2012高二物理课件：第一章 第一节 电磁感应现象 第二节 产生感应电流的条件 （粤教版选修3-2）

(共23张PPT)
第一章
电磁感应
第一节
电磁感应现象
第二节
产生感应电流的条件
知识点1 电磁感应现象
磁生电
1．电磁感应现象：_______的现象叫电磁感应现象．
2．感应电流：电磁感应现象中产生的电流．
3．“电”与“磁”的联系
奥斯特实验
(1)___________证实电流的周围存在磁场，即“电生磁”
的现象，这一实验揭示了电与磁之间的联系．
(2)____________ 证实磁也可以生电，即“磁生电”的现
象，这一实验进一步揭示了电与磁之间的联系．
法拉第实验
知识点 2 磁通量和磁通量的变化
1．磁通量：__________________的磁感线的条数叫磁通量，
用Φ表示．
垂直穿过回路平面
Φ＝BS
在匀强磁场中，当磁场与某回路(平面)垂直时，穿过该回
路(平面)的磁通量为_________；当磁场与某回路(平面)斜交时，
穿过该回路(平面)的磁通量为_______________(θ角为磁场方向
与平面之间的角度)．
Φ＝BSsin θ
2．磁通量的变化：穿过同一个平面的磁通量在两个时刻的差
值(注意磁通量的正负)，可以利用磁感线的条数变化进行判断．
知识点3 产生感应电流的条件
1．通过磁产生电必须同时满足两个要求
(1)产生电流的回路一定是______的；
闭合
(2)在闭合回路中一定_________________．
2．磁通量的变化
要有磁通量的变化
面积
(1)当闭合回路中存在磁场时，其______发生变化，可以使
回路中的磁通量发生变化．
(2)当闭合回路的面积保持不变时，穿过回路的______发生
变化时，也可以使回路中的磁通量发生变化．
磁场
(3)也可以通过观察穿过闭合回路的磁感线的条数的变化
来确定磁通量是否变化．
【例题】如图 1－1－1 所示，将一个矩形小线圈放在一个
匀强磁场中，若线圈平面平行于磁感线，则下列运动中能使线
圈产生感应电流的是(
)
图 1－1－1
A．矩形线圈平行于磁感线平移
B．矩形线圈垂直于磁感线平移
C．矩形线圈绕 ab 边转动
D．矩形线圈绕 bc 边转动
解析：线圈中产生感应电流的条件是必须有磁通量的变化，
在图示位置，穿过线圈中的磁通量为零，如果矩形线圈平行于
磁感线平移，则穿过线圈中的磁通量仍然为零，磁通量没有变
化，因此，不能产生感应电流；如果矩形线圈垂直于磁感线平
移，也没有磁通量的变化，因此，不能产生感应电流；如果矩
形线圈绕ab 边转动，则线圈中的磁通量将发生变化，因此，能
产生感应电流；如果矩形线圈绕bc 边转动，同样不能产生感应
电流．
答案：C
1．关于感应电流产生条件的说法中，正确的是(
)
D
A．只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感
应电流
B．只要闭合导线做切割磁感线运动，导线中就一定有感
应电流
C．闭合导体的一部分，若不做切割磁感线运动，闭合回
路中就一定没有感应电流
D．当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，闭合回路中就
一定有感应电流
解析：当穿过闭合回路的磁通量发生变化时，闭合回路中
就一定有感应电流．
知识点4 磁通量发生变化的正确理解
1．磁通量是双向标量，没有方向，但穿过某回路的磁感线
如果存在穿出和穿入的情况，即有方向相反的磁感线同时穿过
这个回路，则磁通量可以互相抵消．因此，磁通量是总的效果，
磁通量的变化也是这种总的效果的变化．
2．磁通量与面积有关，但不一定是面积越大，磁通量越大．
【例题】如图 1－1－2 所示，矩形线圈与直线电流共面，
在线圈从位置Ⅰ移到位置Ⅱ的过程中，关于线框中的磁通量的
变化情况正确的说法是(
)
A．一直增加
B．先增加再减少
C．先增加再减少再增加
D．先增加再减少再增加再减少
图 1－1－2
解析：电流的周围存在磁场，由安培定则可知，在位置Ⅰ
磁场方向垂直纸面向外，且远离直线电流的位置，磁场越弱，
靠近直线电流的位置，磁场越强；在位置Ⅱ磁场方向垂直纸面
向里，且靠近直线电流的位置，磁场越强，远离直线电流的位
置，磁场越弱．当线圈从位置Ⅰ到右边与直线电流重合时(位置
1 到位置2)，穿过线圈的磁通量变大；当线圈从右边与直线电
流重合到对称中心位置时(位置2 到位置3)，穿过线圈的磁通量
变小；当线圈从对称中心位置到左边与直线电流重合时(位置 3
到位置4)，穿过线圈的磁通量变大；当线圈从左边与直线电流
重合到位置Ⅱ时(位置4 到位置5)，穿过线圈的磁通量变小．
答案：D
2．如图 1－1－3 所示，为一个闭合的金属弹簧圆圈，在它
的中间插有一根条形磁铁，现用力从四周拉弹簧圆圈，使圆圈
的面积增大，则通过弹簧圆圈面的磁通量 _____(“变大”、“变
小”或“不变”)，环内____(“能”或“不能”)产生感应电流．
图 1－1－3
图 1
解析：条形磁铁的磁感线分布如图1 所示，显然进去和出
