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3　电磁感应现象及其应用
1.如图所示，固定的长直导线中通有恒定电流，一矩形线框从abcd位置向右平移到a'b'c'd'位置的过程中，关于穿过线框的磁通量情况，下列叙述正确的是（线框平行于纸面且与导线相互绝缘）（　　）
A.一直增加
B.一直减少
C.先增加后减少
D.先增加，再减少到零，然后再增加，最后再减少
2.（多选）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闭合电路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中有感应电流的是（　　）
A.线圈中通以恒定的电流
B.通电过程中，使变阻器的滑片P做匀速移动
C.通电过程中，使变阻器的滑片P做加速移动
D.将开关突然断开的瞬间
3.如图甲所示为法拉第在研究电磁感应时用过的线圈，其工作原理如图乙所示，则实验中不会使电流表指针发生偏转的是（　　）
A.保持开关闭合 B.开关闭合瞬间
C.开关断开瞬间 D.移动变阻器滑片
4.如图所示，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（　　）
A.断开开关S，ab中有感应电流
B.闭合开关S，ab中有感应电流
C.无论断开还是闭合开关S，ab中都有感应电流
D.无论断开还是闭合开关S，ab中都没有感应电流
5.（多选） 如图所示，水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系。四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称地放置，两直导线中的电流大小与变化情况相同，电流方向如图所示，当两直导线中的电流都增大时，四个线圈a、b、c、d中产生感应电流的情况是（　　）
A.线圈a中有感应电流
B.线圈b中有感应电流
C.线圈c中无感应电流
D.线圈d中无感应电流
6.（多选）如图所示，线圈Ⅰ和线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上，下列情况中能引起电流计指针偏转的是（　　）
A.闭合开关瞬间
B.开关闭合稳定后
C.开关闭合稳定后移动滑动变阻器的滑片
D.断开开关瞬间
7.为探究感应电流产生的条件，几位同学做了如下的实验。
（1）小李同学选用图甲中的器材模仿法拉第的实验进行探究
①为了保证实验现象明显，电源选用　　　，电表选用　　　　（填写器材前的代码）。
A.低压直流电源
B.低压交流电源
C.220 V交流电源
D.灵敏电流计
E.0～0.6 A量程的电流表
F.0～0.6 V量程的电压表
②请在实物图中，用笔画线代替导线将电路补充完整。
③实验过程中，记录的实验现象如表所示，观察四项实验结果，能够得出结论，产生感应电流的条件与　　　　（选填“A”“B”或“C”）的变化有关。
A.磁场
B.电场
C.闭合导体回路包围的面积
开关和变阻器的状态 线圈B中是否有电流
开关闭合瞬间 有
开关断开瞬间 有
开关闭合时，滑动变阻器滑片不动 无
开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片 有
（2）小张同学用导轨、导体棒、电表、导线组成图乙所示的电路，整个电路处于垂直导轨的磁场中，当导体棒在金属导轨上向右移动时，电表中有电流，得出结论，产生感应电流的条件与　　　　（选填“A”“B”或“C”）的变化有关。
A.磁场
B.电场
C.闭合导体回路包围的面积
（3）依据小李和小张两位同学的实验得出结论：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
8.如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t＝0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流，从t＝0开始，磁感应强度B应随时间t怎样变化？请推导这种情况下B与t的关系式。
3　电磁感应现象及其应用
1.D　离导线越近，磁场越强，当线框从左向右靠近导线的过程中，穿过线框的磁通量增大，当线框跨在导线上向右平移时，磁通量减小，当导线在线框正中央时，磁通量为零，从该位置向右平移，磁通量增大，当线框离开导线向右平移的过程中，磁通量减小，故D正确。
2.BCD　线圈中通以恒定的电流，铜环A中磁通量不变，铜环A中没有感应电流，A错误；变阻器的滑片P做匀速、加速移动时，线圈中电流变化，铜环A中磁通量发生变化，铜环A中有感应电流，B、C正确；将开关突然断开的瞬间，线圈中电流变为零，铜环A中磁通量发生变化，铜环A中有感应电流，D正确。
3.A　开关闭合状态下，线圈中电流恒定，穿过另一线圈的磁通量不发生变化，没有感应电流，电流表指针不会发生偏转，故A正确；当开关接通的瞬间、开关断开的瞬间或者移动变阻器滑片时，另一线圈中磁通量发生变化，产生感应电流，指针发生偏转，故B、C、D错误。
4.B　两根金属棒ab和cd以相同的速度匀速运动，若断开开关S，两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量无变化，则ab中无感应电流，故选项A、C错误；若闭合开关S，两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量发生变化，则ab中有感应电流，故选项B正确，D错误。
