高考物理电磁感应电流条件基础知识归纳。
作为优秀的教学工作者，在教学时能够胸有成竹，高中教师要准备好教案，这是老师职责的一部分。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点，帮助高中教师缓解教学的压力，提高教学质量。那么如何写好我们的高中教案呢？以下是小编为大家精心整理的“高考物理电磁感应电流条件基础知识归纳”，仅供参考，欢迎大家阅读。
第一课时电磁感应电流条件楞次定律
基础知识回顾：
1.不论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生，这种利用变化的磁场产生电流的现象叫；产生感应电流的条件是。
2.在匀强磁场中与的乘积叫穿过这个面的磁通量。单位为，符号为。物理意义是；磁通量是量，但有正负之分，若有两个磁场穿过某一面积，设某一方向的磁通量为正，另一方向的磁通量为负，它们的就为穿过这一面积的磁通量。
3.磁通量发生变化有如下三种情况：⑴，⑵，⑶。
4.楞次定律：感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总是引起感应电流的。应用楞次定律判断感应电流的方向的具体步骤为（1）明确，（2）判断，（3）确定的方向，（4）利用反推感应电流的方向。
5.导体切割磁感线产生感应电流的方向用来判断较为简便。其内容是：伸开右手，让大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿入掌心，大拇指指向，其余四指所指的方向就是。
6.楞次定律中的“阻碍”作用正是的反映。愣次定律的另一种表述：感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。当问题不涉及感应电流的方向时，用这种表述判断比较方便。
【要点讲练】
1．电磁感应现象
［例１］线圈在长直导线电流的磁场中，做如图所示的运动，图A向右平动，图B向下平动，图C绕轴转动，ad边向外，图D向纸外平动（图中线圈有个缺口），判断线圈中有没有感应电流。（）
例2．在闭合铁芯上绕有一组线圈，线圈与滑动变阻器、电池构成电路，假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯内.a、b、c三个闭合金属圆环，位置如图所示.当滑动变阻器滑动触头左右滑动时，能产生感应电流的圆环是（?）
A．a、b两环B．b、c两环
C．a、c两环D．a、b、c三环
2．楞次定律?
［例3］如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下。当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部）（）
A．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引
B．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥
C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引
D．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥
［例4］两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环．当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则（）
A．A可能带正电且转速减小B．A可能带正电且转速增大
C．A可能带负电且转速减小
D．A可能带负电且转速增大
［例5］如图所示，用一根长为L质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d0L．先将线框拉开到如图所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦。下列说法正确的是
A．金属线框进入磁场时感应电流的方向为
B．金属线框离开磁场时感应电流的方向为
C．金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等
D．金属线框最终将在磁场内做往复运动
3.楞次定律的推广含义
【例6】如图9-1-6所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时()
A.P、Q将互相靠拢B.P、Q将互相远离C.磁铁的加速度仍为gD.磁铁的加速度小于g
【例7】如图9-1-8（1）所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是()
A.向右摆动B.向左摆动
C.静止D.不能判定
强化练习：
1．图中MN、GH为平行导轨，AB、CD为跨在导轨上的两根横杆，导轨和横杆均为导体，有匀强磁场垂直于导轨所在平面，方向如图。用I表示回路中的电流（）
A．当AB不动而CD向右滑动时，I≠0且沿顺时针方向
B．当AB向左、CD向右滑动且速度大小相等时，I=0
C．当AB、CD都向右滑动且速度大小相等时，I=0
D．当AB、CD都向右滑动，且AB速度大于CD时，I≠0且沿逆时针方向
2．如图所示，在一很大的有界匀强磁场上方有一闭合线圈，线圈平面始终与磁场垂直。当闭合线圈从上方下落穿过磁场的过程中（）
A．进入磁场时加速度小于g，离开磁场时加速度可能大于g，也可能小于g
B．进入磁场时加速度大于g，离开时小于g
C．进入磁场和离开磁场，加速度都大于g
D．进入磁场和离开磁场，加速度都小于g
3．如图所示，AOC是光滑的直角金属导轨，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，ab是一根金属直棒。它从静止开始在重力作用下运动，运动过程中b端始终在OC上，a端始终在AO上，直到ab完全落在OC上。整个装置放在一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，则ab棒在运动过程中（）
A．感应电流方向始终是b→aB．感应电流方向先是b→a，后变为a→bC．所受磁场力方向与ab垂直，如图中箭头所示方向
D．所受磁场力方向与ab垂直，开始如图中箭头所示方向，后来变为反方向
4．如图所示，ef、gh为两水平放置相互平衡的金属导轨，ab、cd为搁在导轨上的两金属棒，与导轨接触良好且无摩擦．当一条形磁铁向下靠近导轨时，关于两金属棒的运动情况的描述正确的是（）
A．如果下端是N极，两棒向外运动；如果下端是S极，两棒相向靠近
B．如果下端是S极，两棒向外运动；如果下端是N极，两棒相向靠近
C．不管下端是何极，两棒均向外互相远离
D．不管下端是何极，两棒均互相靠近
5．如图所示，在两根平行长直导线M、N中，通以同方向，同强度的电流，导线框abcd和两导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在两导线问匀速移动，在移动过程中，线框中感应电流的方向（）
A．沿abcda不变B．沿dcbad不变
C．由abcda变成dcbadD．由dcbad变成abcda
6．如图所示，闭合小金属环从高h的光滑曲面上端无初速滚下，又沿曲面的另一侧上升，水平方向的磁场与光滑曲面垂直，则（）
A．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于h
B．若是匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于h
C．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度小于h
D．若是非匀强磁场，环在左侧滚上的高度等于h
