变化的电流,那么,由这样的电流产生的磁场也是变化的,穿过线圈B的磁通量变化,产生感应电流.2 8.为了使MN中不广生感应电流,必须要求DENM 构成的闭合电路的磁通量不变,即BS = B0IS=〔l +vt〕l ,所以,从t=0开始,磁感应强度B随时间t的变化规律是B = —0-l vt第3节楞次定律1.答：在条形磁铁移入线圈的过程中,有向左的磁感线穿过线圈,而且线圈的磁通量增大.根据楞次定律可知,线圈中感应电流磁场方向应该向右,再根据右手定那么,判断出感应电流的方向,即从左侧看, 感应电流沿顺时针方向.2.答：当闭合开关时,导线AB中电流由左向右,它在上面的闭合线框中引起垂直于纸面向外的磁通量增加.根据楞次定律,闭合线框中产生感应电流的磁场,要阻碍它的增加,所以感应电流的磁场在闭合线框内的方向是垂直纸面向里,再根据右手定那么可知感应电流的方向是由D向C.当断开开关时, 垂直于纸面向外的磁通量减少.根据楞次定律,闭合线框中产生感应电流的磁场,要阻碍原磁场磁通量的减少,所以感应电流的磁场在闭合线框内的方向是垂直纸面内外,再根据右手定那么可知感应电流的方向是由C向D.3.答：当导体AB向右移动时,线框ABCD中垂直于纸面向内的磁通量减少.根据楞次定律,它产生感应电流的磁场要阻碍磁通量减少,即感应电流的磁场与原磁场方向相同.垂直于纸面向内,所以感应电流的方向是A - B-C-D.此时,线框ABFE中垂直纸面向内的磁通量增加,根据楞次定律,它产生的磁场要阻碍磁通量的增加,即感应电流的磁场与原磁场方向相反,垂直于纸面向外.所以,感应电流的方向是A-B-F-E.所以,我们用这两个线框中的任意一个都可以判定导体AB中感应电流的方向.说明：此题对导体AB中的电流方向的判定也可用右手定那么来确定.4.答：由于线圈在条形磁铁的N极附近,所以可以认为从A到B的过程中,线圈中向上的磁通量减小, 根据楞次定律,线圈中产生的感应电流的磁场要阻碍磁通量的减少,即感应电流的磁场与原磁场方向相同,再根据右手螺旋定那么可知感应电流的方向,从上向下看为逆时针方向.从B到C的过程中,线圈中向下的磁通量增加,根据楞次定律,线圈中产生的感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加,即感应电流的磁场与原磁场方向相反, 再根据右手螺旋定那么可知感应电流的方向, 从上向下看为逆时针方向.5.答：〔1〕有感应电流〔2〕没有感应电流；〔3〕有感应电流；〔4〕当合上开关S的一瞬间,线圈P的左端为N极；当翻开开关S的上瞬间,线圈P的右端为N极.6.答：用磁铁的任一极〔如N极〕接近A球时,穿过A环中的磁通量增加,根据楞次定律, A环中将产生感应电流,阻碍磁铁与A环接近,A环将远离磁铁；同理,当磁铁远离发A球时,A球中产生感应电流的方向将阻碍A环与磁铁远离,A环将靠近磁铁.由于B环是断开的,无论磁极移近或远离B环, 都不会在B 环中形成感应电流,所以B环将不移动.7.答：〔1〕如下图.圆盘中任意一根半径CD都在切割磁感线,这半径可以看成一个电源,根据右手定那么可以判断,D点的电势比C点高,也就是说,圆盘边缘上的电势比圆心电势高, 〔2〕根据右手定那么判断,D点电势比C点高,所以流过电阻R的电流方向自下向上.说明：此题可拓展为求CD间的感应电动势.设半径为r,转盘匀速转动的角速度②,匀强磁场的磁感应强度为B,求圆盘转动时的感应电动势的大小.具体答案是 E =1 Br% .第4节法拉第电磁感应定律1.正确的选项是D.0.09—0.02 V = 175V ；2.解：根据法拉第电磁感应定律,线圈中感应电动势为 E =n般=1000 m根t 0.4 据闭合电路欧姆定律可得,通过电热器的电流为I = =」75c A=0.175AR r 990 103.解：根据导线切割磁感线产生感应电动势的公式£ = 8卜得：缆绳中的感应电动势_ _5 4 3 3E =4.6 10 2.05 10 7.6 10 V=7.2 10 V4.答：可以.声音使纸盒振动,线圈切割磁感线,产生感应电流.5.答：由于线圈绕OO'轴转动时,线圈长L2的边切割磁感线的速度变化,感应电动势因而变化.根据公式E =Blvsin8 和v =^r 有E = BL1L2缶sin .由于S = L1L2,8=90*,所以,E = BS..2 E A2线圈中感应电动势E=n^ = n^BnR2,所以,T=[ = 4.(2) :t t E B2 1 6.答：〔1〕根据法拉第电磁感应定律,根据闭合电路欧姆定律,可得通过线圈的电流I =5=口斐"2 2n=n4BTSR,所以,R 」t : 2 R 」t 2:S7 .答：管中有导电液体流过时, 相当于一段长为d 的导体在切割磁感线, 产生的感应电动势 E = Bdv .