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第五章 初识电磁场与电磁波
第2节 电磁感应现象及其应用
1.理解磁通量的概念，会计算匀强磁场重通过某一面积的磁通量。
2. 知道感应电流的产生条件，并能够运用感应电流的产生条件分析判断相关问题。
3.了解电磁感应现象在生活中的应用。
思考：磁感线与磁感应强度之间究竟存在什么具体的定量关系呢？
通过某一平面的“水线”的条数—“水通量”，单位面积的“水通量”可以表示“雨场”的强弱。
穿过某一面积的磁感线条数叫什么呢？
类比
一、磁通量：
2.公式: Φ=BS⊥
（S⊥表示某一面积在垂直于磁场方向上的投影面积）．
3.单位：韦伯，简称韦，
符号: Wb
1 Wb = 1 T·m2
①当S⊥B垂直时
②当B∥S时,磁通量Φ=0.
Φ=BS ⊥
1.定义：在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁量，简称磁通。用字母Φ表示磁通量。
若在某个面积有方向相反的磁场通过，求磁通量，应考虑相反
方向抵消以后所剩余的磁通量，即应求该面积各磁通量的代数和．
其正负表示磁感线穿过面积的方向与规定的正方向相同还是相反．
4.磁通量是标量有正负。
）θ
思考1：当平面与磁场方向不垂直时，穿过的磁通量？磁感应强度与平面夹角θ。
S〞
S
S′
（
（
磁通量是有正负的
B
S
B
S
θ
SCOSθ
S
思考2：同一平面，从与磁场垂直方向转过θ角，磁通量变为？
B
S
B
S
S′
θ
转过90°，平面与磁场平行，穿过的磁通量为？
为零
转过180°，平面与磁场垂直，穿过的磁通量为？
S
B1
B2
思考3：当平面有相同方向磁感线同时穿过时，总磁通量为多少；
当平面有相同方向磁感线同时穿过时，总磁通量为各磁通量之和；
当平面有相反方向磁感线同时穿过时，总磁通量为各磁通量之差的绝对值。
B3
S
B1
思考4：当平面有相反方向磁感线同时穿过时，总磁通量为多少？
5．磁通密度：同一平面垂直磁场方向放置，在磁感应强度越大的地方，磁感线分布越密集，穿过该平面的磁通量越大。
表示单位面积上的磁通量，反映磁感线的疏密。
6.磁通量变化ΔΦ＝Φ2－Φ1是某两个时刻穿过某个平面S的磁通量之差，即ΔΦ取决于末状态的磁通量Φ2与初状态磁通量Φ1的代数差。
磁通量的变化量
ΔΦ＝Φ2－ Φ1
末态磁通量
初态磁通量
磁通量的变化一般有三种形式
1、B不变，有效面积S变化
2、B变化，S不变
3、B和S同时变化
面积为 0.5 m2 的矩形线圈处于磁感应强度为 3 T 的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，穿过该线圈的磁通量是多少？如果转动线圈使线圈平面与磁场方向夹角为 60° 穿过该线圈的磁通量又是多少？
已知 S = 0.5 m2 ，B = 3 T。
因线圈平面与磁场方向垂直，所以
Φ1 = BS = 3×0.5 Wb = 1.5 Wb
因线圈平面与磁场方向夹角为 60°，即与垂直于磁场方向
投影面的夹角为 30°，所以
Φ2 = BScos α = 3×0.5×cos 30° Wb = 1.3 Wb
当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过该线圈的磁通量是
1.5 Wb ；当线圈平面与磁场方向夹角为 60° 时，穿过该线圈的磁通量是 1.3 Wb。
实验装置
二、探究感应电流产生的条件
导体棒在磁场中切割
磁铁在螺线管中运动
导体和磁场无相对运动
实验一：导体棒在磁场中切割
实验尝试情况 电流表
偏转情况
闭合电路，导体静止
闭合电路，更换更强磁场，导体静止
闭合电路，导体左右切割磁感线运动
闭合电路，导体上下平行磁感线运动
闭合电路，导体斜向切割磁感线运动
断开电路，导体随意切割磁感线运动
