课件36张PPT。第2章——楞次定律和自感现象第1讲 感应电流的方向目标定位
1.理解楞次定律的内容，应用楞次定律判定感应电流的方向.
2.通过实验，感受楞次定律的实验推导过程，逐渐培养自己的观察实验、分析、归纳、总结物理规律的能力.
3.掌握右手定则，知道右手定则实际上是楞次定律的一种表现形式．一、探究感应电流的方向
1．实验探究
如图1(a)所示，将螺线管与电流表组成闭合回路，分别将N极、S极插入、抽出线圈，记录感应电流方向如下，如图1(b)所示图12.分析向下向下向上向上减小增大减小增大向上向下向下向上相同相反相同相反想一想 比较甲、丙两种情况说明什么？比较乙、丁两种情况说明什么？什么情况下感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反？什么情况下相同？
答案 甲、丙两种情况下，磁通量都增大，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；乙、丁两种情况下，磁通量都减小，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同.二、楞次定律
当线圈内磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向 ，阻碍磁通量的 ；当线圈内磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向 ，阻碍磁通量的 .感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要 引起感应电流的磁通量的
.相反增加相同减少阻碍变化三、右手定则
1.使用范围：判定导线 时感应电流的方向.
2.使用方法：伸出右手，使拇指与其余四个手指 ，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从 进入，并使拇指指向 的方向，这时 所指的方向就是感应电流的方向.切割磁感线运动垂直掌心导线运动四指一、楞次定律中阻碍的含义1．因果关系
闭合导体回路中原磁通量的变化是产生感应电流的原因，而感应电流的磁场的出现是感应电流存在的结果．2．对“阻碍”的理解 3．“阻碍”的表现形式
(1)就磁通量而言，感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化(增反减同)．
(2)由于相对运动导致的电磁感应现象，感应电流的效果是阻碍相对运动(来拒去留)．
(3)电磁感应致使回路面积有变化趋势时，则面积收缩或扩张是为了阻碍回路磁通量的变化(增缩减扩)．例1 如图2所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布．一铜制圆
环用丝线悬挂于O点，将圆环拉至位置a后
无初速度释放，在圆环从a摆向b的过程中
( )A．感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针
B．感应电流方向一直是逆时针
C．感应电流方向先顺时针后逆时针再顺时针
D．感应电流方向一直是顺时针
答案 A 二、楞次定律的应用例2 如图3所示，一对大磁极，中间处可视为匀强磁场，上、下边缘处为非匀强磁场，一矩形导线框abcd保持水平，从两磁极间中心上方某处开始下落，并穿过磁场，则( )图 3A．线框中有感应电流，方向是先沿a→b→c→d→a方向后沿d→c→b→a→d方向
B．线框中有感应电流，方向是先沿d→c→b→a→d方向后沿a→b→c→d→a方向
C．受磁场的作用，线框要发生转动
D．线框中始终没有感应电流针对训练1 某磁场磁感线如图4所示，有一铜线圈自图示A处落至B处，在下落过程中，自上向下看，线圈中感应电流的方向是( )
A.始终顺时针
B.始终逆时针
C.先顺时针再逆时针
D.先逆时针再顺时针图4 解析 自A落至图示位置时，穿过线圈的磁通量增加，磁场方向向上，则感应电流的磁场方向与之相反，即向下，故可由安培定则判断线圈中感应电流的方向为顺时针；自图示位置落至B点时，穿过线圈的磁通量减少，磁场方向向上，则感应电流的磁场方向与之相同，即向上，故可由安培定则判断线圈中感应电流的方向为逆时针，选C.
答案 C三、右手定则的应用
1.导体切割磁感线运动产生感应电流是磁通量发生变化产生感应电流的特例，所以右手定则是楞次定律的特例.
(1)楞次定律研究对象是整个回路，适用于各种电磁感应现象，对于磁感应强度B随时间t变化而产生的电磁感应现象较方便.
(2)右手定则研究对象是闭合电路的部分导体，只适用于导体做切割磁感线运动的情况.
2.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(在等效电源的内部从负极指向正极).例3 下图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，其中能产生由a到b的感应电流的是( )解析 由右手定则判知，A中感应电流方向a→b，C、D中均为b→a.B中感应电流产生由b→a，所以选A.A针对训练2 如图5所示，一个有界匀强磁场区
域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导
线框abcd，沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置
2(右)，则( )
A.导线框进入磁场时，感应电流的方向为a→b→c→d→a
B.导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a
C.导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右
D.导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左图 5解析 根据右手定则可知导线框进入磁场时，感应电流的方向为a→d→c→b→a，离开磁场时感应电流为a→b→c→d→a，所以A、B均错误；
再根据左手定则知，C错误，D正确.