液2体的流量Q=vn 〔2〕,即液体的流量与电动势 E 的关系为Q=4dE.第5节 电磁感应定律的应用1 .解：根据导线切割磁感线产生感应电动势的公式£ = Bl v,该机两翼尖间的电势差为5E =4.7x10 x 12.7 x 0.7 x340V=0.142V ,根据右手定那么可知,从驾驶员角度来说,左侧机翼电势高.说明：该题的难点之上在于学生的空间想象力往往比拟弱,对此,可用简单图形〔图 4-12 〕帮助 理解；另外,该题可补充一问,即当飞机从西向东飞行时,哪侧机翼电势高？分析可得仍为左侧机翼电势高.〔1〕根据法拉第电磁感应定律,线圈中感应电动势为E = n 与R .根据G-t 图象可知,」t华■=0.5Wb/s .电压表的读数为 E =n 竽■=100M0.5V=50V . 〔2〕感应电场的方向为逆时针方 ・ ：t .:t向,如下图.〔3〕 A 端的电势比B 端高,所以A 端应该与电压表标的接线柱连接.答：〔1〕等效电路如下图.〔2〕通过R 的电流方向从上到下.根据导线切割磁感线产生感应电动势的公式E = Blv, MN 、PQ 的电动势都为E=1M1M1V .根据电池的并联和闭合电路欧姆定律,通过MN 的电流方向为自 N 到M ;过PQ 的电流方向为自 N 到M ;过PQ 的电流方向为Q 到P . 为2:1.〔2〕线圈以速度 v 匀速进入磁场,当 CD 边在磁场中时,CD 边受安培力最大,最大值为2. 3. R 电流 I =E = 1A=1A . (3)通过R 14. 〔1〕线圈以速度v 匀速进入磁场,当CD 边在磁场中时,线圈中感应电动势 E I = BI I V ,其中1I 为CD 边的长度.此时线圈中的感应电流为 I I 二且 _ BI I V ,其中R 为线圈的总电阻.同理,线圈以速度 2v匀速进入磁场时,线圈中的感应电流最大值为 12旦 2Bl 1V.第二次与第一次线圈中最大电流之比 2,F I =BI I I I B 11 v O 由于线圈做匀速运动,所以此时外力也最大,且外力大小等于安培力大小,此时 2,外力的功率为P =Fy = B 11 v .同理,线圈以速度2v 进入磁场时,外力的最大功率为 P 2 = 4B I 1 v第二次与第一次外力做功的最大功率之比为 4:1.〔3〕线圈以v 匀速进入磁场,线圈中的感应电流为,巳 Bl 1V 、一 一 . . ______ . ,、一 . 12 ............................... .............. ....... ..................I 1 =-R- =—R-,设AD 边长为12,那么线圈经过时间t ■完全进入磁场,此后线圈中不再有感应电流.2, 2 22, 21 可进一步分析并说明,在这一过程中,外力克服安培力所做的功与感应电流所做的功是相等的.第6节互感和自感1 . 〔1〕当开关S 断开后,使线圈 A 中的电流减小并消失时,穿过线圈 B 的磁通量减小,肉而在线圈 B中将产生感应电流,根据楞次定律,感应电流的磁场要阻碍原磁场的减小,这样就使铁芯中磁场减弱得慢些,即在开关 S 断开后一段时间内,铁芯中还有逐渐减弱的磁场,这个磁场对衔铁 D 依然有力作 用,因此,弹簧 K 不能立即将衔铁拉起.〔2〕如果线圈B 不闭合,不会对延时效果产生影响.在开关S 断开时,线圈A 中电流减小并很快消失,线圈 B 中只有感应电动势而无感应电流,铁芯中的磁场很快消失,磁场对衔铁 D 的作用力也很快消失,弹簧 K 将很快将衔铁拉起.2 .答：当李辉把多用表的表笔与被测线圈断开时,线圈中的电流将减小,发生自感现象.会产生较大的自感电动势,两只表笔间有较高电压, “电〞 了刘伟一下,所以刘伟惊叫起来,当李辉再摸多用表的表 笔时,由于时间经历的较长,自感现象根本“消失〞3 .答：〔1〕当开关S 由断开变为闭合,A 灯由亮变得更为明亮,B 灯由亮变暗,直到不亮.〔2〕当开关S 由闭合变为断开,A 灯不亮,B 灯由亮变暗,直到不亮.第7节 涡流 电磁阻尼和电磁驱动 1 .答：当铜盘在磁极间运动时,由于发生电磁感应现象,在铜盘中主生感应电流,使铜盘受到安培力作用,而安培力的方向阻碍导体的运动,所以铜盘很快就停了下来.2 .当条形磁铁的N 极靠近线圈时,线圈中向下的磁通量增加,根据楞次定律可得,线圈中感应电流的磁场应该向上,再根据右手螺旋定那么,判断出线圈中的感应电流方向为逆时针方向〔自上而下看〕 .感应 所以第一次线圈中产生的热量为 O 同理,线圈以速度 2v 匀速进入 磁场时,线圈中产生的热量为 Q 2 = 2B 211212.第二次与第一次线圈中产生的热量之比为 2:1.