2018版 第2章 4　电磁感应定律.doc

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4电磁感应定律

学习目标

知识脉络

1.知道电磁感应现象及产生条件．(难点)

2．知道法拉第电磁感应定律，会用法拉第电磁感应定律计算感应电动势的大小．(重点)

3．了解发电机的工作原理.

电磁感应现象

eq\o([先填空])

1．电磁感应现象是英国物理学家法拉第在奥斯特发现电流磁效应的启发下，经过十年不懈努力发现的．

2．概念

(1)电磁感应现象：只要通过闭合回路的磁通量发生变化，就会在回路中产生感应电流，这种由于磁通量发生变化而产生电流的现象称为电磁感应．

(2)感应电流：电磁感应现象中所生成的电流叫感应电流．

eq\o([再判断])

1．奥斯特发现了“电生磁”的现象之后，激发人们去探索“磁生电”的方法．(√)

2．法拉第发现了电磁感应现象．(√)

eq\o([后思考])

产生感应电流的条件可以总结为什么？

【提示】产生感应电流的条件：只要闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路就有电流产生．

1．感应电流产生的条件

穿过闭合回路的磁通量发生变化，无论是闭合回路一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，还是穿过闭合回路的磁通量发生变化，都会引起穿过闭合回路的磁通量发生变化，在回路中就会有感应电流产生．其条件可以归纳为两个：一是电路本身必须闭合，二是穿过回路本身的磁通量发生变化．这里主要体现在“变化”上，回路中有没有磁通量穿过不是产生感应电流的条件，如果穿过回路的磁通量很大但无变化，那么无论多么大，都不会产生感应电流．

2．引起磁通量变化的方法

根据磁通量的定义式Φ＝BS，引起磁通量变化的方法有：

(1)由于磁场变化而引起闭合回路的磁通量的变化．

(2)磁场不变，由于闭合回路的面积S发生变化而引起磁通量的变化．

(3)磁场、闭合回路面积都发生变化时，也可引起穿过闭合电路的磁通量的变化．

总之，穿过闭合电路的磁感线条数发生变化时磁通量就发生了变化．

3．产生感应电流的方法

(1)闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动

如图2-4-1所示，导体AB做切割磁感线运动时，线路中有电流产生，而导体AB顺着磁感线运动时，线路中无电流产生．

图2-4-1

(2)磁铁在线圈中运动

如图所示，条形磁铁插入或拔出线圈时，线圈中有电流产生，但磁铁在线圈中静止不动时，线路中无电流产生．

(3)改变螺线管AB中的电流

如图2-4-2所示，将小螺线管AB插入大螺线管CD中不动，当开关S接通或断开时，电流表中有电流通过；若开关S一直接通，当改变滑动变阻器的阻值时，电流表中也有电流通过．

图2-4-2

1．如图2-4-3所示，下列各种情况中，穿过回路的磁通量增大的有()

图2-4-3

A．图(甲)所示，在匀强磁场中，先把由弹簧状导线组成回路撑开，而后放手，到恢复原状的过程中

B．图(乙)所示，裸铜线ab在裸金属导轨上向右匀速运动过程中

C．图(丙)所示，条形磁铁拔出线圈的过程中

D．图(丁)所示，闭合线框远离与它在同一平面内通电直导线的过程中

【解析】由Φ＝BS得，题图(甲)穿过回路的磁通量随闭合回路面积的减小而减小；题图(乙)穿过回路的磁通量随闭合回路面积的增大而增加；题图(丙)穿过线圈的磁通量随磁极的远离而减小；题图(丁)离通电直导线越远，磁场越弱；穿过线框的磁通量越小，故选项B正确．

【答案】B

2．如图2-4-4所示，环形金属软弹簧套在条形磁铁的中心位置，若沿其半径向外拉弹簧，使其面积增大，则穿过弹簧的磁通量将如何变化？

2-4-4

【解析】注意弹簧面所在处存在两个方向的磁场，即磁铁的内磁场和外磁场，它们各自产生正负不同的磁通量，总的磁通量等于两者绝对值之差，当拉大弹簧面积时，内磁场的磁通量不变，而外磁场的磁通量却增大(穿过弹簧的外部磁感线条数增多)，故Φ＝|Φ内|－|Φ外|应减小．

【答案】磁通量减小

3．有一根由金属丝绕制成的闭合环套在条形磁铁上，如图2-4-5所示，当闭合环收缩导致它所围的面积减小时：

图2-4-5

(1)穿过它的磁通量是否有变化？如有变化，怎样变？

(2)闭合环中是否存在感应电流，为什么？

【解析】条形磁铁内部的磁感线方向由S极到N极，外部从N极到S极；条形磁铁外部向下穿过闭合环的磁通量抵消了一部分内部向上穿过的磁通量，当环收缩时被抵消的部分减少，所以穿过闭合环的磁通量增加，由于穿过环的磁通量有变化，所以在环中产生感应电流．

【答案】(1)变化；增加(2)有；因为穿过闭合环的磁通量有变化

注意有相反方向的磁场产生的磁通量的判断、首先要清楚哪个方向的磁通量大，然后再看它们各自如何变化，进而判断总磁通量变化情况.

法拉第电磁感应定律发电机

eq\o([先填空])

1．感应电动势

(1)概念：由电磁感应所产生的电动势叫感应电动势．

(2)产生条件：只要穿过