《高中物理第1章电磁感应与现代生活1.2探究感应电流的方向教师用书沪科选修3-2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理第1章电磁感应与现代生活1.2探究感应电流的方向教师用书沪科选修3-2（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1.2探究感应电流的方向学 习 目 标知 识 脉 络1.了解探究感应电流的方向的实验操作及现象分析.2.知道并理解楞次定律的内容和右手定则的内容.(重点)3.掌握应用楞次定律、右手定则判断感应电流的方向.(难点)4.掌握从能量转化的角度理解楞次定律.(难点)探 究 感 应 电 流 的 方 向 楞 次 定 律1.实验装置细线悬挂的很轻的铝环.图1212.实验过程操作步骤现象实质条形磁铁的一极靠近铝环铝环和磁铁排斥.铝环中产生感应电流，感应电流的磁场阻碍铝环中磁通量的增加.条形磁铁的一极远离铝环铝环和磁铁吸引.铝环中产生感应电流，感应电流的磁场阻碍铝环中磁通量的减小.3.楞次定律的内容感应电流的磁
2、场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.1.感应电流的磁场总与原磁场方向相同.()2.感应电流的磁场总阻碍闭合回路中磁通量的变化.()3.楞次定律能判定闭合回路中感应电流的方向.()1.感应电流的磁场方向总是与原磁场方向相反吗？【提示】不是.由探究实验可知，当原磁场的磁通量增加时.感应电流的磁场方向与引起感应电流的原磁场方向相反；当原磁场的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与引起感应电流的原磁场方向相同.2.感应电流的磁场对原磁场磁通量变化有何影响？【提示】感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化.1834年楞次在总结了安培的电动力学与法拉第的电磁感应现象后，发现了确定感应电流方向的定律楞次定律.
3、探讨1：楞次定律中的“阻碍”是阻碍原来的磁场吗？【提示】“阻碍”的不是原来的磁场，而是阻碍原来磁场的磁通量的变化.探讨2：“阻碍”是“阻止”吗？是“相反”吗？【提示】阻碍是减慢了变化，是阻而不止.当磁通量增加时是“相反”，当磁通量减少时是“相同”.1.感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，而不是阻碍引起感应电流的磁场.因此，不能认为感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反.2.这里的“阻碍”体现为(1)当引起感应电流的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反，感应电流的磁通量阻碍了引起感应电流的磁通量的增加.(2)当引起感应电流的磁通量减少时，感应电流的
4、磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同，感应电流的磁通量阻碍了引起感应电流的磁通量的减少.3.对“阻碍”作用的正确理解(1)“阻碍”不是“阻止”当由于原磁通量的增加引起感应电流时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，其作用仅仅使原磁通量的增加变慢了，但磁通量仍在增加；当由于原磁通量的减少而引起感应电流时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，其作用仅仅使原磁通量的减少变慢了，但磁通量仍在减少.(2)“阻碍”并不意味着“相反”感应电流产生的磁场方向可能与原磁场方向相同，也可能相反，需根据磁通量的变化情况判断.4.楞次定律的应用(1)运动情况的判断.由于导体和磁体间的相对运动导致的电磁感应现象，感应电
5、流的效果阻碍导体与磁体间的相对运动.简记口诀：“来拒去留”.(2)面积变化趋势的判断.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，即磁通量增大时，面积有收缩趋势；磁通量减小时，面积有扩张趋势.简记口诀：“增缩减扩”.1.如图所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是()图122A.向右运动B.向左运动C.静止不动D.不能判定【解析】解法一：躲闪法.磁铁向右运动，使铜环的磁通量增加而产生感应电流，由楞次定律可知，铜环为阻碍原磁通量的增大，必向磁感线较疏的右方运动，即向躲开磁通量增加的方向运动.故A正确.解法二：阻碍相对运动法.产生磁场的物体与闭合线圈之间的相
6、互作用力可概括为四个字“来拒去留”.磁铁向右运动时，铜环产生的感应电流总是阻碍导体间的相对运动，则磁铁和铜环间有排斥作用.故A正确.【答案】A2.如图123所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管截面平行.当开关S接通瞬间，两铜环的运动情况是() 【导学号：72000010】图123A.同时向两侧推开B.同时向螺线管靠拢C.一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知，无法具体判断D.同时被推开或同时向螺线管靠拢，因电源正负极未知，无法具体判断【解析】当电路接通瞬间，穿过线圈的磁通量在增加，使得穿过两侧铜环的磁通量都在增加，由楞次定律可知，两环中感应电流的磁场与线圈中磁场方向相反，
7、即受到线圈磁场的排斥作用，使两铜环分别向外侧移动，选项A正确.【答案】A3.一水平放置的矩形闭合线圈abcd，在细长磁铁的N极附近竖直下落，由图124所示位置经过位置到位置，位置和位置都很靠近位置.在这个过程中，线圈中感应电流()图124A.沿abcd流动B.沿dcba流动C.从到是沿abcd流动，从到是沿dcba流动D.从到是沿dcba流动，从到是沿abcd流动【解析】侧视图如图所示，从到向上的磁通量减少，据楞次定律的“增反减同”可知：线圈中感应电流产生的磁场方向向上，用安培定则可以判断感应电流的方向为逆时针(俯视)，即沿abcd流动.同理可以判断：从到向下磁通量增加，由楞次定律可得：线圈中
