2.1感应电流的方向 学案 (5)

2.1
感应电流的方向
学案
[学习目标]1.正确理解楞次定律的内容及其本质.2.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.3.能够熟练运用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向．
学习内容：
一、右手定则
[问题设计]
如图1所示的电路中，G为电流计(已知电流由左接线柱流入，指针向左偏，由右接线柱流入，指针向右偏)，当ab在磁场中切割磁感线运动时，指针的偏转情况如表所示．
图1
导体棒ab的运动
指针偏转方向
回路中电流方向
向右
向左
顺时针
向左
向右
逆时针
分析磁场方向、导体切割磁感线运动方向和感应电流方向之间的关系并总结规律．
答案　磁场方向、导体切割磁感线运动方向和感应电流方向之间的关系满足右手定则．
[要点提炼]
1．右手定则：将右手手掌伸平，使大拇指与其余并拢的四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线从手心穿入，大拇指指向导体运动方向，这时四指的指向就是感应电流的方向，也就是感应电动势的方向．(注意等效电源的正、负极)
2．适用条件：只适用于导体在磁场中做切割磁感线运动的情况．
3．当切割磁感线时四指的指向就是感应电流的方向，即感应电动势的方向(在等效电源内，从负极指向正极)．
二、楞次定律
[问题设计]
根据如图2甲、乙、丙、丁所示进行电路图连接与实验操作，并填好实验现象记录表格．
图2
　　操作方法填写内容　　
甲
乙
丙
丁
S极插入线圈
S极拔出线圈
N极插入线圈
N极拔出线圈
原磁场的方向
向上
向上
向下
向下
原磁场的磁通量变化
增加
减小
增加
减小
感应电流方向
顺时针(俯视)
逆时针(俯视)
逆时针(俯视)
顺时针(俯视)
感应电流的磁场方向
向下
向上
向上
向下
原磁场与感应电流的磁场方向的关系
相反
相同
相反
相同
(1)分析感应电流的磁场方向是否总是与原磁场方向相反或相同？什么时候相反？什么时候相同？感应电流的磁场对原磁场磁通量变化有何影响？
答案　不一定，有时相反，有时相同；闭合回路中原磁场的磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反；闭合回路中原磁场的磁通量减小时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同；感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化．
(2)分析当磁铁靠近或远离线圈时两者的相互作用有什么规律？
答案　当条形磁铁插入时，磁铁与线圈的磁极是同名磁极相对；当条形磁铁拔出时，磁铁与线圈的磁极是异名磁极相对．即两者靠近时，相互排斥；两者远离时，相互吸引．感应电流总要阻碍原磁场的相对运动．
[要点提炼]
1．楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．
2．楞次定律中“阻碍”的含义：
(1)谁在阻碍——感应电流的磁场．
(2)阻碍什么——阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身．
(3)如何阻碍——当原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，“阻碍”不一定是感应电流的磁场与原磁场的方向相反，而是“增反减同”．
(4)阻碍效果——阻碍并不是阻止，最终增加的还是增加，减小的还是减小，只是延缓了原磁场的磁通量的变化．
3．(1)楞次定律是普遍适用的．既可判断因磁场变化在闭合电路中产生的感应电流的方向，又可判断在磁场中运动的一段导体中产生的感应电流的方向．
(2)右手定则只能判断在磁场中运动的一段导体中产生的感应电流的方向．
三、楞次定律的应用
[问题设计]
在长直通电导线附近有一闭合线圈abcd，如图3所示．当直导线中的电流强度I逐渐减小时，试判断线圈中感应电流的方向．
图3
请从解答此题的实践中，体会用楞次定律判定感应电流方向的具体思路．
答案　线圈abcd中感应电流方向为顺时针方向．
若要判定感应电流的方向，需先弄清楚感应电流的磁场方向．根据楞次定律“阻碍”的含义，则要先明确原磁场的方向及其磁通量的变化情况．
[要点提炼]
应用楞次定律判断感应电流方向的步骤：
(1)明确研究对象是哪一个闭合电路．
(2)明确原磁场的方向．
(3)判断闭合回路内原磁场的磁通量是增加还是减小．
(4)由楞次定律判断感应电流的磁场方向．
(5)由安培定则判断感应电流的方向．
一、右手定则的应用
例1　下列图中表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景，导体ab上的感应电流的方向为a→b的是(　　)
解析　题中四图都属于闭合电路的一部分导体切割磁感线，应用右手定则判断可得：A中感应电流的方向为a→b，B中感应电流的方向为b→a，C中感应电流沿a→d→c→b→a方向，D中感应电流的方向为b→a.故选A.
答案　A
二、对楞次定律的理解
例2　关于楞次定律，下列说法中正确的是
(　　)
A．感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强
B．感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱
C．感应电流的磁场总是和原磁场方向相反
D．感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化
解析　楞次定律的内容：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故选D.
答案　D
三、楞次定律的应用
例3　如图4所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd，则(　　)
图4
A．若线圈向右平动，其中感应电流方向是a→b→c→d
B．若线圈竖直向下平动，无感应电流产生
C．当线圈以ad边为轴转动时转动角度小于90°，其中感应电流方向是a→b→c→d
D．当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是a→b→c→d
解析　先由右手螺旋定则判断出导线产生的原磁场在线圈处垂直纸面向里，当线圈向右平动时，通过线圈的磁通量减小，感应电流的磁场与原磁场方向相同，感应电流的方向为a→d→c→b，A错．若线圈竖直向下平动时，磁通量不变，无感应电流产生，B正确．当线圈以ad边为轴转动时，其中感应电流方向是a→d→c→b，C错．当线圈向导线靠近时，磁通量增大，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，感应电流的方向是a→b→c→d，D正确．
答案　BD