5.AD　由安培定则可判断出两通电直导线产生的磁场在Ⅰ象限中方向相同，在Ⅲ象限中方向也相同，当两直导线中的电流都增大时，线圈a、c中磁通量增大，产生感应电流，选项A正确，C错误。利用对称性和安培定则可判断出两通电直导线产生的磁场在Ⅱ象限中方向相反，在Ⅳ象限中方向也相反，且线圈b、d中的磁通量为零，当两直导线中的电流都增大时，线圈b、d中的磁通量仍为零，线圈b、d中无感应电流，选项B错误，D正确。
6.ACD　开关闭合瞬间，线圈Ⅰ中电流从无到有，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从无到有，线圈Ⅱ中产生感应电流，电流计指针偏转，故A正确；开关闭合稳定后，线圈Ⅰ中电流稳定不变，穿过线圈Ⅱ的磁通量稳定不变，线圈Ⅱ中无感应电流产生，电流计指针不发生偏转，故B错误；开关闭合稳定后，移动滑动变阻器的滑片，线圈Ⅰ中的电流变化，穿过线圈Ⅱ的磁通量也发生变化，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计指针偏转，故C正确；开关断开瞬间，线圈Ⅰ中电流从有到无，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从有到无，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计指针偏转，故D正确。
7.（1）①A　D　②图见解析　③A　（2）C　（3）见解析
解析：（1）①探究感应电流产生的条件是通过开关的闭合与断开，滑动变阻器滑片的滑动等方式改变流过A线圈的电流，从而让B线圈产生感应电流，故电源只需要低压直流电源就能满足要求，而不需要选低压交流电源让电流本身发生变化，则电源应选A；感应电流的产生比较微弱，电流方向需要根据指针偏转判断，则电流表选指针在中央的灵敏电流计最合适，故选D。
②A线圈为通电的电路，B线圈为产生感应电流的回路，连接电路图如图所示。
③根据四个操作可总结得到，开关的断开与闭合、闭合开关后移动滑动变阻器的滑片都改变了流过A线圈的电流大小，从而使得穿过B线圈的磁场变化，则产生感应电流的条件与磁场的变化有关，故A正确，B、C错误。
（2）导体棒在金属导轨上向右移动切割磁感线，匀强磁场恒定，但引起了回路所围磁场的有效面积的增大，从而使得磁通量变大而产生感应电流，故产生感应电流的条件与闭合导体回路包围的面积的变化有关，故C正确，A、B错误。
（3）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。
8.B＝
解析：要使棒中不产生感应电流，穿过回路的磁通量应保持不变，则有B0l2＝Bl（l＋vt），解得B＝。
1 / 33　电磁感应现象及其应用
核心素养目标 物理观念 1.了解电磁感应现象发现的历程。 2.理解产生感应电流的条件，会判断回路中是否存在感应电流
科学思维 通过阅读课本和练习，掌握感应电流产生的条件，并能分析判断相关问题
科学探究 通过实验探究感应电流产生的条件，让学生总结产生感应电流的条件
知识点一　电磁感应现象的发现
1.奥斯特实验的启迪
（1）1820年，奥斯特发现了　　　　　　　，引起了科学界的广泛关注，形成了对电磁现象研究的热潮。
（2）安培等人相继在电磁学研究上取得了卓越成果。
（3）1830年，美国科学家亨利在研究绕有不同长度导线的电磁铁所产生的磁力大小时，曾在　　　与　　　瞬间，观察到了与不通电线圈相连的电流表指针偏转的现象。
2.电磁感应现象的发现
（1）1831年8月29日，法拉第设计了一个新实验：他在一个软铁环上绕了两个线圈，一个与　　　相连，另一个连接着检测电流的装置。他发现，右边电路接通时，左边用于检测电流的小磁针发生了　　　，但不久又恢复到零；当右边电路断开时，左边小磁针向　　　　　　　，随即又恢复到零。
（2）1831年11月24日，法拉第将“磁生电”现象分为五类：①变化中的　　　　②变化中的　　　　③运动中的　　　　　　　④运动中的　　　　⑤运动中的　　　。他把这些现象命名为　　　　　　，由电磁感应现象产生的电流叫作　　　 　　。
知识点二　感应电流产生的条件
1.感应电流产生的条件：只要穿过　　　导体回路的　　　　　发生变化，闭合导体回路中就有　　　　　　产生。
2.电磁感应规律的发现对社会发展的意义
（1）　　　　发明了人类历史上第一台感应发电机。
（2）感应发电机的出现，使人类进入了　　　　　　。
（3）电磁感应还被广泛应用于各种电路控制器件，　　　、电子技术和　 　　　　　　。
（4）电磁感应的发现，是继牛顿发现天上、地上物体之间运动相互联系后物理学的又一伟大发现。
（5）法拉第在研究电磁感应等电磁现象中，从磁性存在的空间分布逐渐提炼出“”的科学创新思想。
【情景思辨】
　如图所示，自左向右依次是电磁起重机、变压器和电磁炉，它们是生产和生活中常见的电器。请判断下列说法的正误。
（1）电磁起重机应用了电流的磁效应。（　　）
（2）变压器利用了电磁感应的原理。（　　）
（3）电磁炉应用了电流的热效应。（　　）
（4）三种电器中只有电磁炉发热创造了新的能量。（　　）
要点一　磁通量变化的几种情形
1.闭合回路面积S的变化引起磁通量的变化
如图所示，导体做切割磁感线运动使面积发生变化而改变了穿过回路的磁通量。
2.磁感应强度的变化引起磁通量的变化
图甲是通过磁极的运动改变穿过回路的磁通量；图乙是通过改变原线圈中的电流从而改变磁场的强弱，进而改变穿过回路的磁通量。
3.磁场和闭合线圈的夹角发生变化，从而引起磁通量发生变化
如
图所示，闭合线圈在匀强磁场中绕轴OO'转动的过程。
【典例1】　如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁N极附近下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ，在这个过程中，穿过线圈的磁通量（　　）
A.是增加的 B.是减少的
