1.知道电和磁的联系。

2.知道磁场的概念，知道磁场具有物质性。

3.知道磁感线的定义和特点。

4.理解安培定则的内容，会用安培定则分析磁场的特点。

自主探究（一）　磁通量的变化

1.引起磁通量变化的原因

(1)当B不变，有效面积S变化时，ΔΦ＝B·ΔS。

(2)当B变化，S不变时，ΔΦ＝ΔB·S。

(3)B和S同时变化，则ΔΦ＝Φ₂－Φ₁。但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS。

2.磁通量Φ、磁通量的变化量ΔΦ的比较

(1)Φ是状态量，是闭合回路在某时刻(某位置)穿过回路的磁感线的条数，当磁场与回路平面垂直时Φ＝BS。

(2)ΔΦ是过程量，它表示回路从某一时刻到另一时刻磁通量的改变量，即ΔΦ＝Φ₂－Φ₁。

【例1】 如图所示，一环形线圈沿条形磁铁的轴线，从磁铁N极的左侧A点运动到磁铁S极的右侧B点，A、B两点关于磁铁的中心对称，则在此过程中，穿过环形线圈的磁通量将(　　)

A.先增大，后减小

B.先减小，后增大

C.先增大，后减小，再增大，再减小

D.先减小，后增大，再减小，再增大

【答案】　A

【针对训练1】 磁通量可以形象地理解为“穿过一个闭合电路的磁感线的条数”。在如图所示磁场中，S₁、S₂、S₃为三个面积相同的相互平行的线圈，穿过S₁、S₂、S₃的磁通量分别为Φ₁、Φ₂、Φ₃，且都不为0。下列判断正确的是(　　)

A.Φ₁最大           B.Φ₂最大

C.Φ₃最大            D.Φ₁、Φ₂、Φ₃相等

【答案】　A

【解析】　由于磁通量可以理解为穿过一个闭合电路的磁感线的条数的多少，从题图中可看出穿过S₁的磁感线条数最多，所以Φ₁最大，故A正确，B、C、D错误。

自主探究（二）　实验：探究感应电流产生的条件

实验1.闭合电路的部分导体切割磁感线

在初中学过，当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，如图所示。

导体棒左右平动、前后平动、上下平动，观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表1中。

表1

实验2.向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出

如图所示，把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，或从线圈中抽出，或静止地放在线圈中。观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表2中。

 表2

实验3.模拟法拉第的实验

如图所示，线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端与电流表连接，把线圈A装在线圈B的里面。观察以下四项操作中线圈B中是否有电流产生。把观察到的现象记录在表3中。

表3

结论

不论用什么方法，不论何种原因，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。

【例2】 如图为“探究感应电流产生的条件”的实验电路图。

(1)请在图中连线，把实验装置连接完整。

(2)开始实验时，滑动变阻器滑片P应该放置在________(填“a”或“b”)端。

(3)闭合开关后，请写出三种使线圈B中产生感应电流的方法：①________；②________；③________。

【答案】　(1)见解析图　(2)a　(3)①断开开关　②插入或拔出线圈A　③移动滑动变阻器的滑片

【解析】　(1)将电源、开关、滑动变阻器、线圈A串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，再将灵敏电流计与线圈B串联成另一个回路，电路图如图所示。

(2)由图示电路图可知，滑动变阻器采用限流式接法，为保护电路应该使接入电路的电阻最大，在闭合开关S前，滑动变阻器滑片P应置于a端。

(3)开关S闭合后还有多种方法能使线圈B中产生感应电流，如：移动滑动变阻器的滑片、线圈A在线圈B中插入或拔出、断开开关等。

【针对训练2】 为探究影响感应电流方向的因素，几位同学做了如下的实验。

(1)小李同学选用图甲中的器材模仿法拉第的实验进行探究

①为了保证实验现象明显，电源选用________，电表选用________(填写器材前的代码)。

A.低压直流电源

B.低压交流电源

C.220 V交流电源

D.灵敏电流计

E.0～0.6 A量程的电流表

F.0～0.6 V量程的电压表

②请在实物图中，用笔画线代替导线将电路补充完整。

甲

③实验过程中，记录的实验现象如下表所示，观察四项实验结果，能够得出结论，产生感应电流的条件与________的变化有关？(选填“A”“B”或“C”)

A.磁场　　　B.电场　　　C.闭合导体回路包围的面积

(2)小张同学用导轨、导体棒、电表、导线组成图乙所示的电路，整个电路处于垂直导轨的磁场中，当导体棒在金属导轨上向右移动时，电表中有电流，得出结论，产生感应电流的条件与________的变化有关？(选填“A”“B”或“C”)

A.磁场　　　B.电场　　　C.闭合导体回路包围的面积

依据小李和小张两位同学的实验得出结论：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)小任同学根据感应电流产生的条件，想利用摇绳发电。如图丙所示，把一条大约10 m长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合导体回路。两个同学迅速摇动这条电线，沿________方向站立时，发电的可能性比较大。(选填“东西”“南北”)。

【答案】　(1)①A　D　②图见解析　③A　(2)C　(3)东西

【解析】　(1)①探究感应电流产生的条件是通过开关的闭合与断开，滑动变阻器滑片的滑动等方式改变流过A螺旋管的电流，从而让B线圈产生感应电流，故电源只需要低压直流电源就能满足要求，而不需要选低压交流电源让电流本身发生变化，则电源应选A；感应电流的产生比较微弱，电流方向需要根据指针偏转判断，则电流表选指针在中央的灵敏电流计最合适，故选D。

