2024_2025版高中物理第一章电磁感应1_2电磁感应的发现感应电流产生的条件讲义+精练含解析教科版选修3_2.docxVIP

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电磁感应的发觉感应电流产生的条件

[学科素养与目标要求]

物理观念：能够从分析归纳感应电流产生条件的过程中，加深对磁通量的概念及其变更的理解，形成“磁生电”的相识．

科学探究：1.了解探究感应电流产生条件的试验方法.2.经验探究过程，综合信息得出感应电流产生的条件．

科学思维：从有序设计的系列递进试验，用归纳思想得出产生感应电流的一般性条件，并会推断分析详细实例．

科学看法与责任：了解人类探究电磁感应现象的过程，体会并培育探究自然规律的科学看法和科学精神．

一、奥斯特试验的启迪

1820年，奥斯特从试验中发觉了电流的磁效应．

二、电磁感应现象的发觉

1831年，英国物理学家法拉第发觉了“磁生电”现象，他把这种现象命名为电磁感应，产生的电流叫感应电流．

三、感应电流产生的条件

穿过闭合电路的磁通量发生变更时，这个闭合电路中就有感应电流产生．

1．推断下列说法的正误．

(1)若把导线东西放置，当接通电源时，导线下面的小磁针肯定会发生转动．(×)

(2)奥斯特发觉了电流的磁效应；法拉第发觉了电磁感应现象．(√)

(3)小磁针在通电导线旁边发生偏转的现象是电磁感应现象．(×)

(4)通电线圈在磁场中转动的现象是电流的磁效应．(×)

2．如图1所示，条形磁铁A沿竖直方向插入线圈B的过程中，电流表G的指针________(填“不偏转”或“偏转”)；若条形磁铁A在线圈B中保持不动，电流表G的指针________(填“不偏转”或“偏转”)．

图1

答案偏转不偏转

一、磁通量及其变更

如图所示，闭合导线框架的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B.

(1)分别求出B⊥S(图示位置)和B∥S(线框绕OO′转过90°)时，穿过闭合导线框架平面的磁通量．

(2)由图示位置绕OO′转过60°时，穿过框架平面的磁通量为多少？这个过程中磁通量变更了多少？

答案(1)BS0(2)eq\f(1,2)BS削减了eq\f(1,2)BS

1．对磁通量的理解

(1)磁通量表示穿过某一面积的磁感线条数的多少，与线圈匝数无关．

(2)磁通量是标量，但有正、负，其正、负分别表示与规定的穿入方向相同、相反．

2．匀强磁场中磁通量的计算

(1)B与S垂直时，Φ＝BS.

(2)B与S不垂直时，Φ＝BS⊥(S⊥为线圈在垂直磁场方向上的投影面积)或Φ＝B⊥S(B⊥为B垂直于线圈平面的重量)．如图2所示，Φ＝BSsinθ.

图2

3．磁通量的变更

大致可分为以下几种状况：

(1)磁感应强度B不变，有效面积S发生变更．如图3(a)所示．

(2)有效面积S不变，磁感应强度B发生变更．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更．如图(c)所示．

图3

例1如图4所示，有一垂直纸面对里的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场有明显的圆形边界，圆心为O，半径为r.现于纸面内先后放上圆线圈A、B、C，圆心均处于O处，线圈A的半径为r，10匝；线圈B的半径为2r，1匝；线圈C的半径为eq\f(r,2)，1匝．

图4

(1)在B减为eq\f(B,2)的过程中，线圈A和线圈B中的磁通量变更了多少？

(2)在磁场转过90°角的过程中，线圈C中的磁通量变更了多少？转过180°角呢？

答案(1)A、B线圈中的磁通量均削减了eq\f(Bπr2,2)

(2)削减了eq\f(1,4)Bπr2削减了eq\f(1,2)Bπr2

解析(1)A、B线圈中的磁通量始终一样，故它们的变更量也一样．

ΔΦ＝(eq\f(B,2)－B)·πr2＝－eq\f(Bπr2,2)

即A、B线圈中的磁通量都削减了eq\f(Bπr2,2)

(2)对线圈C，Φ1＝Bπr′2＝eq\f(1,4)Bπr2

当磁场转过90°时，Φ2＝0，

故ΔΦ1＝Φ2－Φ1＝－eq\f(1,4)Bπr2

当转过180°时，磁感线从另一侧穿过线圈，若取Φ1为正，则Φ3为负，

有Φ3＝－eq\f(1,4)Bπr2，故ΔΦ2＝Φ3－Φ1＝－eq\f(1,2)Bπr2.

例2磁通量是探讨电磁感应现象的重要物理量，如图5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，其次次将线框绕cd边翻转到位置2，设先后两次通过线框的磁通量变更量的大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则()

图5

A．ΔΦ1ΔΦ2 B．ΔΦ1＝ΔΦ2

C．ΔΦ1ΔΦ2 D．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处要强，故Φ1Φ2.

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|＝