高中物理第2章第1節(jié)感應(yīng)電流的方向課件

第2章新知預(yù)習(xí)·巧設(shè)計(jì)名師課堂·一點(diǎn)通要點(diǎn)一要點(diǎn)二第1節(jié)創(chuàng)新演練·大沖關(guān)隨堂檢測歸納小結(jié)課下作業(yè)綜合提升要點(diǎn)三[讀教材·填要點(diǎn)]一、探究感應(yīng)電流的方向

1．實(shí)驗(yàn)探究將螺線管與電流計(jì)組成閉合回路，分別將條形磁鐵的N極、S極插入、抽出線圈，如圖2－1－1所示，記錄感應(yīng)電流方向如圖2－1－2所示。圖2－1－1圖2－1－22．實(shí)驗(yàn)記錄圖號(hào)磁場方向感應(yīng)電流方(俯視)感應(yīng)電流的磁場方向歸納總結(jié)甲向下逆時(shí)針

感應(yīng)電流的磁場

磁通量的增加乙向上順時(shí)針

丙向下順時(shí)針

感應(yīng)電流的磁場

磁通量的減少丁向上逆時(shí)針向上向上向下向下阻礙阻礙三、右手定則

1．使用方法伸開右手，讓拇指與其余四指在

，使拇指與并攏的四指

；讓磁感線

手心，使

指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向，其余

所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。

2．適用范圍適用于

電路部分導(dǎo)體

產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況。同一個(gè)平面內(nèi)垂直垂直穿入拇指四指閉合切割磁感線[關(guān)鍵一點(diǎn)]在電磁感應(yīng)中，無論電路是否閉合，都可以假定電路是閉合的，則電路不閉合時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢的方向，跟電路閉合時(shí)感應(yīng)電流的方向是相同的。即感應(yīng)電動(dòng)勢的方向就是感應(yīng)電流的方向，對(duì)于部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，電源部分電流方向是從低電勢指向高電勢的。解析：根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場阻礙的是引起它的磁通量的變化，而不是引起它的磁通量。反過來說，如果磁通量不發(fā)生變化，就沒有感應(yīng)電流的產(chǎn)生，故A選項(xiàng)錯(cuò)，C選項(xiàng)正確。答案：C2.如圖2－1－3所示，閉合金屬圓環(huán)沿垂直于磁場方向放置在有界勻強(qiáng)磁場中，將它從勻強(qiáng)磁場中勻速拉出，以下各種說法中正確的是 (

)A．向左拉出和向右拉出時(shí)，環(huán)中的感應(yīng)電流方向相反圖2－1－3B．向左或向右拉出時(shí)，環(huán)中感應(yīng)電流方向都是沿順時(shí)針方向的C．向左或向右拉出時(shí)，環(huán)中感應(yīng)電流方向都是沿逆時(shí)針方向的D．環(huán)在離開磁場之前，就已經(jīng)有了感應(yīng)電流3．導(dǎo)體在磁場中因切割磁感線而產(chǎn)生了感應(yīng)電流，在如圖2－1－4所示的圖像中，B、v、I方向均正確的是(

)圖2－1－4解析：根據(jù)右手定則可知，D項(xiàng)符合條件，即選項(xiàng)D正確。答案：D1．因果關(guān)系楞次定律反映了電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的因果關(guān)系，磁通量發(fā)生變化是原因，產(chǎn)生感應(yīng)電流是結(jié)果，原因產(chǎn)生結(jié)果，結(jié)果反過來影響原因。3．“阻礙”的表現(xiàn)從能量守恒定律的角度，楞次定律可廣義地表述為：感應(yīng)電流的“效果”總是要反抗(或阻礙)引起感應(yīng)電流的原因。常見的情況有四種：

(1)阻礙原磁通量的變化(增反減同)。

(2)阻礙導(dǎo)體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)(來拒去留)。

(3)通過改變線圈面積來“反抗”(增縮減擴(kuò))。4．應(yīng)用楞次定律解題的一般步驟一般步驟可概括為下列四句話：“明確增減和方向，‘增反減同’切莫忘，安培定則來判斷，四指環(huán)繞是流向?！泵鞔_所研究的閉合回路，判斷原磁場方向判斷閉合回路內(nèi)原磁場的磁通量變化

由楞次定律判斷感應(yīng)電流的磁場方向

由安培定則根據(jù)感應(yīng)電流的磁場方向，判斷出感應(yīng)電流方向

①④③②[名師點(diǎn)睛](1)阻礙不是阻止，最終引起感應(yīng)電流的磁通量還是發(fā)生了變化，是“阻而未止”。

(2)阻礙不是相反。當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁通量增大時(shí)，感應(yīng)電流的磁場方向與引起感應(yīng)電流的磁通量方向相反；當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場方向與引起感應(yīng)電流的磁通量方向相同。

