2018版高中物理第2章楞次定律和自感现象2.1感应电流的方向学案鲁科版选修3_.pdf
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1、第 1 讲 感应电流的方向第 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 1 2分析 甲乙丙丁 操作方法 填写内容 N 极插入线 圈 N 极拔出线 圈 S 极插入线 圈 S 极拔出线 圈 原来磁场的方向向下向下向上向上
2、 原来磁场的磁通量 变化 增大减小增大减小 感应电流方向 逆时针(俯 视) 顺时针(俯 视) 顺时针(俯 视) 逆时针(俯 视) 感应电流的磁场方 向 向上向下向下向上 原磁场与感应磁场 方向的关系 相反相同相反相同 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相反,阻碍磁通量的增加;当线圈内 磁通量减少
3、时,感应电流的磁场与原磁场方向相同,阻碍磁通量的减少感应电流具有这样 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 三、右手定则 1使用范围:判定导线切割磁感线运动时感应电流的方向 2使用方法:伸出右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都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,这时四指所指的方向就是感应电流的方向. 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
4、(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( ) 图 2 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 解析 在竖直虚线左侧,圆环向右摆时磁通量增加,由楞次定律可判断,感应电
5、流产生的磁 场方向与原磁场方向相反,由安培定则可知感应电流方向为逆时针方向;摆过竖直虚线时, 环中磁通量左减右增相当于方向向外的增大,因此感应电流方向为顺时针方向;在竖直虚线 右侧向右摆动时,环中磁通量减小,感应电流的磁场与原磁场同向,可知感应电流为逆时针 方向,因此只有 A 项正确 二、楞次定律的应用 楞次定律的应用步骤如下: 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 3 A线框中有感应电流,方向是先沿abcda方向后沿dcbad方向 B线框中有感应电流,方向是
6、先沿dcbad方向后沿abcda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 答案 D 解析 由于线框从两极间中心上方某处开始下落,根据对称性知,下落过程中穿过线框abcd 的磁通量始终是零,没有变化,所以始终没有感应电流,因此不会受磁场的作用,故选项 D 正确 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( ) 图 4 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 答案 C 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,
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