1 划时代的发现
2 探究感应电流的产生条件
知识内容 选考要求 课时要求
电磁感应现象 b 1.知道奥斯特发现了电流的磁效应、法拉第发现了电磁感应现象． 2．知道磁通量和磁通量变化量的含义． 3．理解什么是电磁感应现象及感应电流的产生条件.
一、划时代的发现
1．丹麦物理学家奥斯特发现载流导体能使小磁针转动，这种作用称为电流的磁效应，揭示了电现象与磁现象之间存在密切联系．
2．英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，即“磁生电”现象，他把这种现象命名为电磁感应．产生的电流叫做感应电流．
二、感应电流的产生条件
只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流．
1．判断下列说法的正误．
(1)若把导线东西放置，当接通电源时，导线下面的小磁针一定会发生转动．( × )
(2)奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象．( √ )
(3)小磁针在通电导线附近发生偏转的现象是电磁感应现象．( × )
(4)只要穿过螺线管的磁通量发生变化，螺线管内部就一定有感应电流产生．( × )
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、磁通量及其变化
如图2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.
图2
(1)B⊥S(图示位置)和B∥S(线框绕OO′转90°)时，穿过闭合导线框架平面的磁通量分别为多少？
(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化了多少？
答案 (1)BS 0 (2)BS 减少了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净条数的多少，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)，如图3所示，Φ＝BSsin θ或Φ＝B⊥S(B⊥为B垂直于线圈平面的分量)．
图3
3．磁通量的变化
磁通量Φ＝BSsin θ，θ为B与S的夹角，所以引起磁通量变化的原因可分为以下三种情况：
(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，它们之间的夹角发生变化．如图(c)所示．
图4
例1 如图5所示，有一垂直纸面向里的匀强磁场，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形线圈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，1匝．
图5
(1)在磁感应强度B减为的过程中，线圈A和线圈B中的磁通量变化了多少？
(2)在磁场转过90°角的过程中，线圈C中的磁通量变化了多少？转过180°角呢？
答案 (1)A、B线圈的磁通量均减少了
(2)减少了Bπr2 减少了Bπr2
解析 (1)A、B线圈中的磁通量始终一样，故它们的变化量也一样．ΔΦ＝(－B)·πr2＝－
即A、B线圈中的磁通量都减少了
(2)对线圈C，Φ1＝Bπr′2＝Bπr2
当磁场转过90°时，Φ2＝0，
故ΔΦ1＝Φ2－Φ1＝－Bπr2，即磁通量减少了Bπr2
当转过180°时，磁感线从另一侧穿过线圈C，若取Φ1为正，则Φ3为负，
有Φ3＝－Bπr2，故ΔΦ2＝Φ3－Φ1＝－Bπr2，即磁通量减少了Bπr2.
例2 如图6所示，一个闭合线圈放在匀强磁场中，线圈的轴线与磁场方向成30°角，磁感应强度为B，用下述哪个方法可使线圈的磁通量增加一倍( )
图6
A．把线圈匝数增加一倍
B．把线圈面积增加一倍
C．把线圈的半径增加一倍
D．转动线圈使得轴线与磁场方向平行
答案 B解析 把线圈的匝数增加一倍，穿过线圈的磁感线的条数不变，则磁通量不变，故A错误；根据Φ＝BSsin θ，把线圈面积增加一倍，则线圈的磁通量增加一倍，故B正确；线圈的半径增加一倍，则线圈的面积S＝πr2变为原来的4倍，即磁通量为原来的4倍，故C错误；转动线圈使得轴线与磁场方向平行，相当于线圈转30°，此时线圈平面与磁场垂直，有效面积由Ssin 60°变为S，磁通量没有增加一倍，故D错误．
二、感应电流产生的条件