说明:N极远离线圈时, 电流的磁场对条形磁铁N极的作用力向上,阻碍条形磁铁向下运动.当条形磁铁的线圈中向下的磁通量减小,根据楞次定律可得,线圈中感应电流的磁场应该向下,再根据右手螺旋定那么,判断出线圈中的感应电流方向为顺时针方向〔自上而下看〕.感应电流的磁场对条形磁铁N极的作用力向下,阻碍条形磁铁向上运动.因此,无论条形磁铁怎样运动,都将受到线圈中感应电流磁场的阻碍作用,所以条形磁铁较快地停了下来,在此过程中,弹簧和磁铁的机械能均转化为线圈中的电能.3.答：在磁性很强的小圆片下落的过程中,没有缺口的铝管中的磁通量发生变化〔小圆片上方铝管中的磁通量减小,下方的铝管中的磁通量增大〕,所以铝管中将产生感应电流,感应电流的磁场对下落的小圆片产生阻力作用,小圆片在铝管中缓慢下落；如果小圆片在有缺口的铝管中下落,尽管铝管中也会产生感应电流,感应电流的磁场将对下落的也产生阻力作用,但这时的阻力非常小,所以小圆片在铝管中下落比拟快.4.答：这些微弱的感应电流,将使卫星受到地磁场的安培力作用.由于克服安培力作用,卫星的一局部运动转化为电能,这样卫星机械能减小,运动轨道离地面高度会逐渐降低.5.答：当条形磁铁向右移动时,金属圆环中的磁通量减小,圆环中将产生感应电流,金属圆环将受到条形磁铁向右的作用力.这个力实际上就是条形磁铁的磁场对感应电流的安培力.这个安培力将驱使金属圆环向右运动.第五章交变电流第1节交变电流1.答：磁铁靠近白炽灯,发现灯丝颤抖.由于通交变电流的灯丝处在磁场中要受到力的作用,灯丝受到的磁场力的大小、方向都随时间做周期性变化,因而灯丝颤抖.A<L2.答：这种说法不对.根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与磁通量的变化率号淳成正比,而t与磁通量中没有必然的联系.假定线圈的面积为S,所在磁场的磁感应强度为B,线圈以角速度切绕垂直于磁感线的轴匀速转动,线圈在中性面时开始计时,那么磁通量①随时间变化的关系为:G = BDcosd,其图象如下图.线圈平面转到中性面瞬间( t=0, t=T),穿过线圈的磁通量 ①虽然最大,但是,曲线的斜率为 0,即,磁通量的变化率 皎 =0,感应电动势为0；而线圈平面转到L t跟中性面垂直时(t =1T , t = 3丁),穿过线圈的磁通量 中为0,但是曲线的斜率最大,即磁通量的 4 4变化率 竽最大,感应电动势最大.△t 3 .解：单匝线圈转到线圈平面与磁场平行位置时, 即教科书图5.1—3中乙和丁图时,感应电动势最大.即E 2BL AB V = 2BL AB ,%=BL AD L AB . =0.01 0.20 0.10 2二 50V=6.3 10-2V AB AB AD AB4 .解：假定发电机线圈平面仅次于中性面开始计时,感应电动势瞬时值表达式e = E m Sin 6 t =400sin(314t).不计发电机线圈的内阻,电路中电流的峰值5 .解：KL 边与磁场方向呈30 °时,线圈平面与中性面夹角为60°,此时感应电动势为：e = E m Sin^t =BSosin603 = §BS .,电流方向为第2节描述交变电流的物理量 1 .解：交变电流1周期内,电流方向变化两次,所以 1s 内电流方向变化的次数为 二 父2次=100次.0.022 .解：不能把这个电容器接在交流电压是10V 的电路两端.由于,这里的 10V 的电压是指交流电压的 有效值.在电压变化过程中的最大值大于 10V,超过了电容器的耐压,电容器会被击穿.3 .解：灯泡正常工作时,通过灯丝电流的有效值I = "P = T 40 A = ；2 A .电流的峰值 U 220 11I m =^2I=2：2A=0.26A . m 114 .根据图象,读出交变电流的周期 T=0.2s,电流的峰值I m=10A,频率f =；=02Hz=5Hz .电流的有效值I =仔二 =5"2A =7.1A2 U 5.解：该电热器消耗的功率p=y,其中U 为电压的有效值U = 一芦,所以, R 、2第3节 电感和电容对交变电流的影响I m『勰A =0.2A 电流的瞬时值表达式i =I m sincot=0.2sin(314t).KNMLK .(U 2 T 2R =-3U1 W =967W2 501 •答：三个电流表A i、A2、A3所在支路分别为：纯电容电路、纯电感电路、纯电阻电路.改换电源后,交流电压峰值没有变化,而频率增加了.对于纯电容电路,交流电压峰值不变,那么电路两端电压的有效值不变.电容大小C未变,交变电流频率增大,那么感抗变小,电流有效值增大,那么容抗变小,电流有效值增大,即A读数增大.对于纯电感电路,交流电压峰值不变,那么电路两端电压的有效值不变. 电感大小L未变,交流频率增大,那么感抗变大,电流有效值减小,即A2读数减小.