8、感应电流产生的磁场方向向上，感应电流的方向沿abcd流动，故选A. 【答案】A应用楞次定律判断感应电流方向的思路(1)明确研究对象是哪一个闭合电路；(2)明确原磁场的方向；(3)判断穿过闭合回路内原磁场的磁通量是增加还是减少；(4)由楞次定律判断感应电流的磁场方向；(5)由安培定则判断感应电流的方向.电 磁 感 应 中 的 能 量 转 化 右 手 定 则1.电磁感应中的能量转化产生感应电流的过程，是外力克服磁场力做功的过程，磁铁运动的机械能转化成铝环的电能.2.右手定则伸开右手，使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，其余四指所指的方向就
9、是感应电流的方向.3.适用情况适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况.1.电磁感应现象中的电能是凭空产生的.()2.判断通电螺线管周围的磁场用左手定则.()3.判断导体切割磁感线产生的感应电流的方向应用右手定则.()1.电磁感应过程中有电能变化，该电能是否凭空增加？从能量守恒的角度如何解释？【提示】从能量守恒的角度来看，感应电流的磁场总是在阻碍着它自己的产生，为了维持感应电流，就必须克服这个阻碍作用而做功，使其他形式的能量转化成电能，这就是感应电流能量的来源.2.在已学过的利用右手或左手进行判断的现象中，哪些是利用右手判断的？【提示】用右手判断的两种情况：(1)判断电流(或运动电荷
10、)产生的磁场方向用右手(安培定则)；(2)闭合电路的部分导体切割磁感线会产生感应电流，判断此时的感应电流方向时用右手(右手定则).楞次定律可以用来判断感应电流的方向，右手定则也可以用来判断感应电流的方向.探讨1：右手定则适用于判断什么情形下的感应电流方向？【提示】闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动的情形.探讨2：楞次定律适用于判断什么情形下的感应电流方向？【提示】可判断各种情况下的感应电流方向.1.楞次定律中的能量守恒(1)当导体与磁场不发生相对运动产生感应电流时，是磁场能转化为电能的过程.(2)当导体与磁场发生相对运动产生感应电流时，是机械能转化为电能的过程.2.右手定则是楞次定律的特殊情
11、况(1)楞次定律的研究对象为整个闭合导体回路，适用于磁通量变化引起感应电流的各种情况.(2)右手定则的研究对象为闭合导体回路的一部分，适用于一段导线在磁场中做切割磁感线运动.3.区别安培定则、左手定则、右手定则的关键是抓住因果关系(1)因电而生磁(IB)安培定则.(判断电流周围磁感线的方向)(2)因动而生电(v、BI感)右手定则.(导体切割磁感线产生感应电流)(3)因电而受力(I、BF安)左手定则.(磁场对电流有作用力)4.如图125所示，在O点下方有一个有理想边界的磁场，铜环在A点由静止释放向右摆至最高点B，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是()图125A.A、B两点在同一水平线B.A点高于
12、B点C.A点低于B点D.铜环将做等幅摆动【解析】铜环在进入和穿出磁场区域时发生了电磁感应现象，有机械能转化为电能，故机械能减少，B点低于A点.【答案】B5.如图126所示，平行导体滑轨MM、NN水平放置，固定在匀强磁场中，磁场方向与水平面垂直向下.滑线AB、CD横放其上静止，形成一个闭合电路，当AB向右滑动的瞬间，电路中感应电流的方向及滑线CD受到的磁场力方向分别为()【导学号：72000011】图126A.电流方向沿ABCD；受力方向向右B.电流方向沿ABCD；受力方向向左C.电流方向沿ADCB；受力方向向右D.电流方向沿ADCB；受力方向向左【解析】AB向右滑动，根据右手定则知回路中感应电
13、流方向沿ADCB方向，又由左手定则判知CD受安培力方向向右，故C对，A、B、D都错.【答案】C6.如图127所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里.圆形金属环B正对电磁铁A.当导线MN在导轨上向右加速滑动时，(说明：导体棒切割磁感线速度越大感应电流越大)，下列说法正确的是()【导学号：72000012】图127A.MN中电流方向NM，B被A吸引B.MN中电流方向NM，B被A排斥C.MN中电流方向MN，B被A吸引D.MN中电流方向MN，B被A排斥【解析】MN向右加速滑动，根据右手定则，MN中的电流方向从NM，且大小逐渐变大，根据安培定则知，电磁铁A在B处的磁场方向向左，且大小逐渐增强，根据楞次定律
14、知，B环中的感应电流产生的磁场方向向右，B被A排斥，B正确，A，C，D错误.【答案】B磁场中基本定则和定律的应用基本现象应用的定则或规律运动电荷、电流产生磁场安培定则磁场对运动电荷、电流的作用力左手定则电磁感应部分导体切割磁感线右手定则闭合回路磁通量变化楞次定律学业分层测评(二)(建议用时：45分钟)学业达标1.磁场方向如图所示，当闭合电路的一部分导体在磁场中做如图中所示方向的运动时，能产生感应电流的是() 【导学号：72000013】ABCD【解析】感应电流的产生条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，而闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动实际上也是其中的一个特例.A图为闭合电路的一部分导体切割磁感线，则有感应电流产生；B图中导线不切割磁感线，无感应电流产生；在分析C图时，一定要把条形磁铁周围的磁感线分布情况弄清楚，在图示位置，线圈中的磁通量为零，在向下运动的过程中，线圈的磁通量一直为零，磁通量不变，线圈中无感应电流产生；D图中，线圈中的磁通量一直不变，线圈中无感应电流产生.【答案】A2.(多选)如图128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() 【导学号：72000014】图128A.向左拉出和向右拉出时，环中的感应电流方向相反B.向左或向右拉出时，环中感应电流方向
