2016-2017学年高中物理 第1章 电磁感应 第3节 探究感应电流的方向课件 粤教版选修3-2

第三 节 感 应电 流的方向 1 电为 人 类带 来了很大的方便， 发电 的基本原理是 电 磁感 应 ， 发现电 磁感 应现 象的科学家是 ( ) A安培 B赫 兹 C法拉第 D麦克斯 韦 【 答案 】 C 课 前 自主学 习 2关于 电 磁感 应现 象，下列 说 法正确的是 ( ) A只要穿 过电 路中的磁通量 发 生 变 化， 电 路中就一定 产 生 感 应电 流 B只要 导 体相 对 于磁 场 运 动 ， 导 体内一定会 产 生感 应电 流 C只要 闭 合 电 路在磁 场 中做切割磁感 线 运 动 ， 电 路中一定 会 产 生感 应电 流 D只要穿 过闭 合 电 路的磁通量 发 生 变 化， 电 路中一定会 产 生感 应电 流 【 答案 】 D 3一接有 电压 表的矩形 线 圈在匀 强 磁 场 中向右做匀速运 动 ， 如 图 所示，下列 说 法正确的是 ( ) A 线 圈中有感 应电 流， 电压 表有示数 B 线 圈中有感 应电 流， 电压 表没有示数 C 线 圈中无感 应电 流， 电压 表有示数 D 线 圈中无感 应电 流， 电压 表没有示数 【 答案 】 D 【 解析 】 由于矩形 线 圈在匀 强 磁 场 中向右做匀速运 动 ，磁通量不 变 ， 线 圈中无感 应电 流， 电压 表没有示数 一、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 N极、 S极插入、抽 出 线 圈，如下 图 所示， 记录 感 应电 流方向 2 记录 及分析 条形磁 铁 运 动 情况 N极向下 插入 线 圈 N极向下 拔出 线 圈 S极向下 插入 线 圈 S极向下 拔出 线 圈 图 原磁 场 方向 向下 向下 向上 向上 条形磁 铁 运 动 情况 N极向下 插入 线 圈 N极向下 拔出 线 圈 S极向下 插入 线 圈 S极向下 拔出 线 圈 原磁 场 方向 向下 向下 向上 向上 穿 过线 圈 的磁通量 变 化情况 增加 减少 增加 减少 电 流表指 针 偏 转 方向 右偏 左偏 左偏 右偏 条形磁 铁 运 动 情况 N极向下 插入 线 圈 N极向下 拔出 线 圈 S极向下 插入 线 圈 S极向下 拔出 线 圈 感 应电 流的 磁 场 方向 自下而上 自上而下 自上而下 自下而上 感 应电 流在 线 圈中的流 向 (俯 视 ) 逆 时针 顺时针 顺时针 逆 时针 原磁 场 与 感 应电 流 的磁 场 方 向的关系 相反 相同 相反 相同 磁体 间 的 作用情况 排斥 吸引 排斥 吸引 3.归纳结论 当 线 圈内磁通量增加 时 ，感 应电 流的磁 场 阻碍磁通量的增加 ；当 线 圈内磁通量减少 时 ，感 应电 流的磁 场 阻碍磁通量的减 少 二、楞次定律 1内容：感 应电 流的 _总 要 _引起感 应电 流的磁 通量的 _ 2 “阻碍 ”的体 现 凡是磁通量增加引起的感 应电 流，感 应电 流激 发 的磁 场 就阻 碍原来 _；凡是由磁通量的减少引起的感 应电 流，感 应电 流激 发 的磁 场 就阻碍原来 _ 磁 场 阻碍 变 化 磁通量的增加 磁通量的减少 若 电 路不 闭 合，穿 过 回路的磁通量 变 化 时 ，是否 还 会 产 生 “ 阻碍 ”作用？ 【 答案 】 当 电 路不 闭 合 时 ，穿 过 回路的磁通量 变 化 时 ，没有 产 生 感 应电 流，所以就没有其他形式的能量 转 化 为电 能，所以就 没有 “阻碍 ”作用 产 生 三、右手定则 1使用范 围 ：判定 导线 切割磁感 线 _的方 向 2使用方法：伸开右手，使大拇指与其余四个手指 _， 并且都与手掌在同一个平面内； 让 磁感 线 垂直从 _进 入 ，大拇指指向 _的方向，其余四指所指的方向就是 _的方向 产 生感 应电 流 垂直 手心 导线 运 动 感 应电 流 在 电 磁感 应 的 实验 中，我 们 已 经 注意到，不同情况下 产 生的 感 应电 流的方向不同，那么，感 应电 流的方向是由哪些因素 决定的呢？ 【 答案 】 感 应电 流的方向与原磁 场 的方向和原磁通量的 变 化有关 . 