第1讲　实验十五　探究影响感应电流方向的因素　 电磁感应现象　楞次定律【公众号：屋里学家】

第1讲实验十五探究影响感应电流方向的因素电磁感应现象楞次定律学习目标1.通过实验探究影响感应电流方向的因素。2.知道电磁感应现象的产生条件并会分析解决实际问题。3.会根据楞次定律判断感应电流的方向，会应用楞次定律的推论分析问题。4.能够综合应用安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律解决实际问题。eq\a\vs4\al(1.,,)eq\a\vs4\al(2.)eq\a\vs4\al(3.,,,)1.思考判断(1)闭合电路内只要有磁通量，就一定有感应电流产生。()(2)穿过线圈的磁通量和线圈的匝数无关。()(3)当导体切割磁感线时，一定产生感应电动势。()(4)感应电流的磁场总是与原磁场方向相反。()(5)感应电流的磁场一定阻止引起感应电流的磁场的磁通量的变化。()2.如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一个金属导体棒ab，有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上穿过轨道平面，且与竖直方向的夹角为θ。下列一定能在轨道回路里产生感应电流的是()A.ab向左运动，同时增大磁感应强度BB.使磁感应强度B减小，θ角同时也减小C.ab向右运动，同时使θ减小D.ab向右运动，同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)考点一实验：探究影响感应电流方向的因素1.实验原理改变穿过闭合回路的磁通量，回路中有感应电流，利用电流表指针偏转方向确定影响感应电流方向的因素。2.实验操作(1)探究电流表指针偏转方向与电流方向的关系，电路图如图所示。(2)查明线圈绕向：观察线圈，查明线圈绕向。(3)按如图所示连接线圈和电流表，将磁体插入或抽出，观察电流方向。①磁体N极向下插入或向上拔出，观察并记录电流表指针偏转方向和电流方向。②磁体S极向下插入或向上拔出，观察并记录电流表指针偏转方向和电流方向。3.实验记录与分析(1)以下面四种情况为例，实验结果如下：图号磁场方向及磁通量变化感应电流的方向(从上往下看)感应电流的磁场方向甲磁场方向向下，磁通量增加逆时针向上乙磁场方向向上，磁通量增加顺时针向下丙磁场方向向下，磁通量减少顺时针向下丁磁场方向向上，磁通量减少逆时针向上(2)实验结论当线圈中磁通量增加时，感应电流的磁场方向跟磁体的磁场方向相反。当线圈中磁通量减少时，感应电流的磁场方向跟磁体的磁场方向相同。4.注意事项(1)灵敏电流表满偏电流很小，查明电流表指针的偏转方向和电流方向的关系时，应使用一节干电池。(2)电流表选用零刻度在中间的灵敏电流表，实验前要弄清线圈导线的绕向。(3)为了使实验现象更加明显，磁体要快速插入或抽出；进行一种操作后等电流表指针回零后再进行下一步操作。例1为探究“影响感应电流方向的因素”，某同学实验如下：图1(1)首先按图1甲所示连接电路，闭合开关后，发现灵敏电流表指针向左偏转；再按图乙所示连接电路，闭合开关后，发现电流表指针向右偏转。进行上述实验的目的是检验________。A.各仪器及导线是否完好B.干电池是否为新电池C.电流表测量的电流是否准确D.电流表指针偏转方向与电流方向的关系(2)接下来用如图2所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某次实验中在条形磁体插入螺线管的过程中，观察到电流表指针向右偏转，说明螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿________(选填“顺时针”或“逆时针”)方向，由此可推断磁体下端的磁极为________极。图2(3)用通电螺线管代替条形磁体，实验器材如图3所示，请完善实物连接图。图3(4)连好电路，并将B线圈插入A线圈中。在闭合开关瞬间，发现灵敏电流表的指针向右偏了一下，若要使灵敏电流表的指针向左偏转，滑动变阻器的滑片应向________滑动。1.如图4所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。图4(1)如果在闭合开关时发现灵敏电流表的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流表指针将________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。(2)连接好电路后，并将A线圈插入B线圈中，若要使灵敏电流表的指针向左偏转，可采取的操作是________(多选)。A.插入铁芯B.拔出A线圈C.变阻器的滑片向左滑动D.