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，而导体棒AB顺着磁感线运动时，线路中________电流产生．(均填“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．(填“有”或“无”)
图9
答案 (1)有 无 (2)有 无 (3)有 有 无
(4)归纳总结：
实验一：导体棒切割磁感线运动，回路的有效面积发生变化，从而引起了磁通量的变化，产生了感应电流．
实验二：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：开关闭合、断开或滑动变阻器的滑动触头移动时，A线圈中电流变化，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．
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．
例3 (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，无感应电流产生；B选项中，面积增大，通过闭合电路的磁通量增大，有感应电流产生；C选项中，穿过圆环的磁感线相互抵消，磁通量恒为零，无感应电流产生；D选项中，穿过闭合电路的磁通量减小，有感应电流产生．
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，磁通量虽然是零，但是如果处在变化中，仍然可以产生感应电流．
针对训练 (2019·嘉兴一中高二上学期期中)法拉第在研究感应电流的产生时，将两个线圈绕在同一个铁环上，简化电路如图10所示，下列关于法拉第研究过程的说法正确的是( )
图10
A．闭合开关S的瞬间，右侧线圈中不产生感应电流
B．闭合开关S以后，右侧线圈中产生稳定的感应电流
C．断开开关S的瞬间，右侧线圈中产生感应电流
D．断开开关S的瞬间，右侧线圈中不产生感应电流
答案 C解析 当开关S接通的瞬间，右侧线圈中磁通量发生变化，产生感应电流，故A错误．开关S闭合稳定后，右侧线圈中磁通量不发生变化，不产生感应电流，故B错误．当开关S断开的瞬间，右侧线圈中磁通量发生变化，产生感应电流，故C正确，D错误.
1．(产生感应电流条件的理解)关于感应电流，下列说法正确的是( )
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．穿过闭合线圈的磁通量为零时，线圈电路中一定没有感应电流
D．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流
答案 D
解析 产生感应电流的条件：回路闭合、磁通量变化，即使某时刻穿过闭合电路的磁通量为0，但只要磁通量在变化，电路中就有感应电流，故选项A、B、C错误，D正确．
2.(磁通量的理解)(多选)如图11所示，面积大小为S的矩形线圈abcd，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈可以绕垂直磁场方向的轴O1O2转动．下列说法中正确的是( )
图11
A．当线圈在图示位置时，穿过线圈的磁通量大小Φ＝BS
B．当线圈从图示位置转过90°时，穿过线圈的磁通量大小Φ＝0
C．当线圈从图示位置转过180°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量大小ΔΦ＝0
D．当线圈从图示位置转过360°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量大小ΔΦ＝BS
答案 AB
解析 矩形线圈abcd垂直于磁场放置，则穿过矩形线圈的磁通量是Φ1＝BS，故A正确；当线圈从图示位置转过90°时，线圈平面与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量Φ2＝0，故B正确；当线圈从图示位置转过180°的过程中，则穿过矩形线圈的磁通量是Φ3＝－BS，穿过线圈的磁通量的变化量大小ΔΦ＝2BS，故C错误；当线圈从图示位置转过360°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量大小ΔΦ＝0，故D错误．
3.(磁通量的理解)如图12所示，a、b是两个同平面、同心放置的金属圆环，条形磁铁穿过圆环且与两环平面垂直，则穿过两圆环的磁通量Φa、Φb的大小关系为( )
图12
A．Φa>Φb B．Φa<Φb
C．Φa＝Φb D．不能比较
