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1、划时代的发现,1.电流的磁效应(电生磁)：电流的周围能够产生磁场。 2.电磁感应(磁生电)：利用磁场产生电的现象叫做电磁感应，产生的电流叫感应电流。 3.“电”与“磁”的联系： (1)奥斯特实验证实电流的周围存在磁场，即“电生磁”的现象，这一实验揭示了电与磁之间的联系。 (2)法拉第实验证实磁也可以生电，即“磁生电”的现象，这一实验进一步揭示了电与磁之间的联系。,例1：在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是( ) A奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象 B麦克斯韦预言了电磁感应现象，奥斯特发现了电磁感应现象 C库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测
2、定了元电荷的数值 D安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律,AC,解析：麦克斯韦预言了电磁波并没有预言电磁感应现象，发现电磁感应现象的是法拉第，选项B错误；洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，安培发现了磁场对电流的作用规律，选项D错误。答案：AC,例2：下列现象中，属于电磁感应现象的是( ) A小磁针在通电导线附近发生偏转 B通电线圈在磁场中转动 C因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流 D磁铁吸引小磁针,C,解析：电磁感应是指“磁生电”的现象，而小磁针和通电线圈在磁场中转动，反映了磁场力的性质，所以A、B、D不是电磁感应现象，C是电磁感应现象。答案：C,感应电流的
3、产生条件,1.磁通量： (1)定义：垂直穿过回路平面的磁感线的条数叫做磁通量，用表示。 (2)大小：在匀强磁场中，当磁场与某回路(平面)垂直时，穿过该回路(平面)的磁通量为=BS；当磁场与某回路(平面)斜交时，穿过该回路(平面)的磁通量为BSsin，(角为磁场方向与平面之间的角度)。,2.磁通量的变化： (1)穿过同一个平面的磁通量在某两个时刻的差值(注意磁通量的正负)，可以利用磁感线的条数变化进行判断。 (2)磁通量是双向标量，没有方向，但穿过某回路的磁感线如果存在穿出和穿入的情况，即有方向相反的磁感线同时穿过这个回路，则磁通量可以互相抵消 (3)磁通量与面积有关，但不一定是面积越大，磁通量
4、越大。,3.产生感应电流的条件：(1)一定是在闭合电路中；(2)磁通量一定发生变化。 4.回路磁通量变化条件：,磁通量变化包括： S 、不变，B变化 B 、不变，S变化 B、S不变， 变化 B、S、 都变化,例1：如图所示，将一个矩形小线圈放在一个匀强磁场中，若线圈平面平行于磁感线，则下列运动中能使线圈产生感应电流的是( ) A矩形线圈平行于磁感线平移 B矩形线圈垂直于磁感线平移 C矩形线圈绕ab边转动 D矩形线圈绕bc边转动,C,解析：线圈中产生感应电流的条件是必须有磁通量的变化，在图示位置，穿过线圈中的磁通量为零，如果矩形线圈平行于磁感线平移，则穿过线圈中的磁通量仍然为零，磁通量没有变化，
5、因此，不能产生感应电流；如果矩形线圈垂直于磁感线平移，也没有磁通量的变化，因此，不能产生感应电流；如果矩形线圈绕ab边转动，则线圈中的磁通量将发生变化，因此，能产生感应电流；如果矩形线圈绕bc边转动，同样不能产生感应电流。,例2：如图所示，矩形线圈与直线电流共面，在线圈从位置移到位置的过程中，关于线框中的磁通量的变化情况正确的说法是( ) A一直增加B.先增加再减少再增加再减少 C先增加再减少再增加 D先增加再减少,B,解析：电流的周围存在磁场，由安培定则可知，在位置磁场方向垂直纸面向外，且远离直线电流的位置，磁场越弱，靠近直线电流的位置，磁场越强；在位置磁场方向垂直纸面向里， 且靠近直线电流