不偏转
偏转
不偏转
不偏转
偏转
不偏转
G
－
＋
+
实验二：探究磁铁在螺线管中运动是否产生感应电流
S
N
S
N
条形磁铁的运动 是否有电流产生以及方向
N极插入
N极拔出
S极插入
S极拔出
磁铁静止不动
观察记录
实验二：探究磁铁在螺线管中运动是否产生感应电流
G
－
＋
+
S
N
S
N
条形磁铁的运动 有无电流、指针偏转方向 结论
N极插入线圈
N极停在线圈中 N极从线圈中拔出 S极插入线圈 S极停在线圈中 S极从线圈中拔出 有，方向向右
无
有，方向向左
有，方向向左
无
有，方向向右
只有磁铁相对螺线管运动时，闭合电路中有感应电流产生，磁铁相对螺线管静止时，无感应电流；　
实验三：探究导体和磁场无相对运动是否有电流产生
观察记录
实验操作 现象
开关闭合瞬间
开关断开瞬间
开关保持闭合，滑动变阻器滑片不动
开关保持闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片
实验操作 实验现象 （线圈B中有无电流） 结论
开关闭合瞬间
开关断开瞬间 开关保持闭合，滑动变阻器滑片不动 开关保持闭合，迅速移动滑动变阻器的滑片 有，方向向右
有，方向向左
无
有
当大螺线管中的磁感应强度B发生变化时，闭合电路中有感应电流产生
1.产生感应电流的三个典型实验
(1)闭合电路中的部分导体切割磁感线
(2)条形磁铁在线圈中插拔（相对于线圈运动）
(3)改变原线圈B中电流，在副线A圈中产生感应电流
归纳总结
3.产生感应电流的条件：（1）闭合回路（2）磁通量发生变化
2.结论：无论用什么方法，只要使闭合电路的磁通量发生变化，闭合电流中就会有感应电流产生.
1.计算机磁盘磁记录录制时，磁头产生的磁场随数字信息而改变，当磁性盘片转动时，变化的磁场将磁盘上的磁性材料磁化，就记录下相应的磁信号。读取信息时，磁盘再次通过磁头，电磁感应使磁头产生的电流与录制时的电流一致，从而获得录制的信息。
三、电磁感应的应用
2.无线充电：利用电磁感应制成手机无线充电装置。
3.动圈式话筒：话筒是把声音转变为电信号的装置。
一、磁通量
（1）定义 （2）公式： ，（3）磁通量的变化量：
二、产生感应电流的条件
当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流
感应电流
闭合回路
磁通量变化
正对面积S改变
磁场B的大小改变
磁场B的方向改变
φ=BS
三、电磁感应的应用
1.如图所示，一环形线圈沿条形磁铁的轴线，从磁铁N极的左侧A点运动到磁铁S极的右侧B点，A、B两点关于磁铁的中心对称，则在此过程中，穿过环形线圈的磁通量将（　　）
A.先增大，后减小
B.先减小，后增大
C.先增大，后减小，再增大，再减小
D.先减小，后增大，再减小，再增大
A
2、如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积 之间的关系为 S1 ＞ S2 = S3 ，且 “3”线圈在磁铁的正中间。设各线圈中的磁通量依次为 Φ1 、 Φ2 、 Φ3 则它们的大小关系是（ ）
A. Φ1 > Φ2 > Φ3 B. Φ1 > Φ2 = Φ3
C. Φ1 < Φ2 < Φ3 D. Φ1 < Φ2 = Φ3
C
N
S
1
2
3
3.如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框。在下列几种情况下，线框中是产生感应电流
（1）保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中上下运动(图甲)。
（2）保持线框平面始终与磁感线垂直，线框在磁场中左右运动(图乙）。
（3）线框绕轴线转动(图丙)。
不产生
不产生
产生

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