C.先增加，后减少 D.先减少，后增加
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，若使线框逐渐远离（平动）通电导线，则穿过线框的磁通量将（　　）
A.逐渐增大 B.逐渐减小
C.保持不变 D.不能确定
2.如图所示，矩形线框abcd由静止开始运动，若要使线框中磁通量逐渐变大，则线框的运动情况应该是（　　）
A.向右平动（ad边还没有进入磁场）
B.向上平动（ab边还没有离开磁场）
C.以bc边为轴转动（ad边还没有转入磁场）
D.以ab边为轴转动（转角不超过90°）
要点二　实验：探究感应电流产生的条件
【探究】把一条大约10 m长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合回路。沿东西方向站立的两个同学迅速摇动这条电线（如图所示），灵敏电流表的指针会发生偏转吗？简述你的理由。
【归纳】
实验1　闭合电路的部分导体切割磁感线
如图所示，导体棒左右平动、前后平动、上下平动，观察电流表的指针，观察是否有感应电流产生。
实验2　向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出
如图所示，把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，或从线圈中抽出，或静止地放在线圈中。观察电流表的指针是否偏转。
实验3　模拟法拉第的实验
如图所示，线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端与电流表连接，把线圈A装在线圈B的里面。开关闭合瞬间；开关断开瞬间；开关闭合时，滑动变阻器滑片不动；开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片。观察线圈B中是否有电流产生。
结论
不论用什么方法，不论何种原因，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。
【典例2】　我们可以通过以下实验，来探究感应电流产生的条件。
（1）给出的实物图中，请用笔画线代替导线补全实验电路。
（2）接好电路，闭合开关瞬间，电流表指针　　　　（选填“偏转”或“不偏转”）。
（3）电路稳定后，电流表指针　　　　（选填“偏转”或“不偏转”）；迅速移动滑动变阻器的滑片，电流表指针　　　　（选填“偏转”或“不偏转”）。
（4）根据以上实验可得：产生感应电流的条件为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　如图所示是研究电磁感应现象实验所需的器材。
（1）用实线将带有铁芯的小螺线管A、电源、滑动变阻器和开关连接成回路Ⅰ，将小量程电流表和大螺线管B连接成回路Ⅱ。
（2）列举出实验中改变回路Ⅱ的磁通量，使回路Ⅱ产生感应电流的三种方式：
①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；
③　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
要点三　感应电流产生条件的理解
1.判断有无感应电流时必须明确的关键点
（1）观察导体回路是否闭合；
（2）判断穿过回路的磁通量是否发生变化。
2.判断有无感应电流的方法和注意事项
（1）能否产生感应电流，取决于穿过闭合导体回路的磁通量是否发生变化，而不是磁通量的大小。
（2）闭合回路的部分导体做切割磁感线运动是引起回路磁通量变化的具体形式之一。但闭合回路的部分导体做切割磁感线运动时，不一定总会引起闭合回路的磁通量变化。如图所示，矩形线框abcd在范围足够大的匀强磁场中，在垂直磁场的平面内向右平动，虽然ad、bc边都切割磁感线，但磁场穿过回路abcd的磁通量没有变化，因而没有产生感应电流。
（3）可充分利用磁感线进行定性判断，即通过观察穿过闭合导体回路的磁感线的条数是否变化判断某过程中磁通量是否变化。
（4）对于立体图的磁通量变化情况，要先转化为平面图，再分析磁感线的分布及变化情况。
3.判断电磁感应现象是否发生的一般流程
（1）确定研究的闭合回路；
（2）弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量Φ；
（3）磁通量变化与感应电流的产生
【典例3】　（多选）如图所示，闭合的矩形线圈abcd水平放在范围足够大的匀强磁场中，下列哪种情况下线圈中能产生感应电流（　　）
A.线圈以ab边为轴转动
B.线圈向上平移
C.线圈以bc边为轴转动
D.以垂直于线圈平面的轴逆时针转动
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.如图中金属圆环均带有绝缘外皮，A项中直导线与圆环在同一平面内，B项中直导线与环面垂直，C项中直导线在圆环水平直径正上方且与直径平行，D项中直导线与圆环接触且与圆环直径重合，当电流增大时，环中有感应电流的是（　　）
2.如图所示的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
要点回眸
1.（多选）闭合线圈按下列选项中的方式在磁场中运动，则穿过闭合线圈的磁通量发生变化的是（　　）
2.如图所示，条形磁铁以速度v向螺线管靠近，下面几种说法中正确的是（　　）
A.螺线管中不会产生感应电流
B.螺线管中会产生感应电流
C.只有磁铁速度足够大时，螺线管中才能产生感应电流
D.只有在磁铁的磁性足够强时，螺线管中才会产生感应电流
3.如图所示，一有限范围的匀强磁场的宽度为d，将一边长为l的正方形导线框由磁场边缘以速度v匀速通过磁场区域，若d＞l，则在线框通过磁场区域的过程中，不产生感应电流的时间为（　　）
