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探究感应电流的方向 图甲 图乙 右偏 左偏 顺时针 逆时针 探究 探究电流表指针偏转方向与通入电流方向的关系 正 入右偏 负 入左偏 结论 请猜一猜 当磁铁插入或抽出的瞬间感应电流的方向 一 感应电流的方向 在存在感应电动势的闭合电路中 感应电流具有一定的流向 那么感应电流的方向是由什么因素来决定的呢 我们将通过演示 归纳总结出结论 探究 感应电流的方向是由什么因素来决定的呢 向下 向下 向上 向上 增加 增加 减少 减少 向上 向下 向上 向下 逆时针 顺时针 顺时针 逆时针 左偏 左偏 右偏 右偏 向下 无 不偏转 无 无 相反 相同 相反 相同 增加 减少 增加 减少 1 分析与归纳 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跟磁铁的磁场方向相同 如图乙 丁所示 当磁铁移近插或入线圈时 线圈中感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反 如图中甲 丙所示 2 推理与结论 当磁铁移近或插入线圈时 穿过线圈的磁通量增加 这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反 阻碍磁通量的增加 当磁铁离开线圈或从中拔出时 穿线圈的磁通量减少 这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同 阻碍磁通量减少 结论 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 相关链接 二 楞次定律 1 楞次定律 感应电流的磁场 总是要阻碍 或反抗 引起感应电流的磁通量的变化 3 感应电流的磁场对原磁通量的变化所起的阻碍作用 不能改变磁通量变化的趋势 仅起到一种延缓作用 1 引起感应电流的磁通量是指原磁通量 2 阻碍 并不是 相反 而是当磁通量增加时 感应电流的磁场与原磁场方向相反 磁通量减少时 感应电流的磁场与原磁场方向相同 2 楞次定律中 阻碍 两字的物理意义是 增反减同 1 楞次定律中 阻碍 的四点理解 2 常见的 阻碍 反抗 有以下四种情况 阻碍原磁通量的变化 增反减同 阻碍相对运动 来拒去留 使线圈面积有扩大或缩小的趋势 增缩减扩 阻碍原电流的变化 自感现象 增反减同 3 由楞次定律可以得到感应电动势的方向 1 存在感应电动势的那部分导体相当于电源 在电源内部的电流方向与电动势方向相同 2 由楞次定律判断出的感应电流方向 就是感应电动势的方向 磁通量增加 感应电流 感应磁场 阻碍 反抗 磁通量的增加 4 应用 3 由楞次定律可以得到感应电动势的方向 1 存在感应电动势的那部分导体相当于电源 在电源内部的电流方向与电动势方向相同 2 由楞次定律判断出的感应电流方向 就是感应电动势的方向 磁通量增加 感应电流 感应磁场 阻碍 反抗 磁通量的增加 4 应用 确定穿过回路原磁场的方向 判断原磁场的磁通量是增加还是减少 判定感应电流的磁场的方向增反减同 判定感应电流的方向 5 用楞次定律判定感应电流方向的一般步骤 1 内容 伸开右手 让拇指跟其余四个手指垂直 并且都跟手掌在一个平面内 让磁感线垂直 或倾斜 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 6 右手定则 3 适用范围 导体切割磁感线 2 作用 判断感应电流的方向与磁感线方向 导体运动方向间的关系 4 研究对象 回路中的一部分导体 5 手势的物理意义 右手定则是应用楞次定律中的特例 在导体做切割磁感线运动时 可以用右手定则简单地判断出感应电流 或感应电动势 的方向 小结 6 区别使用左 右手定则的方法 小技巧 通电受力用左手 运动生电用右手 力 的最后一笔 丿 方向向左 用左手 电 的最后一笔 乚 方向向右 用右手 楞次定律给出了感应电流方向的判断方法 从磁通量变化的角度来看 感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化 从相对运动的角度来看 感应电流的磁场总是阻碍相对运动的进行 右手定则与楞次定律本质是一致的 判断得出的结果相同 例题1 如图所示 当磁铁运动时 流过电阻的电流由A经R到B 则磁铁的运动可能是 A 向下运动B 向上运动C 向左平移D 向右平移 解 用已知的结论应用楞次定律逆向推断产生的原因 相关链接 1 由感应电流方向A R B 应用安培定则得知感应电流在螺线管内产生的磁场方向向下 2 由楞次定律判断得螺线管内的磁通量变化应是向下的减小或向上的增加 3 由条形磁铁的磁感线分布知螺线管内原磁场方向是向下的 故应是磁通量减小 