对于纯电阻电路,交流电压峰值不变,那么电路两端电压的有效值不变.虽然交变电流频率增大,但是对电阻大小没有影响, 电阻大小未变,那么电流有效值不变,即A3读数不变.2.答：由于电容串联在前级和后级之间,前级输出的直流成分不能通过电容器,而流成分可以通过电容器被输送到后级装置中,输入后级的成分中不含有前级的直流成分,所以两级的直流工作状态相互不影响.3.答：电容器对高频成分的容抗小,对低频成分的容抗大,根据教科书图 5.3-8的连接,高频成分就通过“旁边〞的电容器,而使低频成分输送到下一级装置.第4节变压器1.答：恒定电流的电压加在变压器的原线圈上时,通过原线圈的电流是恒定电流,即电流的大小和方向不变,它产生的磁场通过副线圈的磁通量不变.因此在副线圈中不会产生感应电动势,副线圈两端也没有电压,所以变压器不能改变恒定电流的电压.2.解：根据题目条件可知, U i=380V, U2=36V, n〔=1140,求：电=选啜,国暇n〞卡=1081=400, U〔=220V, U2=55V,求：n[=3.解：根据题目条件可知,Ut ^卡=16..4 .答：降压变压器的副线圈应当用较粗的导线. 根据理想变压器的输出功率等于输入功率即I1U1 = I 2U 2 ,降压变压器的U2 <U1 ,因而,它的I2A I1,即副线圈的电流大于原线圈的电流,所以,相比之下,副线圈应用较粗的导线.5 .答：假定理想变压器的原线圈输入的电压 U i 一定,V i 示数不变；当用户的用电器增加时,相当于 Rn i 器输入功率等于输出功率,有：p =|21 = F2 = I 2U 2, U i 、U 2的值 不变,I 2增大,那么I i 增大,A i示数增大.第5节电能的输送 i .在不考虑电抗的影响时,电功率P= IU ,所以I =§■ .当U =ii0K V 时,导线中的电流3 3 I =4800 ]%=4 3. 6A 当 U =ii0V 时,导线中的电流 I = 4800X 10 A=43.6X i03A .i i 0 i0 ii02.公式p 损=UI 和U=Ir 都是错误的,U 是输电电压,而非输电线上的电压降.正确的推导应该是：设输2 2 电电压为U,输送的电功率为 P.a=I r , I =；,那么P 损二与 r ,由此式可知,要减小功率损失, U U 2 就应当用高压送电和减小输电线的电阻 r.3 3.解：⑴用110V 电压输电,输电线上电流I 1 =UP = Z .*：0 A 定i.8M103A ,输电线上由电阻造成3 的电压损失U i =I i R = i.8Mi0 M0.05V=90V , (2)用11KV 电压输电,输电线上电流I 2=_P_』0 0 31A M 8A 输电线上由电阻造成的电压损失U 2 = I 2R=18M0.05V=0.9V .两者U 2 i i i 0比拟,可以看出,用高压输电可使输电线上的电压损失减少许多. 4 .解：输送的电功率为 P,输电电压为U ,输电线上的功率损失为灯P,导线的横截面积为 S,那么 砰=I 2R=(UP)2P,由于P 、U 、AP 、L 、P 各量都是相同的, 所以横截面积为 S 与输电电压U 的二次方成反比,所以有 切=匕 =(11"0)=2.5父103. . n 2.减小,副线圈电压 U 2=-2U i 不变,V 2本数不变国；由于 R 减小,所以A 2本数增大；由于理想变压△P ,导线长度为L,导线的电阻亮红S 2 U i 22202 输电导线上的功率损失用 户 得 到 的 功 率 500V 的电压输电,输电导线上的功率损失用 户 得 到 的 功 率 5 .解：(1)假设用 250V 的电压输电 PP =(P)2R =(22|003)2M0.5kW=3.2kW6 =P - P =20kW -3.2kW =i6.8kW (2)假设用3 P =(P )2R =(2 0.5kW=0.8kW品=P — P =20kW -0.8kW =19.2kW .6.解：输电原理如图5-16 所示.(1)降压变压器输出电流,也就是用户得到的电流I 用95 1032204.32 102A 2由于,PP = 12 r ,输电线上通过的电流25 103\ 8 A=25A . (2)输电线上损失的电压U-U r = Lr =25父8V=200V ,由于升压变压器为理想变压器,输入功率=输出功率,所以升压变压器输出的电压U2计算如下：由于, P2=I2U2=P1,所以,U2 =2=100父103 V=4父103V. (3)升压变压器的匝数之比I225n1 _ U1 n2 U 2 至0 =± .降压变压器的匝数之比4000 16n3 _ U3 _ U2 -U1 = 4000 一200 二1903 一U 用一U 用一220 - 11第六章传感器第1节传感器及其工作原理。