A.　　　　　　　　　 B.
C.　 D.
4.如图所示，接有理想电压表的三角形导线框ABC，在匀强磁场中向右匀速运动，则关于导线框中有无感应电流及电压表有无示数（示数不为零则称为有示数），下列判断正确的是（　　）
A.无；有 B.有；无
C.无；无　 D.有；有
3　电磁感应现象及其应用
【基础知识·准落实】
知识点一
1.（1）电流的磁效应　（3）通电　断电
2.（1）电池　偏转　反方向偏转　（2）电流　磁场　恒定电流　磁铁　导线　电磁感应　感应电流
知识点二
1.闭合　磁通量　感应电流
2.（1）法拉第　（2）电气时代　（3）传感器　信息技术之中　（5）场
情景思辨
（1）√　（2）√　（3）×　（4）×
【核心要点·快突破】
要点一
【典例1】　D　要知道线圈在下落过程中磁通量的变化情况，就必须知道条形磁铁在磁极附近磁感线的分布情况，条形磁铁磁感线在N极附近的分布情况如图所示，由图可知线圈中磁通量是先减少，后增加。选项D正确。
素养训练
1.B　线框远离导线时，穿过线框的磁感应强度减小，线框的面积不变，所以穿过线框的磁通量减小。故B正确。
2.A　选项A和D所描述的情况，线框在磁场中的有效面积S均发生变化（A项中S增大，D项中S变小），故A项磁通量增大，D项中磁通量减小，而选项B、C所描述的情况中，线框中的磁通量均不改变，故选A。
要点二
知识精研
【探究】　
　提示：会。地磁场沿水平方向的分量由南指向北，两同学沿东西方向站立，地磁场的水平分量垂直穿过闭合回路，此时若两同学迅速摇动电线，则穿过闭合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流。
【典例2】　（1）见解析图　（2）偏转　（3）不偏转　偏转
（4）穿过闭合回路的磁通量发生变化
解析：（1）通过对电路分析可知：线圈B是用来检测感应电流的，故电流计要和B构成闭合回路；滑动变阻器的作用是用来改变通过线圈A的电流大小，故要采取限流接法，综上所述，连线如图所示。
（2）接好电路，合上开关瞬间，由于通过线圈A的电流发生变化，导致穿过线圈B磁通量的变化，从而使线圈B产生感应电流，电流表指针偏转。
（3）电路稳定后，虽然线圈B有磁场，但穿过线圈B的磁通量没有变化，不能产生感应电流，所以电流表指针不偏转。迅速移动滑动变阻器的滑片，由于通过线圈A的电流发生变化导致穿过线圈B的磁通量发生变化，从而使线圈B产生感应电流，电流表指针偏转。
（4）根据（2）（3）可得：产生感应电流的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化。
素养训练
　（1）实物连接如图所示。
（2）①闭合开关后，小螺线管A插入大螺线管B、小螺线管A从大螺线管B中拔出。
②闭合开关后，把小螺线管A放在大螺线管B中，迅速移动滑动变阻器的滑片。
③闭合开关后，把小螺线管A放在大螺线管B中，将铁芯从小螺线管A中拔出。
解析：（1）小螺线管A、滑动变阻器、电源、开关组成一个闭合回路；大螺线管B与电流表组成一个闭合回路，如答案图所示。
（2）由产生感应电流的条件知，只要能够改变B中的磁通量就可以产生感应电流。
要点三
【典例3】　AC　线圈以ab边为轴转动，穿过线圈的磁通量不断变化，能产生感应电流，A正确；线圈向上平移，穿过线圈的磁通量不变，不能产生感应电流，B错误；线圈以bc边为轴转动，穿过线圈的磁通量不断变化，能产生感应电流，C正确；以垂直于线圈平面的轴逆时针转动，穿过线圈的磁通量不变，不能产生感应电流，D错误。
素养训练
1.A　图A中电流变化，线圈中磁通量变化，线圈中有感应电流，故A正确；图B中线圈平面与电流产生的磁感线平行，因此回路中磁通量始终为零，没有感应电流，故B错误；图C、D中线圈回路中磁通量均为零，故都没有感应电流，故C、D错误。
2.C　四种情况中初始位置线框均与磁感线平行，磁通量为零，线圈按A、B、D三种情况移动后，线框仍与磁感线平行，磁通量保持为零不变，线框中不产生感应电流；C中线圈转动后，穿过线框的磁通量不断发生变化，所以产生感应电流，C项正确。
【教学效果·勤检测】
1.AB　A选项中，图示状态Φ＝0，闭合线圈转90°的过程中Φ增大，因此磁通量发生变化；B选项中离直导线越远磁场越弱，磁感线越稀，所以当线圈远离导线时，线圈中磁通量不断变小；C选项中，在图示位置，线圈中的磁通量为零，在向下移动过程中，线圈的磁通量一直为零，磁通量不变；D选项中，随着线圈的转动，B与S都不变，B又垂直于S，所以Φ＝BS始终不变，故A、B正确。
2.B　螺线管所在的回路是闭合的，当条形磁铁向螺线管靠近时，穿过闭合回路的磁通量发生变化，产生感应电流，故B正确。
3.C　线框完全进入磁场后，穿过线框的磁通量不发生变化，线框中无感应电流，当线框进入、离开磁场时，穿过线框的磁通量发生变化，都会产生感应电流，所以不产生感应电流的距离为d－l，时间为t＝，故C正确。
4.C　导线框在磁场中向右匀速运动，穿过导线框的磁通量不变，即ΔΦ＝0，故导线框中无感应电流产生，没有电流通过电压表，所以电压表无示数，故C正确。
7 / 7(共72张PPT)
3　电磁感应现象及其应用
核
心
素
养
目
标 物理
观念 1.了解电磁感应现象发现的历程。
2.理解产生感应电流的条件，会判断回路中是否存在感应电流
科学
思维 通过阅读课本和练习，掌握感应电流产生的条件，并能分析判断相关问题
科学
探究 通过实验探究感应电流产生的条件，让学生总结产生感应电流的条件
目 录
01.
基础知识·准落实
02.