②A线圈为通电的电路，B线圈为产生感应电流的回路，连接电路图如图所示

③根据四个操作可总结得到，开关的断开与闭合、闭合开关后移动滑动变阻器的滑片都改变了流过A线圈的电流大小，从而使得穿过B线圈的磁场变化，则产生感应电流的条件与磁场的变化有关，故A正确，B、C错误。

(2)导体棒在金属导轨上向右移动切割磁感线，匀强磁场恒定，但引起了回路所围磁场的有效面积的增大，从而使得磁通量变大而产生感应电流，故产生感应电流的条件与闭合导体回路包围的面积的变化有关，故C正确，A、B错误。

(3)用跳绳构成闭合回路切割地磁场的磁感线，能够产生感应电流，因地磁场在地球外部是由南向北，有竖直方向的分量，东西方向摇绳垂直切割磁感线能产生最大的感应电流，则沿东西方向站立时，发电的可能性比较大。

自主探究（三）　感应电流产生的判定

【例3】 如图所示，线圈Ⅰ与电源、开关、滑动变阻器相连，线圈Ⅱ与电流计相连，线圈Ⅰ与线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上，在下列情况下，电流计是否有示数？

(1)开关闭合瞬间；

(2)开关闭合稳定后；

(3)开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器的滑片；

(4)开关断开瞬间。

【答案】　(1)有　(2)无　(3)有　(4)有

【解析】　(1)开关闭合时线圈Ⅰ中电流从无到有，故电流形成的磁场也从无到有，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从无到有，故线圈Ⅱ中产生感应电流，电流计有示数。

(2)开关闭合稳定后，线圈Ⅰ中电流稳定不变，电流形成的磁场不变，此时线圈Ⅱ中虽有磁通量但磁通量稳定不变，故线圈Ⅱ中无感应电流产生，电流计无示数。

(3)开关闭合稳定后，来回移动滑动变阻器的滑片，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，故线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计有示数。

(4)开关断开瞬间，线圈Ⅰ中电流从有到无，电流形成的磁场也从有到无，穿过线圈Ⅱ的磁通量也从有到无，故线圈Ⅱ中有感应电流产生，电流计有示数。

【针对训练3】 如图所示，A中线圈有一小缺口，B、D中匀强磁场区域足够大，C中通电导线位于水平放置的闭合线圈某一直径的正上方。其中能产生感应电流的是(　　)

【答案】　B

【解析】　图A中线圈没闭合，无感应电流；图B中穿过闭合电路的磁通量增大，有感应电流；图C中的导线在圆环的正上方，不论电流如何变化，穿过线圈的磁感线都相互抵消，磁通量恒为零，也无电流；图D中回路磁通量恒定，无感应电流。故本题只有选项B正确。

1.(对电磁感应现象的理解)下列选项中属于电磁感应现象的是(　　)

A.通电导体周围产生磁场

B.磁场对通电导体发生作用

C.闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，在电路中产生电流的现象

D.电荷在磁场中定向移动形成电流

【答案】　C

【解析】　电流能产生磁场，是电流的磁效应，不是电磁感应现象，故A错误；通电导体在磁场中受到安培力作用，不是电磁感应现象，故B错误；闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，在电路中产生电流的现象是电磁感应现象，故C正确；电荷在磁场中定向移动形成电流，不是电磁感应产生的电流，不是电磁感应现象，故D错误。

2.(对磁通量变化的理解)如图所示，ab是水平面上一个圆的直径，在过ab的竖直平面内有一根通电导线ef。已知ef平行于ab，当ef竖直向上平移时，ef中的电流I产生的磁场穿过圆面积的磁通量将(　　)

A.逐渐增大            B.逐渐减小

C.始终为零            D.不为零，但保持不变

【答案】　C

【解析】　利用安培定则判断直线电流产生的磁场，考虑到磁场具有对称性，可以知道，穿入线圈的磁感线的条数与穿出线圈的磁感线条数是相等的，磁通量始终为0，故选C。

3.(实验：探究感应电流产生的条件)(2021·中山高二检测)现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接。下列说法中正确的是(　　)

A.开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转

B.线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转

C.开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零

刻度

D.开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转

【答案】　A

【解析】　开关闭合后线圈A插入或拔出、移动滑动变阻器滑片或线圈A插入线圈B中后开关闭合和断开的瞬间都可以使穿过线圈B的磁通量发生变化，都会使线圈B所在回路产生感应电流，引起电流计指针偏转，选项A正确，B、C错误；开关闭合后，只要滑动变阻器的滑片P滑动，不论匀速或加速，都会使得线圈A的磁感应强度发生变化，从而使得穿过线圈B的磁通量发生变化，都会产生感应电流而引起电流计指针发生偏转，选项D错误。

4.(感应电流产生条件的判断)如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有一闭合导体环，环面与磁场垂直。当导体环在磁场中完成下述运动时，可能产生感应电流的是(　　)

A.导体环保持水平且在磁场中向上或向下运动

B.导体环保持水平向左或向右加速平动

C.导体环以垂直环面、通过环心的轴转动

D.导体环以一条直径为轴，在磁场中转动

【答案】　D

【解析】　只要导体环保持水平，无论它如何运动，穿过环的磁通量都不变，都不会产生感应电流，只有导体环绕通过直径的轴在磁场中转动时，穿过环的磁通量改变，才会产生感应电流，D项正确。