2.1　科学探究：感应电流的方向(教学课件34页PPT）高中物理鲁科版（2019）选择性必修第二册

(共34张PPT)
科学探究：感应电流的方向
第二章　电磁感应
2
理解楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流的方向。
1
通过实验探究感应电流方向与磁通量变化之间的关系。
重点
重难点
3
掌握右手定则，知道右手定则是楞次定律的一种具体表现形式。
学习目标
知识回顾
产生感应电流的条件：
2.回路中的磁通量发生变化。
1.电路闭合；
S
N
+
G
探究影响感应电流方向的因素
一
2．实验原理
(1)由电流计指针偏转方向与电流方向的关系，找出感应电流的方向。
(2)通过实验，观察分析原磁场方向和磁通量的变化，记录感应电流的方向，然后归纳出感应电流的方向与原磁场方向、原磁通量变化之间的关系。
3．实验器材
电流计、干电池、开关、保护电阻、导线、螺线管、条形磁铁。
1．实验目的
(1)探究感应电流方向与哪些因素有关。
(2)学习利用电流计判断感应电流方向的方法。
4．实验步骤
(1)先明确电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向的关系。
结论：一般情况电流从哪一侧接线柱流入，指针就向哪一侧偏转，即左进左偏，右进右偏。
+
-
+
-
+
+
(2)观察螺线管上漆包线的绕向。
(3)将电流计与螺线管按如图所示连接好，依次完成以下实验操作，记录观察到的电流计指针偏转情况，填入表中。
实验现象
G
－
＋
+
N极插入
N极抽出
S极
插入
S极
抽出
S
N
S
N
S
N
动画模拟
①把条形磁铁的N极插入螺线管，稍作停留，再从螺线管中拔出；
②把条形磁铁的S极插入螺线管，稍作停留，再从螺线管中拔出。
甲、丙两种情况下，穿过螺线管的磁通量都 ，感应电流的磁场方向与原磁场方向 ，阻碍磁通量的增加；
5.数据分析
甲 乙 丙 丁
条形磁铁的运动情况 N极插入 N极拔出 S极插入 S极拔出
穿过螺线管的磁通量变化 增加 减少 增加 减少
感应电流的方向 左偏 右偏 右偏 左偏
感应电流的磁场方向与条形磁铁的磁场方向比较 相反 相同 相反 相同
增加
相反
乙、丁两种情况下，穿过螺线管的磁通量都 ，感应电流的磁场方向与原磁场方向 ，阻碍磁通量的减少。
甲 乙 丙 丁
条形磁铁的运动情况 N极插入 N极拔出 S极插入 S极拔出
穿过螺线管的磁通量变化 增加 减少 增加 减少
感应电流的方向 左偏 右偏 右偏 左偏
感应电流的磁场方向与条形磁铁的磁场方向比较 相反 相同 相反 相同
减少
相同
6.实验结论
总要 引起感应电流的 。
感应电流的磁场
阻碍
磁通量的变化
若磁铁不动、螺线管动，实验结果 (填“相同”或“不同”)；若磁铁与螺线管一起动，并保持相对静止，实验结果 (填“有电流”或 “无电流”)。
相同
无电流
1.(2024·重庆市高二期末)如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。
(1)将图中所缺导线补充完整。
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，进行下述操作时可能出现的情况是：
①将通电线圈A迅速插入感应线圈B时，灵敏电流计指针将______(选填“左偏”“不偏”或“右偏”)。
右偏
②将通电线圈A插入感应线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，灵敏电流计指针将______(选填“左偏”“不偏”或“右偏”)。
左偏
(3)在灵敏电流计所在的电路中，为电路提供电流的是____(填图中仪器的字母)。
B
(4)在上述实验中，如果感应线圈B两端不接任何元件，则感应线圈B中将____。
A.因电路不闭合，无电磁感应现象
B.有电磁感应现象，但无感应电流
B
二
楞次定律
1.内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要 引起感应电流的 。
闭合导体回路原磁通量的变化
感应电流
产生
阻碍
激发
感应电流的磁场
（中间量）
阻碍
磁通量的变化
2.理解楞次定律中“阻碍”的含义？
(1)谁阻碍—— 。
(2)阻碍谁—— 。
(3)如何阻碍——当原磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向 ；当原磁通量减少时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向 。
(4)阻碍效果——阻碍并 (填“是”或“不是”)阻止。只是延缓了磁通量的变化，这种变化还将继续进行。
感应电流产生的磁场
阻碍引起感应电流的磁通量的变化
相反
不是
相同
3.从能量转化和守恒的角度理解楞次定律
