1、第三节第三节 电磁感应现象电磁感应现象 学习目标 1.知道什么是电磁感应现象，知道电磁感应的发现历程.2.通过实验探究产生感应电流的条件.3. 了解电磁感应的应用 一、电磁感应现象的发现 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电磁感应 法拉第把他发现的磁生电的现象叫作电磁感应现象，由电磁感应现象产生的电流叫作感应电流 二、产生感应电流的条件 实验：探究感应电流产生的条件 探究一：如图 1 实验中，让导体棒在磁场中保持相对静止时或者平行于磁场运动时，无论磁场多强，闭合 电路中都没有电流，当
2、导体 ab 做切割磁感线运动时，闭合回路中有电流产生 图 1 探究二：如图 2，当磁铁静止在螺线管中时，回路中无电流，在磁铁插入或拔出螺线管的过程中，回路中有 感应电流 图 2 探究三：如图 3，当螺线管 A 的电流不变时，螺线管 B 所在的回路中没有电流产生；当螺线管 A 的电流变 化时，螺线管 B 所在回路中就有了电流 图 3 三、电磁感应的应用 1电磁感应在生活中常见的应用有：发电机、电话、漏电保护开关、磁悬浮列车等 2汽车防抱死制动系统由轮速传感器、电子控制模块和电磁阀三个部分组成，转速传感器是利用电磁感应 现象来测量车轮的转速 3无线充电技术是利用供电设备直接将电能传送给用电器的技术
3、电磁感应是目前实现无线充电的一种重 要技术途径 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)穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生( ) (3)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( ) (4)不论电路是否闭合，只要电路中磁通量发生变化，电路中就有感应电流( ) 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 4(a)所示 (2)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 和面积 S 都不变，它们之间的夹角
4、发生变化如图(c)所示 图 4 磁通量是研究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，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 1和 2，则( ) 图 5 A12 B12 C12.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 1|21|12；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 2|(2)1|12(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)，12，故 C 正确
5、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 6 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 1、2、3，且都不为 0.下列判断 正确的是( ) 图 6 A1最大 B2最大 C3最大 D1、2、3相等 答案 A 解析 由于磁通量可以理解为穿过一个闭合电路的磁感线的条数的多少，从题图中可看出穿过 S1的磁感线 条数最多，所以 1最大，故 A 正确，B、C、D 错误 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)实验一：如图 7 所示，导体棒 AB 做切割磁感线运动时，线路中_电流产生，而导
6、体棒 AB 顺着磁 感线运动时，线路中_电流产生(均选填“有”或“无”) 图 7 (2)实验二：如图 8 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”) 图 8 (3)实验三： 如图 9 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 S 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”) 图 9 (4)归纳总结： 实验一中：导体棒做切割磁感线运动，回路的有
7、效面积发生变化，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、断开或滑动变阻器的滑动触头移动时，小螺线管 A 中电流变化，从而引起穿过大螺 线管 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 答案 (1)有 无 (2)有 无 (3)有 有 无 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，就必然会产生感应电流；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
8、(多选)下图中能产生感应电流的是( ) 答案 BD 解析 A 选项中，电路没有闭合，无感应电流；B 选项中，面积增大，通过闭合电路的磁通量增大，有感应 电流；C 选项中，穿过圆环的磁感线相互抵消，磁通量恒为零，无感应电流；D 选项中，穿过闭合电路的磁 通量减小，有感应电流 判断是否产生感应电流的技巧 1电路闭合和磁通量发生变化是产生感应电流的两个条件，二者缺一不可 2磁通量发生变化，其主要内涵体现在“变化”上，磁通量很大，若没有变化，也不会产生感应电流若 开始时磁通量虽然是零，但是磁通量是变化的，仍然可以产生感应电流 针对训练 2 (多选)如图 10 所示装置，在下列各种情况中，能使悬挂在螺线
9、管附近的铜质闭合线圈 A 中产 生感应电流的是( ) 图 10 A开关 S 闭合的瞬间 B开关 S 闭合后，电路中电流稳定时 C开关 S 闭合后，滑动变阻器滑片滑动的瞬间 D开关 S 断开的瞬间 答案 ACD 针对训练 3 在选项图所示的条件下，闭合矩形线圈能产生感应电流的是(磁场范围足够大)( ) 答案 D 解析 A 项图中， 因为线圈平面平行于磁感线， 在以 OO为轴转动的过程中， 线圈平面始终与磁感线平行， 穿过线圈的磁通量始终为零，所以无感应电流产生，A 错误；B 项图中，线圈平面也与磁感线平行，穿过线 圈的磁通量为零，竖直向上运动过程中，线圈平面始终与磁感线平行，磁通量始终为零，故无
10、感应电流产 生，B 错误；C 项图中，尽管线圈在转动，B 始终垂直于 S，但 B 与 S 都不变，所以 BS 始终不变，则 线圈中无感应电流，C 错误；D 项图中，图示状态 0，当转过 90 时 BS，所以转动过程中穿过线圈 的磁通量在不断地变化，因此转动过程中线圈中产生感应电流，D 正确 1(电磁感应现象的认识)下列现象中，属于电磁感应现象的是( ) A通电线圈在磁场中转动 B因闭合线圈在磁场中运动而产生电流 C磁铁吸引小磁针 D小磁针在通电导线附近发生偏转 答案 B 解析 闭合线圈在磁场中由于磁通量的变化而产生电流的现象叫电磁感应现象， B 正确； A 中通电线圈在磁 场中转动是因为受磁场
11、力作用，A 错误；D 中小磁针在通电导线附近发生偏转是电流的磁效应，D 错误；C 中磁铁吸引小磁针是磁场的作用，C 错误 2(磁通量的变化)如图 11 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 11 A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 A 3(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 12 所示的实验电路，闭
12、合开关，下列说法正确的是( ) 图 12 A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 中拔出过程中，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 拔出线圈 B 的过程中，线圈 B 的 磁通量减小，D 选项正确 4(产生感应电流的条件)(多选)如图 13 所示，竖直放置的长直导线通有恒定电流，有一矩形线框与导线在 同一平面内，在下列情况中线框产生感应电流的是( ) 图 13 A导线中的电流变大 B线框向右平动 C线框向下平动 D线框以 AB 边为轴转动 答案 ABD