核心要点·快突破
03.
教学效果·勤检测
04.
课时训练·提素能
基础知识·准落实
梳理归纳 自主学习
01
知识点一　电磁感应现象的发现
1. 奥斯特实验的启迪
（1）1820年，奥斯特发现了 ，引起了科学界的
广泛关注，形成了对电磁现象研究的热潮。
（2）安培等人相继在电磁学研究上取得了卓越成果。
（3）1830年，美国科学家亨利在研究绕有不同长度导线的电磁铁
所产生的磁力大小时，曾在 与 瞬间，观察
到了与不通电线圈相连的电流表指针偏转的现象。
电流的磁效应　
通电　
断电　
2. 电磁感应现象的发现
（1）1831年8月29日，法拉第设计了一个新实验：他在一个软铁环
上绕了两个线圈，一个与 相连，另一个连接着检测
电流的装置。他发现，右边电路接通时，左边用于检测电流
的小磁针发生了 ，但不久又恢复到零；当右边电路
断开时，左边小磁针向 ，随即又恢复到零。
电池　
偏转　
反方向偏转　
（2）1831年11月24日，法拉第将“磁生电”现象分为五类：①变
化中的 　②变化中的 　③运动中的
　④运动中的 　⑤运动中的 。他把
这些现象命名为 ，由电磁感应现象产生的电流
叫作 。
电流　
磁场　
恒定
电流　
磁铁　
导线　
电磁感应　
感应电流　
知识点二　感应电流产生的条件
1. 感应电流产生的条件：只要穿过 导体回路的 发
生变化，闭合导体回路中就有 产生。
闭合　
磁通量　
感应电流　
（1） 发明了人类历史上第一台感应发电机。
（2）感应发电机的出现，使人类进入了 。
（3）电磁感应还被广泛应用于各种电路控制器件， 、
电子技术和 。
（4）电磁感应的发现，是继牛顿发现天上、地上物体之间运动相
互联系后物理学的又一伟大发现。
（5）法拉第在研究电磁感应等电磁现象中，从磁性存在的空间分
布逐渐提炼出“ ”的科学创新思想。
法拉第　
电气时代　
传感器　
信息技术之中　
场　
2. 电磁感应规律的发现对社会发展的意义
【情景思辨】
　如图所示，自左向右依次是电磁起重机、变压器和电磁炉，它们是
生产和生活中常见的电器。请判断下列说法的正误。
（1）电磁起重机应用了电流的磁效应。 （　√　）
（2）变压器利用了电磁感应的原理。 （　√　）
（3）电磁炉应用了电流的热效应。 （　×　）
（4）三种电器中只有电磁炉发热创造了新的能量。 （　×　）
√
√
×
×
核心要点·快突破
互动探究 深化认知
02
要点一　磁通量变化的几种情形
1. 闭合回路面积S的变化引起磁通量的变化
如图所示，导体做切割磁感线运动使面积发生变化而改变了穿过回路的磁通量。
2. 磁感应强度的变化引起磁通量的变化
图甲是通过磁极的运动改变穿过回路的磁通量；图乙是通过改变原
线圈中的电流从而改变磁场的强弱，进而改变穿过回路的磁通量。
3. 磁场和闭合线圈的夹角发生变化，从而引起磁通量发生变化
如图所示，闭合线圈在匀强磁场中绕轴OO'转动的过程。
【典例1】　如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁N
极附近下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，由图中的位置Ⅰ经过位置
Ⅱ到位置Ⅲ，且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ，在这个过程中，穿过线圈
的磁通量（　　）
A. 是增加的 B. 是减少的
C. 先增加，后减少 D. 先减少，后增加
解析：要知道线圈在下落过程中磁通量的变化情
况，就必须知道条形磁铁在磁极附近磁感线的分布
情况，条形磁铁磁感线在N极附近的分布情况如图所
示，由图可知线圈中磁通量是先减少，后增加。选
项D正确。
1. 如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共
面，若使线框逐渐远离（平动）通电导线，则穿过线框的磁通量将
（　　）
A. 逐渐增大 B. 逐渐减小
C. 保持不变 D. 不能确定
解析： 　线框远离导线时，穿过线框的磁感应强度减小，线框的
面积不变，所以穿过线框的磁通量减小。故B正确。
2. 如图所示，矩形线框abcd由静止开始运动，若要使线框中磁通量逐
渐变大，则线框的运动情况应该是（　　）
A. 向右平动（ad边还没有进入磁场）
B. 向上平动（ab边还没有离开磁场）
C. 以bc边为轴转动（ad边还没有转入磁场）
D. 以ab边为轴转动（转角不超过90°）
解析： 　选项A和D所描述的情况，线框在磁场中的有效面积S均
发生变化（A项中S增大，D项中S变小），故A项磁通量增大，D项
中磁通量减小，而选项B、C所描述的情况中，线框中的磁通量均
不改变，故选A。
要点二　实验：探究感应电流产生的条件
【探究】
　把一条大约10 m长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱
上，形成闭合回路。沿东西方向站立的两个同学迅速摇动这条电线
（如图所示），灵敏电流表的指针会发生偏转吗？简述你的理由。
提示：会。地磁场沿水平方向的分量由南指向北，两同学沿东西方向
站立，地磁场的水平分量垂直穿过闭合回路，此时若两同学迅速摇动
电线，则穿过闭合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流。
【归纳】
实验1　闭合电路的部分导体切割磁感线
如图所示，导体棒左右平动、前后平动、上下平动，观察电流表的指
针，观察是否有感应电流产生。
实验2　向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出
如图所示，把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，或从线圈中抽出，或
静止地放在线圈中。观察电流表的指针是否偏转。
实验3　模拟法拉第的实验
如图所示，线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端
