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物理　必修 第三册 RJ
3．电磁感应现象及应用
1．知道电磁感应现象的发现过程，体会人类探索自然规律的科学方法、科学态度和科学精神。2.理解并掌握产生感应电流的条件。3.了解电磁感应现象在生活、生产中的应用。
任务1　电磁感应现象的发现
1．发现电磁感应现象的过程
法拉第认为电与磁有联系，电流能产生磁场，磁场也应该能产生电流。1831年他发现了电磁感应现象：把两个线圈绕在一个铁环上，一个线圈接电源，另一个线圈接“电流表”，当给一个线圈通电或断电的瞬间，在另一个线圈上出现了电流。
法拉第把这种“磁生电”的现象定名为电磁感应，产生的电流叫作感应电流。
2．发现电磁感应现象的意义
电磁感应的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加深入，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。
任务2　实验：探究感应电流产生的条件
初中物理我们学过，当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，如图1所示。为了便于分析产生感应电流的条件，把图1画成如图2所示的示意图。
金属棒AB静止时，电路中没有感应电流产生；AB沿着磁感线运动时，电路中也没有感应电流；只有AB切割磁感线时才产生感应电流，此时与磁场相关的哪个物理量发生了变化？
提示：闭合电路ABCD的面积发生了变化，即穿过电路ABCD的磁通量发生了变化。
1．实验仪器：学生电源、开关、滑动变阻器、小线圈A、大线圈B、电流表(0刻度在中央位置)。
2．实验电路：如图，线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连接到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。
3．实验操作及实验现象
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
开关闭合后，滑动变阻器不动 没有
开关闭合后，迅速移动滑动变阻器的滑片 有
4.现象分析
在上面的实验中，由于迅速移动滑动变阻器的滑片(或由于开关的闭合、断开)，线圈A中的电流迅速变化，产生的磁场的强弱也在迅速变化，又由于两个线圈套在一起，所以线圈B内的磁场强弱也在迅速变化。这种情况下，穿过线圈B的磁通量也发生了变化，线圈B中有感应电流。
例1　某实验小组的同学在研究电磁感应现象时，分别设计了如图甲、图乙、图丙所示的电路图，但图丙的电路不完整。
(1)图甲中，导体棒ab向左移动切割磁感线时，灵敏电流计的指针发生了偏转，若将蹄形磁体上下两极颠倒，导体棒ab向左移动切割磁感线，灵敏电流计的指针______(选填“偏转”或“不偏转”)。
(2)图乙中，下列能使灵敏电流计指针发生偏转的是________。
A．条形磁体向下插入线圈
B．条形磁体置于线圈中不动
C．条形磁体不动，线圈在条形磁体的正下方上下运动
(3)图丙电路中的部分导线已连接，请将电路图补充完整；正确连接电路后，要使灵敏电流计的指针发生偏转，下列可行的操作是________。
A．断开开关，线圈A插入线圈B
B．闭合开关，滑动变阻器的滑片P向左快速滑动
C．闭合开关，线圈A和线圈B以相同速度一起向上快速运动
D．闭合开关稳定时，再断开开关瞬间
[解析]　(1)根据感应电流的产生条件可知，将蹄形磁体上下两极颠倒，导体棒ab向左移动切割磁感线时，回路中有感应电流产生，则灵敏电流计的指针发生偏转。
(2)线圈不动，将条形磁体向下插入线圈，穿过线圈的磁通量增大，电路中有感应电流产生，灵敏电流计指针偏转，故A正确；条形磁体放在线圈里不动，穿过线圈的磁通量不变，电路中没有感应电流产生，灵敏电流计指针不偏转，故B错误；条形磁体不动，线圈在条形磁体的正下方上下运动，穿过线圈的磁通量不断变化，电路中有感应电流产生，灵敏电流计指针偏转，故C正确。
(3)本实验中线圈A与电源相连，通过改变穿过线圈B中的磁通量从而使线圈B产生电磁感应现象，故线圈B应与灵敏电流计相连，电路如图所示；断开开关，线圈A中没有电流，线圈A周围没有磁场产生，则线圈A插入线圈B过程中，穿过线圈B的磁通量始终为零，线圈B中没有感应电流产生，灵敏电流计的指针不偏转，故A错误；闭合开关，滑动变阻器的滑片P向左快速滑动，滑动变阻器接入电路的电阻阻值增大，线圈A中的电流减小，线圈A周围的磁场减弱，穿过线圈B的磁通量减小，线圈B中有感应电流产生，灵敏电流计的指针偏转，故B正确；闭合开关，线圈A和线圈B以相同速度一起向上快速运动，穿过线圈B的磁通量不变，线圈B中没有感应电流产生，灵敏电流计的指针不偏转，故C错误；闭合开关稳定时，断开开关瞬间，穿过线圈B的磁通量减为零，则线圈B中有感应电流产生，灵敏电流计的指针偏转，故D正确。