答案 D楞次定律的应用
1．如图6所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管，则流过灵敏电流计的感应电流方向是( )
A．始终由a流向b
B．始终由b流向a
C．先由a流向b，再由b流向a
D．先由b流向a，再由a流向b图6 解析 条形磁铁从左向右进入螺线管的过程中，原磁场方向向左，且磁通量在增加，由楞次定律知，感应磁场方向向右，由安培定则，知感应电流的方向为b→电流计→a；条形磁铁从螺线管右侧穿出的过程中，原磁场方向向左，且磁通量在减少，由楞次定律知，感应磁场方向向左，由安培定则，知感应电流的方向为a→电流计→b，D项正确，A、B、C项错误．
答案 D2. (2016·北京西城月考)如图所示，一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁铁沿圆环的轴线运动，使圆环内产生了感应电流．下列四幅图中，产生的感应电流方向与条形磁铁的运动情况相吻合( )D项中N极下降，穿过圆环的原磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量增大，由楞次定律知，从上向下看，圆环中的感应电流沿逆时针方向，D项正确．
答案 D右手定则的应用
3. 如图7所示，匀强磁场与圆形导体环平面垂直，导体ef 与环接触良好，当ef 向右匀速运动时( )
A.圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生
B.整个环中有顺时针方向的电流
C.整个环中有逆时针方向的电流
D.环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流图7解析 由右手定则知ef上的电流由e→f，故环的右侧的电流方向为逆时针，环的左侧的电流方向为顺时针，选D.
答案 D4. 如图8所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′，都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，现在垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是( )
A.感应电流方向是N→M
B.感应电流方向是M→N
C.安培力水平向左
D.安培力水平向右图8解析 方法1：由右手定则易知，MN中感应电流方向是N→M，再由左手定则可判知，MN所受安培力方向垂直棒水平向左.
方法2：由楞次定律知，本题中感应电流是由于MN相对于磁场向右运动引起的，则安培力必然阻碍这种相对运动，由安培力方向既垂直于电流方向又垂直于磁场方向可判知，MN所受安培力方向必然垂直于MN水平向左，再由左手定则，容易判断出感应电流的方向是N→M.故选A、C.
答案 AC
一、选择题
1．(多选)关于楞次定律，下列说法中正确的是( )
A．感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相反
B．感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相同
C．感应电流的磁场方向与磁通量增大还是减小有关
D．感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化
解析：选CD．由楞次定律可知，当磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，阻碍其增加；当磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，阻碍其减少，故选项C、D正确．
2．如图所示，让线圈由位置1通过一个匀强磁场的区域，运动到位置2，整个过程中线圈平面始终平行纸面，下列说法中正确的是( )
A．线圈进入匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，电流方向为顺时针
B．整个线圈在匀强磁场中匀速运动时，线圈中有感应电流，方向为顺时针
C．整个线圈在匀强磁场中加速运动时，线圈中有感应电流，方向为顺时针
D．线圈穿出匀强磁场区域的过程中，线圈中有感应电流，方向为顺时针
解析：选D．由产生感应电流的条件可知，只有线圈进入和穿出磁场的过程才有感应电流，由右手定则(或楞次定律)可以判断，只有D正确．
3．如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直纸面向里．导体棒的电阻可忽略．当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是( )
A．流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到a
B．流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到a
C．流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到b
D．流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b
解析：选B．依据右手定则可判断出导体棒PQ中的电流由P到Q，Q处电势最高，P处电势最低，由P到Q电势依次升高．外电路中的电流方向总是从高电势处流向低电势处，因此流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到a，选项B正确．
4．如图所示，闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中，将它从匀强磁场中匀速拉出，以下各种说法中正确的是 ( )
A．向左拉出和向右拉出时，环中感应电流方向相反
B．向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿顺时针方向
C．向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿逆时针方向
D．将圆环拉出磁场的过程中，当环全部处在磁场中运动时，也有感应电流产生
解析：选B．圆环中感应电流的方向，取决于圆环中磁通量的变化情况，向左或向右将圆环拉出磁场的过程中，圆环中垂直纸面向里的磁感线的条数都要减少，根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场的方向与原磁场方向相同，即都垂直纸面向里，应用安培定则可以判断出感应电流的方向沿顺时针方向．圆环全部处在磁场中运动时，虽然导线做切割磁感线运动，但环中磁通量不变，只有圆环离开磁场，环的一部分在磁场中，另一部分在磁场外时，环中磁通量才发生变化，环中才有感应电流，B选项正确．
5．在水平地面附近有竖直向下的匀强电场和垂直于纸面水平向外的匀强磁场．有一质量很小的金属棒ab由水平静止状态释放，如图所示，不计空气阻力，则( )
A．棒的a端先着地
B．棒的b端先着地
C．棒的a、b两端同时着地
D．无法判断
解析：选A.金属棒ab进入正交的电场与磁场区域后，做切割磁感线运动．根据右手定则，感应电动势的方向由b端指向a端，即a端相当于电源的正极带正电，b端相当于电源负极带负电．在电场E中，a端的正电荷受向下的电场力，b端的负电荷受向上的电场力，因此a端先着地，答案为A.