1楞次定律的关 键词 是 “阻碍 变 化 ”，那么到底是 “谁 在阻碍 ”“阻碍什么 ”“如何阻碍 ”“为 何阻碍 ”“是否阻止 ”？ 详细 分析 见 下表： 课 堂 优 化整合 楞次定律的理解 谁 在 阻 碍 “感 应电 流的磁 场 ”在阻碍 阻碍 什 么 阻碍的是 “引起感 应电 流的磁 场 的磁通量的 变 化 ”，而 不是阻碍的引起感 应电 流的磁 场 ，也不是阻碍的引 起感 应电 流的磁通量 如何 阻 碍 磁通量增加 时 ，阻碍其增加，感 应电 流的磁 场 方向与 原磁 场 方向相反，起抵消作用；磁通量减少 时 ，阻 碍其减少，感 应电 流的磁 场 与原磁 场 方向一致，起 补偿 作用 为 何 阻 碍 (原 )磁 场 的磁通量 发 生了 变 化 是否 阻 止 “阻碍 ”不是 “阻止 ”，只是延 缓 了磁通量 变 化的快慢， 但 这 种 变 化仍 继续进 行，最 终结 果不受影响 2.楞次定律的推广含 义 对 楞次定律中 “阻碍 ”的含 义 可以推广 为 感 应电 流的效果 总 是 阻碍 产 生感 应电 流的原因： (1)阻碍原磁通量的 变 化 “增反减同 ”； (2)阻碍相 对 运 动 “来拒去留 ”(“敌 ”进 “我 ”退、 “敌 ”逃 “我 ” 追 )； (3)阻碍原 电 流的 变 化 (自感 现 象 ) “增反减同 ”； (4)使 线 圈面 积 有 扩 大或 缩 小的 趋势 “增 缩 减 扩 ” 3左手定 则 和右手定 则 的比 较 比 较 项 目 右手定 则 左手定 则 作用 判断感 应电 流的方 向 判断通 电导线 所受磁 场 力的方 向 已知 条件 已知切割运 动 方向和 磁 场 方向 已知 电 流方向和磁 场 方向 图 例 比 较 项 目 右手定 则 左手定 则 因果 关系 运 动 电 流 电 流 运 动 应 用 实 例 发电 机 电动 机 关于楞次定律，下列 说 法中正确的是 ( ) A感 应电 流的磁 场 方向 总 是与外磁 场 的方向相反 B感 应电 流的磁 场 方向 总 是与外磁 场 的方向相同 C感 应电 流的磁 场 方向取决于磁通量是增大 还 是减小 D感 应电 流的磁 场总 是阻碍原来磁 场 的 变 化 解析： 不能 简单认为 感 应电 流的磁 场 方向和原来磁 场 方向是相 同 还 是相反， 还 要看原磁 场 是如何 变 化的，如果原磁 场 增加 ，感 应电 流 产 生的磁 场 方向与原磁 场 方向相反，阻碍原磁 场 的增加；如果原来磁 场 减小，感 应电 流 产 生的磁 场 方向和原 磁 场 方向相同，阻碍原来的磁 场 减弱，即感 应电 流 产 生的磁 场总 是阻碍原磁 场 的 变 化 答案： CD 例 1 题后反思 楞次定律中感 应电 流的磁 场 和原磁 场 的关系是阻碍原磁 场 的 变 化，并不一定和原磁 场 方向相反，而是看原磁 场 的 变 化情 况来确定是否和原磁 场 方向相同如果原磁 场 是增加的， 则 与原磁 场 方向相反；如果原磁 场 是减小的， 则 和原磁 场 方向 相同 1关于楞次定律，下列 说 法中正确的是 ( ) A感 应电 流的磁 场总 是阻碍原磁 场 的增 强 B感 应电 流的磁 场总 是阻碍原磁 场 的减弱 C感 应电 流的磁 场总 是和原磁 场 方向相反 D感 应电 流的磁 场总 是阻碍原磁通量的 变 化 【 答案 】 D 【 解析 】 楞次定律的内容：感 应电 流的磁 场总 要阻碍引起感 应电 流的磁通量的 变 化，故 选 D. 应 用楞次定律的一般步 骤 ： 1明确研究 对 象是哪个 闭 合 电 路 . 2明确 该电 路原磁 场 的方向和磁通量如何 变 化 3根据楞次定律判定感 应电 流的磁 场 方向 4根据安培定 则 判定感 应电 流的方向 可以概括 为 下面四句 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 指流向 ” 应用楞次定律解题的一般步骤 【 特别提醒 】 运用楞次定律判断感 应电 流的方向的思路可概括 为 以 下流程： 流程 图 中，描述了 “磁通量的 变 化 ”“磁 场 的方向 ”“感 应电 流的 方向 ”三个因素关系，只要知道其中任意两个因素，就可以判 定第三个因素 如下 图 所示， 试 判定当 电键 S闭 合和断开的瞬 间 ， 线 圈 ABCD中的 电 流方向 解析： 此 题 按 “应 用楞次定律的步 骤 ”进 行判定 当 S闭 合 时 ： (1)研究回路是 ABCD，穿 过 回路的磁 场 是 电 流 I产 生的磁 场 ， 方向由安培定 则 判知垂直 纸 面向外 (如 题图 所示 )，且磁通量增 大 例 2 (2)由楞次定律得知感 应电 流磁 场 方向 应 和 B原 相反，即向里 (3)由安培定 则 判知 线 圈 ABCD中感 应电 流方向是 A D C B A. 