[答案]　(1)偏转　(2)AC　(3)图见解析　BD
任务3　产生感应电流的条件　电磁感应现象的应用
1．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。
2．电磁感应现象的应用
发电机是应用电磁感应产生电的一种机器。生活、生产中广泛使用的变压器、电磁炉等也是根据电磁感应制造的。
判一判
(1)闭合电路中的磁通量发生变化就会产生感应电流。(　　)
(2)闭合电路的部分导体在磁场中运动，一定会产生感应电流。(　　)
(3)只要电路中磁通量发生变化，就有感应电流产生。(　　)
提示：(1)√　(2)×　(3)×
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穿过闭合导体回路的磁通量是否变化。
(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。
例2　(多选)线圈在长直导线电流的磁场中做如图所示的运动：A.向右平动；B.向下平动；C.绕轴转动(ad边向里)；D.从纸面向纸外垂直纸面平动。则线圈中有感应电流产生的情形是(　　)
[解析]　在长直导线电流的磁场中的线圈，初始的磁通量是垂直纸面向里的。对直线电流来说，离电流越远，磁场越弱，且距离导线相同的位置，磁感应强度大小相等。向右平动，穿过线圈的磁通量没有变化，故线圈中没有感应电流，A错误；向下平动，穿过线圈的磁通量减少，必产生感应电流，B正确；绕轴转动，穿过线圈的磁通量变化(开始时减少)，必产生感应电流，C正确；从纸面向纸外垂直纸面平动，离纸面越远，穿过线圈的磁通量越少，线圈中有感应电流，D正确。
[答案]　BCD
产生电磁感应现象的条件，归根结底是穿过闭合导体回路的磁通量发生变化。关键在“变化”两字上，这是指穿过闭合导体回路的磁通量从无变有、从有变无、从小变大、从大变小、磁感线从面的另一方向穿过等。
[跟进训练]　如图所示，开始时矩形线框与磁场垂直，且一半在匀强磁场中，另一半在匀强磁场外。若要使线框中产生感应电流，下列方法中不可行的是(　　)
A．将线框向左拉出磁场
B．以ab边为轴转动
C．以ad边为轴转动(小于60°)
D．以bc边为轴转动(小于60°)
答案：D
解析：将线框向左拉出磁场的过程中，穿过线框的磁通量减少，所以线框中将产生感应电流，A的方法可行。当线框以ab边为轴转动时，磁场区域内，线框垂直磁场方向上的投影面积变化，穿过线框的磁通量发生变化，所以线框中将产生感应电流，B的方法可行。当线框以ad边为轴转动(小于60°)时，磁场区域内，线框垂直磁场方向上的投影面积减小，穿过线框的磁通量减少，所以在这个过程中线框中会产生感应电流(如果转过的角度超过60°，如在60°～300°之间，bc边处于无磁场区，线框中无磁通量，线框中不产生感应电流)，C的方法可行。当线框以bc边为轴转动时，如果转动角度小于60°，则在磁场区域内，线框垂直磁场方向上的投影面积不变，穿过线框的磁通量保持不变(大小为磁感应强度与矩形线框面积的一半的乘积)，无感应电流产生，D的方法不可行。
例3　(多选)某同学为商店设计了一个感应门铃，强磁条固定在门框上，线圈和语音系统固定在平开门(前后开)上，当线圈中感应出一定强度的电流信号时，自动触发语音系统发出语音，下列说法中正确的是(　　)
A．开门时发出语音
B．关门时不发出语音
C．开门时穿过线圈的磁通量增大
D．关门时穿过线圈的磁通量增大
[解析]　由图可知，开门时穿过线圈的磁通量减小，关门时穿过线圈的磁通量增大，故C错误，D正确。开门、关门时，穿过线圈的磁通量都发生了改变，都会出现感应电流，语音系统都会发出语音，故A正确，B错误。
[答案]　AD
课后课时作业
知识点一　电磁感应现象的发现
1．第一个发现电磁感应现象的科学家是(　　)
A．奥斯特 B．安培
C．科拉顿 D．法拉第
答案：D
解析：奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，安培和科拉顿虽然都对磁产生电现象进行了研究，但是没有发现电磁感应现象。故D正确。
2．(多选)下列现象中，能表明电和磁有联系的是(　　)
A．摩擦起电
B．两块磁体相互吸引或排斥
C．小磁针靠近通电导线时偏转
D．磁体插入闭合线圈的过程中，线圈中产生感应电流
答案：CD
