探究产生感应电流的条件

教学过程

引入: 1820年丹麦物理学家奥斯特通过实验，证明了电流可以可以产生磁场，即电可以转化为磁。那么，按照逆向思维，能否利用磁场产生电流呢？

本节课就来研究这一问题。

继奥斯特实验之后，许多著名的科学家如奥斯特、亨利、科拉顿等都对“将磁转化为电”进行过研究，但是均未取得实质性的进展。时任英国皇家研究所实验室主任的法拉第从1822年起致力于“把磁转化为电”的研究，经过十年漫长艰难的探索，最终取得了划时代的发现。首先回顾一下法拉第探索的艰难历程。

1、法拉第发现电磁感应艰难历程 课前预习

阅读课本P7-9，回答下列问题

（1）法拉第于哪一年开始致力于“把磁转化为电”的研究？当时的基本思路是什么？他做了哪几种类型的实验？结果如何？（学生回答：。。。。。。）

（2）十年后，法拉第又做了哪些实验？现象如何？（画出示意图，写出现象，在黑板上展示） （3）前两个实验中产生电流的条件是什么？实质是什么变化？不变化能否产生电流？后两个实验产生电流的条件是什么?（学生回答：前两个实验产生电流条件是开关断开、闭合，实质是电流的变化，电流不变时，不会产生电流；后两个实验产生电流的条件是磁铁的运动、磁场的变化）

教师引导、归纳：上面的4个实验都有电流产生，法拉第经过十年的艰难历程，终于找到了开启电能宝库的金钥匙，他认为，“磁生电”不是稳态效应，而是一种在变化运动过程中才会出现的效应，他把“变化”、“运动”概括为“变化的电流”、“运动的磁铁”、“运动的磁场”。 电磁感应现象定义：由磁场产生电流的现象。（板书）

感应电流定义：电磁感应现象中产生的电流叫感应电流。（板书） 二、探究产生感应电流的条件

〔实验1〕 如图（1）所示，用灵敏电流计G与与线圈构成一闭合回路，用一条形磁铁插入或者拔出线圈时，小组合作完成实验，并回答问题。 设置问题

（1）条形磁铁插入线圈过程中，电流计指针是否偏转？拔出过程中呢？ （2）磁铁放在线圈中不动，电流计指针是否偏转？

（3）条形磁铁插入线圈、拔出线圈、放在线圈中不动这三种情况下，线圈内的磁通量分别如何变

化？

（4）由上实验总结线圈中产生感应电流的条件是什么？ （学生分组探究、合作交流、展示）

〔实验2〕 如图（2）所示装置，闭合电路的一部分导体切割磁感线运动。小组合作完成实验，并回答问题。 设置问题

（1）电流计指针是否发生偏转？

（2）能否用磁通量变化来解释这个现象？ （学生分组探究、合作交流、展示）

〔实验3〕如图（3）所示，原线圈A跟电源开关、滑动变阻器连成一个电路，副线圈B跟电流计连接，保持两个线圈的位置不变。原线圈A通电后就变成了一个电磁铁。 设置问题

（1）按下列要求操作，并观察完成下表

（学生分组探究、合作交流、展示）

思考与讨论： 从上面的三个实验总结产生感应电流的共同条件是什么？ （学生讨论、展示，教师归纳总结产生感应电流的条件） 三、案例分析 案例 。。。。

（引导分析，学生回答展示，教师点评）

复习引入

１、设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个面积为S且与磁场方向垂直的平面，

与 的乘积，叫做穿过这个平面的磁通量，简称 ，符号“Φ”。 ２、1820年丹麦物理学家奥斯特通过实验，证明了 ， 即 可以转化为 。

３、继奥斯特实验之后，受对称思维影响，许多著名的科学家，如奥斯特、亨利、科拉顿等都对“ ”进行过研究，但是均未取得实质性的进展。时任英国皇家研究所实验室主任的 从1822年起致力于“ ”的研究，经过 年漫长艰难的探索，最终取得了划时代的发现。首先回顾一下法拉第探索的艰难历程。 预习交流

预习课本P7-9，回答下列问题 问题：

（1）法拉第于哪一年开始致力于“把磁转化为电”的研究？当时的基本思路是什么？他做了哪几种类型的实验？结果如何？（一组学生代表学生回答）

（2）十年后，法拉第又做了哪些实验？现象如何？（1~2组学生在画出示意图上，写出现象，在黑板上展示）

（3）前两个实验中产生电流的条件是什么？实质是什么变化？不变化能否产生电流？后两个实验产生电流的条件是什么?（学生回答，教师引导归纳电磁感应及感应电流的条件）前两个实验产生电流条件是开关断开、闭合，实质是电流的变化，电流不变时，不会产生电流；后两个实验产生电流的条件是磁铁的运动、磁场的变化）

