物理粵教版學(xué)案第章第三節(jié)感應(yīng)電流的方向

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第三節(jié)感應(yīng)電流的方向?qū)W習(xí)目標(biāo)重點(diǎn)難點(diǎn)1．能記住楞次定律,會應(yīng)用楞次定律判定感應(yīng)電流的方向；2．從能量守恒的角度理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象和楞次定律,進(jìn)一步認(rèn)識能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的普遍意義．重點(diǎn):理解楞次定律．難點(diǎn)：理解楞次定律中產(chǎn)生感應(yīng)電流時兩磁場間的“阻礙"作用．一、楞次定律1．楞次定律：感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．2．楞次定律的適用范圍：所有判斷感應(yīng)電流方向的情況．預(yù)習(xí)交流1電磁感應(yīng)中，若電路不閉合，穿過回路的磁通量變化時,是否還會產(chǎn)生“阻礙”作用？為什么？答案:若電路不閉合，無感應(yīng)電流，即無感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場，所以不會產(chǎn)生阻礙原磁場變化的作用．二、右手定則1．右手定則：伸開右手，讓拇指跟其余四個手指垂直，并且都跟手掌在同一個平面內(nèi),讓磁感線垂直從手心進(jìn)入,拇指指向?qū)w運(yùn)動的方向，其余四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向．2．右手定則的適用范圍:閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線的運(yùn)動．3．右手定則可以看作楞次定律的特殊情況．預(yù)習(xí)交流2如圖所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌的兩端接有電阻R，導(dǎo)線ab能在框架上無摩擦地滑動，勻強(qiáng)磁場垂直穿過框架平面,當(dāng)ab勻速向右移動時,試判斷流過R的電流方向．答案：由右手定則可判斷流過導(dǎo)線ab的電流方向?yàn)閎→a,所以流過R的電流方向?yàn)閐→R→c．一、楞次定律1．楞次定律中反映了怎樣的因果關(guān)系？答案：閉合回路中磁通量變化是因，產(chǎn)生感應(yīng)電流是果；原因產(chǎn)生結(jié)果,結(jié)果又反過來影響原因．2．仔細(xì)閱讀楞次定律的內(nèi)容后，（1）你是怎樣理解“阻礙"二字的含義的呢？（2）是誰阻礙了誰？（3）阻礙了什么？（4）如何阻礙的?（5）阻礙的結(jié)果又是什么呢?答案：（1）“阻礙”并不是“阻止”，只是延緩了磁通量的變化，電路中磁通量還是變化的．例如：當(dāng)原磁通量增加時，雖有感應(yīng)電流的阻礙，磁通量還是在增加，只是增加得慢一點(diǎn)．實(shí)際上楞次定律中的“阻礙”二字，是指“反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的那個原因"．（2)誰阻礙誰：是感應(yīng)電流的磁通量阻礙引起感應(yīng)電流的磁場（原磁場）的磁通量的變化．（3)阻礙什么：阻礙的是磁通量的變化，而不是阻礙磁通量本身．（4）如何阻礙：當(dāng)原磁場磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相反；當(dāng)原磁場磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場的方向相同,即“增反減同”．（5）結(jié)果：阻礙并不是阻止，只是延續(xù)了磁通量的變化,這種變化繼續(xù)進(jìn)行,最終結(jié)果不受影響．3．“楞次定律”中反映了怎樣的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系?答案：楞次定律中的阻礙作用，正是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的反映，在克服這種阻礙的過程中，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能．4．按圖所示將磁鐵插入線圈和從線圈中拔出,請思考：(1)插入和拔出磁鐵時，電流方向一樣嗎？(2)改變N極、S極方向，反復(fù)做這個實(shí)驗(yàn)，用怎樣一句話把判斷感應(yīng)電流的方向的方法總結(jié)出來？答案:（1）不一樣(2）感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁場（原磁場）磁通量的變化．根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場一定（）．A．阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量B．與引起感應(yīng)電流的磁場方向相反C．阻礙引起感應(yīng)電流的磁場的磁通量的變化D．與引起感應(yīng)電流的磁場方向相同答案：C解析：根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的磁場阻礙引起感應(yīng)電流的磁場的磁通量的變化，與磁通量無關(guān)，所以A項(xiàng)錯誤,C項(xiàng)正確；當(dāng)磁通量增加時,感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相反．