答案 A
解析 条形磁铁磁场的磁感线的分布特点是：①磁铁内、外磁感线的条数相同；②磁铁内、外磁感线的方向相反；③磁铁外部磁感线的分布是两端密、中间疏．两个同心放置的同平面的金属圆环与磁铁垂直且磁铁在中央时，通过其中一个圆环的磁感线的俯视图如图所示，穿过该圆环的磁通量Φ＝Φ进－Φ出，由于两圆环面积Sa＜Sb，两圆环的Φ进相同，而Φ出a＜Φ出b，所以穿过两圆环的有效磁通量Φa＞Φb，故A正确．
4．(产生感应电流的判断)金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图所示的运动，线圈中有感应电流的是( )
答案 A
解析 在选项B、C中，线圈中的磁通量始终为零，不产生感应电流；选项D中磁通量始终最大，保持不变，也没有感应电流；选项A中，在线圈转动过程中，磁通量做周期性变化，产生感应电流，故A正确．
考点一 电磁感应现象的发现与认识
1．(2018·浙江11月选考)发现电流磁效应的物理学家是( )
A．法拉第 B．奥斯特 C．库仑 D．安培
答案 B
2．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 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安培力作用，A错误．D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．
考点二 磁通量及其变化
3.如图1所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r(r＜R)的范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面，若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为 ( )
图1
A．πBR2 B．πBr2
C．nπBR2 D．nπBr2
答案 B
解析 由磁通量的定义式知Φ＝BS＝πBr2，故B正确．
4.如图2所示，线圈ABCO的面积为0.4 m2，匀强磁场的磁感应强度B＝0.1 T，方向为x轴正方向．在线圈由图示位置绕z轴向下转过60°的过程中，通过线圈的磁通量改变量为( )
图2
A．3.46×10－2 Wb
B．2×10－2 Wb
C．0
D．4×10－2 Wb
答案 A
解析 在题图实线位置时，线圈平面与磁场方向平行，通过线圈的磁通量Φ1＝0；当线圈由题图所示位置绕z轴向下转过60°时，磁通量为Φ2＝BSsin 60°＝0.1×0.4× Wb≈3.46×10－2 Wb，则通过线圈的磁通量改变量为ΔΦ＝Φ2－Φ1＝3.46×10－2 Wb，A正确．
5.如图3所示为一水平放置的条形磁铁，一闭合线框abcd位于磁铁的左端，线框平面始终与磁铁的上表面垂直，并与磁铁的端面平齐．当线框由图中位置Ⅰ经过中间位置Ⅱ到达位置Ⅲ时，穿过线框的磁通量变化情况为( )
图3
A．不发生变化 B．先减少后增加
C．先增加后减少 D．不能确定
答案 B
解析 条形磁铁的磁感线分布如图所示，两端磁感线分布密集，中间磁感线分布稀疏，线框在位置Ⅱ时磁通量最小，故从Ⅰ经Ⅱ到Ⅲ，磁通量先减少后增加，选项B正确．
6.如图4所示，固定的长直导线中通有恒定电流，一矩形线框从abcd位置平移到a′b′c′d′位置的过程中，关于穿过线框的磁通量情况，下列叙述正确的是 (线框平行于纸面)( )
图4
A．一直增加
B．一直减少
C．先增加后减少
D．先增加，再减少到零，然后再增加，然后再减少
答案 D
解析 离导线越近，磁场越强，当线框从左向右靠近导线的过程中，穿过线框的磁通量增加，当线框跨在导线上向右运动时，磁通量减少，当导线在线框正中央时，磁通量为零，从该位置向右，磁通量又增加，当线框离开导线向右运动的过程中，磁通量又减少，故D正确．
考点三 感应电流的产生
7.(多选)某实验小组利用如图5所示装置，探究感应电流的产生条件．图中A是螺线管，条形磁铁的S极置于螺线管内，磁铁保持静止状态，B为灵敏电流计，开关K处于断开状态，电路连接和各仪器均正常．下列关于实验现象的说法正确的是( )
图5
A．K闭合前，通过螺线管的磁通量为零
B．K闭合瞬间，通过螺线管的磁通量不变
C．K闭合瞬间，灵敏电流计指针不发生偏转
D．K闭合，抽出磁铁过程中，灵敏电流计指针发生偏转
答案 BCD