7．如图甲所示,两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合,放在同一水平面内,线圈B中通以如图乙所示的交变电流,设t=0时电流沿逆时针方向(图中箭头所示).对于线圈A,在t1—t2时间内,下列说法中正确的是（）
A.有顺时针方向的电流,且有扩张的趋势
B.有顺时针方向的电流,且有收缩的趋势
C.有逆时针方向的电流,且有扩张的趋势
D.有逆时针方向的电流,且有收缩的趋势
8．2000年底,我国宣布已研制成功一辆高温超导磁悬浮高速列车的模型车,该车的速度已达到每小时500千米,可载5人.如图所示就是磁悬浮的原理,图中A是圆柱形磁铁,B是用高温超导材料制成的超导圆环,将超导圆环B水平地放在磁铁A上,它就能在磁力作用下悬浮在磁铁A的上方空中（）
A.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流,当稳定后,感应电流消失
B.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流,当稳定后,感应电流仍存在
C.若A的N极朝上,B中感应电流的方向如图所示
D.若A的N极朝上,B中感应电流的方向与图中所示的方向相反
9．如图,是生产中常用的一种延时继电器的示意图.铁芯上有两个线圈A和B,线圈A跟电源连接,线圈B的两端接在一起,构成一个闭合电路.在断开开关S的时候,弹簧K并不能立即将衔铁D拉起,使触头C立即离开,而是过一段时间后触头C才能离开,因此得名延时继电器.为检验线圈B中的电流,在电路中接入一个电流表G.关于通过电流表的电流方向,以下判断正确的是（）
A.闭合S的瞬间,电流方向为从左到右
B.闭合S的瞬间,电流方向为从右到左
C.断开S的瞬间,电流方向为从左到右
D.断开S的瞬间,电流方向为从右到左
相关知识
高考物理基础知识要点复习电磁感应
20xx届高三物理一轮复习全案：第五章电磁感应单元复习（选修3-2）
【单元知识网络】
【单元归纳整合】
一、电磁感应中的“双杆问题”
电磁感应中“双杆问题”是学科内部综合的问题，涉及到电磁感应、安培力、牛顿运动定律和动量定理、动量守恒定律及能量守恒定律等。要求学生综合上述知识，认识题目所给的物理情景，找出物理量之间的关系，因此是较难的一类问题，也是近几年高考考察的热点。
下面对“双杆”类问题进行分类例析
1、“双杆”向相反方向做匀速运动：当两杆分别向相反方向运动时，相当于两个电池正向串联。
2.“双杆”同向运动，但一杆加速另一杆减速
当两杆分别沿相同方向运动时，相当于两个电池反向串联。
3.“双杆”中两杆都做同方向上的加速运动。
“双杆”中的一杆在外力作用下做加速运动，另一杆在安培力作用下做加速运动，最终两杆以同样加速度做匀加速直线运动。
4．“双杆”在不等宽导轨上同向运动。
“双杆”在不等宽导轨上同向运动时，两杆所受的安培力不等大反向，所以不能利用动量守恒定律解题。
【单元强化训练】
1、直导线ab放在如图所示的水平导体框架上，构成一个闭合回路．长直导线cd和框架处在同一个平面内，且cd和ab平行，当cd中通有电流时，发现ab向左滑动．关于cd中的电流下列说法正确的是()
A．电流肯定在增大，不论电流是什么方向
B．电流肯定在减小，不论电流是什么方向
C．电流大小恒定，方向由c到d
D．电流大小恒定，方向由d到c
解析：ab向左滑动，说明通过回路的磁通量在减小，通过回路的磁感应强度在减弱，通过cd的电流在减小，与电流方向无关．
答案：B
2、如图所示，四根等长的铝管和铁块(其中C中铝管不闭合，其他两根铝管和铁管均闭合)竖直放置在同一竖直平面内，分别将磁铁和铁块沿管的中心轴线从管的上端由静止释放，忽略空气阻力，则下列关于磁铁和铁块穿过管的运动时间的说法正确的是()
A．tAtB＝tC＝tDB．tC＝tA＝tB＝tDC．tCtA＝tB＝tDD．tC＝tAtB＝tD
解析：A中闭合铝管不会被磁铁磁化，但当磁铁穿过铝管的过程中，铝管可看成很多圈水平放置的铝圈，据楞次定律知，铝圈将发生电磁感应现象，阻碍磁铁的相对运动；因C中铝管不闭合，所以磁铁穿过铝管的过程不发生电磁感应现象，磁铁做自由落体运动；铁块在B中铝管和D中铁管中均做自由落体运动，所以磁铁和铁块在管中运动时间满足tAtC＝tB＝tD，A正确．
答案：A
3、
(20xx陕西省西安市统考)如图所示，Q是单匝金属线圈，MN是一个螺线管，它的绕线方法没有画出，Q的输出端a、b和MN的输入端c、d之间用导线相连，P是在MN的正下方水平放置的用细导线绕制的软弹簧线圈．若在Q所处的空间加上与环面垂直的变化磁场，发现在t1至t2时间段内弹簧线圈处于收缩状态，则所加磁场的磁感应强度的变化情况可能是()
解析：在t1至t2时间段内弹簧线圈处于收缩状态，说明此段时间内穿过线圈的磁通量变大，即穿过线圈的磁场的磁感应强度变大，则螺线管中电流变大，单匝金属线圈Q产生的感应电动势变大，所加磁场的磁感应强度的变化率变大，即B—t图线的斜率变大，选项D正确．
答案：D
4、如图9－2－16中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B中，绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R的电流的大小和方向是(金属圆盘的电阻不计)()
A．由c到d，I＝Br2ω/RB．由d到c，I＝Br2ω/R
C．由c到d，I＝Br2ω/(2R)D．由d到c，I＝Br2ω/(2R)
解析：金属圆盘在匀强磁场中匀速转动，可以等效为无数根长为r的导体棒绕O点做匀速圆周运动，其产生的感应电动势大小为E＝Br2ω/2，由右手定则可知其方向由外指向圆心，故通过电阻R的电流I＝Br2ω/(2R)，方向由d到c，故选D项．
答案：D
5、（20xx山东省烟台市一模）如图甲所示，P、Q为水平面内平行放置的金属长直导轨，间距为d，处在大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中.一根质量为m、电阻为r的导体棒ef垂直于P、Q放在导轨上，导体棒ef与P、Q导轨之间的动摩擦因数为μ.质量为M的正方形金属框abcd，边长为L，每边电阻均为r，用细线悬挂在竖直平面内，ab边水平，线框的a、b两点通过细导线与导轨相连，金属框上半部分处在大小为B、方向垂直框面向里的匀强磁场中，下半部分处在大小也为B，方向垂直框面向外的匀强磁场中，不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力.现用一电动机以恒定功率沿导轨方向水平牵引导体棒ef向左运动，从导体棒开始运动计时，悬挂线框的细线拉力T随时间的变化如图乙所示，求：
（1）t0时间以后通过ab边的电流
（2）t0时间以后导体棒ef运动的速度
（3）电动机的牵引力功率P
解：（1）以金属框为研究对象，从t0时刻开始拉力恒定，故电路中电流恒定，设ab边中电流为I1，cd边中电流为I2
由受力平衡：………（2分）
由图象知……………………………（1分）
，I1=3I2……………………（1分）
由以上各式解得：………………（2分）
（2）设总电流为I，由闭合路欧姆定律得：
…………………………………（2分）
………………………………………（1分）
………………………………………（1分）
I=I1+I2=I1=…………………………（2分）
解得：…………………………（2分）
（3）由电动机的牵引功率恒定P=Fv
对导体棒：……………（2分）
解得：……（2分）
6、（20xx山东省东营市一模）如图甲所示，两平行金属板的板长不超过0.2m，板间的电压u随时间t变化的图线如图乙所示，在金属板右侧有一左边界的MN、右边无界的匀强磁场。磁感应强度B=0.01T；方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子连续不断地以速度，沿两板间的中线平行金属板射入电场中，磁场边界MN与中线垂直。已知带电粒子的比荷，粒子所受的重力和粒子间的相互作用力均忽略不计。