教师引导、归纳：上面的4个实验都有电流产生，法拉第经过十年的艰难历程，终于找到了开启电能宝库的金钥匙，他认为，“磁生电”不是稳态效应，而是一种在变化运动过程中才会出现的效应，他把“变化”、“运动”概括为“变化的电流”、“运动的磁铁”、“运动的磁场”。

电磁感应现象定义：由磁场产生电流的现象。（板书）

感应电流定义：电磁感应现象中产生的电流叫感应电流。（板书） 合作探究、展示

探究产生感应电流的条件

〔实验1〕 如图（1）所示，用灵敏电流计G与与线圈构成一闭合回路，用一条形磁铁插入或者拔出线圈时，小组合作完成实验，并回答问题。

设置问题

（1）条形磁铁插入线圈过程中，电流计指针是否偏转？拔出过程中呢？

图（1）

（2）磁铁放在线圈中不动，电流计指针是否偏转？

（3）条形磁铁插入线圈、拔出线圈、放在线圈中不动这三种情况下，线圈内的磁通量分别如何变化？

（4）由上实验总结线圈中产生感应电流的条件是什么？ （学生分组探究、合作交流、展示）

〔实验2〕 如图（2）所示装置，闭合电路的一部分导体切割磁感线运动。小组合作完成实验，并回答问题。

设置问题

（1）电流计指针是否发生偏转？

（2）能否用磁通量变化来解释这个现象？ （学生分组探究、合作交流、展示）

图（2）

〔实验3〕如图（3）所示，原线圈A跟电源开关、滑动变阻器连成一个电路，副线圈B跟电流计连接，保持两个线圈的位置不变。原线圈A通电后就变成了一个电磁铁。

设置问题

（1）按下列要求操作，并观察副线圈B中能否产生感应电流？ ① 开关闭合的瞬间 ② 开关闭合并保持 ③ 开关断开的瞬间 ④ 开关一直断开

⑤ 开关闭合后，滑片P向左、右滑动过程中 （2）上面哪些情况下闭合线圈的磁通量发生了变化？

（3）从上面的三个实验总结产生感应电流的共同条件是什么？

（学生分组探究、合作交流、展示，教师归纳总结产生感应电流的条件，并解释磁通量变化的三种情况） 案例分析

案例 一线圈abcd位于如图所示的匀强磁场中，要使线圈中产生感应电流，应采取什么措施？

反馈检测

图（3）

1、1831年，物理学家法拉第用如图所示的实验，成功发现了磁生电现象，当开关始终处于闭合状态时，a线圈中________(选填“有”或“无”)感应电流产生；当开关闭合或断开瞬间，a线圈中________(选填“有”或“无”)感应电流产生。

2、在探究“磁生电”现象的历程中，人们经历了并不平坦的道路．下列与之有关的说法正确的是( )。

A．奥斯特在发现“电生磁”的同时，受对称性思想的影响也发现了“磁生电”现象。 B．安培曾试图用恒定电流和磁铁放在导体线圈附近“感应”出电流。

C．法拉第最初实验探究的失败是由于他试图用恒定电流的磁场使电路中感应出电流。 D．奥斯特受法拉第的“磁生电”影响发现了“电生磁”。

3、如图所示，在水平面上有两条平行导电导轨MN、PQ，导轨间距离为L，匀强磁场垂直于导轨所在的平面（纸面）向里，磁感应强度的大小为B，两根金属杆1、2摆在导轨上，与导轨垂直，它们分别以速度v1、v2做匀速直线运动，下列哪种情形回路中有电流通过( ) A．v1＝v2 B．v1>v2

C．v1

4、如图所示，线框abcd从有界的匀强磁场区域穿过，下列说法中正确的是( )

A．进入匀强磁场区域的过程中，abcd中有感应电流 B．在匀强磁场中加速运动时，abcd中有感应电流 C．在匀强磁场中匀速运动时，abcd中没有感应电流 D．离开匀强磁场区域的过程中，abcd中没有感应电流

拓展提升

1、如图所示竖直放置的长直导线通以恒定电流,有一矩形线框与导线在同一平面, 在下列情况中线圈不能产生感应电流的是( )

A．导线中电流强度变大 B. 线框向右平动

C．线框向下平动 D. 线框以ab边为轴转动

2、一水平放置的矩形线圈abcd，在条形磁铁S极附近下落，在下落过程中，线圈平面保持水平，如图所示，位置l和3都靠近位置2，则线圈从位置1到位置2的过程中，线圈内______感应电流，线圈从位置2到位置3的过程中，线圈内______感应电流．（填“有”或“无“）

小结

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