8.(2019·牌头中学高二上学期期中)如图6，一个矩形线圈abcd放在垂直纸面向里的匀强磁场中，在进行下列操作时，整个线圈始终处于磁场内，线圈中能产生感应电流的是( )
图6
A．线圈沿纸面向右移动
B．线圈沿纸面向下移动
C．线圈垂直纸面向外移动
D．线圈以ab边为轴转动
答案 D
9.(多选)如图7所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，在下列状况中线框中不能产生感应电流的是( )
图7
A．线框向右平动
B．线框以导线为轴转动
C．线框向下平行于导线移动
D．线框以ad边为轴转动
答案 BC
10．(多选)如图8所示，线圈abcd在磁场区域ABCD中，下列哪种情况下线圈中有感应电流产生( )
图8
A．把线圈变成圆形(周长不变)
B．使线圈在磁场中加速平移
C．使磁场增强或减弱
D．使线圈以过ab的直线为轴旋转
答案 ACD
解析 把线圈变成圆形(周长不变)，线圈面积变大，通过线圈的磁通量增大，线圈中有感应电流产生，A正确；使线圈在磁场中加速平移，通过线圈的磁通量不变，线圈中没有感应电流产生，B错误；使磁场增强或减弱，通过线圈的磁通量增大或减小，线圈中有感应电流产生，C正确；使线圈以过ab的直线为轴旋转，线圈在磁场中的有效面积发生变化，线圈中磁通量发生变化，线圈中有感应电流产生，D正确．
11.如图9所示，磁带录放机既可用作录音，也可用作放音，其主要部件为匀速行进的磁带a和绕有线圈的磁头b，不论是录音过程还是放音过程，磁带或磁头软铁都会存在磁化现象．下面是对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的描述，正确的是( )
图9
A．放音的主要原理是电磁感应，录音的主要原理是电流的磁效应
B．录音的主要原理是电磁感应，放音的主要原理是电流的磁效应
C．放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用
D．录音和放音的主要原理都是电磁感应
答案 A
解析 在使用录放机进行放音和录音时，录音过程是由电信号转变为磁信号，而放音过程是把磁带上的磁信号转变为电信号，故放音过程磁生电是电磁感应，录音过程电生磁是电流的磁效应，A正确．
12．(多选)如图10所示，A、B两回路中各有一开关S1、S2，且回路A中接有电源，回路B中接有灵敏电流计，下列操作及相应的结果可能的是( )
图10
A．先闭合S2，后闭合S1的瞬间，电流计指针发生偏转
B．S1、S2闭合后，再断开S2的瞬间，电流计指针发生偏转
C．先闭合S1，后闭合S2的瞬间，电流计指针发生偏转
D．S1、S2闭合后，再断开S1的瞬间，电流计指针发生偏转
答案 AD
解析 先闭合S2，构成闭合电路，后闭合S1的瞬间，通过线圈A的电流增大，导致穿过线圈B的磁通量发生变化，从而产生感应电流，则电流计指针发生偏转，A正确；当S1、S2闭合稳定后，线圈B中没有磁通量的变化，因而线圈B中没有感应电流，再断开S2的瞬间，电流计指针也不偏转，B错误；先闭合S1，后闭合S2的瞬间，穿过线圈B的磁通量没有变化，则不会产生感应电流，C错误；当S1、S2闭合后，再断开S1的瞬间，导致穿过线圈B的磁通量发生变化，因而出现感应电流，D正确．
13．(2018·台州市高二期中)如图11所示，导线框abcd放在光滑导轨上向右运动(abcd与导轨接触良好)，G1和G2是两只电流表，则( )
图11
A．只有G2偏转 B．只有G1偏转
C．G1、G2都会偏转 D．G1、G2都不偏转
答案 C
解析 导线框向右滑动时，ad边与导轨构成的闭合回路磁通量增加， 回路中会产生感应电流，因此有电流流过两电流表G1和G2，两电流表都会偏转．
14.如图12，边长为10 cm、匝数为10的正方形线圈，垂直磁场方向放置于磁感应强度B＝0.2 T的匀强磁场中，试求：
图12
(1)图示位置时，穿过线圈的磁通量为多少？
(2)若将线圈以一边为轴转过60°，则穿过线圈的磁通量为多少？
(3)若将线圈以一边为轴转过180°，则穿过线圈的磁通量变化了多少？
答案 (1)2×10－3 Wb (2)1×10－3 Wb (3)4×10－3 Wb
解析 (1)正方形线圈的面积S＝L2＝10－2 m2
图示位置时，磁场与线圈垂直，穿过线圈的磁通量Φ1＝BS＝2×10－3 Wb
(2)将线圈以一边为轴转过60°，磁场与线圈夹角为30°，穿过线圈的磁通量Φ2＝BSsin 30°＝1×10－3 Wb
(3)将线圈以一边为轴转过180°，则穿过线圈的磁通量变化ΔΦ＝2BS＝4×10－3 Wb.
