2.1 感应电流的方向 课件 (3)

课件29张PPT。2.1 感应电流的方向一、探究感应电流的方向
1．实验探究
将螺线管与电流计组成闭合回路，分别将条形磁铁的N极、S极插入、抽出线圈，如图1所示，记录感应电流方向如图2所示。图1图22．实验记录向上向下向下阻碍阻碍 3．实验结论
当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向 ；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向 。
二、楞次定律
感应电流的磁场总要 引起感应电流的 。相反相同阻碍磁通量的变化 三、右手定则
1．使用方法
伸开右手，让拇指与其余四指在 ，使拇指与并拢的四指 ；让磁感线 手心，使
指向导体运动的方向，其余 所指的方向就是感应电流的方向。
2．适用范围
适用于 电路部分导体 产生感应电流的情况。同一个平面内垂直垂直穿入拇指四指闭合切割磁感线 [关键一点]　在电磁感应中，无论电路是否闭合，都可以假定电路是闭合的，则电路不闭合时感应电动势的方向，跟电路闭合时感应电流的方向是相同的。即感应电动势的方向就是感应电流的方向，对于部分导体切割磁感线产生感应电动势，电源部分电流方向是从低电势指向高电势的。 1．因果关系
楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系，磁通量发生变化是原因，产生感应电流是结果，原因产生结果，结果反过来影响原因。2．“阻碍”的理解 3．“阻碍”的表现
从能量守恒定律的角度，楞次定律可广义地表述为：感应电流的“效果”总是要反抗(或阻碍)引起感应电流的原因。常见的情况有四种：
(1)阻碍原磁通量的变化(增反减同)。
(2)阻碍导体的相对运动(来拒去留)。
(3)通过改变线圈面积来“反抗”(增缩减扩)。4．应用楞次定律解题的一般步骤 一般步骤可概括为下列四句话：“明确增减和方向，‘增反减同’切莫忘，安培定则来判断，四指环绕是流向。”明确所研究的闭合回路，判断原磁场方向判断闭合回路内原磁场的磁通量变化 由楞次定律判断感应电流的磁场方向 由安培定则根据感应电流的磁场方向，判断出感应电流方向 ①④③② [名师点睛]
(1)阻碍不是阻止，最终引起感应电流的磁通量还是发生了变化，是“阻而未止”。
(2)阻碍不是相反。当引起感应电流的磁通量增大时，感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁通量方向相反；当引起感应电流的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁通量方向相同。
(3)涉及相对运动时，阻碍的是导体与磁体的相对运动，而不是阻碍导体或磁体的运动。 1．如图所示，在磁感应强度大小为B、方
向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值
为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬
挂在O点，并可绕O点摆动。金属线框从右侧某
一位置由静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是 (　　)A．a→b→c→d→a
B．d→c→b→a→d
C．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a
D．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d [解析]　一开始由下向上的磁通量在减少，由楞次定律可知感应电流方向是d→c→b→a→d；越过竖直位置后，反向穿过的磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流方向不变，B对。
[答案]　B[审题指导]　应用楞次定律判断感应电流方向时，关键是分析原磁场方向和穿过回路的磁通量的变化情况。 应用楞次定律判断感应电流方向的关键是确定原磁场的方向及磁通量的变化情况。感应电流的磁场方向与原磁场的关系可以表述为“增反减同”。 [名师点睛]