解析：摩擦起电是静电现象，与磁现象无关，故A错误。两块磁体相互吸引或排斥是磁极间的相互作用，不能表明电和磁有联系，B错误。小磁针靠近通电导线时偏转，是因为受到了磁场力的作用，说明电流周围有磁场，C正确。磁体插入闭合线圈的过程中，线圈中产生感应电流，说明磁可以生电，D正确。
3．下列现象中属于电磁感应现象的是(　　)
A．磁场对电流产生力的作用
B．变化的磁场使闭合电路中产生电流
C．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化
D．电流周围产生磁场
答案：B
解析：电磁感应指闭合回路中部分导体做切割磁感线运动，或者穿过闭合回路的磁通量变化时，回路中产生感应电流的现象，故B正确，A、C、D错误。
知识点二　实验：探究感应电流产生的条件
4．在研究电磁感应现象的实验中，用导线将线圈与灵敏电流计相连，构成闭合电路，如图所示。在下列情况中，灵敏电流计指针不发生偏转的是(　　)
A．线圈不动，将磁体向线圈中插入
B．线圈不动，将磁体从线圈中抽出
C．磁体放在线圈里不动
D．磁体不动，将线圈上下移动
答案：C
解析：线圈不动，将磁体向线圈中插入，穿过线圈的磁通量增大，电路中有感应电流产生，灵敏电流计指针偏转，A错误；线圈不动，将磁体从线圈中抽出，穿过线圈的磁通量减小，电路中有感应电流产生，灵敏电流计指针偏转，B错误；磁体放在线圈里不动，穿过线圈的磁通量不变，电路中没有感应电流产生，灵敏电流计指针不偏转，C正确；磁体不动，将线圈上下移动，穿过线圈的磁通量不断变化，电路中有感应电流产生，灵敏电流计指针偏转，D错误。
5．如图为“探究感应电流产生的条件”的实验装置图。下列操作中不能产生感应电流的是(　　)
A．开关S闭合瞬间
B．开关S断开瞬间
C．开关S闭合后，变阻器滑片P移动
D．开关S闭合后，变阻器滑片P不移动
答案：D
解析：开关S闭合瞬间，穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中产生感应电流，A错误；开关S断开瞬间，穿过线圈B的磁通量发生变化，有感应电流产生，B错误；开关S闭合后，变阻器滑片P移动，穿过线圈B的磁通量发生变化，有感应电流产生，C错误；开关S闭合后，变阻器滑片P不移动，穿过线圈B的磁通量不发生变化，没有感应电流产生，D正确。
6．为观察电磁感应现象，某学生将电流表、线圈A和B、电池组、滑动变阻器、开关接成如图甲所示的实验电路。
(1)该同学将线圈B放置在线圈A中，闭合、断开开关时，电流表指针都没有偏转，其原因是________。
A．蓄电池的正、负极接反
B．线圈B的两个接线柱上导线接反
C．开关的位置接错
D．电流表的正、负接线柱上导线接反
(2)电路连接的错误改正后，通过实验得出产生感应电流的条件是________________________________。
(3)该同学又用导体棒、磁体等实验器材连接成如图乙所示的实验电路，导体棒ab向右匀速平移的过程中，电流表的指针将________(填“发生”或“不发生”)偏转。
答案：(1)C　(2)穿过闭合电路的磁通量发生变化　(3)发生
解析：(1)由题图甲可知，开关接在电流表所在电路，开关的位置接错，闭合与断开开关时，通过线圈B的电流不变，穿过线圈A的磁通量不变，没有感应电流产生，电流表指针不偏转，故选C。
(2)电路连接的错误改正后，通过开关闭合、调节滑动变阻器接入电路中的阻值、开关断开来改变流经螺线管B的电流，从而改变螺线管B产生的磁场，发现当穿过螺线管A的磁通量发生变化时，螺线管A中产生感应电流，电流表指针将发生偏转，则通过实验得出产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。
(3)图乙所示实验电路中，导体棒ab向右匀速平移的过程中，穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，回路中有感应电流产生，电流表的指针将发生偏转。
知识点三　电磁感应现象的条件
7．关于感应电流产生的条件，以下说法正确的是(　　)
A．只要闭合导体回路内有磁通量，闭合导体回路中就一定会有感应电流
B．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定会有感应电流产生
C．线圈不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化也不会有感应电流产生
D．只要导体回路的一部分做切割磁感线运动，回路中就一定会有感应电流产生
答案：C