（1）在每个粒子通过电场区域的时间内，可以把板间的电场强度看作是恒定的。试说明这种处理能够成立的理由。
（2）设t=0.1S时刻射入电场的带电粒子恰能从平行金属板边缘射出，求该带电粒子射出电场时的速度大小。
（3）对于所有经过电场射入磁场的带电粒子，设其射入磁场的入射点和从磁场射出的出射点间的距离为d，试判断d的大小是否随时间而变化？若不变，证明你的结论；若变，求出d的变化范围。
（1）带电粒子在金属板间的运动时间①
得，（或t时间内金属板间电压变化，变化很小）②
…………2分
故t时间内金属板间的电场可以认为是恒定的…………2分
（2）t=0.1s时刻偏转电压
带电粒子沿两板间的中线射入电场恰从平行金属板边缘飞出电场，电场力做功
③…………2分
由动能定理：④…………2分
代入数据可得V=1.414×103m/s⑤…………2分
（3）设某一任意时刻射出电场的粒子速度为v，速度方向与水平方向的夹角为，则
⑥…………2分
粒子在磁场中有⑦…………2分
可得粒子进入磁场后，在磁场中做圆周运动的半径
由几何关系⑧…………2分
可得：d=20m，故d不随时间而变化。…………2分
7、（20xx天津市六校高三第三次联考）如图所示，两根间距为L的金属导轨MN和PQ，电阻不计，左端向上弯曲，其余水平，水平导轨左端有宽度为d、方向竖直向上的匀强磁场I，右端有另一磁场II，其宽度也为d，但方向竖直向下，磁场的磁感强度大小均为B。有两根质量均为m的金属棒a和b与导轨垂直放置，a和b在两导轨间的电阻均为R，b棒置于磁场II中点C、D处，导轨除C、D两处（对应的距离极短）外其余均光滑，两处对棒可产生总的最大静摩擦力为棒重力的K倍，a棒从弯曲导轨某处由静止释放。当只有一根棒作切割磁感线运动时，它速度的减小量与它在磁场中通过的距离成正比，即∝。试求：
（1）若b棒保持静止不动，则a棒释放的最大高度h0。
（2）若将a棒从高度小于h0的某处释放，使其以速度v0进入磁场I，结果a棒以的
速度从磁场I中穿出，求在a棒穿过磁场I过程中通过b棒的电量q和两棒即将相碰时b棒上的电功率Pb。
（3）若将a棒从高度大于h0的某处释放，使其以速度v1进入磁场I，经过时间t1后a棒从磁场I穿出时的速度大小为，求此时b棒的速度大小，在如图坐标中大致画出t1时间内两棒的速度大小随时间的变化图像。
解：（1）a棒从h0高处释放后在弯曲导轨上滑动时机械守恒，有
………………2分
a棒刚进入磁场I时…………1分
此时感应电流大小…………2分
此时b棒受到的安培力大小…………1分
依题意，有F=Kmg…………2分
求得………………1分
（2）由于a棒从小于进入h0释放，因此b棒在两棒相碰前将保持静止。
流过电阻R的电量
又………………2分
所以在a棒穿过磁场I的过程中，通过电阻R的电量
………………2分
将要相碰时a棒的速度…………2分
此时电流………………1分
此时b棒电功率………………1分
（3）由于a棒从高度大于h0处释放，因此当a棒进入磁场I后，b棒开始向左运动。由于每时每刻流过两棒的电流强度大小相等，两磁场的磁感强度大小相等，所以两棒在各自磁场中都做变加速运动，且每时每刻两棒的加速大小均相同，
所以当a棒在t1时间内速度改变时，b棒速度大小也相应改变了，即此时b棒速度大小为………………2分
两棒的速度大小随时间的变化图像大致右图所示…………2分
8、（20xx安徽省合肥市高三第一次教学质量检测）如图所示，匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上，大小为B0，用电阻率为ρ、横截面积为S的导线做成的边长为的正方形线圈abcd水平放置，为过ad、bc两边中点的直线，线圈全部都位于磁场中。现把线圈右半部分固定不动，而把线圈左半部分以为轴向上转动60°，如图中虚线所示。
（1）求转动过程中通过导线横截面的电量；
（2）若转动后磁感应强度随时间按B=B0+kt变化（k为常量），求出磁场对方框ab边的作用力大小随时间变化的关系式。
（1）线框在翻折过程中产生的平均感应电动势
①1分
在线框产生的平均感应电流②1分
③1分
翻折过程中通过导线某横截面积的电量④1分
联立①②③④解得：⑤1分
（2）若翻折后磁感应强度随时间按B=B0+kt变化，在线框中产生的感应电动势大小
⑥1分
在线框产生的感应电流⑦1分
导线框ab边所受磁场力的大小为⑧1分
联立⑥⑦⑧解得：⑨1分20xx届高三物理一轮复习全案：第五章电磁感应单元复习（选修3-2）
【单元知识网络】
【单元归纳整合】
一、电磁感应中的“双杆问题”
电磁感应中“双杆问题”是学科内部综合的问题，涉及到电磁感应、安培力、牛顿运动定律和动量定理、动量守恒定律及能量守恒定律等。要求学生综合上述知识，认识题目所给的物理情景，找出物理量之间的关系，因此是较难的一类问题，也是近几年高考考察的热点。
下面对“双杆”类问题进行分类例析
1、“双杆”向相反方向做匀速运动：当两杆分别向相反方向运动时，相当于两个电池正向串联。
2.“双杆”同向运动，但一杆加速另一杆减速
当两杆分别沿相同方向运动时，相当于两个电池反向串联。
3.“双杆”中两杆都做同方向上的加速运动。
“双杆”中的一杆在外力作用下做加速运动，另一杆在安培力作用下做加速运动，最终两杆以同样加速度做匀加速直线运动。
4．“双杆”在不等宽导轨上同向运动。
“双杆”在不等宽导轨上同向运动时，两杆所受的安培力不等大反向，所以不能利用动量守恒定律解题。
【单元强化训练】
1、直导线ab放在如图所示的水平导体框架上，构成一个闭合回路．长直导线cd和框架处在同一个平面内，且cd和ab平行，当cd中通有电流时，发现ab向左滑动．关于cd中的电流下列说法正确的是()
A．电流肯定在增大，不论电流是什么方向
B．电流肯定在减小，不论电流是什么方向
C．电流大小恒定，方向由c到d
D．电流大小恒定，方向由d到c
解析：ab向左滑动，说明通过回路的磁通量在减小，通过回路的磁感应强度在减弱，通过cd的电流在减小，与电流方向无关．
答案：B
2、如图所示，四根等长的铝管和铁块(其中C中铝管不闭合，其他两根铝管和铁管均闭合)竖直放置在同一竖直平面内，分别将磁铁和铁块沿管的中心轴线从管的上端由静止释放，忽略空气阻力，则下列关于磁铁和铁块穿过管的运动时间的说法正确的是()
A．tAtB＝tC＝tDB．tC＝tA＝tB＝tDC．tCtA＝tB＝tDD．tC＝tAtB＝tD
解析：A中闭合铝管不会被磁铁磁化，但当磁铁穿过铝管的过程中，铝管可看成很多圈水平放置的铝圈，据楞次定律知，铝圈将发生电磁感应现象，阻碍磁铁的相对运动；因C中铝管不闭合，所以磁铁穿过铝管的过程不发生电磁感应现象，磁铁做自由落体运动；铁块在B中铝管和D中铁管中均做自由落体运动，所以磁铁和铁块在管中运动时间满足tAtC＝tB＝tD，A正确．
答案：A
3、
(20xx陕西省西安市统考)如图所示，Q是单匝金属线圈，MN是一个螺线管，它的绕线方法没有画出，Q的输出端a、b和MN的输入端c、d之间用导线相连，P是在MN的正下方水平放置的用细导线绕制的软弹簧线圈．若在Q所处的空间加上与环面垂直的变化磁场，发现在t1至t2时间段内弹簧线圈处于收缩状态，则所加磁场的磁感应强度的变化情况可能是()
解析：在t1至t2时间段内弹簧线圈处于收缩状态，说明此段时间内穿过线圈的磁通量变大，即穿过线圈的磁场的磁感应强度变大，则螺线管中电流变大，单匝金属线圈Q产生的感应电动势变大，所加磁场的磁感应强度的变化率变大，即B—t图线的斜率变大，选项D正确．
答案：D
4、如图9－2－16中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B中，绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R的电流的大小和方向是(金属圆盘的电阻不计)()
A．由c到d，I＝Br2ω/RB．由d到c，I＝Br2ω/R
C．由c到d，I＝Br2ω/(2R)D．由d到c，I＝Br2ω/(2R)
