感应电动势方向的判断

1、感应电动势方向的判断适用学科物理适用年级高二适用区域安徽课时时长（分钟）60分钟知识点1、楞次定律的概念2、感生电动势和电流方向的判断3、导线切割磁感线感应电流方向的判断：右手定则教学目标1、知道什么是楞次定律2、知道什么是感生电动势，能判断感生电动势和电流方向。3、会用右手定则判断导线切割磁感线的感应电流的方向源教学重点1、知道什么是楞次定律2、会用右手定则判断导线切割磁感线的感应电流的方向教学难点会用右手定则判断导线切割磁感线的感应电流的方向教学过程一、复习预习 同学们，在前面的学习中我们学习了磁通量，磁通量（简称磁通）表示穿过某一个面的磁感线的数量，设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平

2、面，磁场的磁感应强度为B，平面的面积为S，则穿过平面的磁通量为=BS。以及磁通量变化的三种情况。电能生磁，那么磁能不能生电呢？我们今天首先就来学习一下感应电流的产生条件。二、 知识讲解考点1 楞次定律的理解和应用1.正确理解楞次定律中“感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化”这句话的关键是“阻碍”二字.具体地说有四层意思需要搞清楚：(1)谁阻碍谁?是感应电流的磁通量阻碍引起感应电流的磁场（原磁场）的磁通量.(2)阻碍什么?阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身.(3)如何阻碍?当磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相

3、同.(4)结果如何?阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化快慢，结果是增加的还是增加，减少的继续减少.2.楞次定律也可以理解为：(1)阻碍相对运动，即“来拒去留”；(2)使线圈面积有扩大或缩小的趋势；(3)阻碍原电流的变化考点2 右手定则与楞次定律对部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生的感应电流方向可用右手定则来判定.导体运动切割磁感线产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例，所以判定感应电流方向的右手定则也是楞次定律的特例.用右手定则能判定的，一定也能用楞次定律判定.只是不少情况下，不如用右手定则判定来得方便简单.反过来，图12-1-1用楞次定律能判定的，用右手定则却不一定能判断出来

4、.例如图12-1-1中，闭合圆形导线中的磁场逐渐增强时，感应电流的方向用右手定则就无法判定(因为并不切割)，而用楞次定律则可很容易地判定出来.三、例题精析【例题1】 (2005全国高考理综)如图12-1-2所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下.当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部）（ ）图12-1-2A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥【答案】B【解析】磁铁向下运动，

5、由楞次定律“阻碍相对运动”知，线圈上端相当于条形磁铁的N极，再由安培定则知线圈中感应电流方向与图示方向相同.【例题2】 如图12-1-3所示，面积为S的矩形框abcd处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面成角，在线框以ab为轴顺时针转过90°的过程中，穿过abcd的磁通量变化量=_.图12-1-3【答案】BS(cos+sin)【解析】磁通量由磁感应强度矢量在垂直于线框平面方向上的分量决定，选平面法线n的方向为正，开始时B与线框平面成角，磁通量1=BSsin，线框平面按题意方向转动时，磁通量减少，当转过90°时，磁通量变化为2=-BScos.可见，磁通量的变化量为

6、=2-1=-BScos-BSsin=-BS(cos+sin).四、课堂运用【基础】1.(2005全国高考理综)图12-1-7中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里.abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l，t=0时刻，bc边与磁场区域边界重合.现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域.取沿abcd的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是图12-1-8中的（ ）图12-1-7图12-1-8解析：bc边在磁场中时，ab与cd的等效切割长度变大，感应电流变大且为负向；ad边在磁场中时，ad

7、边的等效切割长度变大，感应电流变大且为正向.答案：B2.(2005广东高考)如图12-1-9所示，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面内,导轨上横放着两根相同的导体棒，ab、cd与导轨构成矩形回路，导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧,两棒的中间用细线绑住,它们的电阻均为R,回路上其余部分的电阻不计.在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场.开始时,导体棒处于静止状态，剪断细线后,导体棒在运动过程中（ ）图12-1-9A.回路中没有感应电动势B.两根导体棒所受安培力的方向相同C.两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能守恒D.两根导体棒和弹簧构成的系统动量守恒，机械能不守

8、恒解析：开始时弹簧被压缩，剪断线后，弹簧要恢复形变，ab导体棒要向左运动，cd导体棒要向右运动，整个回路面积增大，会产生逆时针方向的感应电流，导体棒ab、cd会受到安培力的作用，安培力做负功阻碍导体棒的运动，两根导体棒和弹簧组成的系统机械能不守恒，但因为ab受到的安培力和cd受到的安培力等大反向，所以整个系统所受合外力为零，动量守恒.答案：D【巩固】1.如图12-1-12所示，通电直导线通过导线环的中心并与环面垂直，在直导线中的电流逐渐增大的过程中（ ）图12-1-12A.穿过圆环的磁通量逐渐增加，圆环中有感应电流B.穿过圆环的磁通量逐渐增加，圆环中无感应电流C.穿过圆环的磁通量保持恒定，圆环

9、中有感应电流D.穿过圆环的磁通量始终为零，圆环中无感应电流解析：由于环面和磁感线在同一平面内，环中无磁感线通过.答案：D2.如图12-1-13示，两个同心放置的同平面的金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直，则通过两圆环的磁通量a、b比较（ ）图12-1-13A.ab B.ab C.a=b D.不能比较解析：因磁感线为闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数与磁铁外部的磁感线条数相等，对线圈a、b而言，面积越大，回穿的磁感线条数越多，磁通量越小.答案：A【拔高】1.如图12-1-17所示，水平放置的两条光滑轨道上有自由移动的金属棒PQ、MN.当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动，则P

