2.1 感应电流的方向 教案 (4)

第二章
楞次定律和自感现象
第一节
感应电流的方向
三维教学目标
1、知识与技能
（1）掌握楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流方向；
（2）培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力；
（3）能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向；
（4）掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。
2、过程与方法
（1）通过实践活动，观察得到的实验现象，再通过分析论证，归纳总结得出结论。
（2）通过应用楞次定律判断感应电流的方向，培养学生应用物理规律解决实际问题的能力。
3、情感态度与价值观
在本节课的学习中，同学们直接参与物理规律的发现过程，体验了一次自然规律发现过程中的乐趣和美的享受，并在头脑中进一步强化“实践是检验真理的唯一标准”这一辩证唯物主义观点。
教学重点：楞次定律的获得及理解；应用楞次定律判断感应电流的方向；利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。
教学难点：楞次定律的理解及实际应用。
教学方法：发现法，讲练结合法。
教学手段：干电池、灵敏电流表、外标有明确绕向的大线圈、条形磁铁、导线。
（一）基本知识
1、实验
（1）选旧干电池用试触的方法查明电流方向与电流表指针偏转方向的关系。明确：对电流表而言，电流从哪个接线柱流入，指针向哪边偏转。
（2）闭合电路的一部分导体做切割磁感线的情况。磁场方向不变，两次改变导体运动方向，如导体向右和向左运动；导体切割磁感线的运动方向不变，改变磁场方向。
根据电流表指针偏转情况，分别确定出闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，产生的感应电流方向。感应电流的方向跟导体运动方向和磁场方向都有关系，感应电流的方向可以用右手定则加以判定。
右手定则：伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动方向，其余四指指的就是感应电流的方向。
（3）闭合电路的磁通量发生变化的情况：
实线箭头表示原磁场方向，虚线箭头表示感应电流磁场方向。
分析：
(甲)图：当把条形磁铁N极插入线圈中时，穿过线圈的磁通量增加，由实验可知，这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反。
(乙)图：当把条形磁铁N极拔出线圈中时，穿过线圈的磁通量减少，由实验可知，这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同。
(丙)图：当把条形磁铁S极插入线圈中时，穿过线圈的磁通量增加，由实验可知，这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反。
(丁)图：当条形磁铁S极拔出线圈中时，穿过线圈的磁通量减少，由实验可知，这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同。
通过上述实验，引导学生认识到：凡是由磁通量的增加引起的感应电流，它所激发的磁场一定阻碍原来磁通量的增加；凡是由磁通量的减少引起的感应电流，它所激发的磁场一定阻碍原来磁通量的减少．在两种情况中，感应电流的磁场都阻碍了原磁通量的变化。
2、实验结论:
楞次定律--感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．
说明：对“阻碍”二字应正确理解．“阻碍”不是“阻止”，而只是延缓了原磁通的变化，电路中的磁通量还是在变化的．例如：当原磁通量增加时，虽有感应电流的磁场的阻碍，磁通量还是在增加，只是增加的慢一点而已．实质上，楞次定律中的“阻碍”二字，指的是“反抗着产生感应电流的那个原因。”
3、应用楞次定律判定感应电流的步骤(四步走)
(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减少；
(3)根据楞次定律，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。
4、推论：
当导线切割磁感线时可用右手定则来判定，即大拇指与四指垂直，让磁感线垂直穿过手心，大拇指指向导线的运动方向，则四指的指向为感应电流的方向。
5、例题分析
例1、在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相接，如图，导轨上放一根导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面。欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流，则导线的运动情况可能是
A.匀速向右运动
B.加速向右运动
C.减速向右运动
D.加速向左运动
例2、如图，水平地面上方有正交的匀强磁场和匀强电场，电场竖直向下，磁场垂直纸面向里，半圆形铝框从直径出于水平位置时开始下落，不计阻力，a、b两端落到地面的次序是（
）
A.a先于b
B.b先于a
C.a、b同时落地
D.无法判定
例3、如图，电容器PQ的电容为10F，垂直于回路的磁场的磁感应强度以510-3T/s的变化率均匀增加，回路面积为10-2m2。则PQ两极电势差的绝对值为
V。P极所带电荷的种类为
，带电量为
C。
6、练习与作业
1、一根沿东西方向的水平导线，在赤道上空自由落下的过程中，导线上各点的电势（
）
A.东端最高
B.西端最高
C.中点最高
D.各点一样高
2、如右图，匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里，a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点，现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形，设线圈导线不可伸长，且线圈仍处于原先所在的平面内，则在线圈发生形变的过程中（
）
A.线圈中将产生abcd方向的感应电流
B.线圈中将产生adcb方向的感应电流
C.线圈中将产生感应电流的方向先是abcd，后是adcb
D.线圈中无感应电流
3、如右图，一均匀的扁平条形磁铁的轴线与一圆形线圈在同一平面内，磁铁中心与圆心重合。为了在磁铁开始运动时在线圈中得到逆时针方向的感应电流，磁铁的运动方式应是（
）
A.N极向纸内，S极向纸外，使磁铁绕O点转动
B.S极向纸内，N极向纸外，使磁铁绕O点转动
C.使磁铁在线圈平面内绕O点顺时针转动
D.使磁铁在线圈平面内绕O逆时针转动
4、如右图，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合距形导线框，E是电源，当滑线变阻器R的滑片P自左向右滑行时，线框ab将（
）
A.保持静止不动
B.沿逆时针方向转动
C.沿顺时针方向转动
D.发生转动，但电源极性不明，无法确定转动方向