解析：金属圆盘在匀强磁场中匀速转动，可以等效为无数根长为r的导体棒绕O点做匀速圆周运动，其产生的感应电动势大小为E＝Br2ω/2，由右手定则可知其方向由外指向圆心，故通过电阻R的电流I＝Br2ω/(2R)，方向由d到c，故选D项．
答案：D
5、（20xx山东省烟台市一模）如图甲所示，P、Q为水平面内平行放置的金属长直导轨，间距为d，处在大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中.一根质量为m、电阻为r的导体棒ef垂直于P、Q放在导轨上，导体棒ef与P、Q导轨之间的动摩擦因数为μ.质量为M的正方形金属框abcd，边长为L，每边电阻均为r，用细线悬挂在竖直平面内，ab边水平，线框的a、b两点通过细导线与导轨相连，金属框上半部分处在大小为B、方向垂直框面向里的匀强磁场中，下半部分处在大小也为B，方向垂直框面向外的匀强磁场中，不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力.现用一电动机以恒定功率沿导轨方向水平牵引导体棒ef向左运动，从导体棒开始运动计时，悬挂线框的细线拉力T随时间的变化如图乙所示，求：
（1）t0时间以后通过ab边的电流
（2）t0时间以后导体棒ef运动的速度
（3）电动机的牵引力功率P
解：（1）以金属框为研究对象，从t0时刻开始拉力恒定，故电路中电流恒定，设ab边中电流为I1，cd边中电流为I2
由受力平衡：………（2分）
由图象知……………………………（1分）
，I1=3I2……………………（1分）
由以上各式解得：………………（2分）
（2）设总电流为I，由闭合路欧姆定律得：
…………………………………（2分）
………………………………………（1分）
………………………………………（1分）
I=I1+I2=I1=…………………………（2分）
解得：…………………………（2分）
（3）由电动机的牵引功率恒定P=Fv
对导体棒：……………（2分）
解得：……（2分）
6、（20xx山东省东营市一模）如图甲所示，两平行金属板的板长不超过0.2m，板间的电压u随时间t变化的图线如图乙所示，在金属板右侧有一左边界的MN、右边无界的匀强磁场。磁感应强度B=0.01T；方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子连续不断地以速度，沿两板间的中线平行金属板射入电场中，磁场边界MN与中线垂直。已知带电粒子的比荷，粒子所受的重力和粒子间的相互作用力均忽略不计。
（1）在每个粒子通过电场区域的时间内，可以把板间的电场强度看作是恒定的。试说明这种处理能够成立的理由。
（2）设t=0.1S时刻射入电场的带电粒子恰能从平行金属板边缘射出，求该带电粒子射出电场时的速度大小。
（3）对于所有经过电场射入磁场的带电粒子，设其射入磁场的入射点和从磁场射出的出射点间的距离为d，试判断d的大小是否随时间而变化？若不变，证明你的结论；若变，求出d的变化范围。
（1）带电粒子在金属板间的运动时间①
得，（或t时间内金属板间电压变化，变化很小）②
…………2分
故t时间内金属板间的电场可以认为是恒定的…………2分
（2）t=0.1s时刻偏转电压
带电粒子沿两板间的中线射入电场恰从平行金属板边缘飞出电场，电场力做功
③…………2分
由动能定理：④…………2分
代入数据可得V=1.414×103m/s⑤…………2分
（3）设某一任意时刻射出电场的粒子速度为v，速度方向与水平方向的夹角为，则
⑥…………2分
粒子在磁场中有⑦…………2分
可得粒子进入磁场后，在磁场中做圆周运动的半径
由几何关系⑧…………2分
可得：d=20m，故d不随时间而变化。…………2分
7、（20xx天津市六校高三第三次联考）如图所示，两根间距为L的金属导轨MN和PQ，电阻不计，左端向上弯曲，其余水平，水平导轨左端有宽度为d、方向竖直向上的匀强磁场I，右端有另一磁场II，其宽度也为d，但方向竖直向下，磁场的磁感强度大小均为B。有两根质量均为m的金属棒a和b与导轨垂直放置，a和b在两导轨间的电阻均为R，b棒置于磁场II中点C、D处，导轨除C、D两处（对应的距离极短）外其余均光滑，两处对棒可产生总的最大静摩擦力为棒重力的K倍，a棒从弯曲导轨某处由静止释放。当只有一根棒作切割磁感线运动时，它速度的减小量与它在磁场中通过的距离成正比，即∝。试求：
（1）若b棒保持静止不动，则a棒释放的最大高度h0。
（2）若将a棒从高度小于h0的某处释放，使其以速度v0进入磁场I，结果a棒以的
速度从磁场I中穿出，求在a棒穿过磁场I过程中通过b棒的电量q和两棒即将相碰时b棒上的电功率Pb。
（3）若将a棒从高度大于h0的某处释放，使其以速度v1进入磁场I，经过时间t1后a棒从磁场I穿出时的速度大小为，求此时b棒的速度大小，在如图坐标中大致画出t1时间内两棒的速度大小随时间的变化图像。
解：（1）a棒从h0高处释放后在弯曲导轨上滑动时机械守恒，有
………………2分
a棒刚进入磁场I时…………1分
此时感应电流大小…………2分
此时b棒受到的安培力大小…………1分
依题意，有F=Kmg…………2分
求得………………1分
（2）由于a棒从小于进入h0释放，因此b棒在两棒相碰前将保持静止。
流过电阻R的电量
又………………2分
所以在a棒穿过磁场I的过程中，通过电阻R的电量
………………2分
将要相碰时a棒的速度…………2分
此时电流………………1分
此时b棒电功率………………1分
（3）由于a棒从高度大于h0处释放，因此当a棒进入磁场I后，b棒开始向左运动。由于每时每刻流过两棒的电流强度大小相等，两磁场的磁感强度大小相等，所以两棒在各自磁场中都做变加速运动，且每时每刻两棒的加速大小均相同，
所以当a棒在t1时间内速度改变时，b棒速度大小也相应改变了，即此时b棒速度大小为………………2分
两棒的速度大小随时间的变化图像大致右图所示…………2分
8、（20xx安徽省合肥市高三第一次教学质量检测）如图所示，匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上，大小为B0，用电阻率为ρ、横截面积为S的导线做成的边长为的正方形线圈abcd水平放置，为过ad、bc两边中点的直线，线圈全部都位于磁场中。现把线圈右半部分固定不动，而把线圈左半部分以为轴向上转动60°，如图中虚线所示。
（1）求转动过程中通过导线横截面的电量；
（2）若转动后磁感应强度随时间按B=B0+kt变化（k为常量），求出磁场对方框ab边的作用力大小随时间变化的关系式。
（1）线框在翻折过程中产生的平均感应电动势
①1分
在线框产生的平均感应电流②1分
③1分
翻折过程中通过导线某横截面积的电量④1分
联立①②③④解得：⑤1分
（2）若翻折后磁感应强度随时间按B=B0+kt变化，在线框中产生的感应电动势大小
⑥1分
在线框产生的感应电流⑦1分
导线框ab边所受磁场力的大小为⑧1分
联立⑥⑦⑧解得：⑨1分
《探究感应电流的产生条件》说课稿
《探究感应电流的产生条件》说课稿
各位评委老师：大家好！我今天说课的题目是《探究感应电流的产生条件》，下面我将从教材分析、学情分析、教法和学法、过程分析和预期效果五个方面对本节课进行说明。
一、教材分析
《探究感应电流的产生条件》是高中物理新课程（选修3-2）第四章第二节的内容，是电磁学的核心内容之一，在整个高中物理中占有相当重要的地位。本节内容揭示了磁和电的内在联系，通过探究实验的方法归纳出了“磁生电”的规律，在教材中起到了承前启后的作用，是学生今后学习法拉第电磁感应定律、楞次定律和交变电流产生的基础。
在教材的编排上本节从初中知识点闭合电路的部分导线切割磁感线产生电流入手，再设计学生探究实验，对现象进行分析归纳，最后总结出产生感应电流的条件，这样的编排符合学生的认知规律。
二、学情分析
学生对闭合电路的部分导线切割磁感线能产生电流，在初中已有一定的认识，但在空间想象、问题本质的分析等方面还较为薄弱。因此，在教学中从学生的已有知识出发，通过学生自主学习、探究实验、产生问题、协作交流等学习方法，从而解决问题得出产生感应电流的条件的结论。
本节重点是：引导学生做好教材中三个实验.
