高中物理旧人教第二册楞次定律──感应电流的方向.doc

1、优质文档优质文档楞次定律感应电流的方向第一课时（一）引入新课演示按下图将磁铁从线圈中插入和拔出，引导学生观察现象，提出：为什么在线圈内有电流？插入和拔出磁铁时，电流方向一样吗？为什么？怎样才能判断感应电流的方向呢？本节我们就来学习感应电流方向的判断方法。（二）进行新课1、楞次定律探究实验：（按探究步骤进行）实验目的研究感应电流方向的判定规律。实验步骤 （学生制定计划、设计实验，老师点拨完善）（1）按右图连接电路，闭合开关，记录下 G 中流入电流方向与电流表 G 中指针偏转方向的关系。 （如电流从左接线柱流入，指针向右偏还是向左偏?）（2）记下线圈绕向，将线圈和灵敏电流计构成通路。（3）把条形磁

2、铁 N 极（或 S 极）向下插入线圈中，并从线圈中拔出，每次记下电流表中指针偏转方向，然后根据步骤（1）结论，判定出感应电流方向，从而可确定感应电流的磁场方向。根据实验结果，填表：磁铁运动情况 N 极下插 N 极上拔 S 极下插 S 极上拔磁铁产生磁场方向线圈磁通量变化感应电流方向感应电流磁场方优质文档优质文档向通过上面的实验，同学们发现了什么?当磁铁移近或插入线圈时，线圈中感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当磁铁离开线圈或从线圈中拔出时，线圈中感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相

3、同。当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场阻碍磁通量增加；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场阻碍磁通量减少。评估与交流：学生把猜想与相应的结果比较，看看有无不同。并看谁给出的结论更准确、更简洁、更全面。物理学家楞次概括了各种实验结果，在 1834 年提出了感应电流方向的判定方法，这就是楞次定律。学生标记楞次定律的内容。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通量的变化，这就是楞次定律。（1） “阻碍”并不是“阻止” ，一字之差，相去甚远。要知道原磁场是主动的，感应电流的磁场是被动的，原磁通仍要发生变化，感应电流的磁场只是起阻碍变化而已。（2）楞次定律判断感应电流

4、的方向具有普遍意义。楞次定律符合能量守恒。从上面的实验可以发现：感应电流在闭合电路中要消耗能量，在磁体靠近（或远离）线圈过程中，都要克服电磁力做功，克服电磁力做功的过程就是将其他形式的能转化为电能的过程。楞次定律也符合唯物辩证法。唯物辩证法认为：“矛盾是事物发展的动力” 。电磁感应中，矛盾双方即条形磁铁的磁场（B 原）和感应电流的磁场（B 感） ，两者都处于同一线圈中，且感应电流的磁场总要阻碍原磁场的变化，形成既相互排斥又相互依赖的矛盾，在回路中对立统一，正是“阻碍”的形成产生了电磁感应现象。2、楞次定律的应用应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤：（1）明确原磁场的方向。（2）明确穿过闭合电

5、路的磁通量是增加还是减少。（3）根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。（4）利用安培定则确定感应电流的方向。例 1：见书 P10优质文档优质文档开关断开前，线圈 M 中的电流在线圈 N 中产生的磁场方向向哪？ 向下。开关断开瞬间，线圈 N 中磁通量如何变化? 减少。线圈 N 中感应电流的磁场方向如何？ 向下（阻碍磁通量减少） 。线圈 N 中感应电流的方向如何？ 由下向上，整个回路是顺时针电流。利用楞次定律判定感应电流方向的思路可以概括为以下框图。例 2：（见书 P10 例 2）导体棒向右运动，试判定流经电阻 R 的电流方向。3右手定则当闭合电路的一部分做切割磁感线运动时，如何应用楞次定律判定感应

6、电流的 如果磁通量的变化是由导体切割磁感线引起的，感应电流的方向可以由右手定则来判断。右手定则的内容：伸开右手让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指指的就是感应电流的方向。（三）课堂练习：完成书上“讨论与交流”（四）小结：感应电流方向的判定楞次定律、右手定则（五）作业：书后练习第二课时楞次定律的应用优质文档优质文档【例 1】 如图所示，试判定当开关 S 闭合和断开瞬间，线圈 ABCD 的电流方向。（忽略导线 GH 的磁场作用）解析：当 S 闭合时（1）研究回路是 ABCD，穿过回路的磁场是电流 I 所产生的磁场，方向由安培定则判

7、定是指向读者；（2）回路 ABCD 的磁通量由无到有，是增大的；（3）由楞次定律可知感应电流磁场方向应和 B 原相反，即背离读者向内（“增反减同” ） 。由安培定则判定感应电流方向是 BADCB。当 S 断开时（1）研究回路仍是 ABCD，穿过回路的原磁场仍是 I 产生的磁场，方向由安培定则判定是指向读者；（2）断开瞬间，回路 ABCD 磁通量由有到无，是减小的；（3）由楞次定律知感应电流磁场方向应是和 B 原相同即指向读者；（4）由安培定则判定感应电流方向是 ABCDA。点评：用楞次定律解题时，沿一定的程序进行推理判断比较规范，尤其是初学者一定要熟练掌握【例 2】 如图所示，当条形磁铁突然向