解析：感应电流产生的条件有两个，一是导体回路一定要闭合，二是穿过导体回路的磁通量要发生变化，而不是有磁通量就行了，所以A错误，C正确；当螺线管不闭合时，即使穿过螺线管的磁通量发生变化，螺线管内部也无感应电流产生，故B错误；当导体回路不闭合，或虽然闭合，但通过导体回路的磁通量不发生变化时，回路中都无感应电流产生，故D错误。
8．(多选)穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图像如图所示，能在闭合回路中产生感应电流的是(　　)
答案：BCD
解析：产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化，根据选项B、C、D中的图像可知，穿过闭合回路的磁通量发生了变化，能在闭合回路中产生感应电流，B、C、D正确，A错误。
9．下列各图的线圈或回路中能产生感应电流的是(　　)
答案：B
解析：A图中线圈不闭合，不能产生感应电流，故A错误；B图中，金属框向右匀速运动的过程中，穿过该闭合金属框的磁通量减少，能产生感应电流，故B正确；C图中，两金属棒以相同的速度运动，则穿过闭合回路的磁通量不会发生变化，闭合回路中不会产生感应电流，故C错误；D图中，直线电流产生的磁场在下面的水平放置的圆形线框中的磁通量为零，增大通入的电流时，穿过线框的磁通量仍为零，则线框中不会产生感应电流，故D错误。
10．如图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁体靠近螺线管，松开门铃按钮磁体远离螺线管回归原位置。下列说法不正确的是(　　)
A．松开按钮过程，螺线管中产生感应电流
B．按下按钮过程，螺线管中产生感应电流
C．按住按钮不动，螺线管中产生感应电流
D．按住按钮不动，螺线管中不产生感应电流
答案：C
解析：根据题意可知，松开按钮和按下按钮的过程中，穿过螺线管的磁通量均发生变化，螺线管中均会产生感应电流，故A、B正确；按住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不发生变化，螺线管中不产生感应电流，故C错误，D正确。本题选说法不正确的，故选C。
11．假如有一宇航员登月后，想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是(　　)
A．直接将电流表放于月球表面，看示数是否为零来判断磁场的有无
B．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表示数为零，则可判断月球表面无磁场
C．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表示数不为零，则可判断月球表面有磁场
D．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，如电流表示数为零，则可判断月球表面无磁场
答案：C
解析：直接将电流表放于月球表面，电流表电路是断开的，不能产生感应电流，无法判断有无磁场，A错误；将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，若线圈运动方向与磁场方向平行，电路中不能产生感应电流，电流表示数为零，不能判断月球表面无磁场，B错误；将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表示数不为零，说明线圈中磁通量发生变化，即月球表面有磁场，C正确；将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，若该平面与磁感线平行，即使月球表面有磁场，磁通量也不变，即若电流表示数是零，不能判断月球表面无磁场，D错误。
12. 如图，线圈M和P绕在同一铁芯上，两开关S1、S2均打开，下列操作可以看到检流计指针发生偏转的是(　　)
A．闭合S1的瞬间
B．先闭合S1，然后闭合S2
C．S1、S2均闭合稳定后，先断开S2再断开S1
D．S1、S2均闭合稳定后，先断开S1再断开S2
答案：D
解析：闭合S1的瞬间，S2是断开的，则检流计指针不发生偏转，A错误；先闭合S1，后闭合S2时，通过线圈M的电流已经稳定，则电流产生的磁场稳定，通过线圈P的磁通量不变，线圈P中不会产生感应电流，检流计指针不发生偏转，B错误；S1、S2均闭合稳定后，先断开S2，则线圈P断路，检流计指针不发生偏转，C错误；S1、S2均闭合稳定后，先断开S1，则通过线圈P的磁通量减小，线圈P中产生感应电流，检流计指针发生偏转，D正确。
13．如图，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应该怎样随时间t变化(　　)
