第一章 第1、2节.docx

第1节电磁感应的发现
第2节感应电流产生的条件
学习目标核心提炼1.了解电磁感应现象发现的过程，体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神。1个条件——感应电流产生的条件
3个概念——磁通量、电磁感应、感应电流
3个实验——法拉第实验、两个探究产生感应电流条件的实验2.通过实验，探究和理解感应电流的产生条件。3.掌握磁通量的概念及其计算。4.能够运用感应电流产生的条件判断能否产生感应电流。一、电磁感应的发现
1.奥斯特的“电生磁”
1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。
电流的磁效应说明电流能在其周围产生磁场。
2.法拉第的“磁生电”
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”的现象，产生的电流叫感应电流。
法拉第把引起电流的原因概括为五类：(1)变化的电流；(2)变化的磁场；(3)运动中的恒定电流；(4)运动中的磁铁；(5)运动中的导线。把这些现象定名为电磁感应，由电磁感应现象产生的电流叫做感应电流。
思维拓展
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。
二、探究感应电流产生的条件
1.导体在磁场中做切割磁感线运动，如图1所示。
图1
实验操作实验现象(指针是否摆动)分析论证导体棒静止不摆动当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中有感应电流产生导体棒平行
磁感线运动不摆动导体棒切割
磁感线运动摆动2.通过闭合回路的磁场发生变化，如图2所示。
图2
观察
操作电流计指针的摆动情况螺线管B匝数少螺线管B匝数多螺线管A、B相互垂直开关接通瞬间轻微摆动较大摆动不摆动电流稳定不摆动不摆动不摆动开关断开瞬间轻微摆动较大摆动不摆动滑片快速推动较大摆动最大摆动不摆动滑片缓慢推动轻微摆动较大摆动不摆动3.结论归纳：产生感应电流的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化时，这个闭合电路中就有感应电流产生。
思考判断
(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)穿过闭合线圈的磁通量变化时，线圈中有感应电流产生。(√)
(4)闭合正方形线框在匀强磁场中垂直磁感线运动，必然产生感应电流。(×)
预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中
问题1问题2磁通量及其变化
[要点归纳]
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。
(2)磁通量是标量，但是有正负。磁通量的正、负不代表大小，只表示磁感线是怎样穿过平面的。即若以向里穿过某面的磁通量为正，则向外穿过这个面的磁通量为负。
(3)某面积内有相反方向的磁场时，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.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＝B⊥S，B⊥为B垂直于线圈平面的分量。如图3甲所示，Φ＝B⊥S＝(Bsinθ)·S。
也可以Φ＝BS⊥，S⊥为线圈在垂直磁场方向上的投影面积，如图乙所示，Φ＝BS⊥＝BScosθ。
图3
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4(a)所示。
(2)有效面积S不变，磁感应强度B发生变化。如图4(b)所示。
(3)磁感应强度B和面积S都不变，它们之间的夹角发生变化。如图4(c)所示。
图4
[精典示例]
[例1]如图5所示，两个单匝线圈a、b的半径分别为r和2r。圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为()
图5
A.1∶1 B.1∶2 C.1∶4 D.4∶1
解析两个线圈的半径虽然不同，但是线圈内的匀强磁场的半径一样，则穿过两线圈的磁感线条数一样，即磁通量相同，故选项A正确。
答案A
[例2]磁通量是研究电磁感应现象的重要物理量，如图6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6
A.ΔΦ1>ΔΦ2 B.ΔΦ1＝ΔΦ2
C.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＋Φ