(1)判断导体切割磁感线产生感应电流方向时用右手定则，判断该部分导体或其余部分所受安培力方向时用左手定则，可以简单总结为“因动而(产生)电用右手(定则)，因电而(产生)动用左手(定则)”。
(2)判断通电直导线、环形电流及通电螺线管的磁场方向时虽然也用右手来判断，但名称不是右手定则，而是安培定则，五指指向所表示的物理意义也不相同。图2－1－6 2．在如图2－1－6电路中，A、B两个线圈绕在同一个闭合铁芯上，线圈B与电流表G组成一闭合电路，线圈A的两端分别与平行的金属导轨P、Q相连，P、Q处在匀强磁场中，磁场方向与导轨面垂直。试分析判断：当导体棒ab在平行导轨P、Q上向左做(1)匀速、(2)匀加速、(3)匀减速滑动时，是否有电流通过电流表？若有电流通过，其方向如何？[思路点拨]右手定则判定电动势方向 安培定则判定A的磁场 楞次定律判定?中有无电流及其方向 [解析]　导体棒ab向左切割磁感线运动时，将产生由a到b的感应电流，感应电流通过线圈A时，铁芯中有顺时针方向的磁场，这个磁场既穿过线圈A，又穿过线圈B。
(1)当ab向左做匀速运动时，感应电动势和感应电流都不变。穿过线圈B的磁通量不发生变化，线圈B中不会产生电磁感应现象，所以没有感应电流通过电流表。 (2)当ab向左做匀加速运动时，速度不断增大，感应电动势和感应电流随着v增大而增大，穿过线圈B的磁通量也增大，线圈B中将产生电磁感应现象，根据楞次定律，线圈B中感应电流的磁场方向应朝上。阻碍磁通量增大；运用安培定则，线圈B中的电流将由d到c通过电流表G。
(3)当ab向左做匀减速运动时，通过电流表G的感应电流方向是由c到d。
[答案]　(1)没有　(2)感应电流由d到c通过电流表G　(3)感应电流由c到d通过电流表G 右手定则的应用比较灵活、简单，对闭合电路而言，四指指向“电源”内部电流方向，而对不闭合电路，四指则指向“电源”的正极，即高电势端。图2－1－7 1．电磁感应中的能量转化
电磁感应现象中，感应电流的能量(电能)
不能无中生有，只能从其他形式的能量转化过
来，外力克服磁场力做功，正是这个转化的量
度，如图2－1－7所示，当条形磁铁靠近线圈
时，线圈中产生图示方向的电流，而这个感应电流产生的磁场对条形磁铁产生斥力，阻碍条形磁铁的靠近，必须有外力克服这个斥力做功，它才能移近线圈；当条形磁铁离开线圈时，感应电流方向与图中所示方向相反，感应电流产生的磁场对磁铁产生引力，阻碍条形磁铁的离开。这里外力做功的过程就是其他形式的能转化为电能的过程。 2．电磁感应中的能量守恒
“阻碍”的结果，是实现了其他形式的能向电能转化，如果没有“阻碍”，将违背能量守恒定律，可以得出总能量增加的错误结论。所以楞次定律体现了在电磁感应现象中能的转化与守恒，能量守恒定律也要求感应电流的方向服从楞次定律。 3．电阻为R的矩形线圈abcd，边长
ab＝L、ad＝h，质量为m，自某一高度
自由下落，通过一匀强磁场。磁场的方
向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为h，
如图2－1－8所示。如果线圈恰好以恒
定速度通过磁场，问导线中产生的焦耳热等于多少？
[思路点拨]　解答本题时要把握匀速通过磁场时下落的距离以及分析内能的来源。图2－1－8 [解析]　本题可用Q＝I2Rt来求解，但较复杂。采用能量守恒的方法来解，则很简捷，线圈匀速通过磁场时，线圈的重力势能的减少量应等于线圈产生的焦耳热，所以Q＝2mgh。
[答案]　2mgh 安培力做负功的过程即是其他形式能转化为内能的过程。安培力的功“量度”生成内能的多少。 (1)感应电流的磁场阻碍的是原磁场磁通量的变化，可以有以下三种理解：①阻碍磁通量的变化，即“增反减同”；②阻碍导体与磁铁间的相对运动，即“来拒去留”；③就闭合回路的面积而言，会导致回路的面积有收缩或扩张的趋势，即
“增缩减扩”。 (2)右手定则是楞次定律的特例，只不过在部分导线在磁场中切割磁感线产生感应电流时用右手定则会更方便。
(3)楞次定律和右手定则所判断的是电源内部的电流方向，是低电势指向高电势。