A．磁感应强度B应该随时间t均匀减小
B．磁感应强度B应该随时间t成反比
C．磁感应强度B随时间t不可能成反比
D．磁感应强度B应该随时间t的倒数成线性
答案：C
解析：t＝0时刻穿过MDEN的磁通量Φ0＝B0·l2，在之后任意时刻t时穿过MDEN的磁通量Φ＝B(l＋vt)l，要使闭合回路不产生感应电流，则穿过闭合回路的磁通量不变，即Φ0＝Φ，解得B＝，故选C。
1(共45张PPT)
第十三章　电磁感应与
电磁波初步
3．电磁感应现象及应用
1．知道电磁感应现象的发现过程，体会人类探索自然规律的科学方法、科学态度和科学精神。2.理解并掌握产生感应电流的条件。3.了解电磁感应现象在生活、生产中的应用。
目录
1
课后课时作业
任务
2
任务
1．发现电磁感应现象的过程
法拉第认为电与磁有联系，电流能产生磁场，磁场也应该能
产生电流。1831年他发现了电磁感应现象：把两个线圈绕在一个
铁环上，一个线圈接电源，另一个线圈接“电流表”，当给一个线
圈通电或断电的瞬间，在另一个线圈上出现了电流。
法拉第把这种“_______”的现象定名为电磁感应，产生的电流叫作_________。
2．发现电磁感应现象的意义
电磁感应的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加深入，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。
任务1　电磁感应现象的发现
磁生电
感应电流
初中物理我们学过，当闭合电路的一部分导体在
磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电
流，如图1所示。为了便于分析产生感应电流的条件，
把图1画成如图2所示的示意图。
金属棒AB静止时，电路中没有感应电流产生；AB沿着磁感线运动时，电路中也没有感应电流；只有AB切割磁感线时才产生感应电流，此时与磁场相关的哪个物理量发生了变化？
提示：闭合电路ABCD的面积发生了变化，即穿过电路ABCD的磁通量发生了变化。
任务2　实验：探究感应电流产生的条件
1．实验仪器：学生电源、开关、滑动变阻器、小线圈A、大线圈B、电流表(0刻度在中央位置)。
2．实验电路：如图，线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端连接到电流表上，把线圈A装在线圈B的里面。
3．实验操作及实验现象
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
开关闭合后，滑动变阻器不动 没有
开关闭合后，迅速移动滑动变阻器的滑片 有
4.现象分析
在上面的实验中，由于迅速移动滑动变阻器的滑片(或由于开关的闭合、断开)，线圈A中的电流迅速变化，产生的磁场的强弱也在迅速变化，又由于两个线圈套在一起，所以线圈B内的磁场强弱也在迅速变化。这种情况下，穿过线圈B的磁通量也发生了变化，线圈B中有感应电流。
例1　某实验小组的同学在研究电磁感应现象时，分别设计了如图甲、图乙、图丙所示的电路图，但图丙的电路不完整。
(1)图甲中，导体棒ab向左移动切割磁感线时，灵敏电流计的指针发生了偏转，若将蹄形磁体上下两极颠倒，导体棒ab向左移动切割磁感线，灵敏电流计的指针______(选填“偏转”或“不偏转”)。
偏转
(2)图乙中，下列能使灵敏电流计指针发生偏转的是________。
A．条形磁体向下插入线圈
B．条形磁体置于线圈中不动
C．条形磁体不动，线圈在条形磁体的正下方上下运动
AC
(3)图丙电路中的部分导线已连接，请将电路图补充完整；正确连接电路后，要使灵敏电流计的指针发生偏转，下列可行的操作是________。
A．断开开关，线圈A插入线圈B
B．闭合开关，滑动变阻器的滑片P向左快速滑动
C．闭合开关，线圈A和线圈B以相同速度一起向上快速运动
D．闭合开关稳定时，再断开开关瞬间
AC
解析　(1)根据感应电流的产生条件可知，将蹄形磁体上下两极颠倒，导体棒ab向左移动切割磁感线时，回路中有感应电流产生，则灵敏电流计的指针发生偏转。
(2)线圈不动，将条形磁体向下插入线圈，穿过线圈的磁通量增大，电路中有感应电流产生，灵敏电流计指针偏转，故A正确；条形磁体放在线圈里不动，穿过线圈的磁通量不变，电路中没有感应电流产生，灵敏电流计指针不偏转，故B错误；条形磁体不动，线圈在条形磁体的正下方上下运动，穿过线圈的磁通量不断变化，电路中有感应电流产生，灵敏电流计指针偏转，故C正确。
