感生电流的方向

1、感生电流的方向 楞次定律教学目的1引导学生进行探索性的实验，根据实验结果得出感生电流方 向判断的方法一一楞次定律。2. 通过实验的探索，培养学生的实验操作、观察能力和分析、 归纳、总结的逻辑思维能力。3. 使学生正确理解楞次定律，知道楞次定理是能量守恒定律的 一种反映。4. 掌握和运用楞次定理来判断一些电磁感应现象中感生电流方 向的问题。教学过程教具1教师演示用器材：大型电流表一个，条形磁铁一支，表明导 线绕向的螺线管一个，导线若干。2. 学生用实验器材（每人一套或两人共用一套）：条形磁铁一支，电流表一个，原、副线圈各一个，干电池一节，电键一个，变阻 器一个，导线若干。3. 电脑、大屏幕投影仪

2、各一台，多媒体课件一个（几何画板制 作）。一、复习提问引入新课师：通过上一节课的学习，我们已经得出了电路中产生感生电 流的条件，请同学们回忆，并叙述一下感生电流产生的条件。生：穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会有感生 电流产生。讲述刚才演示中，每次磁铁动作相同情况教师出示演示电流计、螺线管和磁铁，提醒学生注意观察。 演示重复演示图1所示的实验。下，感生电流方向都相同；磁铁的动作改变了，感生电流的方向也跟着发生了变化。可见感生电流的方向是有规律的现在请同学们进行下面的实验，然后再对实验的结果进行分析、实验探究教师讲解与学生实验1.实验准备查明电流表指针的偏转方向与电流方向的关系，搞清螺

3、线管导 线的绕向。2.学生实验探究2、3、4、5、和表 1。用投影仪打出图UiUiUiUi图2图3图4图5表1实验 操作原磁场B1方向原磁通量1变化感生电流I2方向感生电流 磁场B2方向B2 与 B 1的关系N向下插入插入不动向上拉出向下插入插入不动S向上拉出指导学生完成实验，并作图和填表按图1连接线路，分别完成表格1中的实验操作。根据实验结 果师生分别在投影图和实验报告上将图 25中感生电流方J方向、 原磁场B1的磁力线（用实线表示）、感生电流磁场 B2的磁力线 （用虚线表示）先后依次画出，如图 69所示。3.师生校对实验结果用投影仪打出图6、& 9、1和表2,进行校对。C'

4、6图6图7图8图9实验 操作原磁场Bi方向原磁通量i变化感生电流12方向感生电流 磁场B2方向B2与 B 1的关系N向下插入向下增加af Gf b向上阻碍增加N插入不动向下不变无无 b2N向上拉出向下减少bf Gf a向下阻碍减少S向下插入向上增加bf Gf a向下阻碍增加S插入不动向上不变无无 B2S向上拉出向上减少af Gf b向上阻碍减少4. 找出实验规律根据实验现象，教师帮助学生得出正确、简明的结论。师：在以上实验中，感生电流的磁场方向与引起感生电流的磁 场方向有时相同，有时相反，以图 6、7、8、9所示的实验为例， 请同学们考虑，在什么情况下两者的方向相同？在什么情况下两者 的方向相

5、反？生：弓I起感生电流的磁场的磁通量 i增加时，感生电流磁场的 磁通量2与1反向；引起感生电流的磁场的磁通量 1减少时，感生电流磁场的磁通量2与1同向师：说得很好。上面得出的结论具有普遍意义，这里要抓住物 理现象本质的规律一一感生电流磁场的磁通量与原磁场磁通量变化 的关系。三、归纳得到规律1教师启发分析问题的思路讲述前面已经知道：当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中就有感生电流产生。现在，我们再来根据实验的结果来 得出判断感生电流方向的规律。由于电流方向和它所形成的磁场方 向是有确定的规律的，因此，如果能够确定感生电流的磁场的方 向，便能够确定感生电流的方向。2.归纳实验结果，得出感生电流

6、方向的规律根据实验现象所反映的物理本质的规律，请学生得出确定感生电流方向的具有普遍意义的规律并加以叙述，教师予以评价、修正，在此基础上得出楞次定理的完善表述。板书 楞次定理 一一感生电流的磁场总是要阻碍引起感生 电流的磁通量的变化。四、实验验证、练习巩固1. 预测图10实验的结果并验证师：现在，请同学们根据上面得出的规律，进行下面实验中感生电流方向的预测和验证。图12 （ K断开时）用投影仪打出图10和表3 表3 （图10实验）实验 操作原磁场B1方向原磁通量1变化感生电流 磁场B2方向B2与 B 1的关系感生电流12方向闭合电键时闭合电键后断开电键时n讲述根据前面的实验结果来预测实验的结果，

