湖北省武汉市第三十九中学高中物理 4

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二、探究电磁感应产生的条件 课前预习 什么叫磁通量？它是如何定义的？公式是怎样的？通常情况下如何表示？ （1）定义： ，用 表示。 磁通量用来表示穿过这个面的 。 （2）公式： （3）单位： 1wb= T·m2 课内探究 本节主要探究电磁感应产生的条件。 1、探究的方法主要是实验。连同初中学习的一个实验，课文介绍了三个实验， 见 图 4-2- 1，图 4-2- 2 和 图4-2-3。 学习初中物理时知道：闭合电路的一部分导体切割磁感应线，电路就会产生感 应电流。那么在普遍情况下，电磁感应产生的条件是什么呢？ 表 1 闭合电路的部分导体切割磁感线（图 4-2-1） 导体棒的运动 表针的摆动方向 导体棒的运动 表针的摆动方向 向右平动 向后平动 向左平动 向上平动 向前平动 向下平动 结论： 表2 磁铁相对于线圈运动时的电磁感应现象（图4-2-2） 磁铁的动作情况 电流计指针的动作 磁铁的动作情况 电流计指针的动作 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 极从线圈中抽出 S 从线圈中抽出 表3 线圈中的电流变化时的电磁感应现象（图4-2-3） 线圈 A 中电流的变化情况 线圈 B 中磁场的变化情况 电流计指针的动作 开关闭合的瞬间 开关断开的瞬间 开关闭合滑动变阻器不动 开关闭合变阻器电阻变化 2、对实验现象的归纳。在图4-2-1所示的实验中，磁场是不变的，只是导体 AB 在切割磁感线运动而产生了电磁感应，这种方式是磁场不变但闭合电路包围磁场的 面积在变，图4-2-2是闭合电路的面积不变，但电路中的磁场在变。由此可见，穿过 闭合电路的磁场变化或者电路包围磁场的面积变化都会引起电磁感应。 3、概括电磁感应的条件。由于闭合电路的面积与垂直 穿 过此面积的磁感应强度的乘积叫做磁通量，所以产生感 应 电流的条件是： 。 例1 如图4-2-4所示，在有界匀强磁场中有一矩形线圈 abcd 垂直磁场放置，现使线圈做如下几种运动： （a）向上加速平移，（未出磁场）， （b）匀速向右平移， （c）绕 ab 边转90°， 其中线圈中能产生感应电流的是 。 例2 如图4-2-5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，电流计指针偏转 B、 S1、S2闭合后，在断开 S2的瞬间，电流计指针偏转 C、 先闭合 S1，后闭合 S2的瞬间，电流计指针偏转 D、S1、S2闭合后，在断开 S1的瞬间，电流计指针偏转 小结：这类问题，首先要判断该电流的磁场方向，从而确定是否有磁感线穿过线圈 平面，然后再根据电流的变化情况判断磁通量是否变化。 例3 恒定的匀强磁场中有一圆形的闭合导体线圈，线圈平面垂直于磁场方向。当 线圈在此磁场中作下列哪种运动时，线圈能产生感应电流？（ ） A.线圈沿自身所在的平面作匀速运动 B.线圈沿自身所在的平面作加速运动 C.线圈绕任意一条直径作匀速转动 D.线圈绕任意一条直径作变速转动 课后作业 1、如图4-2-6，竖直放置的长直导线 ef 中通有恒定电流，有一矩形线框 abcd与导 线在同一平面内，在下列情况中线圈产生感应电流的是 （ ） A、导线中电流强度变大 B、线框向右平动 C、线框向下平动 D、线框以 ab 边为轴转动 E、线框以直导线 ef 为轴转动 2、下列关于产生感应电流的说法中，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产生 B、只要闭合导线做切割磁感线的运动，导线中就一定有感应电流 C、闭合电路的一部分导体，若不做切割磁感线运动，则闭合电路中就一定没有感应电流 D、当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就一定有感应电流 3、如图4-2-7所示，一个矩形线圈与通有相同大小的电流的平行直导线在同一平面， 且处于两直导线的中央，则线框中有感应电流的是（ ） A、两电流同向且不断增大 B、两电流同向且不断减小 C、两电流反向且不断增大 D、两电流反向且不断减小 4、如图4-2-8所示，导线 ab 和 cd 互相平行，则在下列情况中导线 cd 中无电流的 是（ ） A、电键 S 闭合或断开的瞬间 B、电键 S 是闭合的，但滑动触头向左滑 C、电键 S 是闭合的，但滑动触头向右滑 D、电键 S 始终闭合，滑动触头不动 5、如图4-2-9所示，范围很大的匀强磁场平行于 OXY 平面，线圈处在 OXY 平面中，要使线圈中产生感应电流，其运动方式可以是（ ） A、沿 OX 轴匀速平动 B、沿 OY 轴加速平动 C、绕 OX 轴匀速转动 D、绕 OY 轴加速转动 6、目前观察到的一切磁体都存在 N、S 两个极，而科学家却一直在寻找是否存在只 有一个磁极的磁单极子。若确定存在磁单极子，设法让磁单极子 A 通过一超导 材料制成的线圈如图4-2-10所示，则下列对于线圈中的感应电流的判断，正确 的是（ ） A、只有 A 进入线圈的过程有电流 B、只有 A 离开线圈的过程中有电流 C、A 离开线圈后，电流保持不变 D、A 离开线圈后，电流消失 7、如图4-2-11所示，在匀强磁场中有一线圈，线圈平面与磁感线平行。当磁场突然 增大时，线圈中有感应电流吗？ 8、如图4-2-12所示，一有限范围的匀强磁场，宽度为 d，将一边长为 l 的正方形线 框以速度 v 匀速地通过磁场区域，若 d>l，则在线框中产生感应电流的时间为 多少？若 d

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