本节难点是：组织学生完成电磁感应现象的实验，从观察到的实验现象，推出电磁感应产生的一般条件。
知识与技能
1、观察电磁感应现象，理解感应电流产生的条件；
2、进一步认识磁通量的概念，能结合实例对磁通量的变化进行定性和定量的判断。
过程与方法
1、通过探究过程，提高学生的分析论证能力。
2、在本节课的学习中，培养学生归纳、总结的科学思想方法。
情感、态度与价值观
1、通过对本节知识的学习，体会探索自然规律的科学态度。
2、培养学生的建模能力，培养学生解决实际问题的能力。
三、教法与学法
教法：为了让学生加深对本节内容的理解，在教学中我采用讲述、对比、探究，讨论等方法进行教学．
学法：为体现学生的主体作用，我引导学生在探究中学习，在讨论中突破难点。
四、教学过程分析
为了达到预期的教学目标，解决教学重点突破教学难点，我对整个教学过程进行了如下设计：
（一）复习旧课
磁通量（φ）的概念：
什么叫磁通量？它是如何定义的？公式是怎样的？通常情况下如何表示？
磁通量就是表示穿过这个面的磁感线条数。
（二）引入课题
请一位学生拿一个金属探测器检查一下其他同学身上有没有金属，如果学生身上带有硬币、手表、金属框的眼镜等金属物体时，金属探测器上蜂鸣器就会报警，说明有电流流过蜂鸣器，那电流是怎样产生的呢？（设计意图）：迅速吸引学生注意力，激发学生学习兴趣，通过一个问题引入本节主题。
（三）探究实验：
器材：灵敏电流计、螺线管（粗细各一个）、条形磁铁、蹄形磁铁、电源、开关、滑动变阻器、导体、导线若干。
接下来我分以下几个环节去做：（板书）猜想-实验-分析讨论-得出结论。
让学生开始猜想如何利用这些器材设计出磁生电的实验方案，经讨论，最终确定三种方案。由于时间有限，每组做一种方案，将这几个方案分配给不同组。
甲组：利用蹄形磁铁磁场中的导体连接灵敏电流计。
乙组：螺线管连接灵敏电流计，利用条形磁铁在螺线管中运动。
丙组：粗细螺线管各一个，粗螺线管连接灵敏电流计，细螺线管连接电源、开关、滑动变阻器。
根据学生所设计的方案，让学生组装器材，开始实验。注意引导学生仔细观察实验现象，并记录好实验现象。
分析讨论根据学生所做的实验现象，给出充分的讨论时间，让他们通过讨论得出一定的结论。每一组派一个代表说明本组观察到的现象以及得出的实验结论。
各组做的实验不同，结论也会不同。
甲组做导体在磁场中运动的实验，可能得出结论是：导体在磁场中前后或斜方向运动会有电流产生
乙组做磁铁在螺线管中运动的实验，可能得出结论是：当磁铁插入或拔出螺线管时有电流产生。
丙组通过实验可能得出的结论是：当小螺线管中的电流发生变化时，大螺线管中有电流。若小螺线管中的电流不变化，大螺线管中没有电流产生。
这几结论虽不尽相同，但都可以在一定条件下产生电流，那么到底它们有什么共性呢？接下来要引导学生进行分析。
对于乙组的结论，放这样一张图（示图）给学生观察。学生会观察到磁铁插入或拔出螺线管的过程中，螺线管中的磁感线条数在变化。
从丙组得出的结论可这样问学生：当小螺线管中的电流发生变化时，什么在变？学生根据前面所学的知识知道电流变化时，其产生的磁场也在变。所以当小螺线管中的电流变化时，大螺线管所处的磁场也在变，此时穿过的磁感线条数也在变。
对于甲组的结论，启发学生：当导体在磁场中前后或斜方向运动时，都是导体在切割磁感线，然后引导学生思考：其切割的实质是什么？此时放这样一张图（示图）给学生看，让学生仔细观察。学生会发现当导体切割磁感线时，电流计和导体所在的闭合回路中磁感线的条数在变化。
这时学生会发现，几个实验中产生电流时磁感线条数都在变化。此时老师可提示学生：我们把磁场中穿过某一面积的磁感线条数用磁通量表示。因此学生自然而然地得出结论:当磁通量变化时，会有电流产生。然后老师进行完善：要有电流产生回路必须闭合。从而得到本次实验的结论:磁生电的条件就是穿过闭合电路中的磁通量发生变化时，闭合电路就会产生电流。
科学探究后回到新课引入所提出的问题：金属探测器是怎样探测金属的？让学生通过所学的知识进行解释，老师加以补充。既巩固了新知识又与生活联系起来，激发学生学习的兴趣。
(四)、当堂训练，巩固提高
设计适量的练习题，并且将练习题分两组供不同层次的学生使用。
设计意图：充分体现新课标的教学理念，因材施教，分层教学。
（五）、课堂小结和作业
让学生概括总结本节的内容，构建知识框架，作业布置要有针对性，梯度。
设计意图：通过学生自己的体验，自己的总结，真正达到了检验学生课堂效果的目的。
作业课后作业题；
板书设计我分两部分，主板书写在黑板，体现本节课的主干知识，副板书在课件上，主要用来教学辅助说明的草图。
四、效果分析
通过以上的过程设计我预计可达到以下效果:
1.能够使学生成为教学活动的主体，从而实现本节课的知识目标。
2.能够充分培养学生的实验能力，发展学生学习物理的兴趣。
3.变规律的传授过程为规律的探究过程能够培养学生思维能力。
当然本节课的设计还存在着许多的缺点和不足，请各位老师给予批评和指正。
高考物理基础知识归纳:电磁感应现象 楞次定律
第1课时电磁感应现象楞次定律
基础知识归纳
1.磁通量
(1)定义：磁感应强度与面积的乘积，叫做穿过这个面的磁通量.