7、但这里没有 上一组实验中磁铁和线圈间明显的相对运动，预测时应抓住上面实验现象反映的实质联系一一感生电流的磁通量2的方向与引起感生电流的磁通量1变化的关系。由学生进行预测、独立实验验。师生校对实验结果 用投影仪打出图11、12和表4,进行校对表 4 （图 11、12）实验操作原磁场B1方向原磁通量1变化感生电流 磁场B2方向R与B 1的关系感生电流 丨2方向闭合电键时向上增加向下阻碍增加A a闭合电键后向上不变无B 2无12断开电键时向上减少向上阻碍减少A b2. 练习巩固（投影仪打出练习题）练习题:如图14所示，一导体圆环Q套在水平光滑杆ab 上，当把条形磁铁P插向圆环，圆环将发生怎样的运动？

8、如把条形B14磁铁抽出时，圆环又将发生怎样的运动？解:当条形磁铁插向圆环时将引起圆环 内磁通量的变化，继而在圆环内产生感生电 流；而电流圆环要受到条形磁铁的磁场力作 用，发生运动状态的改变。假定靠近圆环磁极为N极，当磁铁插向圆环时，圆环内向左的 磁通量增加；圆环感生电流的磁通量阻碍它的增加，故感生电流的 磁通量向右。形成电流后的圆环，用安培定则可判定圆环电流右端 磁极为N极，根据同名磁极相互排斥，得出：圆环 Q将向左加速运 动。若条形磁铁抽出时，圆环内向左的磁通量减少，圆环感生电流 的磁通量阻碍它的减少，感生电流的磁通量向左。圆环电流磁场右 端为S极，异名磁极相互吸引，得出：圆环 Q将向右加速

9、运动。若条形磁铁靠近圆环的一端为 S极时，同理分析，仍可得出结 论：磁铁插向圆环，圆环向左（“躲避”）运动；磁铁抽出时，圆 环向右（“紧跟”）运动。五、课堂小结1正确理解楞次定理:讲述“感生电流磁场总是要阻碍引起感生电流的磁通量的 变化”这句叙述中，要注意理解“阻碍”、“变化”几个字的含 义。感生电流的磁场总是要阻碍引起感生电流的磁通量的变化 不是阻碍引起感生电流的磁场。因此，不能认为感生电流的磁场的 方向和引起感生电流的磁场方向相反。这里的“阻碍”体现为：当引起感生电流的磁通量增加时，感 生电流的磁场方向与引起感生电流的磁场方向相反感生电流的磁通量阻碍了引起感生电流的磁通量的增加；当引起感生

10、电流的磁通量减少时，感生电流磁场方向与引起感生电流的磁场方向相同，感 生电流的磁通量阻碍了引起感生电流的磁通量的减少；当回路中的 磁通量不变时，则没有“变化”需要阻碍，故此时没有感生电流的 磁场，也就没有感生电流。师：下面请同学们看一下电磁感应现象的模拟过程，注意 的如图15所示变化与I方向之间的关系。用多媒体课件进行演示,讲述“阻碍”不 是“阻止”。不能认为由 于有感生电流磁场的出现， 回路中的磁通量就不变化 了。事实上，感生电流的 磁场只是使回路中的磁通量的变化变慢了一些，而不是使得回路中的总磁通图15量维持不变，要是总磁通量维持不变，感生电流的磁场也就不可能 出现了。2.楞次定理是符合能

11、量守恒定律的讲述对于图4所示的情况，我们现在从能量转换的角度来 分析一下。图4螺线管中用楞次定理得出的感生电流所形成的磁 场，在螺线管上端为N极，这个N极将排斥外来的条形磁铁的运 动，条形磁铁受此排斥力的作用而运动速度逐渐减小，即动能要减 少；要维持其运动速度则需要有外力对磁铁做功。可见，电磁感应 现象中线圈的电能是外部的机械能通过做功转化而来的。因此，楞 次定理与能量转换与守恒规律是相符合的。反之，我们可以设想一下，若图5中感生电流方向与用楞次定 理判断得出的方向相反，则螺线管的磁场将与条形磁铁相互吸引， 这样条形磁铁的速度会愈来愈大。也就是说在电路获得电能的同 时，磁铁的动能也增加了。这时，对于电路和磁铁组成的系统来 说，它将找不到是由什么能量转化而来的，电能和动能是凭空产生 了，这显然与自然界最基本的规律之一一能量守恒定律相违背。3. 运用楞次定理的一般步骤讲述有了楞次定律，便可以用它来判断感生电流的方向。 运用楞次定律时，应遵循以下的步骤：搞清引起感生电流的磁场的方向及变化，一由楞次定理得出感生电流的磁场方向，一再根据安 培定则判断确定感生电流的方向。再一次借