當(dāng)磁通量減小時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相同,所以B、D兩項(xiàng)錯誤．1．對楞次定律的理解在閉合電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化,說明閉合電路中磁通量發(fā)生變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場又反過來影響電路中磁通量的變化．可簡單描述為2．楞次定律中的阻礙通常表現(xiàn)為四種：（1）阻礙原磁通量的變化（增反減同）；（2)阻礙導(dǎo)體的相對運(yùn)動（來拒去留），不是阻礙導(dǎo)體或磁體的運(yùn)動；（3）通過改變線圈的面積來“反抗"磁場變化（增縮減擴(kuò))；（4）阻礙自身電流的變化（自感現(xiàn)象）（第6節(jié)中將學(xué)到）．3．應(yīng)用楞次定律解決問題的一般步驟：（1）確定研究對象,即明確要判斷的是哪個閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流;（2）確定研究對象所在處的磁場方向及其磁場的分布情況；（3）確定穿過閉合電路的磁通量的變化情況；（4)根據(jù)楞次定律判斷閉合回路中的感應(yīng)電流的方向．二、楞次定律的應(yīng)用1．應(yīng)用楞次定律如何判定感應(yīng)電流的方向？楞次定律的“阻礙”作用正是能量轉(zhuǎn)化和守恒的反映，那么從能量轉(zhuǎn)化和守恒的角度如何來理解楞次定律？答案：增反減同,其他形式的能與電能之間的轉(zhuǎn)化2．如圖所示，兩個線圈A，B套在一起，線圈A中通有電流，方向如圖所示．當(dāng)線圈A中的電流突然增強(qiáng)時，線圈B中的感應(yīng)電流方向如何？此時線圈B具有擴(kuò)張趨勢還是收縮趨勢？答案：順時針方向有擴(kuò)張趨勢由右手螺旋定則可判斷線圈A中電流在線圈內(nèi)的磁場向外，在線圈外的磁場向里，穿過線圈B的合磁通量向外．當(dāng)線圈A中電流增強(qiáng)時,產(chǎn)生的磁場增強(qiáng)，通過線圈B的磁通量增加．由楞次定律結(jié)合右手螺旋定則可判斷線圈B中的感應(yīng)電流為順時針方向，即與線圈A中的感應(yīng)電流方向相反．線圈B的變化有兩種判斷方法：（1)直接利用左手定則．線圈B所在處的磁場方向向里，取一小段電流元應(yīng)用左手定則判斷受力方向沿半徑向外，所以線圈B有擴(kuò)張趨勢．（2）應(yīng)用楞次定律的另一種表述．因?yàn)楦袘?yīng)電流受安培力總是阻礙磁通量的變化，而線圈B面積越大，通過的磁通量越少．所以當(dāng)線圈A中的電流增強(qiáng)時，通過線圈B中的磁通量增加，線圈B中的感應(yīng)電流受安培力使線圈B有擴(kuò)張趨勢，以阻礙磁通量的增加．如圖所示，閉合螺線管固定在置于光滑水平面上的小車上，現(xiàn)將一條形磁鐵從左向右插入螺線管中的過程中，則(）．A．車將向右運(yùn)動B．使條形磁鐵向右插入時外力所做的功全部由螺線管轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，最終轉(zhuǎn)化為螺線管的內(nèi)能C．條形磁鐵會受到向左的力D．車會受到向左的力答案:AC解析：假設(shè)磁鐵的N極插入小車，根據(jù)楞次定律可判斷線圈中的感應(yīng)電流的磁場向左，即螺線管左端相當(dāng)于N極，所以磁鐵與小車相互排斥,小車在光滑水平面上受力向右運(yùn)動，所以A、C兩項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯誤．電磁感應(yīng)現(xiàn)象中滿足能量守恒，由于小車動能增加，外力做的功轉(zhuǎn)化為小車動能和螺線管中的內(nèi)能，所以B項(xiàng)錯誤．1．應(yīng)用楞次定律解題的一般步驟一般步驟也可概括為下列四句話：“明確增減和方向,‘增反減同’切莫忘，安培定則來判斷，四指環(huán)繞是流向．”2．從功和能的觀點(diǎn)入手分析清楚電磁感應(yīng)過程中能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系，往往能使問題迎刃而解．3．楞次定律的推廣(1)若由于相對運(yùn)動導(dǎo)致電磁感應(yīng)現(xiàn)象，則感應(yīng)電流的效果阻礙該相對運(yùn)動,簡稱口訣：“來拒去留”．（2）若電磁感應(yīng)致使回路的面積有收縮或擴(kuò)張的趨勢,則收縮或擴(kuò)張是為了阻礙回路磁通量的變化,即磁通量增大時，面積有收縮趨勢，磁通量減少時，面積有增大趨勢,簡稱口訣:“增縮減擴(kuò)”．4．右手定則是楞次定律的一個特例,它僅適用于閉合回路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電流．三、右手定則1．導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時會切割磁感線，我們應(yīng)該如何理解“切割”二字的含義？如圖中的導(dǎo)體(○表示導(dǎo)體橫截面）切割磁感線嗎？答案：導(dǎo)體“切割”磁感線的條件是導(dǎo)體及導(dǎo)體的運(yùn)動方向不與磁感線平行．“切割"就像用鐮刀割麥子一樣確實(shí)要切割,圖中的一部分導(dǎo)體在磁場中向下運(yùn)動,實(shí)際上并不切割磁感線．2．