(2)定义式：Φ＝BS.
说明：该式只适用于匀强磁场的情况，且式中的S是跟磁场方向垂直的面积；若不垂直，则需取平面在垂直于磁场方向上的投影面积，即Φ＝BS⊥＝BSsinθ，θ是S与磁场方向的夹角.
(3)磁通量Φ是标量，但有正负.Φ的正负意义是：从正、反两面哪个面穿入，若从一面穿入为正，则从另一面穿入为负.
(4)单位：韦伯，符号：Wb.
(5)磁通量的意义：指穿过某个面的磁感线的条数.
(6)磁通量的变化：ΔΦ＝Φ2－Φ1，即末、初磁通量之差.
①磁感应强度B不变，有效面积S变化时，则
ΔΦ＝Φ2－Φ1＝BΔS
②磁感应强度B变化，磁感线穿过的有效面积S不变时，则ΔΦ＝Φ2－Φ1＝ΔBS
③磁感应强度B和有效面积S同时变化时，则ΔΦ＝Φ2－Φ1＝B2S2－B1S1
2.电磁感应现象
利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流.
(1)产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，即ΔΦ≠0.
(2)产生感应电动势的条件：无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就有感应电动势.
3.楞次定律
(1)楞次定律：感应电流的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定，而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况，此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便.
(2)右手定则
①适用范围：导线切割磁感线产生感应电动势.
②判定方法：伸开右手，让大拇指与四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过掌心，大拇指指向导线运动的方向，其余四指所指方向即为感应电流的方向.
(3)楞次定律的另一种表述
感应电流总是阻碍产生它的那个原因，表现形式有三种：
①阻碍原磁通量的变化；
②阻碍物体间的相对运动；
③阻碍原电流的变化(自感).
重点难点突破
一、产生感应电流和产生感应电动势的条件是否相同
电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流，回路不闭合，则有感应电动势而无感应电流.产生感应电动势的那部分导体相当于电源.
二、磁通量是标量,为什么有正负
任何一个面都有正、反两个面，磁感线从面的正方向穿入时，穿过该面的磁通量为正.反之，则磁通量为负.所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和.
三、如何理解楞次定律中“阻碍”一词
1.谁阻碍谁——感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量.
2.阻碍什么——阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身.
3.如何阻碍——原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即“增反减同”.
4.阻碍的结果——阻碍并不是阻止，结果是增加的最终还得增加，减少的最终还得减少.
典例精析
1.楞次定律阻碍相对运动
【例1】如图甲所示，光滑固定导轨MN、PQ水平放置，两根导体棒a、b平行放于导轨上，形成一个闭合回路.当条形磁铁从高处下落接近回路时()
A.导体棒a、b将互相靠拢
B.导体棒a、b将互相远离
C.磁铁的加速度仍为g
D.磁铁的加速度小于g
【解析】以N极向下为例：
第一步，原磁场方向：向下(如图乙所示).
第二步，原磁通量变化：增加.
第三步，判断感应电流的磁场方向：感应电流的磁场与原磁场方向相反(向上).
第四步，判断感应电流的方向：利用安培定则确定，俯视为逆时针.
知道了导体棒a、b中的电流方向，就可根据左手定则判断受力方向：a受力向右下方，b受力向左下方，所以导体棒a、b将互相靠拢，同时对导轨的压力增加.根据牛顿第三定律，磁铁受到向上的阻力作用，则加速度小于g.所以选项A、D正确.
【答案】AD
【思维提升】此题若直接利用“阻碍相对运动”容易错误判断为导体棒a、b将互相远离.但仍可用阻碍磁通量变化判断，即磁铁下落，闭合回路磁通量增加，故a、b棒会靠拢.
【拓展1】如图所示，一水平放置的圆形通电线圈1固定，从上向下看电流方向为逆时针方向，另一较小的圆形线圈2从线圈1的正上方下落.在下落过程中两线圈平面始终保持平行且共轴，则线圈2从线圈1的正上方下落至线圈1的正下方过程中，从上往下看线圈2(BD)
A.有顺时针方向的感应电流
B.先是顺时针方向，后是逆时针方向的感应电流
C.先是逆时针方向，后是顺时针方向的感应电流
D.在线圈1的上、下两边的加速度都小于g
【解析】线圈1中电流(恒定)建立的磁场方向如图所示.线圈2下落过程中经过线圈1正上方时，磁场向上，且磁通量正在增大，由楞次定律可知，线圈2中产生的感应电流建立的磁场方向应向下，由安培定则可知线圈2中的电流应沿顺时针方向(俯视)；当线圈2在线圈1正下方下落时，穿过线圈2中的磁场方向向上，且磁通量正在减小，由楞次定律可知，此时，线圈2中产生的感应电流的磁场应与原磁场同向，即向上，再根据安培定则可知，线圈2中的感应电流应沿逆时针方向(俯视)，如图所示.当线圈中有感应电流时就会受到力的作用，此作用力向上，要“阻碍”线圈的下降，但不能“阻止”，也就是说磁场力始终小于重力(两线圈位于同一水平面时等于重力)，所以线圈2在线圈1的上、下两边时都向下加速，但加速度都小于g，所以选项B、D正确.
2.楞次定律阻碍磁通量的变化
【例2】如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd，在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，从图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，在这个过程中，线圈中感应电流()
A.沿abcd方向
B.沿dcba方向
C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd方向，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba方向
D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba方向，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd方向
【解析】由条形磁铁的磁场(如图所示)可知，线圈在位置Ⅱ时穿过矩形闭合线圈的磁通量最少.当线圈从位置Ⅰ到Ⅱ，穿过abcd自下而上的磁通量减少，感应电流的磁场阻碍其减少，则在线圈中产生感应电流的方向为abcd；当线圈从位置Ⅱ到Ⅲ，穿过abcd自上而下的磁通量增加，由楞次定律可知感应电流的方向是abcd.故此题的答案为A.
【答案】A
【思维提升】应熟悉几种常见磁体的磁感线分布情况，这样才能判断磁通量变化情况.
【拓展2】如图所示，两条互相平行的导线M、N中通过大小相等、方向相同的电流，导线框abcd和两导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在两导线间匀速移动，则在移动过程中线框中的感应电流的方向为(C)
A.先顺时针后逆时针B.先逆时针后顺时针
C.一直是逆时针D.一直是顺时针
【解析】M、N之间的磁场是两导线产生的磁场的叠加，可以以M、N两导线之间的中心面OO′为界，在OO′右边合磁场的方向垂直纸面向外，在OO′左边，合磁场的方向垂直纸面向内.线框从右向左移动到OO′中间以前，垂直纸面向外穿过线框的磁通量减少；移动到中间时磁通量为零；越过中间向左时，垂直纸面向内穿过线框的磁通量增加.由楞次定律可以判断感应电流的方向始终为逆时针方向.