与电流表连接，把线圈A装在线圈B的里面。开关闭合瞬间；开关断开
瞬间；开关闭合时，滑动变阻器滑片不动；开关闭合时，迅速移动滑
动变阻器的滑片。观察线圈B中是否有电流产生。
结论
不论用什么方法，不论何种原因，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。
【典例2】　我们可以通过以下实验，来探究感应电流产生的条件。
（1）给出的实物图中，请用笔画线代替导线补全实验电路。
答案： 见解析图　
解析： 通过对电路分析可知：
线圈B是用来检测感应电流的，故电
流计要和B构成闭合回路；滑动变阻
器的作用是用来改变通过线圈A的电
流大小，故要采取限流接法，综上所述，连线如图所示。
（2）接好电路，闭合开关瞬间，电流表指针 （选填“偏
转”或“不偏转”）。
偏转　
解析：接好电路，合上开关瞬间，由于通过线圈A的电流发生变
化，导致穿过线圈B磁通量的变化，从而使线圈B产生感应电
流，电流表指针偏转。
解析：电路稳定后，虽然线圈B有磁场，但穿过线圈B的磁通量没有变化，不能产生感应电流，所以电流表指针不偏转。迅速移动滑动变阻器的滑片，由于通过线圈A的电流发生变化导致穿过线圈B的磁通量发生变化，从而使线圈B产生感应电流，电流表指针偏转。
（3）电路稳定后，电流表指针 （选填“偏转”或“不偏
转”）；迅速移动滑动变阻器的滑片，电流表指针
（选填“偏转”或“不偏转”）。
不偏转　
偏转　
（4）根据以上实验可得：产生感应电流的条件为
。
穿过闭合回路的
磁通量发生变化　
解析：根据（2）（3）可得：产生感应电流的条件：穿过闭合回
路的磁通量发生变化。
　如图所示是研究电磁感应现象实验所需的器材。
（1）用实线将带有铁芯的小螺线管A、电源、滑动变阻器和开关连接
成回路Ⅰ，将小量程电流表和大螺线管B连接成回路Ⅱ。
答案： 实物连接如图所示。
解析： 小螺线管A、滑动变阻器、电源、开关组成一个
闭合回路；大螺线管B与电流表组成一个闭合回路，如答案
图所示。
（2）列举出实验中改变回路Ⅱ的磁通量，使回路Ⅱ产生感应电流的三
种方式：
①
；
闭合开关后，小螺线管A插入大螺线管B、小螺线管A从大
螺线管B中拔出
②
；
③
。
解析：由产生感应电流的条件知，只要能够改变B中的磁通量就
可以产生感应电流。
闭合开关后，把小螺线管A放在大螺线管B中，迅速移动滑动
变阻器的滑片
闭合开关后，把小螺线管A放在大螺线管B中，将铁芯从小
螺线管A中拔出　
要点三　感应电流产生条件的理解
1. 判断有无感应电流时必须明确的关键点
（1）观察导体回路是否闭合；
（2）判断穿过回路的磁通量是否发生变化。
2. 判断有无感应电流的方法和注意事项
（1）能否产生感应电流，取决于穿过闭合导体回路的磁通量是否
发生变化，而不是磁通量的大小。
（2）闭合回路的部分导体做切割磁感线运动是引起回路磁通量变
化的具体形式之一。但闭合回路的部分导体做切割磁感线运
动时，不一定总会引起闭合回路的磁通量变化。如图所示，
矩形线框abcd在范围足够大的匀强磁场中，在垂直磁场的平
面内向右平动，虽然ad、bc边都切割磁感线，但磁场穿过回
路abcd的磁通量没有变化，因而没有产生感应电流。
（3）可充分利用磁感线进行定性判断，即通过观察穿过闭合导
体回路的磁感线的条数是否变化判断某过程中磁通量是否
变化。
（4）对于立体图的磁通量变化情况，要先转化为平面图，再分析
磁感线的分布及变化情况。
3. 判断电磁感应现象是否发生的一般流程
（1）确定研究的闭合回路；
（2）弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量Φ；
（3）磁通量变化与感应电流的产生
【典例3】　（多选）如图所示，闭合的矩形线圈abcd水平放在范围
足够大的匀强磁场中，下列哪种情况下线圈中能产生感应电流（　　）
A. 线圈以ab边为轴转动
B. 线圈向上平移
C. 线圈以bc边为轴转动
D. 以垂直于线圈平面的轴逆时针转动
解析：线圈以ab边为轴转动，穿过线圈的磁通量不断变化，能产生感
应电流，A正确；线圈向上平移，穿过线圈的磁通量不变，不能产生
感应电流，B错误；线圈以bc边为轴转动，穿过线圈的磁通量不断变
化，能产生感应电流，C正确；以垂直于线圈平面的轴逆时针转动，
穿过线圈的磁通量不变，不能产生感应电流，D错误。
1. 如图中金属圆环均带有绝缘外皮，A项中直导线与圆环在同一平面
内，B项中直导线与环面垂直，C项中直导线在圆环水平直径正上
方且与直径平行，D项中直导线与圆环接触且与圆环直径重合，当
电流增大时，环中有感应电流的是（　　）
解析： 图A中电流变化，线圈中磁通量变化，线圈中有感应电
流，故A正确；图B中线圈平面与电流产生的磁感线平行，因此回
路中磁通量始终为零，没有感应电流，故B错误；图C、D中线圈
回路中磁通量均为零，故都没有感应电流，故C、D错误。
2. 如图所示的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
解析： 　四种情况中初始位置线框均与磁感线平行，磁通量为
零，线圈按A、B、D三种情况移动后，线框仍与磁感线平行，磁
通量保持为零不变，线框中不产生感应电流；C中线圈转动后，穿
过线框的磁通量不断发生变化，所以产生感应电流，C项正确。
要点回眸
教学效果·勤检测
强化技能 查缺补漏
03
1. （多选）闭合线圈按下列选项中的方式在磁场中运动，则穿过闭合
线圈的磁通量发生变化的是（　　）
解析： 　A选项中，图示状态Φ＝0，闭合线圈转90°的过程
中Φ增大，因此磁通量发生变化；B选项中离直导线越远磁场越
弱，磁感线越稀，所以当线圈远离导线时，线圈中磁通量不断
变小；C选项中，在图示位置，线圈中的磁通量为零，在向下
移动过程中，线圈的磁通量一直为零，磁通量不变；D选项
中，随着线圈的转动，B与S都不变，B又垂直于S，所以Φ＝BS
始终不变，故A、B正确。
2. 如图所示，条形磁铁以速度v向螺线管靠近，下面几种说法中正确