电磁感应的发现 感应电流产生的条件
奥斯特
“电”生“磁”
“磁”能否“电”呢？
1813年
从1821年开始到1831年不觉已过去整整10年， 脑汁绞尽，十指磨破，也没变出一丝丝电来。一 天，他又在地下实验室干了半天，还是毫无结果， 便说了声：“算了吧!”气得将那根长条磁铁向线 圈里嗵地一声扔进去，仰身向椅子上坐去。可是 就在他仰身向椅子上坐的一刹那间，那根长条磁 铁滑落到地上。他忽然看见电流计上的指针向左 颤动了一下。他赶快眨了一下眼，再看指针又在 正中不动了。他想也许是看花眼了，因为人们在 高度集中精力的实验中，有时看到的只是自己希 望的假象。他这么想着就欠着身子将磁铁抽出来 再试一次。不想这一抽指针又向右动了一下，这 回可是真真切切的。
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三、电磁感应中的能量转化问题
有
五. 电磁感应现象中能量的转化与守恒
电磁感应规律的发现对社会发展的意义
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”的概念。 爱因斯坦的评价：场的思想是法拉第最富创 造性的思想，是牛顿以来最重要的发现。
麦克斯韦正是继承和发 展了场的思想，为之找到了 完美的数学表示形式从而建 立了电磁场理论。
例2
平 面 翻 转 后 ， 磁 感 线从平面另一个面穿 过，若原来磁通量为 正，翻转后为负
θ
（一）摇绳能发电吗？
现象探究
请问： 甲乙什么方向 站立最有可能发 出电来？
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 第四章 2探究感应电流的产生条件教案 新人教版选修3-2-新人教版高二选修3-2物理教案
《探究感应电流的产生条件》教案设计各一个，电源，滑动变阻器，导线假设干，电键。
2、多媒体课件六、教学过程[引入课题]老师演示“铝管隧道〞实验，用一个铁球和一个磁性球，在同一个管中演示他们下落的时间，发现铁球下落快，制造悬念，使学生产生疑问。
为什么磁性小球会下落的慢呢？通过这一节课的学习，我们会揭开之一谜底。
[史料介绍]师：1820年奥斯特发现了电流的磁效应，引起了科学界极大的震动。
英国物理学家法拉第对这一发现非常敏感，他立刻意识到磁和电是相互联系的，也应该能相互转化。
既然电能生磁；那么磁也一定能生成电。
同学们，如果你是当年的法拉第，为了证明由磁能生电这一假想，你将做怎样的实验尝试呢？[提出问题—猜想假设]：师：“磁生电〞，磁指的是什么？电指的是什么？学生思考回答以下问题:师：大家可以再回想一下，前面学过的电路中形成电流的条件是什么？生：电源、通路〔闭合电路〕师：而现在又是谁“生〞电？即使生电，我们怎样才能“看见〞？我们需要什么器材？怎样利用这些器材让磁去生电呢？大胆地猜一猜，动手做实验。
[介绍当年法拉第的实验猜想和装置]结合学生的猜想实验，老师介绍1925年11月28日法拉第的四个实验。
重点分析介绍四组实验中都有两个回路，其中一个是产生磁场的，另一个是验证感应电流的。
为后面设计电路埋下伏笔。
师：当年法拉第认为如果有感应电流产生，那么电流计的指针就应该始终指向某一个位置，就这样法拉第在之后的几年里一直未发现他想要的那种情况。
但是在他的科学日记里一直有这样的实验结果记录：“不行〞“毫无反应〞“未显示作用〞等；同时在他的日记里还有这样的文字“从普通的磁铁中获得电的希望，时时激励着我从实验上探求电流的感应效应。
〞对此他还进行了试验分析：如果说我的实验没有成功，那只能说我的实验还不够完善或者是还有一些隐蔽的细节没有被发现……同学们，现在的我们也有同样的信念：磁一定能生电！我们继续进行实验研究。
[设计实验进行验证]：首先我们来完成以下几个问题：1、利用所提供的仪器,设计实验，连结实验电路.〔老师展示同学连好的实验电路如以下图〕〔探究实验一〕〔探究实验二〕2、利用桌上仪器，连成电路，进行操作，让我来发现“磁生电〞。
感应电流产生的条件
有知道电磁感应内容讲的是哪方面知识吗？
奥斯特实验说明：电流产生磁场， 即“电生磁” 法拉第心系“磁生电”：首先发 现由磁产生电的现象
电磁感应：利用磁产生电流的现象
一、磁通量的理解及变化分析
1．磁通量的计算 (1)如图(a)，B与S垂直时：Φ＝BS，B指匀强磁场的磁感应强度，S为 线圈的面积． (2)如图(b)，B与S不垂直时：Φ＝BS⊥＝B⊥S，S⊥为线圈在垂直磁场 方向上的投影面积．B⊥为B在垂直于S方向上的分量．