8、闭合铜环运动时，铜环里产生的感应电流的方向怎样？铜环运动情况怎样？解析：磁铁右端的磁感线分布如图所示，当磁铁向环运动时，环中磁通量变大，由楞次定律可判断出感应电流磁场方向，再由安培定则判断出感应电流方向如图 16-3-5 所示.把铜环等效为多段直线电流元，取上、下两对称的小段研究，由左手定则可知其受安培力如图，由此推想整个铜环受合力向右,故铜环将向右摆动. 【例 3】 如图所示，固定于水平面上的光滑平行导电轨道 AB、CD 上放着两根细金属棒 ab、cd.当一条形磁铁自上而下竖直穿过闭合电路时，两金属棒 ab、cd 将如何运动？磁铁的加速度仍为 g 吗？解析：当条形磁铁从高处下落接近回路 ab

9、cd 时，穿过回路的磁通量方向向下且在不断增加.根据楞次定律的第二种表述：感应电流所产生的效果，总要反抗产生感应电流的原因.在这里，产生感应电流的原因是：条形磁铁的下落使回路中的磁通量增加，为反抗条形磁铁的下落，感应电流的磁场给条形磁铁一个向上的阻碍其下落的阻力，使磁铁下落的加速度小于 g.为了反抗回路中的磁通量增加，ab、cd 两导体棒将互相靠拢，使回路的面积减小，以阻碍磁通量的增加.同理，当穿过平面后，磁铁的加速度仍小于 g，ab、cd 将相互远离.巩固练习1根据楞次定律知感应电流的磁场一定是 （ ）优质文档优质文档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

10、电流的磁通量的变化D.与引起感应电流的磁场方向相同答案：C2如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈 abcd.则 （ ）A.若线圈向右平动，其中感应电流方向是 abcdB.若线圈竖直向下平动，无感应电流产生C.当线圈以 ab 边为轴转动时，其中感应电流方向是 abcdD.当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是 abcd答案：ABC3如图所示，一水平放置的矩形闭合线框 abcd，在细长磁铁的N 极附近竖直下落，保持 bc 边在纸外，ad 边在纸内，如图中的位置经过位置到位置，位置和都很靠近，在这个过程中，线圈中感应电流 （ ）A.沿 abcd 流动B.沿 dcba 流动C.由到是沿 abcd

11、流动，由到是沿 dcba 流动D.由到是沿 dcba 流动，由到是沿 abcd 流动答案：A点评：明确 N 极附近磁感线的分布情况由穿过磁感线的条数判定磁通量变化,再用楞次定律分段研究4如图所示，两个相同的铝环套在一根光滑杆上，将一条形磁铁向左插入铝环的过程中两环的运动情况是 （ ）A.同时向左运动，间距增大B.同时向左运动，间距不变C.同时向左运动，间距变小D.同时向右运动，间距增大答案：C点评：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥5如图所示，匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里, a、b、c、d 为圆形线圈上等距离的四点，现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形.设线圈导线不可伸长，且线圈仍处于原

12、先所在的平面内，则在线圈发生形变的过程中 （ ）A.线圈中将产生 abcd 方向的感应电流B.线圈中将产生 adcb 方向的感应电流C.线圈中产生感应电流的方向先是 abcd，后是 adcbD.线圈中无感应电流产生答案：A优质文档优质文档6.如图所示，有一固定的超导圆环，在其右端放一条形磁铁，此时圆环中无电流，当把磁铁向右方移走时，由于电磁感应，在超导圆环中产生了一定的电流.则以下判断中正确的是 （ ）A.此电流方向如箭头所示，磁铁移走后，此电流继续维持B.此电流方向与箭头方向相反，磁铁移走后，此电流很快消失C.此电流方向如箭头所示，磁铁移走后，此电流很快消失D.此电流方向与箭头方向相反，磁铁

13、移走后，此电流继续维持解析：在超导圆环中产生感应电流后，电能基本不损失，电流继续存在.答案：D71931 年，英国物理学家狄拉克从理论上预言了存在着只有一个磁极的粒子磁单极子.如图所示，如果有一个磁单极子（单 N 极）从 a 点开始运动穿过线圈后从 b 点飞过.那么 （ ）A.线圈中感应电流的方向是沿 PMQ 方向B.线圈中感应电流的方向是沿 QMP 方向C.线圈中感应电流的方向先是沿 QMP 方向，然后是 PMQ 方向D.线圈中感应电流的方向先是沿 PMQ 方向，然后是 QMP 方向解析：将磁单极子（单 N 极） ，理解为其磁感线都是向外的答案：B8如图所示，一平面线圈用细杆悬于 P 点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置和位置时，顺着磁场方向看去，线圈中感应电流的方向分别为 （ ）A.逆时针方向,逆时针方向B.逆时针方向,顺时针方向C.顺时针方向,顺时针方向D.顺时针方向,逆时针方向答案：B9如图所示，ab 是一个可绕垂直于纸面的轴 O 转动的闭合矩形线框，当滑动变阻器的滑片 P 自左向右滑动时，从纸外向纸内看，线框 ab 将 （ ）A.保持静止不动 B.逆时针转动C.顺时针转动D.发生转动，但因电源极性不明，无法确定转动方向答案：C优质文档优质文档