高中物理課件第2章第1節(jié)感應(yīng)電流的方向

1、第2章,新知預(yù)習(xí)巧設(shè)計(jì),名師課堂 一點(diǎn)通,要點(diǎn)一,要點(diǎn)二,第1節(jié),創(chuàng)新演練 大沖關(guān),隨堂檢測(cè)歸納小結(jié),課下作業(yè)綜合提升,要點(diǎn)三,1通過實(shí)驗(yàn)探究感應(yīng)電流的方向， 理解楞次定律的內(nèi)容。 2能從能量守恒的角度來理解楞次 定律。 3理解右手定則與楞次定律的關(guān)系； 能區(qū)別右手定則和左手定則。,讀教材填要點(diǎn) 一、探究感應(yīng)電流的方向 1實(shí)驗(yàn)探究 將螺線管與電流計(jì)組成閉合回路，分別將條形磁鐵的N極、S極插入、抽出線圈，如圖211所示，記錄感應(yīng)電流方向如圖212所示。,圖211,圖212,2實(shí)驗(yàn)記錄,向上,向下,向下,阻礙,阻礙,3實(shí)驗(yàn)結(jié)論 當(dāng)穿過線圈的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向 ；當(dāng)穿過線圈的

2、磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向 。 二、楞次定律 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要 引起感應(yīng)電流的 。,相反,相同,阻礙,磁通量的變化,三、右手定則 1使用方法 伸開右手，讓拇指與其余四指在 ，使拇指與并攏的四指 ；讓磁感線 手心，使 指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向，其余 所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。 2適用范圍 適用于 電路部分導(dǎo)體 產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況。,同一個(gè)平面內(nèi),垂直,垂直穿入,拇指,四指,閉合,切割磁感線,關(guān)鍵一點(diǎn)在電磁感應(yīng)中，無論電路是否閉合，都可以假定電路是閉合的，則電路不閉合時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，跟電路閉合時(shí)感應(yīng)電流的方向是相同的。即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向就是感應(yīng)電流的方向，對(duì)于部分導(dǎo)體切割磁感線

3、產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電源部分電流方向是從低電勢(shì)指向高電勢(shì)的。,試身手夯基礎(chǔ) 1根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定是 () 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(chǎng)反向 C阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化 D與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相同,解析：根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙的是引起它的磁通量的變化，而不是引起它的磁通量。反過來說，如果磁通量不發(fā)生變化，就沒有感應(yīng)電流的產(chǎn)生，故A選項(xiàng)錯(cuò)，C選項(xiàng)正確。 答案：C,2. 如圖213所示，閉合金屬圓環(huán)沿垂直 于磁場(chǎng)方向放置在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將 它從勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速拉出，以下各種說 法中正確的是() A向左拉出和向右拉出時(shí)，環(huán)中 的感 應(yīng)電流方向相反,

4、圖213,B向左或向右拉出時(shí)，環(huán)中感應(yīng)電流方向都是沿順時(shí) 針方向的 C向左或向右拉出時(shí)，環(huán)中感應(yīng)電流方向都是沿逆時(shí) 針方向的 D環(huán)在離開磁場(chǎng)之前，就已經(jīng)有了感應(yīng)電流,解析：將金屬圓環(huán)不管從哪邊拉出磁場(chǎng)，穿過閉合圓環(huán)的磁通量都要減少，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要 阻礙原磁通量的減少，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同，應(yīng)用安培定則可以判斷出感應(yīng)電流的方向是順時(shí)針方向的。選項(xiàng)B正確，A、C錯(cuò)誤。另外在圓環(huán)離開磁場(chǎng)前，穿過圓環(huán)的磁通量沒有改變，該種情況無感應(yīng)電流，故D錯(cuò)誤。 答案：B,3導(dǎo)體在磁場(chǎng)中因切割磁感線而產(chǎn)生了感應(yīng)電流，在如圖 214所示的圖像中，B、v、I方向均正確的是(),圖214

5、,解析：根據(jù)右手定則可知，D項(xiàng)符合條件，即選項(xiàng)D正確。 答案：D,1因果關(guān)系 楞次定律反映了電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的因果關(guān)系，磁通量發(fā)生變化是原因，產(chǎn)生感應(yīng)電流是結(jié)果，原因產(chǎn)生結(jié)果，結(jié)果反過來影響原因。,2“阻礙”的理解,3“阻礙”的表現(xiàn) 從能量守恒定律的角度，楞次定律可廣義地表述為：感應(yīng)電流的“效果”總是要反抗(或阻礙)引起感應(yīng)電流的原因。常見的情況有四種： (1)阻礙原磁通量的變化(增反減同)。 (2)阻礙導(dǎo)體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(來拒去留)。 (3)通過改變線圈面積來“反抗”(增縮減擴(kuò))。,4應(yīng)用楞次定律解題的一般步驟,一般步驟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

