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实验：探究感应电流的产生条件

学习目标：

知识与技能

1、了解并掌握感应电流产生条件和实验方法

2、学习用图像法处理数据

过程与方法：

通过设计与仪器选择，开阔思路，激发兴趣，养成规范操作实验并能科学合理地处理数据的习惯。

情感、态度与价值观

理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能，具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神，培养观察能力、思维能力和操作能力，提高对物理学习的动机和兴趣。

学习重点：

掌握实验原理和方法，学会处理实验数据

教学过程：

1

1．探究导体棒在磁场中运动是否产生电流(如图所示)．

实验操作

导体棒静止

导体棒平行

磁感线运动

导体棒切割

磁感线运动

实验现象(有无电流)

无

无

分析论证

闭合电路包围的面积_____时，电路中有电流产生；包围的面积___时，电路中有

无电流产生

2.探究磁铁在通电螺线管中运动是否产生电流(如图所示)．

实验操作

N极插入线圈

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

3.产生感应电流的条件

只要穿过_____________的_________ 发生变化，闭合导体回路中就有感应电流

实验现象(有无电流)

有

无

有

有

无

有

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

分析论证

判断题：

1．只要闭合导体内有磁通量，就一定有感应电流产生．(

) 2．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定有感应电流产生．(

) 3．即便闭合导体回路中有导体做切割磁感线运动，回路中也不一定有感应电流．(

) 思考：

2

引起闭合电路中的磁通量变化的因素有哪些？

【提示】

引起磁通量变化的原因有：

①磁感应强度B发生变化；②闭合电路的面积发生变化；③磁感应强度B和线圈平面的夹角θ发生变化．

合作探讨：

如图所示，有一个导体框，导体棒ab可在导体框上移动，导体框平面与匀强磁场方向垂直．

探讨1：当导体棒ab向右运动时，闭合回路中是否有感应电流产生？

【提示】

穿过回路的面积变化，磁通量发生变化，有感应电流产生．

探讨2：当导体棒ab相对导体框静止，整体向右移动时，回路中是否有感应电流产生？

【提示】

此时穿过回路中的磁通量没有变化，没有感应电流产生．

对产生感应电流的条件的理解

1．导体回路闭合、磁通量变化是产生感应电流的两个必要条件，缺一不可．而导体回路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件，如果穿过导体回路的磁通量很大但不发生变化，也不会产生感应电流．

2．穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，大致有以下几种情况：

(1)磁感应强度B不变，线圈面积S发生变化．

(2)线圈面积S不变，磁感应强度B发生变化．

(3)磁感应强度B和回路面积S同时发生变化，此时可由ΔΦ＝Φ2－Φ1计算并判断磁通量是否变化．

(4)线圈面积S不变，磁感应强度B也不变，但二者之间夹角发生变化．

例题：

1．如选项图所示，A中线圈有一小缺口，B、D中匀强磁场区域足够大，C中通电导线位于水平放置的闭合线圈某一直径的正上方．其中能产生感应电流的是(

)

3

2．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有一闭合导体环，环面与磁场垂直．当导体环在磁场中完成下述运动时，可能产生感应电流的是(

)

A．导体环保持水平且在磁场中向上或向下运动

B．导体环保持水平向左或向右加速平动

C．导体环以垂直环面、通过环心的轴转动

D．导体环以一条直径为轴，在磁场中转动

3．如图所示，线圈Ⅰ与电源、开关、滑动变阻器相连，线圈Ⅱ与电流计Ⓖ相连，线圈Ⅰ与线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上，在下列情况下，电流计Ⓖ中是否有示数？

(1)开关闭合瞬间；

(2)开关闭合稳定后；

(3)开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器的滑动端；

(4)开关断开瞬间．

小结：判断是否产生感应电流的方法

1．看回路是否闭合，只有在电路闭合时才有可能产生感应电流．

2．确定磁场方向与回路平面之间的方向关系，即磁场方向与回路平面垂直、平行或成一角度．

3．判断穿过回路的磁感线的条数是否发生变化，如果变化则产生感应电流，否则不

4

产生感应电流．

[课堂检测] 1．关于产生感应电流的条件，下列说法正确的是(

) A．位于磁场中的闭合线圈一定会产生感应电流

B．闭合线圈平行磁感线运动时，线圈中一定产生感应电流

C．穿过闭合线圈的磁通量发生变化时，一定能产生感应电流

D．闭合线圈垂直磁感线运动时，线圈中一定产生感应电流

2．如图所示实验装置中用于研究电磁感应现象的是(

)

3．如图所示，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，图示虚线右侧匀强磁场区域足够大，下述过程中能使线圈产生感应电流的是(

)

A．以bc边为轴转动45°

B．以ad边为轴转动45°

C．将线圈向下平移

D．将线圈向上平移

4．关于磁通量，下列说法中正确的是(

) A．磁通量不仅有大小，而且有方向，所以是矢量

B．磁通量越大，磁感应强度越大

C．通过某一面的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零

D．磁通量就是磁感应强度

5．如图所示，a、b、c三个闭合线圈放在同一平面内，当线圈a中有电流I通过时，穿过它们的磁通量分别为

Φa、Φb、Φc，下列说法正确的是(

)

5

A．Φa＜Φb＜Φc

B．Φa＞Φb＞Φc

C．Φa＜Φc＜Φb

D．Φa＞Φc＞Φb

6．(多选)如图所示，下列情况能产生感应电流的是(

)

A．如图(甲)所示，导体棒AB顺着磁感线运动

B．如图(乙)所示，条形磁铁插入或拔出线圈时

C．如图(丙)所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通时

D．如图(丙)所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器的阻值时

7．如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关组成一闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环a，下列各种情况铜环a中不产生感应电流的是(

)

A．线圈中通以恒定的电流

B．通电时，使滑动变阻器的滑片P匀速移动

6

C．通电时，使滑动变阻器的滑片P加速移动

D．将开关突然断开的瞬间

8．边长l＝10 cm的正方形线框，固定在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，如图所示．磁感应强度随时间变化的规律为B＝2＋3t(T)，则第3 s内穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ为多少？

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