楞次定律中的“阻碍”作用，是能量守恒的必然结果。在克服“阻碍”的过程中，外界其他形式的能量转化为 ，在转化过程中总能量是 的。
电能
守恒
如图所示，一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中(始终在金属环左侧)。
(1)判断闭合金属环中的感应电流的方向(自左向右看)。
(2)磁铁与闭合金属环间存在斥力还是引力？
答案　 (1)逆时针　 (2)斥力
(1)感应电流的磁场总是阻止原磁通量的变化。(　　)
(2)感应电流的磁场总是与原磁场反向，阻碍原磁场的变化。(　　)
(3)感应电流的磁场可能与原磁场方向相同。(　　)
×
×
√
2.(2024·山东日照市高二期中)如图甲所示，水平桌面上固定的闭合金属线圈处于磁感应强度为B的磁场中，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。设磁场垂直桌面向上为正方向，则金属线圈中感应电流的方向(从上向下看)
A.0～t1的时间内为逆时针方向
B.t1～t2的时间内为顺时针方向
C.t2～t3的时间内为顺时针方向
D.t3～t4的时间内为顺时针方向
√
3.矩形线圈abcd位于通电长直导线附近，线圈与长直导线在同一平面内，线圈的ad边、bc边与长直导线平行，长直导线中已通入方向如图所示的电流，则为使线圈中产生逆时针方向的感应电流，可采用的措施是
A.将线圈水平向右移动
B.将线圈竖直向上移动
C.增大长直导线中的电流
D.将线圈以ab为轴转动90°
√
4.如图所示，一矩形闭合线圈abcd在水平放置的条形磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，且ad边、bc边一直在同一水平面上，由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，在位置Ⅱ，N极附近的磁感线正好与线圈平面平行，位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ，这个过程中线圈中的感应电流
A.沿abcda流动
B.沿dcbad流动
C.先沿abcda流动，后沿dcbad流动
D.先沿dcbad流动，后沿abcda流动
√
应用楞次定律解题的一般步骤：
(1)确定研究对象：哪个闭合回路；
(2)确定闭合回路中原磁场的方向；
(3)确定穿过闭合回路的磁通量如何变化；
(4)根据楞次定律判断感应电流磁场的方向；
(5)由安培定则最终确定感应电流的方向。
右手定则
三
如图所示，当闭合回路中的部分导体切割磁感线时，会引起磁通量的变化，从而使回路中产生感应电流。
(1)请用楞次定律判断感应电流的方向；
感应电流的方向为a→d→c→b→a。
(2)用楞次定律判断感应电流方向的过程很复杂，能否找到一种很简单的方法来判断闭合回路中部分导体切割磁感线产生的感应电流的方向呢？(提示：仔细研究电流I的方向、原磁场B的方向和导体运动的速度v的方向三者之间的关系)
右手定则。
1.定义：伸开右手，让拇指与其余四指 ，且都与手掌处于同一平面内，让磁感线 穿过手心，使拇指指向 的方向，其余四指所指的方向就是 的方向。
2.右手定则的适用范围：闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流的方向的判断。
垂直
垂直
导体运动
感应电流
3.右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和感应电流方向三者之间的关系：
(1)大拇指所指的方向是导体相对磁场切割磁感线的运动方向，既可以是导体运动而磁场未动，也可以是导体未动而磁场运动，还可以是两者以不同速度同时运动。
(2)四指所指的方向就是感应电流的方向。切割磁感线的导线相当于 。
电源
5.如图所示，CDEF是一个矩形金属框，当导体棒AB向右移动时，回路中会产生感应电流，则下列说法正确的是
A.导体棒中的电流方向为B→A
B.电流表A1中的电流方向为F→E
C.电流表A1中的电流方向为E→F
D.电流表A2中的电流方向为D→C
√
楞次定律与右手定则的比较
规律 比较内容 楞次定律 右手定则
区别 研究对象
适用范围
联系 整个闭合回路
闭合回路的一部分，即做切割磁感线运动的导体
各种电磁感应现象
只适用于部分导体在磁场中做切割磁感线运动的情况
右手定则是楞次定律的特例
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要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
3.右手定则：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，其余四指所指的方向就是感应电流的方向.
2.楞次定律的一般解题步骤：
研究对象 原磁场方向 磁通量变化 感应磁场 感应电流