6、是流向。”,名師點(diǎn)睛 (1)阻礙不是阻止，最終引起感應(yīng)電流的磁通量還是發(fā)生了變化，是“阻而未止”。 (2)阻礙不是相反。當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁通量增大時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與引起感應(yīng)電流的磁通量方向相反；當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與引起感應(yīng)電流的磁通量方向相同。 (3)涉及相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，阻礙的是導(dǎo)體與磁體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而不是阻礙導(dǎo)體或磁體的運(yùn)動(dòng)。,圖215,1如圖215所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度 大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中， 有一質(zhì)量為m、阻值為R的閉合矩形金屬 線框abcd用絕緣輕質(zhì)細(xì)桿懸掛在O點(diǎn)，并 可繞O點(diǎn)擺動(dòng)。金屬線框從右側(cè)某一位置 由靜止開始釋放，在擺動(dòng)到左側(cè)最高點(diǎn)的過

7、程中，細(xì)桿和金屬線框平面始終處于同一平面，且垂直紙面。則線框中感應(yīng)電流的方向是 (),Aabcda Bdcbad C先是dcbad，后是abcda D先是abcda，后是dcbad 審題指導(dǎo)應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向時(shí)，關(guān)鍵是分析原磁場(chǎng)方向和穿過回路的磁通量的變化情況。,解析一開始由下向上的磁通量在減少，由楞次定律可知感應(yīng)電流方向是dcbad；越過豎直位置后，反向穿過的磁通量增加，由楞次定律可知，感應(yīng)電流方向不變，B對(duì)。 答案B,應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的關(guān)鍵是確定原磁場(chǎng)的方向及磁通量的變化情況。感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)的關(guān)系可以表述為“增反減同”。,名師點(diǎn)睛 (1)判斷導(dǎo)體切割磁感線

8、產(chǎn)生感應(yīng)電流方向時(shí)用右手定則，判斷該部分導(dǎo)體或其余部分所受安培力方向時(shí)用左手定則，可以簡(jiǎn)單總結(jié)為“因動(dòng)而(產(chǎn)生)電用右手(定則)，因電而(產(chǎn)生)動(dòng)用左手(定則)”。 (2)判斷通電直導(dǎo)線、環(huán)形電流及通電螺線管的磁場(chǎng)方向時(shí)雖然也用右手來判斷，但名稱不是右手定則，而是安培定則，五指指向所表示的物理意義也不相同。,圖216,2在如圖216電路中，A、B兩個(gè)線圈繞在同一個(gè)閉合鐵芯上，線圈B與電流表G組成一閉合電路，線圈A的兩端分別與平行的金屬導(dǎo)軌P、Q相連，P、Q處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌面垂直。試分析判斷：當(dāng)導(dǎo)體棒ab在平行導(dǎo)軌P、Q上向左做(1)勻速、(2)勻加速、(3)勻減速滑動(dòng)時(shí)，是否有電

9、流通過電流表？若有電流通過，其方向如何？,思路點(diǎn)撥,解析導(dǎo)體棒ab向左切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生由a到b的感應(yīng)電流，感應(yīng)電流通過線圈A時(shí)，鐵芯中有順時(shí)針方向的磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)既穿過線圈A，又穿過線圈B。 (1)當(dāng)ab向左做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流都不變。穿過線圈B的磁通量不發(fā)生變化，線圈B中不會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，所以沒有感應(yīng)電流通過電流表。,(2)當(dāng)ab向左做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度不斷增大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流隨著v增大而增大，穿過線圈B的磁通量也增大，線圈B中將產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，根據(jù)楞次定律，線圈B中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向應(yīng)朝上。阻礙磁通量增大；運(yùn)用安培定則，線圈B中的電流將由d到c通過電流表G

10、。 (3)當(dāng)ab向左做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過電流表G的感應(yīng)電流方向是由c到d。 答案(1)沒有(2)感應(yīng)電流由d到c通過電流表G(3)感應(yīng)電流由c到d通過電流表G,右手定則的應(yīng)用比較靈活、簡(jiǎn)單，對(duì)閉合電路而言，四指指向“電源”內(nèi)部電流方向，而對(duì)不閉合電路，四指則指向“電源”的正極，即高電勢(shì)端。,圖217,1電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電流的能量(電能) 不能無中生有，只能從其他形式的能量轉(zhuǎn)化過 來，外力克服磁場(chǎng)力做功，正是這個(gè)轉(zhuǎn)化的量 度，如圖217所示，當(dāng)條形磁鐵靠近線圈 時(shí)，線圈中產(chǎn)生圖示方向的電流，而這個(gè)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)條形磁鐵產(chǎn)生斥力，阻礙條形磁鐵的靠近，必須有外力克服這

