高中物理课件第2章第1节感应电流的方向

1、第2章,新知预习巧设计,名师课堂 一点通,要点一,要点二,第1节,创新演练 大冲关,随堂检测归纳小结,课下作业综合提升,要点三,1通过实验探究感应电流的方向， 理解楞次定律的内容。 2能从能量守恒的角度来理解楞次 定律。 3理解右手定则与楞次定律的关系； 能区别右手定则和左手定则。,读教材填要点 一、探究感应电流的方向 1实验探究 将螺线管与电流计组成闭合回路，分别将条形磁铁的N极、S极插入、抽出线圈，如图211所示，记录感应电流方向如图212所示。,图211,图212,2实验记录,向上,向下,向下,阻碍,阻碍,3实验结论 当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向 ；当穿过线圈的

2、磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向 。 二、楞次定律 感应电流的磁场总要 引起感应电流的 。,相反,相同,阻碍,磁通量的变化,三、右手定则 1使用方法 伸开右手，让拇指与其余四指在 ，使拇指与并拢的四指 ；让磁感线 手心，使 指向导体运动的方向，其余 所指的方向就是感应电流的方向。 2适用范围 适用于 电路部分导体 产生感应电流的情况。,同一个平面内,垂直,垂直穿入,拇指,四指,闭合,切割磁感线,关键一点在电磁感应中，无论电路是否闭合，都可以假定电路是闭合的，则电路不闭合时感应电动势的方向，跟电路闭合时感应电流的方向是相同的。即感应电动势的方向就是感应电流的方向，对于部分导体切割磁感线

3、产生感应电动势，电源部分电流方向是从低电势指向高电势的。,试身手夯基础 1根据楞次定律可知感应电流的磁场一定是 () A阻碍引起感应电流的磁通量 B与引起感应电流的磁场反向 C阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D与引起感应电流的磁场方向相同,解析：根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍的是引起它的磁通量的变化，而不是引起它的磁通量。反过来说，如果磁通量不发生变化，就没有感应电流的产生，故A选项错，C选项正确。 答案：C,2. 如图213所示，闭合金属圆环沿垂直 于磁场方向放置在有界匀强磁场中，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 的感 应电流方向相反,

4、图213,B向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿顺时 针方向的 C向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿逆时 针方向的 D环在离开磁场之前，就已经有了感应电流,解析：将金属圆环不管从哪边拉出磁场，穿过闭合圆环的磁通量都要减少，根据楞次定律可知，感应电流的磁场要 阻碍原磁通量的减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，应用安培定则可以判断出感应电流的方向是顺时针方向的。选项B正确，A、C错误。另外在圆环离开磁场前，穿过圆环的磁通量没有改变，该种情况无感应电流，故D错误。 答案：B,3导体在磁场中因切割磁感线而产生了感应电流，在如图 214所示的图像中，B、v、I方向均正确的是(),图214

5、,解析：根据右手定则可知，D项符合条件，即选项D正确。 答案：D,1因果关系 楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系，磁通量发生变化是原因，产生感应电流是结果，原因产生结果，结果反过来影响原因。,2“阻碍”的理解,3“阻碍”的表现 从能量守恒定律的角度，楞次定律可广义地表述为：感应电流的“效果”总是要反抗(或阻碍)引起感应电流的原因。常见的情况有四种： (1)阻碍原磁通量的变化(增反减同)。 (2)阻碍导体的相对运动(来拒去留)。 (3)通过改变线圈面积来“反抗”(增缩减扩)。,4应用楞次定律解题的一般步骤,一般步骤可概括为下列四句话：“明确增减和方向，增反减同切莫忘，安培定则来判断，四指环绕

6、是流向。”,名师点睛 (1)阻碍不是阻止，最终引起感应电流的磁通量还是发生了变化，是“阻而未止”。 (2)阻碍不是相反。当引起感应电流的磁通量增大时，感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁通量方向相反；当引起感应电流的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁通量方向相同。 (3)涉及相对运动时，阻碍的是导体与磁体的相对运动，而不是阻碍导体或磁体的运动。,图215,1如图215所示，在磁感应强度 大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中， 有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属 线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并 可绕O点摆动。金属线框从右侧某一位置 由静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过

7、程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是 (),Aabcda Bdcbad C先是dcbad，后是abcda D先是abcda，后是dcbad 审题指导应用楞次定律判断感应电流方向时，关键是分析原磁场方向和穿过回路的磁通量的变化情况。,解析一开始由下向上的磁通量在减少，由楞次定律可知感应电流方向是dcbad；越过竖直位置后，反向穿过的磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流方向不变，B对。 答案B,应用楞次定律判断感应电流方向的关键是确定原磁场的方向及磁通量的变化情况。感应电流的磁场方向与原磁场的关系可以表述为“增反减同”。,名师点睛 (1)判断导体切割磁感线