右手定則描述了三種情況：①磁場方向、導(dǎo)體棒的方向和導(dǎo)體棒的運(yùn)動方向兩兩垂直時;②磁場方向與導(dǎo)體棒的方向垂直、導(dǎo)體棒的方向與導(dǎo)體棒的運(yùn)動方向垂直，但磁場方向與導(dǎo)體棒的運(yùn)動方向不垂直時；③磁場方向與導(dǎo)體棒的運(yùn)動方向垂直，導(dǎo)體棒的方向與導(dǎo)體棒的運(yùn)動方向垂直，但磁場方向與導(dǎo)體棒的方向不垂直時，感應(yīng)電流方向的判斷方法。而磁場方向與導(dǎo)體棒的方向垂直，磁場方向與導(dǎo)體棒的運(yùn)動方向垂直，但導(dǎo)體棒的方向與導(dǎo)體棒的運(yùn)動方向不垂直的情況下,還能否應(yīng)用右手定則來判斷感應(yīng)電流方向呢?答案:可以應(yīng)用．此時不必讓拇指與四指垂直,磁感線穿入掌心，拇指指向?qū)w的運(yùn)動方向，四指指向依然是感應(yīng)電流的方向．3．如圖所示,導(dǎo)體棒在做圓周運(yùn)動時,a、b哪端的電勢高？你知道怎樣判斷嗎？答案：導(dǎo)體棒在切割磁感線時，a端的電勢高，b端的電勢低．可用右手定則來判斷，不過使用右手定則時，應(yīng)讓拇指指向?qū)w的轉(zhuǎn)動方向，磁感線垂直穿過手心;四指指向電源的正極，可知a端相當(dāng)于電源正極．（2011·南通高二檢測)如圖所示，一個有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外．一個矩形閉合導(dǎo)線框abcd，沿紙面由位置1（左）勻速運(yùn)動到位置2(右）．則（）．A．導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→aB．導(dǎo)線框離開磁場時，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→aC．導(dǎo)線框離開磁場時,受到的安培力方向水平向右D．導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時，受到的安培力方向水平向左答案：D解析：由右手定則可判斷出導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時,感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→a，導(dǎo)線框離開磁場時，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→a．由左手定則可判斷導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時受到的安培力水平向左，導(dǎo)線框離開磁場時受到的安培力也是水平向左，故D正確．1．右手定則中所述的是導(dǎo)體的運(yùn)動方向，應(yīng)為導(dǎo)體相對磁場的運(yùn)動方向．例如，當(dāng)閉合電路不動,磁場相對于閉合電路的一部分導(dǎo)體運(yùn)動時,也可以產(chǎn)生感應(yīng)電流．2．要注意區(qū)分右手定則，右手螺旋定則（安培定則)與左手定則的不同用途和用法．1．如下圖所示，當(dāng)磁鐵運(yùn)動時，流過電阻的電流由B經(jīng)R到A，則磁鐵的運(yùn)動可能是（）．A．向下運(yùn)動B．向上運(yùn)動C．向左平移D．向右平移答案：A解析：用已知的結(jié)論應(yīng)用楞次定律逆向推斷產(chǎn)生的原因．（1）由感應(yīng)電流方向B→R→A，應(yīng)用安培定則得知感應(yīng)電流在螺線管內(nèi)產(chǎn)生的磁場方向向上；（2）由楞次定律判斷得螺線管內(nèi)的磁通量變化應(yīng)是向下的增加或向上的減少;（3）由條形磁鐵磁感線分布知螺線管內(nèi)原磁場方向是向下的，故應(yīng)是磁通量增加,故磁鐵應(yīng)向下運(yùn)動．2．如下圖所示，當(dāng)磁鐵突然向銅環(huán)運(yùn)動時，銅環(huán)的運(yùn)動情況是（)．A．向右擺動B．向左擺動C．靜止D．不能判定答案：A解析：磁鐵向右運(yùn)動時，由楞次定律的另一種表述得知銅環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流總是阻礙導(dǎo)體間的相對運(yùn)動,磁鐵和銅環(huán)間有推斥作用，故A項(xiàng)正確．3．如下圖所示,在勻強(qiáng)磁場中放有平行銅導(dǎo)軌,它與大線圈M相連接．要使小導(dǎo)線圈N獲得順時針方向的感應(yīng)電流，則放在導(dǎo)軌上的裸金屬棒ab的運(yùn)動情況是(兩線圈共面旋轉(zhuǎn))(）．A．向右勻速運(yùn)動B．向左加速運(yùn)動C．向右減速運(yùn)動D．向右加速運(yùn)動答案：BC解析:欲使N產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶?，由楞次定律可知有兩種情況：一是M中有順時針方向逐漸減小的電流，使其在N中的磁場方向向里，且磁通量在減小；二是M中有逆時針方向逐漸增大的電流，使其在N中的磁場方向向外，且磁通量在增大．因此，對于前者，應(yīng)使ab減速向右運(yùn)動;對于后者，則應(yīng)使ab加速向左運(yùn)動．故應(yīng)選B，C兩項(xiàng)．4．一條形磁鐵與導(dǎo)線環(huán)在同一平面內(nèi)，磁鐵的中心恰與線環(huán)的圓心重合，如下圖所示，為了在導(dǎo)線環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁鐵應(yīng)()．A．繞垂直于紙面且過O點(diǎn)的軸轉(zhuǎn)動B．向右平動C．向左平動D．N極向外，S極向內(nèi)轉(zhuǎn)動答案：D解