(3)如图(c)，某线圈所围面积内有不同方向的磁场时分别计算不同方向 的磁场的磁通量，然后规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量 为负，求其代数和．
2．磁通量的标量性 磁通量是标量，但有正负，其正负表示与规定的穿入方向相同或相反， 穿过某一面的磁通量等于各部分磁通量的代数和．
3．磁通量的变化 磁通量的变化，大致可分为以下几种情况： (1)如图(a)，磁感应强度B不变，闭合电路的面积S发生变化． (2)如图(b)，闭合电路的面积S不变，磁感应强度B发生变化． (3)如图(c)，磁感应强度B和闭合电路的面积S都不变，它们之间的夹角发生变 化．
（c） 4．穿过某回路的磁通量的大小可以用穿过该回路的磁感线的条数来表示．当 回路中有不同方向磁感线穿过时，磁通量是指穿过某面磁感线的“净”条数， 即指不同方向的磁感线的条数差，所以可以根据磁感线条数是否变化判断磁 通量是否变化．
二、
Φ 变的四种情况
举例
B 不变、S 变化 闭合电路的一部分导体切割磁感线时
两位科学家的成功发现为人类洞开了崭 新的研究领域。为此§1.1把两位科学家的 成功发现称为划时代的发现。
条形磁铁相对 闭合回路的一部 A线圈中电流 于螺线管运动 分切割磁感线 发生变化
感应电流的产生条件
探究产生感应电流的条件一、磁通量1.磁通量BS =ΦB ：某一匀强磁场的磁感应强度S ：与磁感应强度B 垂直2.单位：Wb 韦伯 211Tm Wb =3.磁通量的意义：形象地表示穿过（不一定垂直穿过）某一面积的净余磁感线条数。
4.量性：标量 二、电磁感应现象1.概念：利用磁场产生感应电动势的现象（并不一定产生感应电流）2.产生条件：穿过电路的磁通量变化即可产生感应电动势，如果该电路是闭合的，则产生感应电流3.引起磁通量变化的原因各不相同，可能是闭合电路或闭合电路一部分的磁感应强度发生变化，或者是闭合电路在磁场中的面积发生了变化，也可能是闭合电路与磁场的夹角发生变化（即有效面积发生变化）。
a.只改变B ，B S B B S ∆=-=∆Φ)(12b.只改变有效面积S ，S B S S B ∆=-=∆Φ)(12c.两者均变化，1122S B S B -=∆Φ ，不能写作S B ∆∆=∆Φ三、探究感应电流产生条件的三个基本实验1.初中学过，闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流。
（画出示意图）2.向闭合线圈中插入磁铁、抽出磁铁（若磁铁静止在线圈中呢？）3.模仿法拉第的实验磁通量的变化1. 矩形线框abcd 的边长分别为l 1、l 2，可绕它的一条对称轴OO ′转动，匀强磁场的磁感应强度为B ，方向与OO ′垂直，初位置时线圈平面与B 平行，如图所示. （1）初位置时穿过线框的磁通量Φ0为多少？（2）当线框沿图甲所示方向绕过60°时，磁通量Φ1为多少？这一过程中磁通量的变化ΔΦ1为多少？（3）当线框绕轴沿图示方向由图乙中的位置再转过60°位置时，磁通量Φ2为多少？这一过程中ΔΦ2=Φ2-Φ1为多少？（1）Φ0=0. （2）Φ1=23BS ΔΦ1=Φ1-Φ0=23 BS. （3）Φ2=23BS ，ΔΦ2=Φ2-Φ1=0.2. 两根长直导线平行放置，导线内通有等大的同向电流，当一矩形线框在两直导线所在的平面内从靠右侧的导线处向左侧导线平移靠近时，如图所示，线框中磁通量的变化情况是___________.先减小后增大3. 如图所示，通有恒定电流的导线MN 与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ第二次将金属框绕cd 边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化分别为1ϕ∆和2ϕ∆，则（ ）A ．1ϕ∆＞2ϕ∆B ．1ϕ∆=2ϕ∆C ．1ϕ∆＜2ϕ∆D ．不能判断4. 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 1.2 感应电流产生的条件教案 教科版选修3-2
感应电流产生的条件教案）这个
B
，磁铁与线圈相对静止时，可见电流表指针不偏转。
提问讨论：磁铁靠近和离开线圈的过程中，穿过线圈的磁通量发生
未变，故穿过线圈的磁通变化。
当磁铁靠近线圈的过程中，穿过线圈的磁通量增大，
、学生探究实验：书图
和电流表
构成的闭合回路
论：移动变阻器滑片（或通断开关）
可见，电流表指针偏转，有感应电流。
中电流稳定时，电流表
指针不偏转，无感应电流。
中电流稳定
综上所述：不同的实验，其共同处在于：产生感应电流的前
，电流表构成的闭合回路，
磁场提供：蹄形磁铁。
可见电流表指针偏转，回路中有感应电流产生。
导体不切割磁力线时，电路中没有电流；而