8、产生感应电流方向时用右手定则，判断该部分导体或其余部分所受安培力方向时用左手定则，可以简单总结为“因动而(产生)电用右手(定则)，因电而(产生)动用左手(定则)”。 (2)判断通电直导线、环形电流及通电螺线管的磁场方向时虽然也用右手来判断，但名称不是右手定则，而是安培定则，五指指向所表示的物理意义也不相同。,图216,2在如图216电路中，A、B两个线圈绕在同一个闭合铁芯上，线圈B与电流表G组成一闭合电路，线圈A的两端分别与平行的金属导轨P、Q相连，P、Q处在匀强磁场中，磁场方向与导轨面垂直。试分析判断：当导体棒ab在平行导轨P、Q上向左做(1)匀速、(2)匀加速、(3)匀减速滑动时，是否有电

9、流通过电流表？若有电流通过，其方向如何？,思路点拨,解析导体棒ab向左切割磁感线运动时，将产生由a到b的感应电流，感应电流通过线圈A时，铁芯中有顺时针方向的磁场，这个磁场既穿过线圈A，又穿过线圈B。 (1)当ab向左做匀速运动时，感应电动势和感应电流都不变。穿过线圈B的磁通量不发生变化，线圈B中不会产生电磁感应现象，所以没有感应电流通过电流表。,(2)当ab向左做匀加速运动时，速度不断增大，感应电动势和感应电流随着v增大而增大，穿过线圈B的磁通量也增大，线圈B中将产生电磁感应现象，根据楞次定律，线圈B中感应电流的磁场方向应朝上。阻碍磁通量增大；运用安培定则，线圈B中的电流将由d到c通过电流表G

10、。 (3)当ab向左做匀减速运动时，通过电流表G的感应电流方向是由c到d。 答案(1)没有(2)感应电流由d到c通过电流表G(3)感应电流由c到d通过电流表G,右手定则的应用比较灵活、简单，对闭合电路而言，四指指向“电源”内部电流方向，而对不闭合电路，四指则指向“电源”的正极，即高电势端。,图217,1电磁感应中的能量转化 电磁感应现象中，感应电流的能量(电能) 不能无中生有，只能从其他形式的能量转化过 来，外力克服磁场力做功，正是这个转化的量 度，如图217所示，当条形磁铁靠近线圈 时，线圈中产生图示方向的电流，而这个感应电流产生的磁场对条形磁铁产生斥力，阻碍条形磁铁的靠近，必须有外力克服这

11、个斥力做功，它才能移近线圈；当条形磁铁离,开线圈时，感应电流方向与图中所示方向相反，感应电流产生的磁场对磁铁产生引力，阻碍条形磁铁的离开。这里外力做功的过程就是其他形式的能转化为电能的过程。,2电磁感应中的能量守恒 “阻碍”的结果，是实现了其他形式的能向电能转化，如果没有“阻碍”，将违背能量守恒定律，可以得出总能量增加的错误结论。所以楞次定律体现了在电磁感应现象中能的转化与守恒，能量守恒定律也要求感应电流的方向服从楞次定律。,3电阻为R的矩形线圈abcd，边长 abL、adh，质量为m，自某一高度 自由下落，通过一匀强磁场。磁场的方 向垂直纸面向里，磁场区域的宽度为h， 如图218所示。如果线

12、圈恰好以恒 定速度通过磁场，问导线中产生的焦耳热等于多少？ 思路点拨解答本题时要把握匀速通过磁场时下落的距离以及分析内能的来源。,图218,解析本题可用QI2Rt来求解，但较复杂。采用能量守恒的方法来解，则很简捷，线圈匀速通过磁场时，线圈的重力势能的减少量应等于线圈产生的焦耳热，所以Q2mgh。 答案2mgh,安培力做负功的过程即是其他形式能转化为内能的过程。安培力的功“量度”生成内能的多少。,1(对应要点一)某实验小组用如图219 所示的实验装置来验证楞次定律，当条 形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通 过电流计的感应电流方向是 () A自aGb B先aGb，后bGa C自bGa D先bGa，

13、后aGb,图219,解析：磁铁磁感线的方向是从上到下，磁铁穿过的过程中，磁通量向下先增加后减少，由楞次定律判断知，磁通量向下增加时，感应电流的磁场阻碍增加，方向向上，根据安培定则知感应电流的方向为aGb；磁通量向下减少时，感应电流的磁场应该向下，感应电流方向为bGa。选项B正确。 答案：B,图2110,2. (对应要点二)如图2110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，现在用一水平向右的力F拉动垂直于导轨放置的导体棒MN，下列关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力方向的说法中正确的是 (),感应电流方向为NM

14、感应电流方向为MN 安培力方向水平向左安培力方向水平向右 AB C D,解析：正确应用右手定则和左手定则。由右手定则易知，MN中感应电流方向为NM。再由左手定则可判知，MN所受安培力方向垂直于导体棒水平向左。故说法正确。 答案：A,图2111,3(对应要点三) 如图2111所示，竖直 放置的两根平行金属导轨之间接有定值 电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导 轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦， 棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在 匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直， 棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，力F做的功与安培力做的功的代数和等于 (),A棒的机械能增加量 B棒的动能增加量 C棒的重力势能增加量 D电阻R上放出的热量 解析：棒受到重力、恒力F和安培力F安的作用，由动能定理WFWGW安Ek，得WFW安Ekmgh，即力F做的功与安培力做的功代数和等于机械能的增加量，A对，B、C、D