10、Q所做的运动可能是（ ）图12-1-17A.向右匀加速运动 B.向左匀速运动C.向右匀减速运动 D.向左匀减速运动解析：设PQ向右运动，用右手定则和安培定则判定可知穿过L1的磁感线方向向上，若PQ向右加速运动，则穿过L1的磁通量增加，用楞次定律判断可知通过MN的感应电流方向是NM，对MN用左手定则判定可知MN向左运动，A不正确.若PQ向右减速运动，则穿过L1的磁通量减少，用楞次定律判定可知通过MN的感应电流方向是MN，用左手定则判定可知MN向右运动，C正确.同理设PQ向左运动，用上述类似方法可判定B、D皆错误.本题应选C.答案：C2.如图12-1-18所示，整个装置在竖直平面内，欲使带负电的油

11、滴P在两平行金属板间静止，导体棒ab沿导轨运动的情况是_.图12-1-18解析：对油滴：qE=mg，电场力向上，又因为油滴带负电.故场强向下，电容器上极板带正电，下极板带负电，对线圈N：感应电动势正极在上端，负极在下端，由楞次定律知ab向右减速运动或向左加速运动.答案：向右减速或向左加速课程小结1、产生感应电流的条件 ：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。     闭合电路的磁通量发生变化(本质)。 2、 感应电流的方向： 右手定则： 适用范围:适用于导体切割磁感线而产生感应电流方向的判定。 判定方法:伸开右手,使拇指与其余

12、四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内,让磁感线垂直从掌心进入,并使拇指指向导体运动方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。楞次定律： 适用范围:适用于磁通量变化引起感应电流的各种情况.          内容: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场的变化。课后作业【基础】1.(2004上海高考)两圆环A、B置于同一水平面上,其中A为均匀带电绝缘环,B为导体环，当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时,B中产生如图12-1-10方向的感应电流,则（ ）图12-1-

13、10A.A可能带正电且转速减小 B.A可能带负电且转速不变C.A可能带负电且转速减小 D.A可能带正电且转速变大解析：要产生B环的电流方向（如图），据楞次定律则在A环内部要产生向里加强的或者向外减弱的磁场，则据安培定则可知C正确.答案：C2.磁悬浮列车是在车辆底部安装电磁铁，在轨道两旁铺设一系列闭合的铝环，当列车运行时，电磁铁产生的磁场相对铝环运动，列车凌空浮起，使车与轨道之间的摩擦减小到零，从而提高列车的速度，下列说法正确的是( )A.当列车通过铝环时，铝环中有感应电流，感应电流产生的磁场的方向与电磁铁产生的磁场的方向相同B.当列车通过铝环时，铝环中有感应电流，感应电流产生的磁场的方向与电磁

14、铁产生的磁场的方向相反C.当列车通过铝环时，铝环中通有电流，铝环中电流产生的磁场的方向与电磁铁产生的磁场的方向相同D.当列车通过铝环时，铝环中通有电流，铝环中电流产生的磁场的方向与电磁铁产生的磁场的方向相反解析：列车通过铝环时，铝环中磁通量增加，铝环中产生感应电流，由楞次定律知，铝环中感应电流的磁场方向跟电磁铁的磁场方向相反，从而使电磁铁受到向上的力，使列车悬浮.答案：B【巩固】1.如图12-1-11所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度，两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面，下面对两管的描

15、述中可能正确的是（ ）图12-1-11A.A管是用塑料制成的，B管是用胶木制成的B.A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的C.A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的D.A管是用塑料制成的，B管是用铝制成的解析：塑料和胶木是绝缘体，铜和铝是导体.磁性小球在绝缘管中下落不会产生电磁感应现象，只受重力作用，加速度a=g.在导体材料的管中下落时，产生电磁感应现象，出现感应电流，则小球受到阻碍其下落的安培力，加速度a<g，则下落时间会变长.答案：D2、如图12-1-4所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时（ ）图12-1-

16、4A.P、Q将互相靠拢 B.P、Q将互相远离C.磁铁的加速度仍为g D.磁铁的加速度小于g【答案】AD【解析】方法一：设磁铁下端为N极，如图12-1-5所示.图12-1-5根据楞次定律可判断P、Q中的感应电流方向，根据左手定则判断P、Q所受安培力的方向，可见P、Q将互相靠拢.由于回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律，磁铁将受到反作用力，从而加速度小于g.当磁铁下端为S极时，根据类似的分析可得到相同的结果.所以，本题应选A、D.方法二：根据楞次定律的另一表示感应电流的效果，总要反抗产生感应电流的原因，本题中“原因”是回路中磁通量的增加，归根结底是磁铁靠近回路.“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁

17、铁的靠近.所以P、Q将互相靠拢且磁铁的加速度小于g，应选A、D.【拔高】1、如图12-1-15所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图所示的变化电流，t=0时电流方向为顺时针.在t1t2时间内，对于线圈B，下列说法中正确的是( )图12-1-15A.线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有扩张的趋势B.线圈B内有顺时针方向的电流，线圈有收缩的趋势C.线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有扩张的趋势D.线圈B内有逆时针方向的电流，线圈有收缩的趋势解析：由题意可知，t=0时电流为负值，方向为顺时针；t1t2电流为正值，故A中电流为逆时针,A产生的磁场在A中向外且增强，由楞次定律可判断出B中感应电流为顺时针方向.为阻碍磁通量的增加，B线圈有扩张的趋势，企图用A管外的磁通量来抵偿A管中磁通量（两方向相反）的增加.答案：A 2、图12-1-6为地磁场磁感线的示意图,在北半球地磁场的竖直分量向下，飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变.由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差，设飞行员左方机翼末端处的电势为1，右方机翼末端处的电势为2，则（