(共57张PPT)
1 划时代的发现
2 探究感应电流的产生条件
第四章 电磁感应
知识内容 选考要求 课时要求
电磁感应现象 b 1.知道奥斯特发现了电流的磁效应、法拉第发现了电磁感应现象.
2.知道磁通量和磁通量变化量的含义.
3.理解什么是电磁感应现象及感应电流的产生条件.
达标检测
自主预习
重点探究
内容索引
NEIRONGSUOYIN
课时对点练
自主预习
01
1.丹麦物理学家 发现载流导体能使小磁针转动，这种作用称为______
，揭示了 现象与 现象之间存在密切联系.
2.英国物理学家 发现了电磁感应现象，即“磁生电”现象，他把这种现象命名为 .产生的电流叫做 .
划时代的发现
一
奥斯特
电流的
磁效应
电
磁
法拉第
电磁感应
感应电流
感应电流的产生条件
二
只要穿过 导体回路的磁通量 ，闭合导体回路中就有感应电流.
闭合
发生变化
1.判断下列说法的正误.
(1)若把导线东西放置，当接通电源时，导线下面的小磁针一定会发生转动.
( )
(2)奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象.( )
(3)小磁针在通电导线附近发生偏转的现象是电磁感应现象.( )
(4)只要穿过螺线管的磁通量发生变化，螺线管内部就一定有感应电流产生.
( )
×
√
×
×
即学即用
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”).
偏转
不偏转
图1
02
重点探究
如图2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)B⊥S(图示位置)和B∥S(线框绕OO′转90°)时，穿过闭合导线框架平面的磁通量分别为多少？
导学探究
磁通量及其变化
一
答案 BS 0
图2
(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化了多少？
1.对磁通量的理解
(1)磁通量表示穿过某一面积的磁感线净条数的多少，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.
知识深化
(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)，如图3所示，Φ＝BSsin θ或Φ＝B⊥S(B⊥为B垂直于线圈平面的分量).
图3
3.磁通量的变化
磁通量Φ＝BSsin θ，θ为B与S的夹角，所以引起磁通量变化的原因可分为以下三种情况：
(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，它们之间的夹角发生变化.如图(c)所示.
图4
例1 如图5所示，有一垂直纸面向里的匀强磁场，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形线圈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 ，1匝.
图5
(1)在磁感应强度B减为 的过程中，线圈A和线圈B中的磁通量变化了多少？
解析 A、B线圈中的磁通量始终一样，故它们的变化量也一样.
(2)在磁场转过90°角的过程中，线圈C中的磁通量变化了多少？转过180°角呢？
当磁场转过90°时，Φ2＝0，
当转过180°时，磁感线从另一侧穿过线圈C，若取Φ1为正，则Φ3为负，
例2 如图6所示，一个闭合线圈放在匀强磁场中，线圈的轴线与磁场方向成30°角，磁感应强度为B，用下述哪个方法可使线圈的磁通量增加一倍
A.把线圈匝数增加一倍
B.把线圈面积增加一倍
C.把线圈的半径增加一倍
D.转动线圈使得轴线与磁场方向平行
图6
√
解析 把线圈的匝数增加一倍，穿过线圈的磁感线的条数不变，则磁通量不变，故A错误；
根据Φ＝BSsin θ，把线圈面积增加一倍，则线圈的磁通量增加一倍，故B正确；
线圈的半径增加一倍，则线圈的面积S＝πr2变为原来的4倍，即磁通量为原来的4倍，故C错误；
转动线圈使得轴线与磁场方向平行，相当于线圈转30°，此时线圈平面与磁场垂直，有效面积由Ssin 60°变为S，磁通量没有增加一倍，故D错误.
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，而导体棒AB顺着磁感线运动时，线路中_____电流产生.(均填“有”或“无”)
感应电流产生的条件
二
图7
有
无
(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.(均填“有”或“无”)
图8
有
无
(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.(填“有”或“无”)
图9
有
有
无
(4)归纳总结：
实验一：导体棒切割磁感线运动，回路的有效面积发生变化，从而引起了磁通量的变化，产生了感应电流.