当 S断开 时 ： (1)研究回路仍是 线 圈 ABCD，穿 过 回路的原磁 场 仍是 电 流 I产 生的磁 场 ，方向向外，且磁通量减小 (2)由楞次定律知感 应电 流磁 场 方向 应 和 B原 相同，即向外 (3)由安培定 则 判知感 应电 流方向是 A B C D A. 答案 ： 当 S闭 合 时 ： 电 流方向是 A D C B A 当 S断开 时 ： 电 流方向是 A B C D A. 题后反思 楞次定律是用来确定感 应电 流方向的，然而定律中没有直接 陈 述感 应电 流方向，只是提及感 应电 流磁 场 的方向 总 是阻碍 引起感 应电 流的磁通量的 变 化，由感 应电 流的磁 场 方向来确 定感 应电 流的方向 2如下 图 所示， MN、 PQ为 同一水平面的两平行 导轨 ， 导轨 间 有垂直于 导轨 平面的磁 场 ， 导 体 ab、 cd与 导轨 有良好的接 触并能滑 动 ，当 ab杆沿 轨 道向右滑 动时 ，根据楞次定律判断 感 应电 流方向的一般步 骤 判断 cd将 ( ) A右滑 B不 动 C左滑 D无法确定 【 答案 】 A 【 解析 】 利用楞次定律判断感 应电 流方向的一般步 骤 是： 判断 原磁 场 的方向； 原磁 场 磁通量的 变 化情况； 感 应电 流磁 场 的方向； 根据右手螺旋定 则 判断感 应电 流的方向 1 应 用 现 象与 规 律比 较 “一定律三定则 ”的应用技巧 基本 现 象 应 用的定 则 或定律 运 动电 荷、 电 流 产 生磁 场 安培定 则 磁 场对 运 动电 荷、 电 流有作用力 左手定 则 电 磁 感 应 部分 导 体做切割磁感 线 运 动 右手定 则 闭 合回路磁通量 变 化 楞次定律 2.应 用技巧 无 论 是 “安培力 ”还 是 “洛 伦兹 力 ”，只要是 “力 ”都用左手判断 “电 生磁 ”或 “磁生 电 ”均用右手判断 (2016山东潍坊临朐中学期末 )如下 图 ，两水平放置的平行 金属板 M、 N放在匀 强 磁 场 中， 导线 ab帖着 M、 N边缘 以速度 v向右匀速滑 动 ，当一 带电 粒子以水平速度 v0射入两板 间 后， 能保持匀速直 线 运 动 ， 该带电 粒子可能 ( ) 例 3 A 带 正 电 、速度方向向左 B 带负电 速度方向向左 C 带 正 电 速度方向向右 D 带负电 速度方向向右 解析： 由右手定 则 可得， M板的 电势 高于 N板的 电势 ，所以 电场 线 的方向向下；粒子做直 线 运 动 ， 电场 力和初速度垂直，故 电场 力和洛 伦兹 力一定平衡，粒子做匀速直 线 运 动 ，如果粒 子 带 正 电 ， 电场 力向下，洛 伦兹 力向上，根据左手定 则 ，磁 感 应 强 度方向垂直向内，所以 带电 粒子向右运 动 ；若粒子 带 负电 ， 电场 力向上，洛 伦兹 力向下，同 样 可以得到磁感 应 强 度方向垂直向内 时 ， 带电 粒子向右运 动 所以 选项 C、 D正确 ， 选项 A、 B错误 答案： CD 3.(2016海南卷 )如 图 ，一 圆 形金属 环 与两固定的平行 长 直 导 线 在同一 竖 直平面内， 环 的 圆 心与两 导线 距离相等， 环 的直 径小于两 导线间 距两 导线 中通有大小相等、方向向下的恒 定 电 流若 ( ) A金属 环 向上运 动 ， 则环 上的感 应电 流方向 为顺时针 方向 B金属 环 向下运 动 ， 则环 上的感 应电 流方向 为顺时针 方向 C金属 环 向左 侧 直 导线 靠近， 则环 上的感 应电 流方向 为 逆 时针 D金属 环 向右 侧 直 导线 靠近， 则环 上的感 应电 流方向 为 逆 时针 【 答案 】 D 【 解析