(3)本实验中线圈A与电源相连，通过改变穿过线圈B中的磁通量从而使线圈B产生电磁感应现象，故线圈B应与灵敏电流计相连，电路如答案图所示；断开开关，线圈A中没有电流，线圈A周围没有磁场产生，则线圈A插入线圈B过程中，穿过线圈B的磁通量始终为零，线圈B中没有感应电流产生，灵敏电流计的指针不偏转，故A错误；闭合开关，滑动变阻器的滑片P向左快速滑动，滑动变阻器接入电路的电阻阻值增大，线圈A中的电流减小，线圈A周围的磁场减弱，穿过线圈B的磁通量减小，线圈B中有感应电流产生，灵敏电流计的指针偏转，故B正确；闭合开关，线圈A和线圈B以相同速度一起向上快速运动，穿过线圈B的磁通量不变，线圈B中没有感应电流产生，灵敏电流计的指针不偏转，故C错误；闭合开关稳定时，断开开关瞬间，穿过线圈B的磁通量减为零，则线圈B中有感应电流产生，灵敏电流计的指针偏转，故D正确。
1．产生感应电流的条件
当穿过闭合导体回路的______发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流。
2．电磁感应现象的应用
________是应用电磁感应产生电的一种机器。生活、生产中广泛使用的________、________等也是根据电磁感应制造的。
任务3　产生感应电流的条件　电磁感应现象的应用
磁通量
发电机
变压器
电磁炉
判一判
(1)闭合电路中的磁通量发生变化就会产生感应电流。(　　)
(2)闭合电路的部分导体在磁场中运动，一定会产生感应电流。(　　)
(3)只要电路中磁通量发生变化，就有感应电流产生。(　　)
提示：(1)√　(2)×　(3)×
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穿过闭合导体回路的磁通量是否变化。
(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。
例2　(多选)线圈在长直导线电流的磁场中做如图所示的运动：A.向右平动；B.向下平动；C.绕轴转动(ad边向里)；D.从纸面向纸外垂直纸面平动。则线圈中有感应电流产生的情形是(　　)
解析　在长直导线电流的磁场中的线圈，初始的磁通量是垂直纸面向里的。对直线电流来说，离电流越远，磁场越弱，且距离导线相同的位置，磁感应强度大小相等。向右平动，穿过线圈的磁通量没有变化，故线圈中没有感应电流，A错误；向下平动，穿过线圈的磁通量减少，必产生感应电流，B正确；绕轴转动，穿过线圈的磁通量变化(开始时减少)，必产生感应电流，C正确；从纸面向纸外垂直纸面平动，离纸面越远，穿过线圈的磁通量越少，线圈中有感应电流，D正确。
产生电磁感应现象的条件，归根结底是穿过闭合导体回路的磁通量发生变化。关键在“变化”两字上，这是指穿过闭合导体回路的磁通量从无变有、从有变无、从小变大、从大变小、磁感线从面的另一方向穿过等。
[跟进训练]　如图所示，开始时矩形线框与磁场垂直，且一半在匀强磁场中，另一半在匀强磁场外。若要使线框中产生感应电流，下列方法中不可行的是(　　)
A．将线框向左拉出磁场
B．以ab边为轴转动
C．以ad边为轴转动(小于60°)
D．以bc边为轴转动(小于60°)
解析：将线框向左拉出磁场的过程中，穿过线框的
磁通量减少，所以线框中将产生感应电流，A的方法可
行。当线框以ab边为轴转动时，磁场区域内，线框垂直
磁场方向上的投影面积变化，穿过线框的磁通量发生变
化，所以线框中将产生感应电流，B的方法可行。当线
框以ad边为轴转动(小于60°)时，磁场区域内，线框垂直磁场方向上的投影面积减小，穿过线框的磁通量减少，所以在这个过程中线框中会产生感应电流(如果转过的角度超过60°，如在60°～300°之间，bc边处于无磁场区，线框中无磁通量，线框中不产生感应电流)，C的方法可行。当线框以bc边为轴转动时，如果转动角度小于60°，则在磁场区域内，线框垂直磁场方向上的投影面积不变，穿过线框的磁通量保持不变(大小为磁感应强度与矩形线框面积的一半的乘积)，无感应电流产生，D的方法不可行。
例3　(多选)某同学为商店设计了一个感应门铃，强磁条固定在门框上，线圈和语音系统固定在平开门(前后开)上，当线圈中感应出一定强度的电流信号时，自动触发语音系统发出语音，下列说法中正确的是(　　)
A．开门时发出语音
B．关门时不发出语音
C．开门时穿过线圈的磁通量增大
D．关门时穿过线圈的磁通量增大
解析　由图可知，开门时穿过线圈的磁通量减小，关门时穿过线圈的磁通量增大，故C错误，D正确。开门、关门时，穿过线圈的磁通量都发生了改变，都会出现感应电流，语音系统都会发出语音，故A正确，B错误。
课后课时作业
知识点一　电磁感应现象的发现
1．第一个发现电磁感应现象的科学家是(　　)
A．奥斯特 B．安培
C．科拉顿 D．法拉第
