探究感应电流的产生条件

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1.基本知识

(1)“电生磁”的发现

探究感应电流的产生条件

1820年，丹麦物理学家奥斯特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．

(2)“磁生电”的发现

1831年，英国物理学家法拉第发现了“磁生电”的现象，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流．

(3)法拉第的概括

引起电流的原因都与变化和运动相联系 变化的磁场 变化的电流 运动的磁铁在磁场中 运动的导体 运动的恒定电流

2．思考判断

(1)奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互联系的序幕．() (2)电流的磁效应否定了一切磁现象都是来自于电荷的运动这一结论．() (3)“磁生电”是一种在变化、运动过程中才出现的效应．() 3．探究交流

英国物理学家法拉第发现了磁生电，那么磁生电的实质是什么？ 【提示】 磁生电的过程是其他形式的能转化为电能的过程.

1.基本知识 (1)磁通量

①概念：穿过某个面的磁通量等于闭合导体回路的面积与垂直穿过它的磁感应强度的乘积．

②公式：Φ＝BS. (2)产生感应电流的条件

只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流． 2．思考判断

(1)导体回路的面积越大，则穿过导体回路的磁通量越大．() (2)闭合导体回路在磁场中运动时，一定会产生感应电流．()

(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．(） 3．探究交流

法拉第发现电磁感应的过程为什么会在很长一段时间徘徊不前？

感应电流的产生条件 【问题导思】 磁通量的分析与计算 1．同一匀强磁场中，穿过相同面积的磁通量相等吗？ 2．磁感线从不同侧面穿过时，总磁通量如何计算？ 1．匀强磁场中磁通量的计算

利用公式：Φ＝BS(其中B为匀强磁场的磁感应强度，S为线圈的有效面积)． 注意以下三种特殊情况：

(1)如果磁感线与平面不垂直，如图4－1－1(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Scos θ，穿过该平面的磁通量为Φ＝BScos θ.

(甲) (乙)

图4－1－1

(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)某面积内有不同方向的磁场时，分别计算不同方向的磁场的磁通量，然后规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，求其代数和．

2．非匀强磁场中磁通量的分析

条形磁铁、通电导线周围的磁场都是非匀强磁场，通常只对穿过其中的线圈的磁通量进行定性分析，分析时应兼顾磁场强弱、线圈面积和磁场与线圈的夹角等因素，并可充分利用磁感线来判断，即磁通量的大小对应穿过线圈的磁感线的条数，穿过线圈的磁感线的条数变化，则说明磁通量变化．

图4－1－2

如图4－1－2所示的线框，面积为S，处于磁感应强度为B的匀强磁

场中，B的方向与线框平面成θ角，当线框转过90°到如图所示的虚线位置时，试求：

(1)初、末位置穿过线框的磁通量的大小Φ1和Φ2； (2)磁通量的变化量ΔΦ.

图4－1－3

1．(2013·武汉市重点中学检测)如图4－1－3所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由Ⅰ平移到Ⅱ，第二次将金属框绕cd边翻转到Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化大小分别为ΔΦ1和ΔΦ2，则( )

A．ΔΦ1>ΔΦ2 C．ΔΦ1<ΔΦ2

【问题导思】 1．判断回路中是否有感应电流的依据是什么？ 2．引起磁通量变化的原因有哪些？

感应电流产生的必要条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，所以判断感应电流有无时必须明确以下两点：

1．明确电路是否为闭合电路．

2．判断穿过回路的磁通量是否发生变化． 穿过闭合电路的磁通量变化情况的列表如下：

感应电流的产生条件 B．ΔΦ1＝ΔΦ2 D．不能判断

Φ变的四B不变、S变 B变、S不变 B和S都变 例：闭合电路的一部分导体切割磁感线时 例：线圈与磁体之间发生相对运动时 注意：此时可由ΔΦ＝Φt－Φ0计算并判断磁通量是否变化 种B和S大小都不变， 情但两者之间的夹角况 变 例：线圈在磁场中转动时 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( )

2. 如图4－1－4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4－1－5所示，在匀强磁场中的矩形金属轨道上，有等长的两根金属棒ab和cd，它们以相同的速度匀速运动，则( )