据磁通量定义Φ＝BS
AB的运动使回路在磁场
中部分面积变了，使穿过回路的磁通变化，故回路中产生了感应电
综上所述：产生感应电流的条件——只要穿过闭
教师设问：那么在其它情况下是否也因为磁通量
论多媒体演示：根据上述概括得出的结论，教师事先利用计算机软件
一、产生感应电流的条件：只要穿
三、分析导体中有无感应电流产生的板画学信息。
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第一章直流电路第一节1、2 电磁感应的发现感应电流产生的条件
【学习目标】
1．了解电磁感应现象的发现过程，知道产生感应电流的条件。
2．能判断闭合回路是否有感应电流产生。
3．激情投入，推导磁通量变化的情况，掌握闭合回路感应电流的条件。
【重难点】判断磁通量的变化，会能判断闭合回路感应电流的条件是本节点重点。
【课程内容标准】
（1）收集资料，了解电磁感应现象的发现过程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。
（2）通过实验，理解感应电流的产生条件。
举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。
【课前预习案】
【使用说明】
1、同学们要先通读教材，然后依据课前预习案再研究教材；通过梳理掌握：电源电动势和内电阻的概念，知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和，能够推导出闭合电路欧姆定律及其公式，理解路端电压与负载的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题。
2、勾划课本并写上提示语．标注序号；完成学案，熟记基础知识，用红笔标注疑问。
（一）教材回忆磁通量
1、当B与S垂直时
①定义：
②表达式；
③适用条件：
④单位：
⑤符号：
⑥磁通量正负的理解：
⑦磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1。
(1)当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝B·ΔS。
(2)当B变化，S不变时，ΔΦ＝ΔB·S。
(3)B和S同时变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1。
（二）教材助读
一、电磁感应的发现：
1（1）、电生磁的发现：1820年，_________发现了电流的磁效应。
（2）、磁生电的发现：1831年，_________发现了电磁感应的现象。
2、法拉第的概括
法拉第把引起感应电流的原因概括为五类，他们都与________相联系。
⑴________中的电流⑵________中的磁场
⑶运动中的________ ⑷运动中的________ ⑸运动中的________
4、感应电流：在电磁感应现象中产生的________
二、实验探究感应电流产生的条件
1、导体在磁场中切割磁感线运动课本P6
2、通过闭合回路的磁场变化
3、归纳总结以上2种探究过程中，产生感应电流时，有什么共同点。
三、感应电流产生的条件
1、只要穿过闭合回路的__________发生变化，闭合回路中就有感应电流产生。
2、△Φ与Φ意义不同，大小没有必然的联系，感应电流的产生与Φ无关，只取决于Φ的____，即与_____无关
（二）预习自测
1．关于电磁感应现象，下列说法中正确的是( )
A．只要有磁感线穿过电路，电路中就有感应电流
B．只要闭合电路在做切割磁感线运动，电路中就有感应电流
C．只要穿过闭合电路的磁通量足够大，电路中就有感应电流
D．只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就有感应电流
2．将条形磁铁竖直放置，闭合圆环水平放置，并使条形磁铁中心线穿过圆环中心，如图所
示，若圆环为弹性环，其形状由a扩大到b，那么圆环内磁通量的变化情况是( )
A．磁通量增大 B．磁通量减小 C．磁通量不变 D．无法判断
3、如图所示，矩形闭合金属框abcd的平面与匀强磁场垂直，若金属框B中有感应电流，则线框的运动情况可能是（）
A．向左平动进入磁场 B．向右平动退出磁场
C．沿竖直方向向上平动 D．沿竖直方向向下平
【问题反馈】：请将你在预习本节中遇到的问题写在下面。
【课内探究案】
探究一：磁通量的分析、计算
问题1、磁通量的计算
A 、如左图所示，r=1cm 。
B=2T
B 、如中图所示，s=0.1m 2 ,B=1T
C 、如右图所示，S abcd =0.2 m 2 ,S ABC