11、個(gè)斥力做功，它才能移近線圈；當(dāng)條形磁鐵離,開線圈時(shí)，感應(yīng)電流方向與圖中所示方向相反，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)磁鐵產(chǎn)生引力，阻礙條形磁鐵的離開。這里外力做功的過程就是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程。,2電磁感應(yīng)中的能量守恒 “阻礙”的結(jié)果，是實(shí)現(xiàn)了其他形式的能向電能轉(zhuǎn)化，如果沒有“阻礙”，將違背能量守恒定律，可以得出總能量增加的錯(cuò)誤結(jié)論。所以楞次定律體現(xiàn)了在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能的轉(zhuǎn)化與守恒，能量守恒定律也要求感應(yīng)電流的方向服從楞次定律。,3電阻為R的矩形線圈abcd，邊長 abL、adh，質(zhì)量為m，自某一高度 自由下落，通過一勻強(qiáng)磁場(chǎng)。磁場(chǎng)的方 向垂直紙面向里，磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為h， 如圖218所示。如果線

12、圈恰好以恒 定速度通過磁場(chǎng)，問導(dǎo)線中產(chǎn)生的焦耳熱等于多少？ 思路點(diǎn)撥解答本題時(shí)要把握勻速通過磁場(chǎng)時(shí)下落的距離以及分析內(nèi)能的來源。,圖218,解析本題可用QI2Rt來求解，但較復(fù)雜。采用能量守恒的方法來解，則很簡(jiǎn)捷，線圈勻速通過磁場(chǎng)時(shí)，線圈的重力勢(shì)能的減少量應(yīng)等于線圈產(chǎn)生的焦耳熱，所以Q2mgh。 答案2mgh,安培力做負(fù)功的過程即是其他形式能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。安培力的功“量度”生成內(nèi)能的多少。,1(對(duì)應(yīng)要點(diǎn)一)某實(shí)驗(yàn)小組用如圖219 所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證楞次定律，當(dāng)條 形磁鐵自上而下穿過固定的線圈時(shí)，通 過電流計(jì)的感應(yīng)電流方向是 () A自aGb B先aGb，后bGa C自bGa D先bGa，

13、后aGb,圖219,解析：磁鐵磁感線的方向是從上到下，磁鐵穿過的過程中，磁通量向下先增加后減少，由楞次定律判斷知，磁通量向下增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙增加，方向向上，根據(jù)安培定則知感應(yīng)電流的方向?yàn)閍Gb；磁通量向下減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)應(yīng)該向下，感應(yīng)電流方向?yàn)閎Ga。選項(xiàng)B正確。 答案：B,圖2110,2. (對(duì)應(yīng)要點(diǎn)二)如圖2110所示，光 滑平行金屬導(dǎo)軌PP和QQ都處于同 一水平面內(nèi)，P和Q之間連接一電阻 R，整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng) 磁場(chǎng)中，現(xiàn)在用一水平向右的力F拉動(dòng)垂直于導(dǎo)軌放置的導(dǎo)體棒MN，下列關(guān)于導(dǎo)體棒MN中感應(yīng)電流方向和它所受安培力方向的說法中正確的是 (),感應(yīng)電流方向?yàn)镹M

14、感應(yīng)電流方向?yàn)镸N 安培力方向水平向左安培力方向水平向右 AB C D,解析：正確應(yīng)用右手定則和左手定則。由右手定則易知，MN中感應(yīng)電流方向?yàn)镹M。再由左手定則可判知，MN所受安培力方向垂直于導(dǎo)體棒水平向左。故說法正確。 答案：A,圖2111,3(對(duì)應(yīng)要點(diǎn)三) 如圖2111所示，豎直 放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌之間接有定值 電阻R，質(zhì)量不能忽略的金屬棒與兩導(dǎo) 軌始終保持垂直并良好接觸且無摩擦， 棒與導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)，整個(gè)裝置放在 勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與導(dǎo)軌平面垂直， 棒在豎直向上的恒力F作用下加速上升的一段時(shí)間內(nèi)，力F做的功與安培力做的功的代數(shù)和等于 (),A棒的機(jī)械能增加量 B棒的動(dòng)能增加量 C棒的重力勢(shì)能增加量 D電阻R上放出的熱量 解析：棒受到重力、恒力F和安培力F安的作用，由動(dòng)能定理WFWGW安Ek，得WFW安Ekmgh，即力F做的功與安培力做的功代數(shù)和等于機(jī)械能的增加量，A對(duì)，B、C、D