3.楞次定律的综合应用
【例3】如图所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO′与磁场边界重合，线圈按图示方向匀速转动(ab向纸外，cd向纸内).若从图示位置开始计时，并规定电流方向沿a→b→c→d→a为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是()
【解析】在第一个14周期内，由图可看出磁场的方向，容易得到感应电流方向与规定的正方向相反；在第二个14周期内，虽然磁场方向不变，但线圈平面已经转动，ab离开磁场，cd进入磁场，与第一个14周期相比，磁感线是从线圈的不同“面”进入线圈平面，由楞次定律可判断电流方向仍与正方向相反；同理，可判断后半个周期电流的方向与正方向相同.所以选项A正确.
【答案】A
【思维提升】此题需一定的情景想象力，很多同学误以为ab边转出磁场后电流方向会发生改变，其实cd边马上进入磁场产生的电流方向与未进入前一致，刚进入时感应电流最大.
【拓展3】如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力的作用下运动时，MN在磁场的作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是(BC)
A.向右加速运动B.向左加速运动
C.向右减速运动D.向左减速运动
【解析】要使金属棒MN在磁场中运动，必须使其中有电流流过，这只能是线圈L1产生感应电流.根据题意，引起线圈L1产生感应电源的磁场应是线圈L2产生的磁场，这个磁场应由线圈L2中的电流产生.当PQ向右运动时，用右手定则可判断出PQ中感应电流的方向是由Q→P，由安培定则可判断出穿过L2、L1的磁场方向是自下而上的；若PQ向右加速运动，则穿过L2、L1的磁通量增加，用楞次定律可判断出流过MN的感应电流从M→N，用左手定则可判断出MN受到向左的安培力，将向左运动，可见选项A不正确.若PQ向右减速运动，流过MN的感应电流方向、感应电流所受的安培力的方向均将反向，MN向右运动，所以选项C是正确的.同理可判断出选项B是正确的，而D不正确.
易错门诊
4.电磁感应的现象
【例4】如图，CDEF为闭合线圈，AB为电阻丝.当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感应强度的方向是“”时，电源的哪一端是正极？
【错解】当变阻器的滑动头在最上端时，电阻丝AB因被短路而无电流通过.由此可知，滑动头下移时，流过AB中的电流是增加的.当线圈CDEF中的电流在G处产生的磁感应强度的方向是“”时，由楞次定律可知AB中逐渐增加的电流在G处产生的磁感应强度的方向是×”，再由右手定则可知，AB中的电流方向是从A流向B，从而判定电源的上端为正极.
【错因】楞次定律中“感生电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”，所述的“磁通量”是指穿过线圈内部磁感线的条数，因此判断感应电流方向的位置一般应该选在线圈的内部，而不是选在线圈的外部.
【正解】当线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感应强度的方向是“”时，它在线圈内部产生磁感应强度方向应是“×”，AB中增强的电流在线圈内部产生的磁感强度方向是“”，所以，AB中电流的方向是由B流向A，故电源的下端为正极.
【思维提升】分析电学问题也要注意正确选取研究对象.
探究感应电流的产生条件
俗话说，居安思危，思则有备，有备无患。高中教师要准备好教案，这是老师职责的一部分。教案可以让上课时的教学氛围非常活跃，帮助高中教师缓解教学的压力，提高教学质量。那么，你知道高中教案要怎么写呢？下面是小编帮大家编辑的《探究感应电流的产生条件》，相信能对大家有所帮助。
4.1划时代的发现、4.2探究感应电流的产生条件学案（人教版选修3-2）
1．法拉第把引起电流的原因概括为五类，它们都与变化和运动相联系，即：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体．
2．感应电流的产生条件：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．
3．关于磁通量，下列说法中正确的是()
A．磁通量不仅有大小，而且有方向，所以是矢量
B．磁通量越大，磁感应强度越大
C．通过某一面的磁通量为零，该处磁感应强度不一定为零
D．磁通量就是磁感应强度
答案C
解析磁通量是标量，故A不对；由Φ＝BS⊥可知Φ由B和S⊥两个因素决定，Φ较大，有可能是由于S⊥较大造成的，所以磁通量越大，磁感应强度越大是错误的，故B不对；由Φ＝BS⊥可知，当线圈平面与磁场方向平行时，S⊥＝0，Φ＝0，但磁感应强度B不为零，故C对；磁通量和磁感应强度是两个不同的物理量，故D不对．
4．如图所示，用导线做成圆形或正方形回路，这些回路与一直导线构成几种位置组合(彼此绝缘)，下列组合中，切断直导线中的电流时，闭合回路中会有感应电流产生的是()
答案CD
解析利用安培定则判断直线电流产生的磁场，其磁感线是一些以直导线为轴的无数组同心圆，即磁感线所在平面均垂直于导线，且直线电流产生的磁场分布情况是：靠近直导线处磁场强，远离直导线处磁场弱．所以，A中穿过圆形线圈的磁场如图甲所示，其有效磁通量为ΦA＝Φ出－Φ进＝0，且始终为0，即使切断导线中的电流，ΦA也始终为0，A中不可能产生感应电流．B中线圈平面与导线的磁场平行，穿过B的磁通量也始终为0，B中也不能产生感应电流．C中穿过线圈的磁通量如图乙所示，Φ进Φ出，即ΦC≠0，当切断导线中电流后，经过一定时间，穿过线圈的磁通量ΦC减小为0，所以C中有感应电流产生；D中线圈的磁通量ΦD不为0，当电流切断后，ΦD最终也减小为0，所以D中也有感应电流产生．
【概念规律练】
知识点一磁通量的理解及其计算
1．如图1所示，有一个100匝的线圈，其横截面是边长为L＝0.20m的正方形，放在磁感应强度为B＝0.50T的匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直．若将这个线圈横截面的形状由正方形改变成圆形(横截面的周长不变)，在这一过程中穿过线圈的磁通量改变了多少？
图1
答案5.5×10－3Wb
解析线圈横截面为正方形时的面积
S1＝L2＝(0.20)2m2＝4.0×10－2m2.
穿过线圈的磁通量
Φ1＝BS1＝0.50×4.0×10－2Wb＝2.0×10－2Wb
横截面形状为圆形时，其半径r＝4L/2π＝2L/π.
截面积大小S2＝π(2L/π)2＝425πm2[
穿过线圈的磁通量
Φ2＝BS2＝0.50×4/(25π)Wb≈2.55×10－2Wb.
所以，磁通量的变化
ΔΦ＝Φ2－Φ1＝(2.55－2.0)×10－2Wb＝5.5×10－3Wb
点评磁通量Φ＝BS的计算有几点要注意：
(1)S是指闭合回路中包含磁场的那部分有效面积；
B是匀强磁场中的磁感应强度．
(2)磁通量与线圈的匝数无关，也就是磁通量大小不受线圈匝数的影响．同理，磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1也不受线圈匝数的影响．所以，直接用公式求Φ、ΔΦ时，不必去考虑线圈匝数n.
2．如图2所示，线圈平面与水平方向成θ角，磁感线竖直向下，设磁感应强度为B，线圈面积为S，则穿过线圈的磁通量Φ＝________.