解析:奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，安培和科拉顿虽然都对磁产生电现象进行了研究，但是没有发现电磁感应现象。故D正确。　
2．(多选)下列现象中，能表明电和磁有联系的是(　　)
A．摩擦起电
B．两块磁体相互吸引或排斥
C．小磁针靠近通电导线时偏转
D．磁体插入闭合线圈的过程中，线圈中产生感应电流
解析摩擦起电是静电现象，与磁现象无关，故A错误。两块磁体相互吸引或排斥是磁极间的相互作用，不能表明电和磁有联系，B错误。小磁针靠近通电导线时偏转，是因为受到了磁场力的作用，说明电流周围有磁场，C正确。磁体插入闭合线圈的过程中，线圈中产生感应电流，说明磁可以生电，D正确。　
3．下列现象中属于电磁感应现象的是(　　)
A．磁场对电流产生力的作用
B．变化的磁场使闭合电路中产生电流
C．插在通电螺线管中的软铁棒被磁化
D．电流周围产生磁场
解析：电磁感应指闭合回路中部分导体做切割磁感线运动，或者穿过闭合回路的磁通量变化时，回路中产生感应电流的现象，故B正确，A、C、D错误。　
知识点二　实验：探究感应电流产生的条件
4．在研究电磁感应现象的实验中，用导线将线圈与灵敏电流计相连，构成闭合电路，如图所示。在下列情况中，灵敏电流计指针不发生偏转的是(　　)
A．线圈不动，将磁体向线圈中插入
B．线圈不动，将磁体从线圈中抽出
C．磁体放在线圈里不动
D．磁体不动，将线圈上下移动
解析：线圈不动，将磁体向线圈中插入，穿过线圈的磁通量增大，电路中有感应电流产生，灵敏电流计指针偏转，A错误；线圈不动，将磁体从线圈中抽出，穿过线圈的磁通量减小，电路中有感应电流产生，灵敏电流计指针偏转，B错误；磁体放在线圈里不动，穿过线圈的磁通量不变，电路中没有感应电流产生，灵敏电流计指针不偏转，C正确；磁体不动，将线圈上下移动，穿过线圈的磁通量不断变化，电路中有感应电流产生，灵敏电流计指针偏转，D错误。　
5．如图为“探究感应电流产生的条件”的实验装置图。下列操作中不能产生感应电流的是(　　)
A．开关S闭合瞬间
B．开关S断开瞬间
C．开关S闭合后，变阻器滑片P移动
D．开关S闭合后，变阻器滑片P不移动
解析：开关S闭合瞬间，穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中产生感应电流，A错误；开关S断开瞬间，穿过线圈B的磁通量发生变化，有感应电流产生，B错误；开关S闭合后，变阻器滑片P移动，穿过线圈B的磁通量发生变化，有感应电流产生，C错误；开关S闭合后，变阻器滑片P不移动，穿过线圈B的磁通量不发生变化，没有感应电流产生，D正确。　
6．为观察电磁感应现象，某学生将电流表、线圈A和B、电池组、滑动变阻器、开关接成如图甲所示的实验电路。
(1)该同学将线圈B放置在线圈A中，闭合、断开开关时，电流表指针都没有偏转，其原因是________。
A．蓄电池的正、负极接反
B．线圈B的两个接线柱上导线接反
C．开关的位置接错
D．电流表的正、负接线柱上导线接反
C
(2)电路连接的错误改正后，通过实验得出产生感应电流的条件是________________________________。
(3)该同学又用导体棒、磁体等实验器材连接成如图乙所示的实验电路，导体棒ab向右匀速平移的过程中，电流表的指针将________(填“发生”或“不发生”)偏转。
穿过闭合电路的磁通量发生变化
发生
解析：(1)由题图甲可知，开关接在电流表所在电路，开关的位置接错，闭合与断开开关时，通过线圈B的电流不变，穿过线圈A的磁通量不变，没有感应电流产生，电流表指针不偏转，故选C。
(2)电路连接的错误改正后，通过开关闭合、调节滑动变阻器接入电路中的阻值、开关断开来改变流经螺线管B的电流，从而改变螺线管B产生的磁场，发现当穿过螺线管A的磁通量发生变化时，螺线管A中产生感应电流，电流表指针将发生偏转，则通过实验得出产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。
(3)图乙所示实验电路中，导体棒ab向右匀速平移的过程中，穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，回路中有感应电流产生，电流表的指针将发生偏转。　
知识点三　电磁感应现象的条件
7．关于感应电流产生的条件，以下说法正确的是(　　)
A．只要闭合导体回路内有磁通量，闭合导体回路中就一定会有感应电流
B．穿过螺线管的磁通量发生变化时，螺线管内部就一定会有感应电流产生
C．线圈不闭合时，即使穿过线圈的磁通量发生变化也不会有感应电流产生
D．只要导体回路的一部分做切割磁感线运动，回路中就一定会有感应电流产生
