【教案】粤教版高中物理选修（3-2）第一章《感应电流的方向》学案.docVIP

学案2　感应电流的方向 [学习目标定位] 1.正确理解楞次定律的内容及其本质.2.掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式.3.能够熟练运用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向． 1．安培定则(适用于直导线)：用右手握住通电直导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向． 2．安培定则(适用于环形电流及通电螺线管)：用右手握住导线，让弯曲的四指所指的方向跟环形电流的方向一致，那么伸直的大拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向． 一、感应电流的方向 实验表明，磁通量增加时，感应电流磁场方向与原磁场方向相反；磁通量减少时，感应电流磁场方向与原磁场方向相同． 二、楞次定律 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化． 三、右手定则 伸开右手，让拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，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是感应电流的方向． 一、楞次定律 [问题设计] 根据如图1甲、乙、丙、丁所示进行电路图连接与实验操作，并填好实验现象记录表格． 图1 甲 乙 丙 丁 条形磁铁运动的情况 N极向下 插入线圈 S极向下 插入线圈 S极向上 拔出线圈 N极向上 拔出线圈 原磁场方向(向上或向下) 向下 向上 向下 向上 穿过线圈的磁通量变化情况(增加或减少) 增加 增加 减少 减少 感应电流的方向(在螺线管上方俯视) 逆时针 顺时针 顺时针 逆时针 感应电流的磁场方向(向上或向下) 向上 向下 向下 向上 原磁场与感应电流磁场的方向关系 相反 相反 相同 相同 (1)请根据上表所填内容分析，感应电流的磁场方向是否总是与原磁场方向相反或相同？什么时候相反？什么时候相同？感应电流的磁场对原磁场磁通量变化有何影响？ (2)分析当磁铁靠近或远离线圈时两者的相互作用有什么规律？ 答案　(1)不一定，有时相反，有时相同；闭合回路中原磁场的磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反；闭合回路中原磁场的磁通量减少时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同；感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化． (2)当条形磁铁插入时，磁铁与线圈的磁极是同名磁极相对；当条形磁铁拔出时，磁铁与线圈的磁极是异名磁极相对．即：两者靠近时，相互排斥；两者远离时，相互吸引．感应电流总要阻碍原磁场的相对运动． [要点提炼] 1．楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化． 2．楞次定律中“阻碍”的含义： (1)谁起阻碍作用——感应电流的磁场 (2)阻碍什么——阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身． (3)如何阻碍——当原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，“阻碍”不是感应电流的磁场与原磁场的方向相反，而是“增反减同”． (4)阻碍效果——阻碍并不是阻止，结果是增加的还增加，减少的还减少，只是延缓了原磁场的磁通量的变化． 3．从相对运动的角度看，感应电流的效果是阻碍相对运动(来拒去留)． [延伸思考]　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？ 答案　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． 二、楞次定律的应用 [问题设计] 在长直通电导线附近有一闭合线圈abcd，如图2所示．当直导线中的电流强度I逐渐减小时，试判断线圈中感应电流的方向． 图2 请从解答此题的实践中，总结出用楞次定律判定感应电流方向的具体思路． 答案　线圈abcd中感应电流方向为顺时针． 若要判定感应电流方向，需先弄清楚感应电流的磁场方向．根据楞次定律“阻碍”的含义，则要先明确原磁场的方向及其磁通量的变化情况． [要点提炼] 应用楞次定律判断感应电流方向的步骤： (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． 三、右手定则 [问题设计] 如图3所示，导体棒ab向右做切割磁感线运动． 图3 (1)请用楞次定律判断感应电流的方向． (2)能否找到一种更简单的方法来判断闭合回路中部分导体切割磁感线产生的电流的方向呢？(提示：研究电流I的方向、原磁场B的方向、导体棒运动的速度v的方向三者之间的关系) 答案　(1)感应电流的方向a→d→c→b→a. (2)可以用右手定则来判断． [要点提炼] 1．右手定则是楞次定律的特例． (1)楞次定律适用于各种电磁感应现象，对于磁感应强度B随时间t变