資源簡介

(共38張PPT)
第二章 電磁感應
2.1科學探究：感應電流的方向
教學目標
CONTENT
01
02
03
會對實驗結果進行記錄并歸納總結
理解實驗探究的思路,掌握實驗探究的步驟
理解并掌握楞次定律和右手定則
新課引入
線圈與電流表相連，把磁體的某一個磁極向線圈中插入、從線圈中拉出時，電流表的指針發(fā)生了偏轉，但兩種情況下偏轉的方向不同，這說明感應電流的方向并不相同。感應電流的方向與哪些因素有關呢？
+
G
N
S
2. 實驗器材
電流計、干電池、開關、保護電阻、導線螺線管、條形磁鐵
3.實驗原理與設計
將磁鐵的不同磁極插入、拔出螺線管，觀察感應電流方向的變化。通過分析感應電流的方向與磁鐵的磁場方向、通過線圈的磁通量的變化之間的關系，探究影響感應電流方向的因素
實驗探究
1. 實驗目的
（1）探究感應電流方向與哪些因素有關；
（2）學習利用電流計判斷感應電流方向的方法。
探究影響感應電流方向的因素
一
4.實驗步驟
①條形磁鐵插入線圈，線圈內磁通量增加
圖號 磁體磁場 的方向 感應電流的方向（俯視） 感應電流的 磁場方向 歸納總結
甲
乙 向下
向上
逆時針
順時針
向上
向下
感應電流的磁場阻礙磁通量的
增加
5.數據分析
圖號 磁體磁場 的方向 感應電流的方向（俯視） 感應電流的 磁場方向 歸納總結
丙
丁 向下
向上
順時針
逆時針
向下
向上
感應電流的磁場阻礙磁通量的
減少
②條形磁鐵從線圈中抽出，線圈內磁通量減少
6. 實驗結論
表述一：
①當線圈內磁通量增加時，感應電流的磁場與原磁場方向相反。
②當線圈內磁通量減少時，感應電流的磁場與原磁場方向相同。
表述二：
當條形磁鐵靠近線圈時，兩者相斥（來者拒）；當條形磁鐵遠離線圈時，
兩者相吸（去者留）。
迷你實驗室：
將螺線管、磁鐵、發(fā)光二極管等，連接成如圖所示的電路，探索感應電流的方向與磁鐵的磁場方向、磁通量變化之間的關系。
探索感應電流的方向
B感
Φ原
增
減
與
B原
與
B原
阻礙
變化
反
同
楞次定律
二
知能提升
感應電流的磁場
總要
阻礙
引起感應電流的
磁通量的變化。
1.楞次定律 ：感應電流具有這樣的方向：
楞次
2.理解“阻礙”：
①誰在阻礙
②阻礙什么
（阻礙不一定相反、阻礙不是阻止）
③如何阻礙
感應電流的磁場
引起感應電流的原磁場磁通量的變化
“增反減同”
使磁通量的變化變慢
④結果如何
3.判斷感應電流方向的步驟：
N
明確原磁場方向
明確穿過閉合電路磁
通量是增加還是減少
根據楞次定律確定感
應電流的磁場方向
利用安培定則判斷感應電流方向
迷你實驗室：
在鋁管（或銅管）中，從同一高度分別釋放磁性很強的磁體和木塊，做一做，你能發(fā)現什么？
磁體比木塊落的慢！
如圖所示，假定導體棒CD向右運動。
1. 我們研究的是哪個閉合導體回路？
2. 當導體棒CD向右運動時，穿過這個閉合導體回路的磁通量是增大還是減小？
3. 感應電流的磁場應該是沿哪個方向的？
4. 導體棒CD中的感應電流是沿哪個方向的？
思考與討論：
CDEF回路
增大
垂直紙面向外
由C→D
有沒有更加簡潔的判斷方法？
右手定則
三
知能提升
1. 內容
伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一平面內；讓磁感線從掌心進入，并使拇指指向導線運動的方向，這時四指所指的方向就是感應電流的方向。
2. 適用條件
只適用于閉合電路中的部分導體做切割磁感線運動時產生的感應電流方向的判斷。
注意：
做“切割”運動的那段導體中，感應電流方向就是感應電動勢方向，由低電勢指向高電勢，因為這段導體相當于電源的內電路。
3. 楞次定律與右手定則的比較
楞次定律 右手定則
區(qū) 別 研究對象 整個閉合導體回路 閉合導體回路的一部分，即做切割磁感線運動的導體
適用范圍 各種電磁感應現象 只適用于一段導體在磁場中做切割磁感線運動的情況
應用 用于磁感應強度隨時間變化而產生的電磁感應現象較方便 用于導體切割磁感線產生的電磁感應現象較方便
聯系 右手定則是楞次定律的特例 思考與討論：
用磁體的任意一極去靠近鋁環(huán)，會產生什么現象？把磁極從靠近鋁環(huán)處移開，會產生什么現象？
本質：阻礙磁通量的增加
拓展學習：
楞次定律的表現形式
情景1 ：法拉第最初發(fā)現電磁感應現象的實驗如圖所示，軟鐵環(huán)上繞有A、B兩個線圈，當A線圈電路中的開關斷開的瞬間，線圈B中的感應電流沿什么方向
G
S
A
B
G
S
A
B
同向
B
感
I感
“增反減同”
情景2 ：磁鐵靠近或者遠離線圈
感應電流的磁場總要阻礙相對運動.