断开开关S瞬间(3)G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图5甲所示，即电流从电流表G的左接线柱进入时，指针也从中央左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图乙中的条形磁体的运动方向是向________(选填“上”或“下”)；图丙中的条形磁体下端为________(选填“N”或“S”)极。图5考点二感应电流的产生及方向的判断判断感应电流方向的两种方法(1)用楞次定律判断(2)用右手定则判断①手心——磁感线穿入。②拇指——指向导体运动的方向。③四指——指向感应电流的方向。例2如图6甲所示，金属圆环和“”形金属线框相互靠近固定在水平面上，金属棒AB放在线框上，给圆环a、b端接上如图乙所示的余弦交变电流，以图甲中电流方向为正方向，金属棒AB始终保持静止，则下列判断正确的是()图6A.0～t1时间内，AB棒中的感应电流方向为B→AB.0～t1时间内，AB棒受到的摩擦力方向向右C.t2～t3时间内，AB棒中感应电流方向先由A→B再由B→AD.t1时刻AB棒受到的安培力最大，t2时刻AB棒受到的安培力最小听课笔记2.图7甲为某同学设计的无线门铃按钮，其原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁体靠近螺线管，松开门铃按钮磁体远离螺线管回归原位置(当有电流流过门铃时则发出声音)。下列说法正确的是()图7A.松开按钮过程，螺线管P端电势高于Q端B.按下按钮过程，流过门铃的电流方向由P到QC.按住按钮不动，门铃会持续发出声音D.按下和松开按钮过程，螺线管产生感应电流的大小一定相等考点三楞次定律的推广应用楞次定律中“阻碍”的含义可推广为：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因。根据引起感应电流的情境，常见以下四种具体推论：推论例证阻碍原磁通量变化——“增反减同”磁体靠近，B感、B原反向，二者相斥；磁体远离，B感、B原同向，二者相吸阻碍相对运动——“来拒去留”使回路面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”注意：此结论只适用于磁感线单方向穿过回路的情境P、Q是光滑固定导轨，a、b是可移动金属棒，磁体下移，回路面积应减小，a、b靠近B减小，线圈扩张阻碍原电流的变化——“增反减同”(即自感现象)合上S，B灯先亮，A灯逐渐变亮；再断开S，两灯逐渐熄灭角度增反减同例3安培曾做过如图8所示的实验：把绝缘导线绕制成线圈，在线圈内部悬挂一个用薄铜片做成的圆环，圆环所在平面与线圈轴线垂直，取一条形磁体置于铜环的右侧，条形磁体的右端为N极。闭合开关一段时间后观察，发现铜环静止不动，安培由此错失了发现电磁感应现象的机会。实际上在电路闭合的瞬间，下列现象描述正确的是()图8A.从右向左看，铜环中有逆时针的感应电流B.从右向左看，铜环中有顺时针的感应电流C.铜环仍保持不动D.铜环会远离磁体听课笔记角度来拒去留例4如图9所示，光滑平行导轨M、N固定在同一水平面上，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路。当一条形磁体从高处下落接近回路时(重力加速度为g)()图9A.P、Q将互相靠拢 B.P、Q将互相远离C.磁体的加速度仍为g D.磁体的加速度大于g听课笔记角度增缩减扩例5(多选)如图10甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中的电流i随时间t变化的规律如图乙所示，取甲图中电流方向为正方向，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为FN，则()图10A.在t1时刻，FN＞G，P有收缩的趋势B.在t2时刻，FN＝G，穿过P的磁通量不变C.在t3时刻，FN＝G，P中有感应电流D.在t4时刻，FN＞G，P有收缩的趋势听课笔记考点四“三定则、一定律”的应用1.“三个定则”“一个定律”的比较名称用途选用原则安培定则判断电流产生的磁场(方向)分布因电生磁左手定则判断通电导线、运动电荷所受磁场力的方向因电受力右手定则判断导体切割磁感线产生的感应电流方向或电源正负极因动生电楞次定律判断因回路磁通量改变而产生的感应电流方向因磁通量变化生电2.左、右手定则巧区分抓住“因果关系”才能无误，“因动而电”——用右手；“因电而动”——用左手。例6(多选)如图11所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，PQ、MN均处在竖直向下的匀强磁场中，当PQ在一外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是()图11A.向右加速运动 B.向左加速运动C.向右减速运动 D.向左减速运动听课笔记