实验二：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：开关闭合、断开或滑动变阻器的滑动触头移动时，A线圈中电流变化，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.
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.
例3 (多选)下图中能产生感应电流的是
√
√
解析 A选项中，电路没有闭合，无感应电流产生；
B选项中，面积增大，通过闭合电路的磁通量增大，有感应电流产生；
C选项中，穿过圆环的磁感线相互抵消，磁通量恒为零，无感应电流产生；
D选项中，穿过闭合电路的磁通量减小，有感应电流产生.
总结提升
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，磁通量虽然是零，但是如果处在变化中，仍然可以产生感应电流.
针对训练 (2019·嘉兴一中高二上学期期中)法拉第在研究感应电流的产生时，将两个线圈绕在同一个铁环上，简化电路如图10所示，下列关于法拉第研究过程的说法正确的是
A.闭合开关S的瞬间，右侧线圈中不产生感应电流
B.闭合开关S以后，右侧线圈中产生稳定的感应电流
C.断开开关S的瞬间，右侧线圈中产生感应电流
D.断开开关S的瞬间，右侧线圈中不产生感应电流
图10
√
解析 当开关S接通的瞬间，右侧线圈中磁通量发生变化，产生感应电流，故A错误.
开关S闭合稳定后，右侧线圈中磁通量不发生变化，不产生感应电流，故B错误.
当开关S断开的瞬间，右侧线圈中磁通量发生变化，产生感应电流，故C正确，D错误.
03
达标检测
1.(产生感应电流条件的理解)关于感应电流，下列说法正确的是
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.穿过闭合线圈的磁通量为零时，线圈电路中一定没有感应电流
D.当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流
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解析 产生感应电流的条件：回路闭合、磁通量变化，即使某时刻穿过闭合电路的磁通量为0，但只要磁通量在变化，电路中就有感应电流，故选项A、B、C错误，D正确.
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2.(磁通量的理解)(多选)如图11所示，面积大小为S的矩形线圈abcd，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈可以绕垂直磁场方向的轴O1O2转动.下列说法中正确的是
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A.当线圈在图示位置时，穿过线圈的磁通量大小Φ＝BS
B.当线圈从图示位置转过90°时，穿过线圈的磁通量大小Φ＝0
C.当线圈从图示位置转过180°的过程中，穿过线圈的磁通量的
变化量大小ΔΦ＝0
D.当线圈从图示位置转过360°的过程中，穿过线圈的磁通量的
变化量大小ΔΦ＝BS
图11
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√
解析 矩形线圈abcd垂直于磁场放置，则穿过矩形线圈的磁通量是Φ1＝BS，故A正确；
当线圈从图示位置转过90°时，线圈平面与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量Φ2＝0，故B正确；
当线圈从图示位置转过180°的过程中，则穿过矩形线圈的磁通量是Φ3＝－BS，穿过线圈的磁通量的变化量大小ΔΦ＝2BS，故C错误；
当线圈从图示位置转过360°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量大小ΔΦ＝0，故D错误.
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3.(磁通量的理解)如图12所示，a、b是两个同平面、同心放置的金属圆环，条形磁铁穿过圆环且与两环平面垂直，则穿过两圆环的磁通量Φa、Φb的大小关系为
A.Φa>Φb B.Φa<Φb
C.Φa＝Φb D.不能比较
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图12
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解析 条形磁铁磁场的磁感线的分布特点是：①磁铁内、外磁感线的条数相同；②磁铁内、外磁感线的方向相反；③磁铁外部磁感线的分布是两端密、中间疏.两个同心放置的同平面的金属圆环与磁铁垂直且磁铁在中央时，通过其中一个圆环的磁感线的俯视图如图所示，穿过该圆环的磁通量Φ＝Φ进－Φ出，由于两圆环面积Sa＜Sb，两圆环的Φ进相同，而Φ出a＜Φ出b，所以穿过两圆环的有效磁通量Φa＞Φb，故A正确.
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4.(产生感应电流的判断)金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图所示的运动，线圈中有感应电流的是
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解析 在选项B、C中，线圈中的磁通量始终为零，不产生感应电流；选项D中磁通量始终最大，保持不变，也没有感应电流；选项A中，在线圈转动过程中，磁通量做周期性变化，产生感应电流，故A正确.