“來拒去留”
情景3 ：如圖所示,平行光滑金屬導軌A、B上放置兩根銅棒a、b.當磁鐵N極（或S極）從上向下插入（或拔出）銅棒a 、b中時，銅棒a、b是否會運動 如果運動將怎樣運動？
a
b
A
B
N
Ｓ
插入：銅棒ab靠近
拔出：銅棒ab遠離
“增縮減擴”
1.“增反減同”、 “來拒去留”、 “增縮減擴”,這些現象的共同本質是什么？
阻礙原磁場磁通量的變化
楞次定律是能量守恒定律在電磁感應現象中的反映
2. 這些現象的背后原因是什么
交流與小結：
典例精析
例1.在探究影響感應電流方向的因素實驗中，小明設計了下表來記錄實驗結果并完成了第一次實驗，如圖所示，下列分析中錯誤的是（ ）
A．①處應填寫：感應電流的磁場方向 B．②處應填寫：向下
C．③處應填寫：順時針（俯視） D．④處應填寫：向上
線圈內磁通量增加時的情況 實驗序號 磁體磁場方向 感應電流的方向 ①
— ② ③ ④

D．根據C中分析可知，感應電流的磁場方向與原來磁體的磁場方向相反，故感應電流的磁場方向向上，故④處應填寫：向上，故D正確，不符合題意。
A．由于本實驗是探究影響感應電流方向的因素，首先要弄清原來磁場即磁體磁場的方向和感應電流磁場方向，總結兩個磁場方向的關系，得到相應的規(guī)律；故①處應填寫：感應電流的磁場方向，故A正確，不符合題意；
B．根據條形磁鐵的磁場方向，在磁鐵的外部是由N極指向S極，在磁鐵內部是由S極指向N極，故表格中②處所填的磁體磁場的方向向下，故B正確，不符合題意；
C．由于穿過線圈的原磁鐵的磁場的磁通量向下增大，根據楞次定律可知，感應電流的磁場方向與原來磁體的磁場方向相反，故感應電流的方向為逆時針(俯視)，故③處應填寫：逆時針(俯視)，故C錯誤，符合題意；
例2. 如圖所示，一根條形磁鐵自左向右穿過一個閉合螺線管，則電路中(　 　)
A．始終有感應電流自a向b流過電流表G
B．始終有感應電流自b向a流過電流表G
C．先有a→G→b方向的感應電流，后有b→G→a方向的感應電流
D．將不會產生感應電流
解析：條形磁鐵從左邊進入螺線管的過程中，在螺線管內產生的磁場方向向右，且穿過螺線管的磁通量不斷增加，根據楞次定律，產生的感應電流的方向是a→G→b；
條形磁鐵從螺線管中向右穿出的過程中，在螺線管中產生的磁場方向仍向右，穿過螺線管的磁通量不斷減小，根據楞次定律，產生的感應電流的方向是b→G→a，故C正確。
C
課堂小結
二. 楞次定律
三.右手定則
感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。
一. 探究影響感應電流方向的因素
圖號 磁體磁場的方向 感應電流的方向（俯視） 感應電流的磁場方向 歸納總結
甲
乙
跟蹤練習
1．在“探究影響感應電流方向的因素”的實驗中，用靈敏電流計和線圈組成閉合回路，通過“插入”和“拔出”磁鐵，使線圈中產生感應電流。已知在圖甲中，電流計指針向左偏轉，則對下圖所示的實驗過程，說法正確的是（ ）
A．甲圖中感應電流產生的磁場方向向下
B．乙圖中電流計指針向左偏轉
C．乙圖和丙圖中磁鐵受到線圈作用力的方向都向下
D．丙圖和丁圖中電流計指針的偏轉方向不同
解析：
A．甲圖中穿過線圈向下的磁通量增大，故感應電流產生的磁場方向向上，A錯誤；
B．乙圖中穿過線圈向上的磁通量增大，故感應電流產生的磁場方向向下，和甲圖相反，向右偏，B錯誤；
C．根據安培定則可知乙圖磁鐵受到向上的作用力，丙圖磁鐵受到向下的作用力，C錯誤；
D．丙圖中穿過線圈向下的磁通量增大，感應電流產生的磁場方向向下，與甲圖相反，感應電流向右偏，丁圖中穿過向上的磁通量減小，感應電流產生的磁場方向向上，感應電流向左偏，故D正確。
故選D。
2．如圖所示是探究感應電流方向與哪些因素有關的實驗示意圖。
