第四章-电磁感应-第一课时-划时代的发现-探究电磁感应产生的条件

4.2探究感应电流的产生条件

第四章电磁感应磁通量1、定义：设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B和S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量温故知新

2、公式：Φ=B·S

注：要求B与面积要垂直。Φ=B·S

·sinθ不垂直时：S/Ss的含义：闭合回路包含磁场的那部分有效面积3.标量：

正负的规定：任何一个面都有正反两个面，若规定磁感线从正面穿入为正，则从反面穿入为负4.单位:过一个平面若有方向相反的两个磁通量，则这时的合磁通为相反方向磁通量的代数和(即相反方向磁通抵消以后剩余的磁通量才是合磁通)有正负

韦伯符号：Wb1Wb=1T·m2例：一个面积是S的面，垂直匀强磁场B放置，则穿过该面的磁通量Φ=

。如果该面转动过60°则穿过该面的磁通量为

.如果该面转动过180°则穿过该面的磁通量改变了

。BS0.5BS2BS

描述穿过某一面积磁感线的条数。穿过某个面的磁感线条数越多，Ф就越大5.物理意义:

当有相反方向的的磁场（磁感应强度分别为B和B’）穿过同一个平面（与磁场方向垂直的面积为S）时，按照磁感应强度的定义，B和B’合矢量的大小为|B-B’|，穿过平面S的磁通量为|B-B’|S＝|BS-B’S|＝|Φ-Φ’|。磁通量的物理意义可用磁感线的条数形象地说明，所以穿过平面S的磁通量|Φ-Φ’|可以理解为相反方向穿过平面S的磁感线相抵消之后剩余的磁感线的条数。

描述穿过某一面积磁感线的条数。穿过某个面的磁感线条数越多，Ф就越大5.物理意义:当有相反方向的的磁场穿过同一个平面时，穿过平面S的磁通量可以理解为相反方向穿过平面S的磁感线相抵消之后剩余的磁感线的条数。7.磁通量的变化量ΔФ

＝Ф2－Ф1磁通量的变化一般有三种形式

1、B不变，S变化

2、B变化，S不变

3、B、S之间的夹角变化6磁通量与线圈的匝数无关

在初中，我们初步学习了电磁感应现象，但是，到底什么是电磁感应现象？磁场要产生电流要满足什么条件呢？我们了解得还不够全面，今天我们在进一步研究这些问题。探究一1.导体棒在磁场中运动是否产生电流如图所示，将可移动导体AB放置在磁场中，并和电流表组成闭合回路．实验过程及现象如下：探究感应电流的产生条件

归纳：在这个实验中，什么情况下能够产生感应电流？

闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流。探究二

磁铁动作

表针摆动方向

磁铁动作

表针摆动方向N极插入线圈S极插入线圈N极停在线圈中S极停在线圈中N极从线圈拔出S极从线圈拔出归纳：在这个实验中，什么情况下能够产生感应电流？只有磁体和导体之间有相对运动时，才有电流产生。磁铁相对线圈静止时，没有电流产生。偏转不偏转偏转偏转不偏转偏转010203040G010203040G

通过前面两个实验，我们可以得到什么结论？

只有磁体和导体之间有相对运动时，才有电流产生。磁铁相对线圈静止时，没有电流产生。想一想：这个结论是不是普遍适用的呢？探究三探究三模拟法拉第实验归纳：在这个实验中，什么情况下能够产生感应电流？

只有当线圈A中电流发生变化，线圈B中才有感应电流分析论证：

（依据Φ=B·S

或磁感线条数分析）

探究一分析：如图甲所示，处在匀强磁场中的导体框架abcd，当导体棒PQ在框架上滑动时，闭合电路中就产生感应电流。如图乙所示，abcd方框的一部分导体在匀强磁场中上下平动，线圈中没有感应电流。

由以上讨论可见，导体切割磁感线，不是在导体中产生感应电流的充要条件，归根结底还得看穿过闭合回路的磁通量是否发生变化。归纳总结无论用什么办法，只要穿过闭合电路的磁通量变化，闭合电路中就有感应电流产生。一、电磁感应现象：

利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫感应电流。二、产生感应电流的条件1、闭合回路2、磁通量发生变化

电路闭合和磁通量变化是根本！一、磁通量与磁通量的变化1．磁通量的定义式：Φ＝BS.2．磁通量的单位为韦伯，符号Wb.3．判断穿过回路的磁通量是否发生变化．大致有以下几种情况：(1)由于磁场变化而引起穿过闭合回路的磁通量发生变化，即S不变，B变化．如下图所示当线圈靠近条形磁铁的N极时(线圈面积不变)。由于离N极近处的磁感应强度B较强，使得线圈内部空间的磁感应强度变大，而线圈所包围的面积不变，因此线圈的磁通量增大。(2)由于闭合回路的面积S发生变化而引起磁通量变化，即B不变，S变化．如下图所示，金属导体框架处在匀强磁场中，当导体棒ab左右滑动时，就会引起闭合回路的面积变化，从而引起穿过闭合回路的磁通量发生变化．(3)线圈平面与磁场方向的夹角θ发生变化时，引起穿过线圈的磁通量发生变化，即B、S不变，θ变化．(4)磁场、线圈面积都变化时，也可引起穿过线圈的磁通量变化．二、产生感应电流的条件．1．不论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生．2．在闭合电路中有磁通量但不变化，即使磁场很强，磁通量很大，也不会产生感应电流．产生感应电流的两个条件：一个是电路必须是闭合的；另一个是穿过电路本身的磁通量发生变化．二者缺一不可．(1)即使导体真“切割”了磁感线，也不能保证就能产生感应电流．图甲，尽管导体“切割”了磁感线(匀强磁场)，但磁通量没变化，没有感应电流；图乙，导体框的一部分导体“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；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．三、对导体切割磁感线的理解及注意的问题．(2)即使是闭合回路的部分导体做切割磁感线的运动，也不能保证一定存在感应电流．如图所示，线框abcd的一部分在匀强磁场中上下平动．尽管是部分切割，但同样在线框中没有感应电流（磁通量没变）．A．G1、G2中都有电流通过B．G1、G2中都没有电流通过C．只有G1中有电流通过D．只有G2中有电流通过如图所示，导线框abcd放在光滑的平行导轨上，与导轨接触良好，现使导线框abcd向右运动，G1、G2是两只电流表，则(

)A例题：答案：整个过程中穿过线圈的磁通量先增加再减少再增加最后减少．

一根通有恒定电流I的长直导线MN，另有一闭合的线圈P位于导线的正下方，如图甲所示．现使线圈P竖直向上运动到MN的上方的过程中，穿过P的磁通量如何变化？一磁感应强度为B的匀强磁场方向水平向右，一面积为S的矩形线圈abcd如图所示放置，平面abcd与竖直方向成θ角，将abcd绕ad轴转180°角，则穿过线圈平面的磁通量的变化量为(

)

A．0

B．2BSC．2BScosθD．2BSsinθC匀强磁场中有一个矩形闭合导线框，在下列四种情况下，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转动答案：C假如未来某一天中国的宇航员登上月球(如图)，想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是(

)

A．直接将电流表放于月球表面，看是否有示数来判断磁场的有无B．将电流表与线圈组成回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场C．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向转动，如电流表有示数，则月球表面有磁场D．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，如电流表无示数，则可判断月球表面无磁场C

例1：试判断下述说法的正确性：1．当线圈中的磁通量发生变化时，一定有感应电流产生。()2．当线圈中的磁通量很大时，就有感应电流。