磁铁的向上运动 向左或向右平移都导致通过螺线管内向下的磁通量减小 例题2 如图所示 四根光滑的金属铝杆叠放在绝缘水平面上 组成一个闭合回路 一条形磁铁的S极正对着回路靠近 试分析 1 导体杆对水平面的正压力怎样变化 2 导体杆将怎样运动 解析 磁极接近线圈时 穿过回路的磁通量增大 在闭合回路中出现的感应电流阻碍磁通量的增大 闭合回路有两种作用可阻碍磁通量增加 其一是回路向下退缩 但水平面限制了它不能向下退 因而出现导体杆与水平面间的正压力增大 其二是回路的收缩 由于四根导体杆可以在水平面内运动 所以它们都得相向运动 互相靠近 相关链接 典例3 2012 铜陵高二检测 某磁场的磁感线如图所示 有线圈自图示A位置落至B位置 在下落过程中 自上而下看 线圈中的感应电流方向是 A 始终沿顺时针方向B 始终沿逆时针方向C 先沿顺时针再沿逆时针方向D 先沿逆时针再沿顺时针方向 思路 解答本题时可按以下思路分析 解答 线圈自图示A位置落至虚线位置过程中 原磁场方向向上 向上的磁通量增加 由楞次定律的 增反减同 可知 线圈中感应电流产生的磁场方向向下 应用安培定则可以判断感应电流的方向为顺时针 俯视 同理可以判断 线圈自图示虚线位置落至B位置过程中 向上的磁通量减小 由楞次定律可得 线圈中将产生逆时针的感应电流 俯视 故选C 答案 C 典例4 2012 连云港模拟 如图所示 当磁场的磁感应强度B增强时 内 外金属环上的感应电流的方向应为 A 内环顺时针 外环逆时针B 内环逆时针 外环顺时针C 内 外环均为顺时针D 内 外环均为逆时针 解析 选A 磁场增强 则穿过回路的磁通量增大 故感应电流的磁场向外 由安培定则知电流对整个电路而言应沿逆时针方向 若分开讨论 则外环逆时针 内环顺时针 A正确 典例5 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 A 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 选A 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 典例6 2012 厦门高二检测 如图所示 螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上 当B中通过的电流I减小时 圆环A有缩小的趋势 圆环A有扩张的趋势 螺线管B有缩短的趋势 螺线管B有伸长的趋势A B C D 解析 选B 当螺线管B中通过的电流减小时 穿过圆环A的磁通量减小 圆环A中产生感应电流 由于螺线管内外磁场的方向相反 由楞次定律可以判断出圆环A有缩小的趋势 故 正确 螺线管B中相邻线圈中的电流减小导致引力减小 故螺线管有伸长的趋势 故 正确 故应选B 典例7 2012 亳州高二检测 如图所示 当条形磁铁做下列运动时 线圈中的感应电流方向应是 从左向右看 A 磁铁靠近线圈时 电流方向是逆时针的B 磁铁远离线圈时 电流方向是顺时针的C 磁铁向上平动时 电流方向是逆时针的D 磁铁向上平动时 电流方向是顺时针的 解析 选C 当磁铁靠近线圈时 线圈的原磁场方向向左 磁通量增加 由楞次定律得 线圈中感应电流的磁场方向应该向右 根据安培定则可判断感应电流方向沿顺时针 A错 磁铁远离线圈时 磁通量减少 感应电流方向是逆时针的 B错 磁铁向上平动时 线圈内磁通量减少 感应电流的磁场方向与原磁场方向相同 水平向左 由安培定则知感应电流的方向沿逆时针 C正确 D错误 例题8 如图所示 导轨间的磁场方向垂直于纸面向里 当导线MN在导轨上向右加速滑动时 正对电磁铁A的圆形金属环B中 A 有感应电流 且B被A吸引B 无感应电流C 可能有 也可能没有感应电流D 有感应电流 且B被A排斥 解题 解答本题应注意以下三点 1 导线MN切割磁感线运动时 应用右手定则来判断感应电流的方向 2 结合导线MN的运动情况判断电磁铁A的磁场变化及通过金属环B的磁通量的变化情况 3 利用楞次定律判断金属环B中电流方向及磁场方向 从而确定B的受力情况 解答 选D MN向右加速滑动 根据右手定则 MN中的电流方向从N M 且大小在逐渐变大 根据安培定则知 电磁铁A的左端为N极 且磁场强度逐渐增强 根据楞次定律知 B环中的感应电流产生的内部磁场方向向右 B被A排斥 故D正确 典例9 双选 如图所示 水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ MN MN的左边有一闭合电路 当PQ在外力的作用下运动时 MN向右运动 则PQ可能 A 向右加速运动B 向左加速运动C 向右减速运动D 向左减速运动 思路 解答本题可按以下思路分析 解答 MN向右运动 说明MN受到向右的作用力 ab中的电流在MN处所产生的磁场垂直纸面向