会计学目录第四章电磁感应课时29划时代的发现探究电磁感应的产生条件课前导航奥斯特实验极大地震动了法拉第，他认为奥斯特实验“猛然打开了一个科学领域的大门，那里过去漆黑一团，如今充满了光明”．1822年，法拉第在日记里记下了“由电产生磁，由磁产生电”的大胆设想，并由此开始了长达十年的艰苦探索．图29－1法拉第经过十年的试验、失败、再试验、再失败，于1831年夏天又重新回到磁产生电流这一课题上来，终于取得了突破性的进展．1931年8月29日，法拉第发现了电磁感应的第一个效应，即以一个电流产生另一个电流．请你思考：1．科学家对自然现象、自然规律的某些“信念”，在科学发现中起着重要作用吗？2．怎样才能产生感应电流？基础梳理知识精析一、探究电磁感应产生的条件的实验装置图29－2图29－3图29－4二、操作与现象三、磁通量1．定义在磁场中，磁感应强度B与某面在垂直于磁场方向上的投影面积S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量．磁通量可以理解为穿过这个面的磁感线条数．2．公式在匀强磁场中，当平面与磁场垂直时有：Φ＝B·S．如果磁场的方向与平面不垂直，求磁通量时就不能再用公式Φ＝BS了，而应该求出该平面在垂直于磁场方向上的投影面积S⊥，此时磁通量Φ＝BS⊥．若磁场方向与平面间的夹角为θ，则S⊥＝Ssinθ，即Φ＝BSsinθ．(1)磁通量是标量，但有正负之分：当有方向相反的磁场(磁感应强度分别为B和B′)穿过同一个平面(与磁场方向垂直的面积为S)时，按照磁感应强度的定义，B和B′合矢量的大小为|B－B′|，穿过平面的磁通量为|B－B′|·S＝|BS－B′S|＝|Φ－Φ′|．磁通量的意义可以用磁感线的条数形象地说明，因此穿过平面的磁通量|Φ－Φ′|，可以理解为与相反方向穿过平面的磁感线相抵消之后剩余的磁感线条数．(2)单位：韦伯(Wb),1Wb＝1T·m2．四、磁通量的变化由公式Φ＝BSsinθ知，穿过线圈的磁通量由三方面决定，即磁感应强度的大小、线圈面积以及磁场方向与线圈平面的夹角．三者中只要有一个因素发生变化都将引起Φ的变化；但是如果两个甚至三个因素同时变化，Φ则有可能不变．(想一想，这是为什么？)五、结论产生感应电流的条件：一是存在闭合电路，二是穿过闭合电路的磁通量发生变化．方法探究一、判断回路中是否有感应电流要使回路中产生感应电流，就必须使穿过该闭合回路中的磁通量发生变化，通常有以下几种情况：(1)闭合电路中一段直导线在磁场中做切割磁感线运动；(2)条形磁铁和线圈有沿轴线方向的相对运动；(3)原、副线圈有沿轴线方向的相对运动；(4)原、副线圈没有相对运动，但原线圈的电流发生变化．例1如图29－5所示，设原线圈均与直导线共面，且bc边平行于长直导线．试判断线圈在长直导线电流产生的磁场中做下列运动时，是否会产生感应电流：A．向右平动；B．向下平动；C．绕通过ab、dc的中点所在的轴转动；D．以长直导线为轴转动；E．向上平动(cd边有一缺口)；F．由正方形变成圆形．图29－5解析A．向右平动，其中磁通量不发生改变；B．向下平动，其中磁通量增加；C．转动时，虽磁场分布不变，但线圈的有效面积改变，故磁通量改变；D．转动时，线圈中的磁通量不变；E．向上平动，虽磁通量减少，但线圈开路，仍无感应电流；F．变形时，正对有效面积增大，磁通量增大．因此，B、C、F中有感应电流产生．答案见解析变式训练1如图29－6所示，各图中有感应电流产生的是()图29－6解析选项A中，线圈没闭合，无感应电流；选项C中，导线在圆环的正上方，不论电流如何变化，穿过线圈的磁感线相互抵消，磁通量恒为零，也无感应电流；选项B中，磁通量增大，有感应电流；选项D中，回路中的磁通量恒定，无感应电流．故选项B正确．答案B点评对感应电流产生条件的阐述要严密：既要求电路闭合，又要求磁通量变化．二、关于磁通量的计算例2如图29－7所示，一边长为10cm的正方形线圈abcd放在磁感应强度B＝0.5T的匀强磁场中，平面与磁场方向垂直，规定此时线圈的磁通量为正，则：图29－7(1)此时线圈的磁通量为________．(2)线圈绕ab轴逆时针转过120°角时的磁通量为_____，在这一过程中磁通量的变化量为_____．解析(1)由磁通量的定义可得：Φ1＝B·S＝5×10－3Wb．(2)Φ2＝B·S·cos120°＝－2.5×10－3WbΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝7.5×10－3Wb．答案(1)5×10－3Wb(2)－2.5×10－3Wb7.5×10－3Wb点评磁通量的变化量一般用变化的绝对值表示即可．变式训练2如图29－8所示，虚线框内有匀强磁场