6．如图所示，一闭合矩形金属线框，一半在匀强磁场中，一半在磁场外，要使线框中的感应电流为顺时针，线框应( )
A．沿x轴正方向平动
B．沿y轴正方向平动
C．沿x轴负方向平动
D．沿y轴负方向平动
解析：选A.要使线框中感应电流为顺时针，根据右手螺旋定则，即线框中磁场应垂直纸面向里，与原磁场方向相同，所以线框中磁通量应减小，只有选项A正确．
7．某磁场的磁感线如图所示，有线圈自图示A位置落至B位置，在下落过程中，自上而下看，线圈中的感应电流方向是( )
A．始终沿顺时针方向
B．始终沿逆时针方向
C．先沿顺时针再沿逆时针方向
D．先沿逆时针再沿顺时针方向
解析：选C.线圈自图示A位置落至虚线位置过程中，磁场方向向上，向上的磁通量增加，由楞次定律的“增反减同”可知：线圈中感应电流产生的磁场方向向下，应用安培定则可以判断感应电流的方向为顺时针(俯视 )．同理可以判断：线圈自图示虚线位置落至B位置过程中，向上的磁通量减小，由楞次定律可得：线圈中将产生逆时针的感应电流(俯视)，故选C.
8．(多选)如图所示，当导线ab在电阻不计的金属导轨上滑动时，线圈A向右摆动，则( )
A．ab只能向右做匀加速运动
B．ab向左或向右做减速运动
C．电容器C上的电荷量保持不变
D．电容器C上的电荷量在减少
解析：选BD．线圈A向右摆动，说明穿过A的磁通量在减少，则螺线管中的电流在减小，因此，不论ab向左还是向右运动，其速度都要减小，A错误、B正确．由E＝BLv及C＝ 得Q＝CU＝CE＝CBlv，所以电容器带电荷量在减少，C错误，D正确．
☆9.(多选)如图所示，在匀强磁场中放有平行金属导轨，它与大线圈M相连接，要使小线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是(两线圈共面)( )
A．向左减速运动 B．向左加速运动
C．向右减速运动 D．向右匀速运动
解析：选BC.欲使N线圈中产生顺时针的感应电流，感应电流的磁场方向应垂直于纸面向里．由楞次定律可知有两种情况，一是M中有顺时针方向的逐渐减小的电流，该电流产生的穿过N的磁通量在减少；二是M中有逆时针方向的逐渐增大的电流，该电流产生的穿过N的磁通量在增加．因此，对于第一种情况，应使ab减速向右运动；对于第二种情况，应使ab加速向左运动．当ab匀速运动时，在M中产生的感应电流是稳定的，穿过N的磁通量不再变化，N中无感应电流．故选项B、C正确．
☆10.如图，EOF和E′O′F′为空间一匀强磁场的边界，其中EO∥E′O′，FO∥F′O′，且EO⊥OF；OO′为∠EOF的角平分线，OO′间的距离为l；磁场方向垂直于纸面向里．一边长为l的正方形导线框沿O′O方向匀速通过磁场，t＝0时刻恰好位于图示位置．规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是( )
解析：选B．本题中四个选项都是i－t关系图线，故可用排除法．因在第一个阶段内通过导线框的磁通量向里增大，由楞次定律可判定此过程中电流沿逆时针方向，故C、D错误．由于在穿过整个磁场区域的磁通量变化量ΔΦ＝0，由q＝可知整个过程中通过导线框的总电荷量也应为零，而在i－t图象中图线与时间轴所围总面积为零，即时间轴的上下图形面积的绝对值应相等．故A错误B正确．
二、非选择题
11．下图为“研究电磁感应现象”的实验装置．
(1)将图中所缺的导线补接完整(要求滑动变阻器滑片向右移时，电阻减小)．
(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，那么合上开关后可能出现的情况有：
①将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针________________________________________________________________________．
(3)在做“研究电磁感应现象”实验时，如果副线圈两端不接任何元件，则副线圈电路中将________．
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，只有感应电动势
C．不能用楞次定律判断感应电动势方向
D．可以用楞次定律判断感应电动势方向
解析：(1)见下图
(2)依据楞次定律及灵敏电流计的指针偏转方向与流过它的电流方向的关系来判定，则①向右偏转一下；②向左偏转一下．
(3)穿过电路中的磁通量发生变化，即产生电磁感应现象．因电路不闭合，无感应电流，但有感应电动势，且可以用楞次定律判断出感应电动势的方向，要产生感应电流， 电路必须闭合．故应填B、D．
答案：(1)如解析图所示
(2)①向右偏转一下 ②向左偏转一下 (3)BD
☆12.(2012·高考上海卷)为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示．已知线圈由a端开始绕至b端；当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转．
(1)将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转，俯视线圈，其绕向为________(填“顺时针”或“逆时针”)．
(2)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转．俯视线圈，其绕向为________(填“顺时针”或“逆时针”)．
解析：(1)指针向左偏，表示电流从a端流入电流表，从b端流出电流表；N极向下插入的过程中，根据楞次定律可判断线圈中感应电流的磁场方向向上，电流方向和线圈绕向如图甲所示，为顺时针．
(2)同理判断，线圈绕向如图乙所示，为逆时针．
答案：(1)顺时针 (2)逆时针