D =0.1 m 2 B=5T 问题2、磁通量的变化
例1、(2011·泰安高二检测)如图所示，有一个垂直于纸面向里的匀强磁场，B=0.8 T ，磁场有明显的圆形边界，圆心为O ，半径为1 cm ．现在纸面内先后放上与磁场垂直的圆线圈，圆心均在O 处，A 线圈半径为1 cm ，10匝；B 线圈半径为2 cm ，1匝；C 线圈半径为0.5 cm ，1匝．问：
(1)在B 减为0.4 T 的过程中，A 和B 中磁通量改变多少？ (2)在磁场转过30°角的过程中，C 中磁通量改变多少？
探究二、感应电流的有无判断
问题1.产生感应电流的条件是什么？
例题2、如图所示，在MN 和PQ 之间的区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，则正方形线圈abcd 在以下几种情况运动，能否产生感应电流？为什么？ （1）线圈abcd 由位置1平移到位置2： （2）线圈abcd 由位置2平移到位置3： （3）线圈abcd 由位置3平移到位置4： （4）线圈abcd 由位置4平移到位置5：
例题3水平放置的矩形线圈abcd 在条形磁铁S 极附近下落，在下落过程中，线圈
平面保持水平，如图位置1和3都靠近位置2，则线圈从位置1到位置2的过程中，
线圈内 感应电流，线圈从位置2到位置3的过程中，线圈内 感应电流。
（填有或无）
★例题4 如图所示，导线框abcd 放在光滑的平行导轨上，与导轨接触良好，现使导线框abcd 向右运动，G 1、G 2是两只电流表，则( )
A ．G 1、G 2中都有电流通过
B ．G 1、G 2中都没有电流通过
C ．只有G 1中有电流通过
D ．只有G 2中有电流通过
【课后提升案】
1．下列现象中，属于电磁感应现象的是( ) A ．磁场对电流产生力的作用
B ．变化的磁场使闭合电路产生感应电流
C ．插入通电螺线管中的软铁棒被磁化
D ．电流周围产生磁场
2．如图所示环形金属软弹簧所处平面与某一匀强磁场垂直，将弹簧沿半径方向向外拉成圆形，则以下措施不能使该金属弹簧中产生电磁感应现象的是( )
A ．保持该圆的周长不变，将弹簧由圆形拉成方形
B ．保持该圆的周长不变，将弹簧由圆形拉成三角形
C ．保持该圆的面积不变，将弹簧由圆形拉成方形
D ．保持该圆的面积不变，将弹簧由圆形拉成三角形
3.(2011·三明高二检测)关于产生感应电流的条件，以下说法中正确的是( ) A ．闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定会有感应电流
B ．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，闭合电路中一定会有感应电流
C ．穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间，闭合电路中一定不会产生感应电流
D ．无论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁感线条数发生了变化，闭合电路中一定会有感应电流 4.(2011·德州高二检测)如图，ab 是一段导线，以下操作可以使电流表指针发生偏转的是( ) A.开关S 断开，导线ab 竖直向下运动 B.开关S 闭合，导线ab 竖直向上运动 C.开关S 断开，导线ab 从纸里向纸外运动 D.开关S 闭合，导线ab 从纸外向纸里运动
5、如图所示，一个矩形线框从匀强磁场的上方自由落下，进入匀强磁场中，然后再从磁场中穿出．已知匀强磁场区域的宽度L 大于线框的高度h ，那么下列说法中正确的是( ) A ．线框只在进入和穿出磁场的过程中，才有感应电流产生 B ．线框从进入到穿出磁场的整个过程中，都有感应电流产生 C ．线框在进入和穿出磁场的过程中，都是机械能转变成电能 D ．整个线框都在磁场中运动时，机械能转变成电能
6．如图示，一有限范围的匀强磁场，宽度为d ，将一个边长为L 的正方形导线框以速度V 匀速地通过磁场区域，若d ＞L ，则在线框中不产生感应电流的时间应等于：（ ） A 、d/V B 、L/V C 、（d －L ）／Ｖ D 、（d －２Ｌ）／Ｖ ★7.如图8所示，一带电小球A 用绝缘细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动，其正下方有一导体环B 放在绝缘水平地面上，圆环B 的圆心位于悬点正下方。
(1)将圆环以环上某点为支点竖起时，圆环中是否产生感应电流。
(2)将圆环在水平面上拉动时，圆环中是否产生感应电流。
、
【我的收获】
1 2
3 × × × × × × × × ×
× × ×。