高中物理选修3-2人教版4.2产生感应电流的条件（32张PPT）

(共32张PPT)
第二节
产生感应电流的条件
复习：
1．电流的磁效应——“电生磁”
1820年，丹麦物理学家_________发现载流导线能使小磁针偏转，这种作用称为电流的磁效应．
奥斯特
2．电磁感应现象——“磁生电”
(1)1831年，英国物理学家__________发现了“磁生电”的现象，这种现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫____________
．
(2)法拉第把引起电流的原因概括为五类.
法拉第
感应电流
二、探究感应电流的产生条件
1．实验探究
(1)利用蹄形磁铁的磁场
S
N
G
实验操作
实验现象
(有无电流)
分析论证
导体棒静止
闭合电路包围的面积______时，电路中有电流产生；包围的面积_______时，电路中无电流产生
导体棒平行
磁感线运动
导体棒切割
磁感线运动
变化
不变
无
无
有
(2)利用条形磁铁的磁场
电磁感应现象
实验操作
实验现象
(有无电流)
分析论证
N极插入线圈
线圈中的磁场_____时，线圈中有感应电流；线圈中的磁场______时，线圈中无感应电流
N极停在线圈中
N极从线圈中抽出
S极插入线圈
S极停在线圈中
S极从线圈中抽出
变化
不变
无
有
无
有
有
有
(3)利用通电螺线管的磁场
电磁感应现象
实验操作
实验现象
(线圈B中有无电流)
分析论证
线圈B中磁场_______时，线圈B中有感应电流；磁场________时，线圈B中无感应电流
开关闭合瞬间
开关断开瞬间
开关保持闭合，滑动变阻器滑片不动
开关保持闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片
变化
不变
有
有
有
无
2．结论：感应电流的产生条件
实验表明：不论何种原因，只要使穿过_______电路的________发生变化，______电路中就有感应电流产生．
闭合
磁通量
闭合
一、如何理解“导体切割”磁感线
闭合电路的一部分导体做切割磁感线的运动时，闭合电路中产生感应电流．如图所示，当导体ad向右运动时，穿过abcd的磁通量发生变化(面积变大)，所以在abcd回路中产生感应电流．
1、对于图甲，尽管导体“切割”了磁感线(匀强磁场)，
但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化，没有感
应电流；
2、对于图乙，导体框的一部分“切割”了磁感线，穿过线框的磁感线条数越来越少，线框中有感应电流；
3、对于图丙，闭合导体在非匀强磁场中运动，切割了磁感线，同时穿过线框的磁感线条数减少，线框中有感应电流．
二、引起穿过闭合回路的磁通量变化一般有以下几种情况：
(1)磁感应强度B不变，线圈面积S发生变化．例如闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动
(2)线圈面积S不变，磁感应强度B发生变化．例如线圈与磁体之间发生相对运动时或者产生磁场的通电螺线管中的电流变化时．
(3)磁感应强度B不变，线圈面积S也不变，但两者之间夹角发生变化．例如线圈在磁场中转动时．
(4)磁感应强度B和回路面积S同时发生变化，
1.
