第四章 电磁感应
产生感应电流的条件是什么?
(1)电路闭合
(2)磁通量发生变化
实验探究
由实验,你可以总结出感应电流的方向由什么因素决定吗?
上面的实验用简单的图表示为:
可以根据图示概括出感应电流的方向与磁通量变化的关系吗?
很难!
是否可以通过一个中介——感应电流的磁场来描述感应电流与磁通量变化的关系?
磁铁磁场的变化在线圈中产生了感应电流,而感应电流本身也能产生磁场,感应电流的磁场方向既跟感应电流的方向有联系,又跟引起磁通量变化的磁场有关系.
下面就来分析这三者之间的关系!
示意图
感应电流的磁场方向
感应电流方向(俯视)
线圈中磁通量的变化
线圈中磁场的方向
S 极拔出
S 极插入
N 极拔出
N 极插入
向下
减小
顺时针
向下
向上
向上
减小
顺时针
逆时针
向下
向上
增加
向下
增加
逆时针
向上
原磁场方向
原磁场磁通量的变化
B感
Φ原
增
减
与
B原
与
B原
阻碍
变化
反
同
1、内容:
感应电流的磁场
总要
阻碍
引起感应电流的
磁通量的变化
“增反减同”
2、理解“阻碍” :
谁起阻碍作用?
阻碍什么?
阻碍不是相反、阻碍不是阻止
如何阻碍?
感应电流的磁场
引起感应电流的磁通量的变化
“增反减同”
使磁通量的变化变慢
是否阻止?
从相对运动看:
3、拓展:
感应电流的磁场总要阻碍相对运动.
“来拒去留”
例6、如图所示,轻质铝环套在光滑导轨上,当N极靠近铝环时,铝环将如何运动?
讨论:如果将磁铁S极靠近铝环呢?
思考与讨论
例7、如图所示,A、B是两个很轻的铝环。横梁可以绕中间的支点转动。环A是闭合的,环B是断开的,用磁铁的任一极去接近A环,会产生什么现象?把磁铁从A环移开,会产生什么现象?磁极移近或远离B环,又会发生什么现象?
(教科书:P14---6)
N
S
例8、如图,在水平光滑的两根金属导轨上放置两根导体棒AB、CD,当条形磁铁插入与拔出时导体棒如何运动?(不考虑导体棒间的磁场力)
A
B
C
D
插入时:相向运动
拔出时:相互远离
课堂练习
“增缩减扩”
若穿过闭合电路的磁感线皆朝同一方向,则磁通量增大时,面积有收缩趋势,磁通量减少时,面积有增大趋势
若将导轨导棒换成软金属弹簧呢?
“增反减同”、 “来拒去留”、 “增缩减扩”,这些现象的共同本质是什么?
阻碍磁通量的变化
楞次定律是能量守恒定律 在电磁感应现象中的反映.
为什么会出现这种现象? 这些现象的背后原因是什么?
思考题:通电直导线与矩形线圈在同一平面内,当线圈远离导线时,判断线圈中感应电流的方向,并总结判断感应电流方向的步骤。
v
I
分析:
1、原磁场的方向:
向里
2、原磁通量变化情况:
减小
3、感应电流的磁场方向:
向里
4、感应电流的方向:
顺时针
练习3: 当闭合导体的一部分做切割磁感线的运动时,怎样判断感应电流的方向?
假定导体棒AB向右运动
1、我们研究的是哪个闭合电路?
2、穿过这个闭合电路的磁通量是增大还是减小?
3、感应电流的磁场应该是沿哪个方向?
4、导体棒AB中的感应电流沿哪个方向?
ABEF
增大
垂直纸面向外
向上
2、适用范围:闭合电路一部分导体切割磁感线产生感应电流.
1、右手定则:伸开右手,使拇
指与其余四指垂直,并且都与
手掌在同一平面内; 让磁感线从掌心进入, 拇指指向导体运动的方向, 四指所指的方向就是感应电流的方向.
1、楞次定律适用于由磁通量变化引起感应电流的一切情况;右手定则只适用于导体切割磁感线.
“右手定则”是“楞次定律”的特例.
2、在判断导体切割磁感线产生的感应电流时右手定则与楞次定律是等效的, 右手定则比楞次定律方便.
1、楞次定律的内容:
从磁通量变化看:
感应电流总要阻碍磁通量的变化
从相对运动看:
感应电流总要阻碍相对运动
课堂小结:
2、楞次定律中的因果关系:
I感
B感
产生
阻碍
产生
Δφ
“增反减同”
“来拒去留”
从面积变化看:
“增缩减扩”
明
确
研
究
对
象
原磁通
量变化?
原磁场
方向?
楞次定律
感应电流
磁场方向
感应电
流方向
安培定则
例5、如图所示,条形磁铁水平放置,金属圆环环面水平,从条形磁铁附近自由释放,分析下落过程中圆环中的电流方向。
(教科书:P13---4)
例与练1
3、在图中CDEF是金属框,当导体
AB向右移动时,请用楞次定律判断
ABCD和ABFE两个电路中感应电流
的方向。我们能不能用这两个电路中
的任一个来判定导体AB中感应电流
的方向?
ABCD中感应电流方向:A→B→C→D→A
ABFE中感应电流方向:A→B→F→E→A
AB中感应电流方向:A→B
磁铁先生和线圈小姐
那是一场
令人伤感的风花雪月
磁铁先生爱上了线圈小姐
线圈小姐也爱上了磁铁先生
当磁铁先生靠近时
线圈小姐明显感受到了他增加的爱意(增加的磁通量)
她浑身不由自主地产生了感应电流
心跳加速,她羞怯得想要逃跑,想让自己冷静一点
于是她的感应电流产生了和磁铁先生相反的磁场
借以减小磁铁先生的爱意给自己带来的激动
(减弱磁通量的增加)
但是磁铁先生感受到线圈小姐相反的推拒非常难过
……
欲知后事如何让我们用实验来告诉你
结束