[對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的研究性學(xué)習(xí)]

1、對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的研究性學(xué)習(xí)一、一次感應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)穿過某一回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象（一次感應(yīng)）。若回路是一個(gè)閉合的電路，則電路中應(yīng)當(dāng)可以通過靈敏電流計(jì)顯示其電流大小和方向。例1如圖1所示，在一根軟鐵棒上繞有一個(gè)線圈，a、b是線圈的兩端，a、b分別與平行導(dǎo)軌MN相連，有勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌面垂直，一根導(dǎo)體棒橫放在兩導(dǎo)軌上，要使a點(diǎn)的電勢(shì)均比b點(diǎn)的電勢(shì)高，則導(dǎo)體棒在兩根平行的導(dǎo)軌上應(yīng)該（）A. 向左加速滑動(dòng)B. 向左減速滑動(dòng)C. 向右加速滑動(dòng)D. 向右減速滑動(dòng)解析：由于導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)，由導(dǎo)體棒、導(dǎo)軌和線圈構(gòu)成的電路故在導(dǎo)體棒的兩端會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)右手定則可知，無論

2、導(dǎo)體棒（相當(dāng)于電源）向右如何運(yùn)動(dòng)，都會(huì)使a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的電勢(shì)高。故CD正確。二、二次感應(yīng)現(xiàn)象當(dāng)發(fā)生一次感應(yīng)后，如果感應(yīng)電流的磁場(chǎng)又穿過另一個(gè)閉合電路，能使另一個(gè)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，則在該閉合電路中也能產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種因感應(yīng)電流的磁場(chǎng)發(fā)生變化，而再次產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象我們稱之為二次感應(yīng)現(xiàn)象。例2如圖2所示，水平放置的兩組光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒、MN當(dāng)在外力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，MNft磁場(chǎng)力作用下向右運(yùn)動(dòng)，則所做的運(yùn)動(dòng)可能是（）A. 向右勻加速運(yùn)動(dòng)B. 向左勻加速運(yùn)動(dòng)C. 向右勻減速運(yùn)動(dòng)D. 向左勻減速運(yùn)動(dòng)解析：設(shè)向右運(yùn)動(dòng)，用右手定則和安培定則可知穿過L1的磁感線方向向上，若向右加速運(yùn)

3、動(dòng)，經(jīng)過L2的電流變大，L2的磁場(chǎng)增強(qiáng)，則穿過L1的磁通量增加，用楞次定律可知通過MN勺感應(yīng)電流方向是N卜M又tMN!左手定則可知MN向左運(yùn)動(dòng)；若向右減速運(yùn)動(dòng)，流過L2的電流減小，L2的磁場(chǎng)減弱，則穿過L1的磁通量減小，用楞次定律判定可知通過MN勺感應(yīng)電流的方向是MRN,用左手定則可知MN是向右運(yùn)動(dòng)，可見C正確；同理設(shè)向左運(yùn)動(dòng)，用上述類似方法可判定B正確。故選B、C。拓展：比較例2中勻速運(yùn)動(dòng)和變速運(yùn)動(dòng)，MN的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何？分析：螺線管L1的兩端接在平行金屬軌道兩端，設(shè)相距L,垂直軌道平面內(nèi)有如圖3所示指向紙里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬棒MNB直兩軌道放置并與軌道接觸良好，軌道電阻不計(jì)，另

4、一螺線管L2與L1同軸放置，L2的兩端a、b通過電流計(jì)G形成閉合電路。當(dāng)MNB軌道上向左（或右）以速度v勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN®割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv恒定，閉合電路的電阻只有導(dǎo)體棒MN的電阻（設(shè)為r）和螺線管的電阻（設(shè)為R）,則L1中產(chǎn)生穩(wěn)定的感應(yīng)電流I=，且通過螺線管L2中的磁通量是穩(wěn)定的，L2中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。若MNNSJ右（或左）變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，切割磁感線的速度v逐漸增大（或減?。?，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E逐漸增大（或減?。?，L1的感應(yīng)電流逐漸增大（或減?。琇1感應(yīng)電流的磁場(chǎng)逐漸增強(qiáng)（或減弱），使得螺線管L2的磁通量增加（或減?。瑥亩筁2內(nèi)也產(chǎn)生感應(yīng)電流，這就是二次感應(yīng)。結(jié)

5、論1：產(chǎn)生二次感應(yīng)的前提條件是發(fā)生一次感應(yīng)時(shí)的電流應(yīng)當(dāng)是（均勻或不均勻）變化的。三、三次感應(yīng)現(xiàn)象若發(fā)生了一、二次感應(yīng)后，如果二次感應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流還能引起下一個(gè)閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種現(xiàn)象則稱為三次感應(yīng)現(xiàn)象。例3如圖4所示，磁場(chǎng)垂直向里，導(dǎo)體棒P通過導(dǎo)軌與線圈A相連接，若要使接在線圈D上的電阻R中的電流從e流向f,則這時(shí)正在進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作過程可能是（）A.導(dǎo)體棒P向M端勻加速移動(dòng)B.導(dǎo)體棒P向M端變加速移動(dòng)C.導(dǎo)體棒P向N端勻加速移動(dòng)D.導(dǎo)體棒P向N端變加速移動(dòng)分析：D線圈中有感應(yīng)電流，則通過D線圈的磁通量發(fā)生了變化，只需D線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化，D線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化是因?yàn)镃線圈中

6、感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生了變化，即C線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生了變化，同理類推，根本原因是A線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化，由IB得產(chǎn)生三次感應(yīng)電流的原因是A線圈的電流發(fā)生了變化，那么像二次感應(yīng)一樣，只需A線圈的電流發(fā)生變化就一定會(huì)發(fā)生三次感應(yīng)現(xiàn)象嗎？解析：若導(dǎo)體棒P向N端移動(dòng)，線圈A的磁場(chǎng)方向豎直向上，線圈D的磁場(chǎng)方向?yàn)樗较蛴?，假設(shè)線圈A中的電流均勻增大，則B線圈的磁場(chǎng)方向豎直向下，C線圈的磁場(chǎng)方向水平向右且恒定不變，線圈D中不能形成感應(yīng)電流，故線圈A中的電流應(yīng)為非均勻增大。但是當(dāng)P變加速向右滑動(dòng)，即不是均勻變化時(shí)，由公式1=知線圈A的電流也是非均勻變化，由舊可知通過B線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度也是非均勻變化，由1=得8線圈中的二次感應(yīng)電流是變化的，因此通過D線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度也是變化的，所以D線圈可以產(chǎn)生三次感應(yīng)電流，選D。結(jié)論2：產(chǎn)生三次感應(yīng)的條件是，第一個(gè)線圈的電