的是（　　）
A. 螺线管中不会产生感应电流
B. 螺线管中会产生感应电流
C. 只有磁铁速度足够大时，螺线管中才能产生感应电流
D. 只有在磁铁的磁性足够强时，螺线管中才会产生感应电流
解析： 　螺线管所在的回路是闭合的，当条形磁铁向螺线管靠近
时，穿过闭合回路的磁通量发生变化，产生感应电流，故B正确。
3. 如图所示，一有限范围的匀强磁场的宽度为d，将一边长为l的正方
形导线框由磁场边缘以速度v匀速通过磁场区域，若d＞l，则在线
框通过磁场区域的过程中，不产生感应电流的时间为（　　）
A. B.
C. D.
解析： 　线框完全进入磁场后，穿过线框的磁通量不发生变化，
线框中无感应电流，当线框进入、离开磁场时，穿过线框的磁通量
发生变化，都会产生感应电流，所以不产生感应电流的距离为d－
l，时间为t＝，故C正确。
4. 如图所示，接有理想电压表的三角形导线框ABC，在匀强磁场中向右匀速运动，则关于导线框中有无感应电流及电压表有无示数（示
数不为零则称为有示数），下列判断正确的是（　　）
A. 无；有 B. 有；无
C. 无；无 D. 有；有
解析：C　导线框在磁场中向右匀速运动，穿过导线框的磁通量不
变，即ΔΦ＝0，故导线框中无感应电流产生，没有电流通过电压
表，所以电压表无示数，故C正确。
04
课时训练·提素能
分层达标 素养提升
1. 如图所示，固定的长直导线中通有恒定电流，一矩形线框从abcd位
置向右平移到a'b'c'd'位置的过程中，关于穿过线框的磁通量情况，
下列叙述正确的是（线框平行于纸面且与导线相互绝缘）（　）
A. 一直增加
B. 一直减少
C. 先增加后减少
D. 先增加，再减少到零，然后再增加，最后再减少
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解析： 　离导线越近，磁场越强，当线框从左向右靠近导线的过
程中，穿过线框的磁通量增大，当线框跨在导线上向右平移时，磁
通量减小，当导线在线框正中央时，磁通量为零，从该位置向右平
移，磁通量增大，当线框离开导线向右平移的过程中，磁通量减
小，故D正确。
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2. （多选）如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和开关
组成闭合电路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各
种情况中铜环A中有感应电流的是（　　）
A. 线圈中通以恒定的电流
B. 通电过程中，使变阻器的滑片P做匀速移动
C. 通电过程中，使变阻器的滑片P做加速移动
D. 将开关突然断开的瞬间
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解析： 　线圈中通以恒定的电流，铜环A中磁通量不变，铜环
A中没有感应电流，A错误；变阻器的滑片P做匀速、加速移动时，
线圈中电流变化，铜环A中磁通量发生变化，铜环A中有感应电
流，B、C正确；将开关突然断开的瞬间，线圈中电流变为零，铜
环A中磁通量发生变化，铜环A中有感应电流，D正确。
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3. 如图甲所示为法拉第在研究电磁感应时用过的线圈，其工作原理如
图乙所示，则实验中不会使电流表指针发生偏转的是（　　）
A. 保持开关闭合 B. 开关闭合瞬间
C. 开关断开瞬间 D. 移动变阻器滑片
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解析： 　开关闭合状态下，线圈中电流恒定，穿过另一线圈的磁
通量不发生变化，没有感应电流，电流表指针不会发生偏转，故A
正确；当开关接通的瞬间、开关断开的瞬间或者移动变阻器滑片
时，另一线圈中磁通量发生变化，产生感应电流，指针发生偏转，
故B、C、D错误。
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4. 如图所示，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（　　）
A. 断开开关S，ab中有感应电流
B. 闭合开关S，ab中有感应电流
C. 无论断开还是闭合开关S，ab中都有感应电流
D. 无论断开还是闭合开关S，ab中都没有感应电流
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解析： 　两根金属棒ab和cd以相同的速度匀速运动，若断开
开关S，两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量无变化，则ab中
无感应电流，故选项A、C错误；若闭合开关S，两根金属棒与
导轨构成的回路中磁通量发生变化，则ab中有感应电流，故选
项B正确，D错误。
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5. （多选） 如图所示，水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电
长直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系。四个相同的
圆形闭合线圈在四个象限内完全对称地放置，两直导线中的电流大
小与变化情况相同，电流方向如图所示，当两直导线中的电流都增
大时，四个线圈a、b、c、d中产生感应电流的情况是（　　）
A. 线圈a中有感应电流
B. 线圈b中有感应电流
C. 线圈c中无感应电流
D. 线圈d中无感应电流
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解析： 　由安培定则可判断出两通电直导线产生的磁场在Ⅰ象限