图2
答案BScosθ
解析线圈平面abcd与磁场不垂直，不能直接用公式Φ＝BS计算，可以用不同的分解方法进行．可以将平面abcd向垂直于磁感应强度的方向投影，使用投影面积；也可以将磁感应强度沿垂直于平面和平行于平面正交分解，使用磁感应强度的垂直分量．
解法一：把面积S投影到与磁场B垂直的方向，即水平方向a′b′cd，则S⊥＝Scosθ，故Φ＝BS⊥＝BScosθ.
解法二：把磁场B分解为平行于线圈平面的分量B∥和垂直于线圈平面的分量B⊥，显然B∥不穿过线圈，且B⊥＝Bcosθ，故Φ＝B⊥S＝BScosθ.
点评在应用公式Φ＝BS计算磁通量时，要特别注意B⊥S的条件，应根据实际情况选择不同的方法，千万不要乱套公式．
知识点二感应电流的产生条件
3．下列情况能产生感应电流的是()
图3
A．如图甲所示，导体AB顺着磁感线运动
B．如图乙所示，条形磁铁插入或拔出线圈时
C．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通时
D．如图丙所示，小螺线管A插入大螺线管B中不动，开关S一直接通，当改变滑动变阻器的阻值时
答案BD
解析A中导体棒顺着磁感线运动，穿过闭合电路的磁通量没有发生变化无感应电流，故A错；B中条形磁铁插入线圈时线圈中的磁通量增加，拔出时线圈中的磁通量减少，都有感应电流，故B正确；C中开关S一直接通，回路中为恒定电流，螺线管A产生的磁场稳定，螺线管B中的磁通量无变化，线圈中不产生感应电流，故C错；D中开关S接通，滑动变阻器的阻值变化使闭合回路中的电流变化，螺线管A的磁场变化，螺线管B中磁通量变化，线圈中产生感应电流，故D正确．
点评电路闭合，磁通量变化，是产生感应电流的两个必要条件，缺一不可．电路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件，如果穿过电路的磁通量尽管很大但不变化，那么无论有多大，都不会产生感应电流．
4．如图4所示，线圈Ⅰ与电源、开关、滑动变阻器相连，线圈Ⅱ与电流计G相连，线圈Ⅰ与线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上，在下列情况下，电流计G中有示数的是()
图4
A．开关闭合瞬间
B．开关闭合一段时间后
C．开关闭合一段时间后，来回移动变阻器滑动端
D．开关断开瞬间
答案ACD
解析A中开关闭合前，线圈Ⅰ、Ⅱ中均无磁场，开关闭合瞬间，线圈Ⅰ中电流从无到有形成磁场，穿过线圈Ⅱ的磁通量从无到有，线圈Ⅱ中产生感应电流，电流计G有示数．故A正确．B中开关闭合一段时间后，线圈Ⅰ中电流稳定不变，电流的磁场不变，此时线圈Ⅱ虽有磁通量但磁通量稳定不变，线圈Ⅱ中无感应电流产生，电流计G中无示数．故B错误．C中开关闭合一段时间后，来回移动滑动变阻器滑动端，电阻变化，线圈Ⅰ中的电流变化，电流形成的磁场也发生变化，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G中有示数．故C正确．D中开关断开瞬间，线圈Ⅰ中电流从有到无，电流的磁场也从有到无，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从有到无发生变化，线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计G中有示数．故D正确．
点评变化的电流引起闭合线圈中磁通量的变化，是产生感应电流的一种情况．
【方法技巧练】
一、磁通量变化量的求解方法
5．面积为S的矩形线框abcd，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面成θ角(如图5所示)，当线框以ab为轴顺时针转90°时，穿过abcd面的磁通量变化量ΔΦ＝________.
图5
答案－BS(cosθ＋sinθ)
解析磁通量由磁感应强度矢量在垂直于线框面上的分量决定．
开始时B与线框面成θ角，磁通量为Φ＝BSsinθ；线框面按题意方向转动时，磁通量减少，当转动90°时，磁通量变为“负”值，Φ2＝－BScosθ.可见，磁通量的变化量为
ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－BScosθ－BSsinθ
＝－BS(cosθ＋sinθ)
实际上，在线框转过90°的过程中，穿过线框的磁通量是由正向BSsinθ减小到零，再由零增大到负向BScosθ.
方法总结磁通量虽是标量，但有正、负，正、负号仅表示磁感线从不同的方向穿过平面，不表示大小．
6．如图6所示，通电直导线下边有一个矩形线框，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()
图6
A．逐渐增大B．逐渐减小
C．保持不变D．不能确定
答案B
解析当矩形线框在线框与直导线决定的平面内逐渐远离通电导线平动时，由于离开导线越远，磁场越弱，而线框的面积不变，则穿过线框的磁通量将减小，所以B正确．
方法总结引起磁通量变化一般有四种情况
(1)磁感应强度B不变，有效面积S变化，则ΔΦ＝Φt－Φ0＝BΔS(如知识点一中的1题)
(2)磁感应强度B变化，磁感线穿过的有效面积S不变，
则ΔΦ＝Φt－Φ0＝ΔBS(如此题)
(3)线圈平面与磁场方向的夹角θ发生变化时，即线圈在垂直于磁场方向的投影面积S⊥＝Ssinθ发生变化，从而引起穿过线圈的磁通量发生变化，即B、S不变，θ变化．(如此栏目中的5题)
(4)磁感应强度B和回路面积S同时发生变化的情况，则ΔΦ＝Φt－Φ0≠ΔBΔS
二、感应电流有无的判断方法
7．如图7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()
图7
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
答案C
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，按A、B、D三种情况线圈移动后，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．
方法总结(1)判断有无感应电流产生的关键是抓住两个条件：①电路是否为闭合电路；②穿过电路本身的磁通量是否发生变化，其主要内涵体现在“变化”二字上．电路中有没有磁通量不是产生感应电流的条件，如果穿过电路的磁通量很大但不变化，那么不论有多大，也不会产生感应电流．
(2)分析磁通量是否变化时，既要弄清楚磁场的磁感线分布，又要注意引起磁通量变化的三种情况：①由于线框所在处的磁场变化引起磁通量变化；②由于线框所在垂直于磁场方向的投影面积变化引起磁通量变化；③有可能是磁场及其垂直于磁场的面积都发生变化．[
8．下列情况中都是线框在磁场中切割磁感线运动，其中线框中有感应电流的是()
答案BC
解析A中虽然导体“切割”了磁感线，但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化，没有感应电流．B中导体框的一部分导体“切割”了磁感线，穿过线框的磁感线条数越来越少，线框中有感应电流．C中虽然与A近似，但由于是非匀强磁场运动过程中，穿过线框的磁感线条数增加，线框中有感应电流．D中线框尽管是部分切割，但磁感线条数不变，无感应电流，故选B、C.
方法总结在利用“切割”来讨论和判断有无感应电流时，应该注意：
①导体是否将磁感线“割断”，如果没有“割断”就不能说切割．如下图所示，甲、乙两图中，导线是真“切割”，而图丙中，导体没有切割磁感线．
②即使导体真“切割”了磁感线，也不能保证就能产生感应电流．例如上题中A、D选项情况，如果由切割不容易判断，还是要回归到磁通量是否变化上去．