6、的位置，磁场越强，远离直线电流的位置，磁场越弱当线圈从位置到右边与直线电流重合时(位置1到位置2)，穿过线圈的磁通量变大；当线圈从右边与直线电流重合到对称中心位置时(位置2到位置3)，穿过线圈的磁通量变小；当线圈从对称中心位置到左边与直线电流重合时(位置3到位置4)，穿过线圈的磁通量变大；当线圈从左边与直线电流 重合到位置时(位置4到位置5)，穿过线圈的磁通量变小。 答案：B,楞次定律,1.内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量变化。 2.右手定则：(1)内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指
7、的方向就是感应电流的方向。(2)试用范围：试用与闭合电路一部分导线切割磁感线产生感应电流的情况。 3.感应电流的方向：即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。,4.理解：(1)阻碍既不是阻止也不等于反向，增反减同，“阻碍”又称作“反抗” 。 (2)注意两个磁场：原磁场和感应电流磁场。 5.强调：楞次定律可以从两种不同的角度来理解：(1)从磁通量变化的角度看：感应电流总要阻碍磁通量的变化。(2)从导体和磁体的相对运动的角度来看，感应电流总要阻碍相对运动。(3)感应电流的方向即感应电动势的方向。,6.应用楞次定律步骤： (1)明确原磁场的方向； (2)明确穿过闭合回路的磁通量是增加还是
8、减少； (3)根据楞次定律(增反减同)，判定感应电流的磁场方向； (4)利用安培定则判定感应电流的方向。,例1：如图所示的长方形区域内为匀强磁场，在矩形线圈abcd从左到右穿过整个磁场的过程中，则（ ） A.整个过程中都不会产生感应电流 B.线圈从磁场外进入磁场的过程中，会产生逆时针方向的感应电流 C.线圈整体在磁场中平移的过程中，会产生逆时针方向的感应电流 D.线圈从磁场中穿出的过程中，会产生顺时针方向的感应电流,BD,例2：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
9、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,B,B 解析: ab棒向左滑动，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的电流大小在减小，与电流方向无关。,法拉第电磁感应定律,1.感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势。 2.电磁感应定律 (1)内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。 (2)表达式E=n/t：求平均电动势E=BLV：V为瞬时值时求瞬时电动势，V为平均值求平均电动势。,例1：固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd，各
10、边长l，其中ab是一段电阻为R的均匀电阻丝，其余三边均为电阻可忽略的铜线.磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，现有一与ab段所用材料、粗细、长度都相同的电阻丝PQ架在导线框上，如图所示，以恒定速度v从ad滑向bc，当PQ滑过三分之一的距离时，通过aP段电阻丝的 电流是多大?方向如何?,电磁感应现象的两类情况,1.感应电场：感应电场是产生感应电流或感应电动势的原因，感应电场的方向也可以由楞次定律来判断；感应电流的方向与感应电场的方向相同 2、感生电动势 (1)产生：磁场变化时会在空间激发电场，闭合导体中的自由电子在电场力的作用下定向运动，产生感应电流，即产生了感应电动势；感应电动势在电路中的
11、作用就是充当电源。,(2)定义：由感生电场产生的感应电动势成为感生电动势。 (3)感生电场方向判断：右手螺旋定则。 3.动生电动势： (1)产生：导体切割磁感线运动产生动生电动势 (2)大小：E=BLv(B的方向与v的方向垂直),例1：在空间出现如图所示的闭合电场，电场线为一簇闭合曲线，这可能是( ) A沿AB方向磁场在迅速减弱 B.沿AB方向磁场在迅速增强 C.沿BA方向磁场在迅速增强 D.沿BA方向磁场在迅速减弱,AC,例2：如图所示，光滑导轨倾斜放置，其下端连接一个灯泡，匀强磁场垂直于 导轨所在平面，当ab棒下滑到稳定状态时，小灯泡获得的功率为P0，除灯泡外，其他电阻不计，要使稳定状态灯