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04
课时对点练
考点一 电磁感应现象的发现与认识
1.(2018·浙江11月选考)发现电流磁效应的物理学家是
A.法拉第 B.奥斯特 C.库仑 D.安培
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基础对点练
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解析 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安培力作用，A错误.
D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.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
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考点二 磁通量及其变化
3.如图1所示，半径为R的圆形线圈共有n匝，其中心位置处半径为r(r＜R)的范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面，若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为
A.πBR2 B.πBr2
C.nπBR2 D.nπBr2
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图1
解析 由磁通量的定义式知Φ＝BS＝πBr2，故B正确.
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4.如图2所示，线圈ABCO的面积为0.4 m2，匀强磁场的磁感应强度B＝0.1 T，方向为x轴正方向.在线圈由图示位置绕z轴向下转过60°的过程中，通过线圈的磁通量改变量为
A.3.46×10－2 Wb
B.2×10－2 Wb
C.0
D.4×10－2 Wb
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图2
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解析 在题图实线位置时，线圈平面与磁场方向平行，通过线圈的磁通量Φ1＝0；
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5.如图3所示为一水平放置的条形磁铁，一闭合线框abcd位于磁铁的左端，线框平面始终与磁铁的上表面垂直，并与磁铁的端面平齐.当线框由图中位置Ⅰ经过中间位置Ⅱ到达位置Ⅲ时，穿过线框的磁通量变化情况为
A.不发生变化 B.先减少后增加
C.先增加后减少 D.不能确定
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图3
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解析 条形磁铁的磁感线分布如图所示，
两端磁感线分布密集，中间磁感线分布稀疏，线框在位置Ⅱ时磁通量最小，故从Ⅰ经Ⅱ到Ⅲ，磁通量先减少后增加，选项B正确.
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6.如图4所示，固定的长直导线中通有恒定电流，一矩形线框从abcd位置平移到a′b′c′d′位置的过程中，关于穿过线框的磁通量情况，下列叙述正确的是 (线框平行于纸面)
A.一直增加
B.一直减少
C.先增加后减少
D.先增加，再减少到零，然后再增加，然后再减少
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图4
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解析 离导线越近，磁场越强，当线框从左向右靠近导线的过程中，穿过线框的磁通量增加，当线框跨在导线上向右运动时，磁通量减少，当导线在线框正中央时，磁通量为零，从该位置向右，磁通量又增加，当线框离开导线向右运动的过程中，磁通量又减少，故D正确.
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考点三 感应电流的产生
7.(多选)某实验小组利用如图5所示装置，探究感应电流的产生条件.图中A是螺线管，条形磁铁的S极置于螺线管内，磁铁保持静止状态，B为灵敏电流计，开关K处于断开状态，电路连接和各仪器均正常.下列关于实验现象的说法正确的是
A.K闭合前，通过螺线管的磁通量为零
B.K闭合瞬间，通过螺线管的磁通量不变
C.K闭合瞬间，灵敏电流计指针不发生偏转
D.K闭合，抽出磁铁过程中，灵敏电流计指针发生偏转
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图5
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8.(2019·牌头中学高二上学期期中)如图6，一个矩形线圈abcd放在垂直纸面向里的匀强磁场中，在进行下列操作时，整个线圈始终处于磁场内，线圈中能产生感应电流的是
A.线圈沿纸面向右移动
B.线圈沿纸面向下移动
C.线圈垂直纸面向外移动
D.线圈以ab边为轴转动
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图6
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9.(多选)如图7所示，竖直放置的长直导线通以恒定电流，有一矩形线框与导线在同一平面内，在下列状况中线框中不能产生感应电流的是
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A.线框向右平动
B.线框以导线为轴转动
C.线框向下平行于导线移动
D.线框以ad边为轴转动
图7
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10.(多选)如图8所示，线圈abcd在磁场区域ABCD中，下列哪种情况下线圈中有感应电流产生
A.把线圈变成圆形(周长不变)
B.使线圈在磁场中加速平移
C.使磁场增强或减弱
D.使线圈以过ab的直线为轴旋转
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图8
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解析 把线圈变成圆形(周长不变)，线圈面积变大，通过线圈的磁通量增大，线圈中有感应电流产生，A正确；
使线圈在磁场中加速平移，通过线圈的磁通量不变，线圈中没有感应电流产生，B错误；
使磁场增强或减弱，通过线圈的磁通量增大或减小，线圈中有感应电流产生，C正确；
使线圈以过ab的直线为轴旋转，线圈在磁场中的有效面积发生变化，线圈中磁通量发生变化，线圈中有感应电流产生，D正确.