来的磁感线要抵消一部分：当用力向四周拉圆环时，进去的磁
感线条数增加，而出来的磁感线条数不变，故穿过弹簧圆圈面
的磁通量变小；根据感应电流产生的条件，圆圈内磁通量发生
变化，且是闭合圆圈，故能产生感应电流．
答案:变小 能
题型1
电磁感应现象
【例题】(双选)现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈 A、
线圈 B、电流计及开关如图 1－1－4 连接，某同学如下操作中
均发现电流表的指针发生偏转，用法拉第总结的五种引起感应
电流方法，对产生的原因描述正确的是(
)
图 1－1－4
A．闭合与打开开关均发现指针偏转，是变化的电流引起的
B．闭合开关，线圈 A 向上拔出与向下插入时指针偏转，
是运动的恒定电流引起的
C．闭合开关，线圈 A 中的铁芯拔出与插入，指针偏转是
变化的电流引起的
D．闭合开关，移动滑动变阻器滑片，指针偏转的原因是
运动的恒定电流引起的
解析：法拉第在实验中总结出的五种引起感应电流的原因
是：变化的磁场，变化的电流，运动的恒定电流，运动的磁场，
在磁场中运动的导体．闭合与打开开关，使得A 中的电流发生
了变化，引起B 中产生感应电流，A 正确；线圈A 中的电流恒
定，拔出与插入线圈 A 使得恒定电流运动，引起了B 中产生感
应电流，B 正确；闭合开关，线圈A 中的铁芯拔出与插入，使
得 A 激发的磁场发生了变化，引起B 中产生感应电流，所以C
错误；闭合开关，移动变阻器滑片，使得A 中的电流发生了变
化，引起 B 中产生感应电流，D 错误．
答案：AB
1．如图 1－1－5 所示，有两个同心导体圆环．内环中通有
顺时针方向的电流，外环中原来无电流．当内环中电流逐渐增
大时，外环中( )
A
A．一定有电流
B．不一定有电流
C．一定没有电流
D．无法确定
图 1－1－5
解析：内环电流增加，所产生的磁感应强度增大，则外环
所围成的面积中的磁通量改变，故而外环中有感应电流产生．
题型2
对磁通量变化的理解
【例题】如图 1－1－6 所示，无限长直导线与矩形线框绝
缘共面放置，当直导线中通以图示方向的恒定电流 I 时，线框
中 ____________ 感应电 流 ； 当 I 逐 渐 增 大 时 ， 线 框 中
____________感应电流；当 I 逐渐减小时，线框中___________
感应电流．(填“有”或 “无”)
图 1－1－6
解析：直导线周围的磁场分布具有对称性，因导线放置的
位置不对称，所以在矩形线框中存在因直导线中电流的变化而
产生的磁通量的变化，可以判断线框中会产生感应电流．
当直导线中通以图示方向的恒定电流I 时，线框中有磁通
量，但没有磁通量的变化，因此，线框中没有感应电流；当I
逐渐增大时，线框中的磁通量会发生变化，因此，线框中有感
应电流；同理，当I 逐渐减小时，线框中的磁通量也会发生变
化，因此，线框中也有感应电流．
答案：无 有
有
规律总结：弄清直导线周围的磁场分布，正确理解磁通量
的物理意义是解答的关键.
2．如图 1－1－7 所示，矩形线圈沿着条形磁铁自左向右移
动，则下列关于穿过线圈的磁通量的说法中正确的是(
)
C
A．穿过线圈的磁通量增大
B．穿过线圈的磁通量减小
C．穿过线圈的磁通量先减小后增大
D．穿过线圈的磁通量先增大后减小
解析：根据条形磁铁周围的磁感线的特点，可以判断，穿
过线圈的磁通量先减小后增大．
图 1－1－7
3．如图 1－1－8 所示，ab 是水平面上一个圆的直径，在
过 ab 的竖直平面内有一根通电导线 cd.已知 cd 平行与 ab，当
cd 竖直向上平移时，穿过圆面积的磁通量将(
)
C
图 1－1－8
A．逐渐增大
C．始终为零
B．逐渐减小
D．不为零，但保持不变
解析：根据安培定则和对称性，可以确定穿过圆面积的磁
通量始终为零．
题型3
产生感应电流条件
【例题】如图 1－1－9 所示，矩形线框 abcd 的一边 ad 恰
与长直导线重合(互相绝缘)．现使线框绕不同的轴转动，不能
)
图 1－1－9
使框中产生感应电流的是(
A．以 ad 边为轴转动
B．以 OO′为轴转动
C．以 bc 边为轴转动
D．以 ab 边为轴转动
解析：产生感应电流的条件是闭合电路的磁通量发生变化，
线框abcd 是闭合电路，只要通过它的磁通量发生变化就可以产
生感应电流．通有电流的长直导线产生的磁场是以长直导线为
中心的同心圆并且离导线越远磁感线越疏．以ad 边为轴转动时
通过线框abcd 的磁通量没有发生变化，不产生感应电流，以
OO′、bc 边、ab 边为轴转动时通过线框abcd 的磁通量均发生
变化，都能产生感应电流．所以 A 答案符合题意．
答案：A
4．(双选)如图 1－1－10 所示，开始时矩形线圈与磁场垂
直，且一半在匀强磁场内，一半在匀强磁场外，若要线圈产生
感应电流，下列方法中可行的是(
)
AC
A．将线圈向左平移一小段距离
B．将线圈向上平移
C．将线圈向右平移一小段距离
D．将线圈向下平移
解析：BD 选项，向上移或向下移，线圈内磁通量不会发生
变化．
图 1－1－10