中方向相同，在Ⅲ象限中方向也相同，当两直导线中的电流都增大
时，线圈a、c中磁通量增大，产生感应电流，选项A正确，C错
误。利用对称性和安培定则可判断出两通电直导线产生的磁场在Ⅱ
象限中方向相反，在Ⅳ象限中方向也相反，且线圈b、d中的磁通量
为零，当两直导线中的电流都增大时，线圈b、d中的磁通量仍为
零，线圈b、d中无感应电流，选项B错误，D正确。
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6. （多选）如图所示，线圈Ⅰ和线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上，下列情况中
能引起电流计指针偏转的是（　　）
A. 闭合开关瞬间
B. 开关闭合稳定后
C. 开关闭合稳定后移动滑动变阻器的滑片
D. 断开开关瞬间
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解析： 　开关闭合瞬间，线圈Ⅰ中电流从无到有，穿过线圈Ⅱ
的磁通量也从无到有，线圈Ⅱ中产生感应电流，电流计指针偏转，
故A正确；开关闭合稳定后，线圈Ⅰ中电流稳定不变，穿过线圈Ⅱ的
磁通量稳定不变，线圈Ⅱ中无感应电流产生，电流计指针不发生偏
转，故B错误；开关闭合稳定后，移动滑动变阻器的滑片，线圈Ⅰ中
的电流变化，穿过线圈Ⅱ的磁通量也发生变化，线圈Ⅱ中有感应电
流产生，电流计指针偏转，故C正确；开关断开瞬间，线圈Ⅰ中电流
从有到无，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从有到无，线圈Ⅱ中有感应电流
产生，电流计指针偏转，故D正确。
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7. 为探究感应电流产生的条件，几位同学做了如下的实验。
（1）小李同学选用图甲中的器材模仿法拉第的实验进行探究
①为了保证实验现象明显，电源选用 ，电表选用
（填写器材前的代码）。
A. 低压直流电源 B. 低压交流电源
C. 220 V交流电源 D. 灵敏电流计
E. 0～0.6 A量程的电流表
F. 0～0.6 V量程的电压表
A　
D　
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②请在实物图中，用笔画线代替导线将电路补充完整。
答案： ②图见解析
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③实验过程中，记录的实验现象如表所示，观察四项实验结果，能够得出结论，产生感应电流的条件与 （选填“A”“B”或“C”）的变化有关。
A. 磁场 B. 电场 C. 闭合导体回路包围的面积
A　
开关和变阻器的状态 线圈B中是否有电流
开关闭合瞬间 有
开关断开瞬间 有
开关闭合时，滑动变阻器滑片不动 无
开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片 有
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解析：①探究感应电流产生的条件是通过开关的闭合与断开，滑动变阻器滑片的滑动等方式改变流过A线圈的电流，从而让B线圈产生感应电流，故电源只需要低压直流电源就能满足要求，而不需要选低压交流电源让电流本身发生变化，则电源应选A；感应电流的产生比较微弱，电流方向需要根据指针偏转判断，则电流表选指针在中央的灵敏电流计最合适，故选D。②A线圈为通电的电路，
B线圈为产生感应电流的回路，连接电路图如图所示。
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③根据四个操作可总结得到，开关的断开与闭合、闭合开关
后移动滑动变阻器的滑片都改变了流过A线圈的电流大小，
从而使得穿过B线圈的磁场变化，则产生感应电流的条件与
磁场的变化有关，故A正确，B、C错误。
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（2）小张同学用导轨、导体棒、电表、导线组
成图乙所示的电路，整个电路处于垂直导轨的
磁场中，当导体棒在金属导轨上向右移动时，
电表中有电流，得出结论，产生感应电流的条
件与 （选填“A”“B”或“C”）的变化有关。
A. 磁场 B. 电场 C. 闭合导体回路包围的面积
C　
解析：导体棒在金属导轨上向右移动切割磁感线，匀强磁场恒定，但引起了回路所围磁场的有效面积的增大，从而使得磁通量变大而产生感应电流，故产生感应电流的条件与闭合导体回路包围的面积的变化有关，故C正确，A、B错误。
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答案： 见解析
（3）依据小李和小张两位同学的实验得出结论： 　　　　。
解析：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。
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8. 如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁
场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t＝0时，磁感应
强度为B0，此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为l的正
方形。为使MN棒中不产生感应电流，从t＝0开始，磁感应强度B应
随时间t怎样变化？请推导这种情况下B与t的关系式。
答案：B＝
解析：要使棒中不产生感应电流，穿过回路的磁通量应保持不变，则有B0l2＝Bl（l＋vt），解得B＝。
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