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11.如图9所示，磁带录放机既可用作录音，也可用作放音，其主要部件为匀速行进的磁带a和绕有线圈的磁头b，不论是录音过程还是放音过程，磁带或磁头软铁都会存在磁化现象.下面是对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的描述，正确的是
A.放音的主要原理是电磁感应，录音的主要原理是电流的磁效应
B.录音的主要原理是电磁感应，放音的主要原理是电流的磁效应
C.放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用
D.录音和放音的主要原理都是电磁感应
能力综合练
图9
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解析 在使用录放机进行放音和录音时，录音过程是由电信号转变为磁信号，而放音过程是把磁带上的磁信号转变为电信号，故放音过程磁生电是电磁感应，录音过程电生磁是电流的磁效应，A正确.
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12.(多选)如图10所示，A、B两回路中各有一开关S1、S2，且回路A中接有电源，回路B中接有灵敏电流计，下列操作及相应的结果可能的是
A.先闭合S2，后闭合S1的瞬间，电流计指针发生偏转
B.S1、S2闭合后，再断开S2的瞬间，电流计指针发生偏转
C.先闭合S1，后闭合S2的瞬间，电流计指针发生偏转
D.S1、S2闭合后，再断开S1的瞬间，电流计指针发生偏转
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图10
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解析 先闭合S2，构成闭合电路，后闭合S1的瞬间，通过线圈A的电流增大，导致穿过线圈B的磁通量发生变化，从而产生感应电流，则电流计指针发生偏转，A正确；
当S1、S2闭合稳定后，线圈B中没有磁通量的变化，因而线圈B中没有感应电流，再断开S2的瞬间，电流计指针也不偏转，B错误；
先闭合S1，后闭合S2的瞬间，穿过线圈B的磁通量没有变化，则不会产生感应电流，C错误；
当S1、S2闭合后，再断开S1的瞬间，导致穿过线圈B的磁通量
发生变化，因而出现感应电流，D正确.
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13.(2018·台州市高二期中)如图11所示，导线框abcd放在光滑导轨上向右运动(abcd与导轨接触良好)，G1和G2是两只电流表，则
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A.只有G2偏转
B.只有G1偏转
C.G1、G2都会偏转
D.G1、G2都不偏转
图11
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解析 导线框向右滑动时，ad边与导轨构成的闭合回路磁通量增加， 回路中会产生感应电流，因此有电流流过两电流表G1和G2，两电流表都会偏转.
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14.如图12，边长为10 cm、匝数为10的正方形线圈，垂直磁场方向放置于磁感应强度B＝0.2 T的匀强磁场中，试求：
(1)图示位置时，穿过线圈的磁通量为多少？
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图12
答案 2×10－3 Wb
解析 正方形线圈的面积S＝L2＝10－2 m2
图示位置时，磁场与线圈垂直，穿过线圈的磁通量Φ1＝BS＝2×10－3 Wb
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(2)若将线圈以一边为轴转过60°，则穿过线圈的磁通量为多少？
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答案 1×10－3 Wb
解析 将线圈以一边为轴转过60°，磁场与线圈夹角为30°，穿过线圈的磁通量Φ2＝BSsin 30°＝1×10－3 Wb
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(3)若将线圈以一边为轴转过180°，则穿过线圈的磁通量变化了多少？
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答案 4×10－3 Wb
解析 将线圈以一边为轴转过180°，则穿过线圈的磁通量变化ΔΦ＝2BS＝4×10－3 Wb.