12、泡的功率变为2P0，下列措施正确的是( ) A换一个电阻为原来一半的灯泡 B把磁感应强度B增为原来的2倍 C换一根质量为原来的 倍的金属棒 D把导轨间的距离增大为原来的 倍,C,互感和自感,1.当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。互感现象产生的感应电动势，称为互感电动势。 2.由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象。 3.自感现象中产生的电动势叫自感电动势。 (1)自感电动势的作用：阻碍导体中原来的电流变化。 (2)自感电动势大小：E=L/。(式中L与线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯等因素无关，叫自感系数，简称自感或电感),例1：如图所示
13、，两个电阻的阻值都是R，多匝线圈的电阻和电源内阻均可忽略不计。电键S原来断开，此时电路中的电流为I0=E/2R。现将S闭合，于是线圈产生自感电动势，此自感电动势的作用是( ) A、使电路的电流减小，最后由I0将小到0 B、有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I0； C、有阻碍电流增大的作用，因而电流总保持不变； D、有阻碍电流增大的作用，但电流还是增大，最后等于I0。,D,解析：要深刻理解“阻碍”的意思。阻碍并不等于“阻止”。当原电流增大时，自感电动势要阻碍电流的增大，但电流最后还是要增大的，只不过增大得慢些(如通电自感实验中所见)；当原电流减小时，自感电动势要阻碍电流的减小，但电流最后还是要减
14、小的，只不过减小得慢些(如断电自感实验中所见)。自感电动势的作用只不过是起一个“延时”作用。 答案：D,例2：在如右图所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R.闭合开关S后，调整R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流为I.然后，断开S.若t时刻再闭合S，则在t前后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t的变化的图象是( ),B,解析：闭合开关S后，调整R，使两个灯泡L1、L2发光的亮度一样，电流为I，说明RLR.若t时刻再闭合S，流过电感线圈L和灯泡L1的电流迅速增大，使电感线圈L产生自感电动势，阻碍
15、了流过L1的电流i1增大，直至到达电流为I，故A错误，B正确；而对于t时刻再闭合S，流过灯泡L2的电流i2立即达到电流I，故C、D错误答案：B,涡流、电磁阻尼和电磁振动,1、涡流：块状金属放在变化磁场中，或者让它在磁场中运动时，金属块内产生的感应电流 2、涡流的防止： (1)增大铁芯材料的电阻率,常用的材料是硅钢。 (2)用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。,3.热效应：金属块中的涡流要产生热量。如果磁通量变化率大，金属的电阻率小，则涡流很强，产生的热量很多。利用涡流的热效应可以制成高频感应炉、高频焊接、电磁炉等感应加热设备。变压器、电机铁芯中的涡流热效应不仅损耗能量，严重时还会使
16、设备烧毁为减少涡流，变压器、电机中的铁芯都是用很薄的硅钢片叠压而成。,4.磁效应：块状导体在磁场中运动时，产生的涡流使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。电磁仪表中的电磁阻尼器就是根据涡流磁效应制成的,例1：如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一根磁铁。将磁铁托起到某一高度后放开，磁铁能上下振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一个固定的闭合线圈，使磁铁上下振动时穿过它，磁铁就会很快地停下来，解释这个现象，并说明此现象中能量转化的情况。,解析：当磁铁穿过固定的闭合线圈时,在闭合线圈中会产生感应电流,感应电流的磁场会阻碍磁铁和线圈靠近或离开,也就使磁铁振动时除了受空气阻力外,还有线圈的磁场力作为阻力,克服阻力需要做的功较多,弹簧振子的机械能损失较快,因而会很快停下来。,例2：如图所示，质量m=100g的铝环，用细线悬挂起来，环中央距地面高度h=0.8m，有一质量为M=200g的小磁铁(长度可忽略)，以10m/s的水平速度射入并穿过铝环，落地点距铝环原来位置的水平距离为3.6m，则磁铁与铝环发生相互作用时(