解析:感应电流产生的条件有两个，一是导体回路一定要闭合，二是穿过导体回路的磁通量要发生变化，而不是有磁通量就行了，所以A错误，C正确；当螺线管不闭合时，即使穿过螺线管的磁通量发生变化，螺线管内部也无感应电流产生，故B错误；当导体回路不闭合，或虽然闭合，但通过导体回路的磁通量不发生变化时，回路中都无感应电流产生，故D错误。　
8．(多选)穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图像如图所示，能在闭合回路中产生感应电流的是(　　)
解析：产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化，根据选项B、C、D中的图像可知，穿过闭合回路的磁通量发生了变化，能在闭合回路中产生感应电流，B、C、D正确，A错误。　
9．下列各图的线圈或回路中能产生感应电流的是(　　)
解析：A图中线圈不闭合，不能产生感应电流，故A错误；B图中，金属框向右匀速运动的过程中，穿过该闭合金属框的磁通量减少，能产生感应电流，故B正确；C图中，两金属棒以相同的速度运动，则穿过闭合回路的磁通量不会发生变化，闭合回路中不会产生感应电流，故C错误；D图中，直线电流产生的磁场在下面的水平放置的圆形线框中的磁通量为零，增大通入的电流时，穿过线框的磁通量仍为零，则线框中不会产生感应电流，故D错误。　
10．如图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁体靠近螺线管，松开门铃按钮磁体远离螺线管回归原位置。下列说法不正确的是(　　)
A．松开按钮过程，螺线管中产生感应电流
B．按下按钮过程，螺线管中产生感应电流
C．按住按钮不动，螺线管中产生感应电流
D．按住按钮不动，螺线管中不产生感应电流
解析：根据题意可知，松开按钮和按下按钮的过程中，穿过螺线管的磁通量均发生变化，螺线管中均会产生感应电流，故A、B正确；按住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不发生变化，螺线管中不产生感应电流，故C错误，D正确。本题选说法不正确的，故选C。　
11．假如有一宇航员登月后，想探测一下月球表面是否有磁场，他手边有一只灵敏电流表和一个小线圈，则下列推断正确的是(　　)
A．直接将电流表放于月球表面，看示数是否为零来判断磁场的有无
B．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表示数为零，则可判断月球表面无磁场
C．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表示数不为零，则可判断月球表面有磁场
D．将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，如电流表示数为零，则可判断月球表面无磁场
解析:直接将电流表放于月球表面，电流表电路是断开的，不能产生感应电流，无法判断有无磁场，A错误；将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，若线圈运动方向与磁场方向平行，电路中不能产生感应电流，电流表示数为零，不能判断月球表面无磁场，B错误；将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈沿某一方向运动，如电流表示数不为零，说明线圈中磁通量发生变化，即月球表面有磁场，C正确；将电流表与线圈组成闭合回路，使线圈在某一平面内沿各个方向运动，若该平面与磁感线平行，即使月球表面有磁场，磁通量也不变，即若电流表示数是零，不能判断月球表面无磁场，D错误。　
12. 如图，线圈M和P绕在同一铁芯上，两开关S1、S2均打开，下列操作可以看到检流计指针发生偏转的是(　　)
A．闭合S1的瞬间
B．先闭合S1，然后闭合S2
C．S1、S2均闭合稳定后，先断开S2再断开S1
D．S1、S2均闭合稳定后，先断开S1再断开S2
解析：闭合S1的瞬间，S2是断开的，则检流计指针不发生偏转，A错误；先闭合S1，后闭合S2时，通过线圈M的电流已经稳定，则电流产生的磁场稳定，通过线圈P的磁通量不变，线圈P中不会产生感应电流，检流计指针不发生偏转，B错误；S1、S2均闭合稳定后，先断开S2，则线圈P断路，检流计指针不发生偏转，C错误；S1、S2均闭合稳定后，先断开S1，则通过线圈P的磁通量减小，线圈P中产生感应电流，检流计指针发生偏转，D正确。　

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