内容发布更新时间 : 2024/5/17 13:01:38星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

[目标定位] 1.知道奥斯特实验、电磁感应现象，了解电生磁和磁生电的发现过程.2.通过实验观察和实验探究，理解感应电流的产生条件.3.能说出磁通量变化的含义，会利用电磁感应产生的条件解决实际问题.

一、电磁感应的发现

1.奥斯特实验的启迪

1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应.不少物理学家根据对称性的思考提出，既然电能产生磁，是否磁能产生电呢？ 2.电磁感应现象的发现

1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，即“由磁生电”的条件，产生的电流叫感应电流.

法拉第将“磁生电”的现象分为五类：

(1)变化中的电流；(2)变化中的磁场；(3)运动中的恒定电流；(4)运动中的磁铁；(5)运动中的导线. 深度思考

电流的磁效应与电磁感应有什么区别？

答案 电流的磁效应是指电流周围产生磁场，即“电生磁”.电磁感应现象是利用磁场产生感应电流，即“磁生电”.“电生磁”和“磁生电”是两种因果关系相反的现象，要正确区分这两种现象，弄清现象的因果关系是关键. 例1 下列属于电磁感应现象的是( ) A.通电导体周围产生磁场

B.磁场对感应电流发生作用，阻碍导体运动

C.由于导体自身电流发生变化，在回路中产生感应电流 D.电荷在磁场中定向移动形成电流

解析 根据引起电流原因的五类情况可知，导体自身电流发生变化，在回路中产生感应电流为电磁感应现象.故选项C正确. 答案 C

二、磁通量及其变化

1.磁通量的计算

(1)B与S垂直时：Φ＝BS，S为线圈的有效面积.如图1(a)所示.

(2)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.如图(b)、(c)所示.

(3)某线圈所围面积内有不同方向的磁场时，规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为

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负，求其代数和，如图(d)所示.

图1

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. 3.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2(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.

图2

4.用磁感线的条数表示磁通量.当回路中有不同方向的磁感线穿过时，磁通量是指穿过某一面磁感线的“净”条数，即不同方向的磁感线的条数差. 深度思考

将两个同圆心但大小不同的线圈套在条形磁铁上，通过哪个线圈的磁通量大？

答案 通过小线圈的磁通量大.若穿过某一平面的磁感线既有穿出，又有穿入，则穿过该面的合磁通量为磁感线的净条数.

例2 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分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则( )

图3

A.ΔΦ1>ΔΦ2 C.ΔΦ1<ΔΦ2

B.ΔΦ1＝ΔΦ2 D.无法确定

解析 设闭合线框在位置1时的磁通量为Φ1，在位置2时的磁通量为Φ2，直线电流产生的磁场在位置1处比在位置2处要强，故Φ1>Φ2.

将闭合线框从位置1平移到位置2，磁感线是从闭合线框的同一面穿过的，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，磁感线分别从闭合线框的正反两面穿过，所以ΔФ2＝|(－Φ2)－Φ1|＝Φ1＋Φ2(以原来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. 答案 C

磁通量虽然是标量，但有正、负.该题中线框由位置1平移到位置2和绕cd边翻转到位置2时，在位置2的磁通量大小都相等，但磁感线穿入的方向相反.

例3 边长L＝10cm的正方形线框有10匝，固定在匀强磁场中，磁场方向与线框平面间的

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夹角θ＝30°，如图4所示，磁感应强度随时间的变化规律为B＝2＋3t (T)，求：

图4

(1)2s末穿过线框的磁通量.

(2)第3s内穿过线框的磁通量的变化量ΔΦ. 解析 (1)2s末穿过线框的磁感应强度 B2＝(2＋3×2) T＝8T，

由Φ＝BSsinθ，知2s末穿过线框的磁通量 Φ＝B2Ssinθ＝8×(0.1)2×sin30°Wb＝4×10－2Wb. (2)第3s内磁感应强度的变化ΔB＝3T，

所以ΔΦ＝ΔBSsinθ＝3×(0.1)2×sin30°Wb＝1.5×10－2Wb. 答案 (1)4×102Wb (2)1.5×102Wb

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?1?求解磁通量的变化量时要取有效面积； ?2?磁通量的变化与线圈的匝数无关；

?3?磁感线从不同侧面穿过线圈时磁通量的正、负不同.

三、产生感应电流的条件

1.导体在磁场中做切割磁感线运动

如图5所示，将可移动导体棒AB放置在磁场中，并和电流表组成闭合回路.实验操作及现象如下：

图5

实验操作 导体棒静止 导体棒平行磁感线上、下运动 导体棒垂直磁感线左、右运动 2.通过闭合回路的磁场发生变化 如图6所示，实验操作及电流计指针的摆动情况如下：

图6

观察 操作 开关接通瞬间 电流计指针的摆动情况 螺线管B 匝数少 轻微摆动 螺线管B 匝数多 较大摆动 螺线管A、B 相互垂直 不摆动 实验现象(有无电流) 无 无 有 第 3 页