(1)比較甲、乙兩圖可知感應電流方向與 有關；
(2)比較甲、丙兩圖可知感應電流方向與 有關。
導體切割磁感線方向
磁場的方向
v
v
v
(1)感應電流的方向跟磁場方向和導體切割磁感線運動的方向有關，改變磁場方向或改變導體切割磁感線方向都會改變感應電流的方向；比較甲、乙兩圖，磁場的方向相同，而圖中導體切割磁感線方向改變了，使電流表指針方向反偏了，可知感應電流方向與導體切割磁感線方向有關；
(2)比較甲、丙兩圖可知導體切割磁感線方向相同，而圖中改變了磁場的方向，使電流表指針方向反偏了，可知感應電流方向與磁場的方向有關。
v
v
v
解析：
3.我們可以通過實驗探究電磁感應現象中感應電流方向的決定因素和遵循的物理規(guī)律。以下是實驗探究過程的一部分。
(1)如圖甲所示，當磁鐵的N極向下運動時，發(fā)現電流表指針偏轉，若要探究線圈中產生感應電流的方向，必須知道 。
(2)如圖乙所示，實驗中發(fā)現閉合開關時，電流表指針向右偏，電路穩(wěn)定后，若向右移動滑動觸頭，此過程中電流表指針向________偏轉（選填“左”或“右”）。
電流表指針偏轉方向與電流方向間的關系
左
(1)如圖甲所示，當磁鐵的N極向下運動時，發(fā)現電流表指針偏轉，若要探究線圈中產生感應電流的方向，必須知道電流表指針偏轉方向與電流方向間的關系；
(2)如圖乙所示，實驗中發(fā)現閉合開關時，穿過線圈B的磁通量增加，電流表指針向右偏；電路穩(wěn)定后，若向右移動滑動觸頭，通過線圈A的電流減小，磁感應強度減小，穿過線圈B的磁通量減小，電流表指針向左偏轉。
解析：
4、一水平放置的矩形閉合線圈abcd，在細長磁鐵的N極附近豎直下落，由圖示位置Ⅰ經過位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和位置Ⅲ都很靠近位置Ⅱ ．在這個過程中，線圈中感應電流( )　　　　　　
A.沿abcd流動
B.沿dcba流動
C.從Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流動，從Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流動
D.從Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流動，從Ⅱ到Ⅲ是 沿abcd流動
逆時針
逆時針
解析:磁通量先減小，后增加，電流方向逆時針，答案選B
5.（多選）如圖所示，光滑平行金屬導軌PP′ 和QQ′ 都處于同一水平面內，P和Q之間連接一電阻R，整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中。現在將垂直于導軌放置一根導體棒MN，用一水平向右的力F拉動導體棒MN，以下關于導體棒MN中感應電流方向和它所受安培力的方向的說法正確的是( 　 )
A．感應電流方向是N→M
B．感應電流方向是M→N
C．安培力水平向左
D．安培力水平向右
AC
解析:以導體棒MN為研究對象，導體棒所處位置磁場方向向下、運動方向向右。根據右手定則判斷可知，導體棒MN中感應電流方向N→M，再根據左手定則判斷可知，MN所受的安培力方向水平向左,故選項A、C正確，D錯誤。
R
P
Q
P /
M
N
Q/
B
F
6.導線框abcd與直導線在同一平面內，直導線中通有恒定電流I，當線框自左向右勻速通過直導線的過程中，線框中感應電流如何流動？
I
垂直紙面向外的磁通量增大，先是順時針，
a
b
d
v
c
垂直紙面向里的磁通量增大，然后為逆時針，
垂直紙面向里的磁通量減小，最后為順時針。
本節(jié)內容結束

展開更多......

收起↑