(单选)如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况中，线框中会产生感应电流的是
A．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左右运动
B．线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上下运动
C．线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动
D．线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动
C
2、(双选)如图所示，矩形线框abcd由静止开始运动，若要使线框中产生感应电流，则线框的运动情况应该是(　　)
A．向右平动(ad边还没有进入磁场)
B．向上平动(ab边还没有离开磁场)
C．以bc边为轴转动(ad边还没有转入磁场)
D．以ab边为轴转动(转角不超过90°)
AD
【自主解答】　选项A和D所描述的情况，线框在磁场中的有效面积S均发生变化(A情况下S增大，D情况下S变小)，穿过线框的磁通量均改变，由产生感应电流的条件知线框中产生感应电流．而B、C选项所描述的情况中，线框中的磁通量均不改变，不产生感应电流．
【答案】　AD
3、线圈在长直导线电流的磁场中做如图的运动,则线圈中有感应电流的是
A向右平动；
B向下平动；
C绕轴转动(边bc向外)
D.以导线为轴转动
BC
4、(单选)如图所示，图A、B、C、D中四个线圈平面都垂直于无边界的匀强磁场，A中线圈以速度v沿箭头方向匀速运动，B中线圈以加速度a沿箭头方向做加速运动，C中线圈绕轴OO′转动，D中线圈绕过c点的垂直线圈平面的轴转动．这四个线圈中能产生感应电流的是(　　)
C
5、如图所示的有界匀强磁场中有一闭合矩
形导线框，则在图示时刻能产生感应电
流的是
D
v
v
v
A
B
C
D
v
6、如图所示，将一线圈放在一匀强磁场中，
线圈平面平行于磁感线，则线圈中有感应
电流产生的是
N
M
A、当线圈绕N边转动
B、当线圈绕M边转动
C、当线圈做垂直于磁感线的平行运动
D、当线圈做平行于磁感线的运动
B
??
A、以ad边为轴转动
　B、以中心线
OO\为轴转动
　C、以ab边为轴转动（ab边未进入磁场）
　D、以cd边为轴转动（ab边未进入磁场）
7、如图所示，短形线框abcd与磁场方向垂直，
且一半在匀强磁场内，另一半在磁场外，下
列操作中线圈内不可能产生感应电流的是
D
2.
(单选)如图所示的条形磁铁的上方，放置一矩形线框，线框平面水平且与条形磁铁平行，则线框在由N端匀速平移到S端的过程中，线框中的感应电流的情况是(　　)
B
A．线框中始终无感应电流
B．线框中始终有感应电流
C．线框中开始有感应电流，当线框运动到磁铁中部上方时无感应电流，以后又有了感应电流
D．线框中开始无感应电流，当线框运动到磁铁中部的上方时有感应电流，后来又没有了感应电流
解析：选B.匀速平移的过程中，穿过线框的磁通量始终在变化，故线框中始终有感应电流．
核心要点突破
一、磁通量与磁通量的变化
1．闭合回路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积叫做磁通量．
计算公式：Φ＝BS，式中的S可以理解为有效面积．
(1)如果磁感线与平面不垂直，如图1－1－4甲所示，有效面积应理解为原平面在垂直磁场方向上的投影面积，如果平面与垂直磁场方向的夹角为θ，则有效面积为Scosθ，穿过该面的磁通量为Φ＝BScosθ.
图1－1－4
(2)S指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积，如图乙所示，闭合回路abcd和闭合回路ABCD虽然面积不同，但穿过它们的磁通量却相同：Φ＝BS2.
(3)磁通量的意义可以用磁感线形象地说明：磁通量所表示的就是穿过磁场中某一面积的磁感线的条数．
(4)磁通量是标量，但有“正、负”，磁通量的正、负号并不表示磁通量的方向，它的符号仅表示磁感线贯穿的方向．1)当对于一个平面的时候，正反面表示正负；2）当对于一个几何体时，内外表面表示正负。
如图1－1－5甲所示，有两个环a和b，其面积SaΦb.
图1－1－5
(5)磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响．
2．磁通量的变化量是指变化后的磁通量与变化前的磁通量之差，即ΔΦ＝Φ2－Φ1.
(1)磁感应强度B不变，有效面积S变化时，则
ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B·ΔS.
(2)磁感应强度B变化，磁感线穿过的有效面积S不变时，则穿过回路的磁通量的变化是
ΔΦ＝Φ2－Φ1＝ΔB·S.
(3)磁感应强度B和回路面积S同时变化时，则
ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B2S2－B1S1.
特别提醒：线圈为多匝时，不影响磁通量的计算，因为穿过线圈的磁感线的条数不受匝数影响．