(3)涉及相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，阻礙的是導(dǎo)體與磁體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而不是阻礙導(dǎo)體或磁體的運(yùn)動(dòng)。A．a(chǎn)→b→c→d→aB．d→c→b→a→dC．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→aD．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d[審題指導(dǎo)]應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向時(shí)，關(guān)鍵是分析原磁場方向和穿過回路的磁通量的變化情況。[解析]一開始由下向上的磁通量在減少，由楞次定律可知感應(yīng)電流方向是d→c→b→a→d；越過豎直位置后，反向穿過的磁通量增加，由楞次定律可知，感應(yīng)電流方向不變，B對(duì)。

[答案]

B規(guī)律比較內(nèi)容楞次定律右手定則區(qū)別應(yīng)用用于磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便用于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便聯(lián)系右手定則是楞次定律的特例[名師點(diǎn)睛](1)判斷導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流方向時(shí)用右手定則，判斷該部分導(dǎo)體或其余部分所受安培力方向時(shí)用左手定則，可以簡單總結(jié)為“因動(dòng)而(產(chǎn)生)電用右手(定則)，因電而(產(chǎn)生)動(dòng)用左手(定則)”。

(2)判斷通電直導(dǎo)線、環(huán)形電流及通電螺線管的磁場方向時(shí)雖然也用右手來判斷，但名稱不是右手定則，而是安培定則，五指指向所表示的物理意義也不相同。圖2－1－62．在如圖2－1－6電路中，A、B兩個(gè)線圈繞在同一個(gè)閉合鐵芯上，線圈B與電流表G組成一閉合電路，線圈A的兩端分別與平行的金屬導(dǎo)軌P、Q相連，P、Q處在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌面垂直。試分析判斷：當(dāng)導(dǎo)體棒ab在平行導(dǎo)軌P、Q上向左做(1)勻速、(2)勻加速、(3)勻減速滑動(dòng)時(shí)，是否有電流通過電流表？若有電流通過，其方向如何？[思路點(diǎn)撥]右手定則判定電動(dòng)勢方向

安培定則判定A的磁場

楞次定律判定?中有無電流及其方向

[解析]導(dǎo)體棒ab向左切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生由a到b的感應(yīng)電流，感應(yīng)電流通過線圈A時(shí)，鐵芯中有順時(shí)針方向的磁場，這個(gè)磁場既穿過線圈A，又穿過線圈B。

(1)當(dāng)ab向左做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流都不變。穿過線圈B的磁通量不發(fā)生變化，線圈B中不會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，所以沒有感應(yīng)電流通過電流表。(2)當(dāng)ab向左做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度不斷增大，感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流隨著v增大而增大，穿過線圈B的磁通量也增大，線圈B中將產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，根據(jù)楞次定律，線圈B中感應(yīng)電流的磁場方向應(yīng)朝上。阻礙磁通量增大；運(yùn)用安培定則，線圈B中的電流將由d到c通過電流表G。

(3)當(dāng)ab向左做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過電流表G的感應(yīng)電流方向是由c到d。

[答案]

(1)沒有(2)感應(yīng)電流由d到c通過電流表G

(3)感應(yīng)電流由c到d通過電流表G右手定則的應(yīng)用比較靈活、簡單，對(duì)閉合電路而言，四指指向“電源”內(nèi)部電流方向，而對(duì)不閉合電路，四指則指向“電源”的正極，即高電勢端。圖2－1－71．電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電流的能量(電能)不能無中生有，只能從其他形式的能量轉(zhuǎn)化過

來，外力克服磁場力做功，正是這個(gè)轉(zhuǎn)化的量度，如圖2－1－7所示，當(dāng)條形磁鐵靠近線圈時(shí)，線圈中產(chǎn)生圖示方向的電流，而這個(gè)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場對(duì)條形磁鐵產(chǎn)生斥力，阻礙條形磁鐵的靠近，必須有外力克服這個(gè)斥力做功，它才能移近線圈；當(dāng)條形磁鐵離開線圈時(shí)，感應(yīng)電流方向與圖中所示方向相反，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場對(duì)磁鐵產(chǎn)生引力，阻礙條形磁鐵的離開。這里外力做功的過程就是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程。2．電磁感應(yīng)中的能量守恒“阻礙”的結(jié)果，是實(shí)現(xiàn)了其他形式的能向電能轉(zhuǎn)化，如果沒有“阻礙”，將違背能量守恒定律，可以得出總能量增加的錯(cuò)誤結(jié)論。所以楞次定律體現(xiàn)了在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能的轉(zhuǎn)化與守恒，能量守恒定律也要求感應(yīng)電流的方向服從楞次定律。3．電阻為R的矩形線圈abcd，邊長ab＝L、ad＝h，質(zhì)量為m，自某一高度自由下落，通過一勻強(qiáng)磁場。磁場的方向垂直紙面向里，磁場區(qū)域的寬度為h，如圖2－1－8所示。如果線圈恰好以恒定速度通過磁場，問導(dǎo)線中產(chǎn)生的焦耳熱等于多少？

[思路點(diǎn)撥]解答本題時(shí)要把握勻速通過磁場時(shí)下落的距離以及分析內(nèi)能的來源。圖2－1－8[解析]本題可用Q＝I2Rt來求解，但較復(fù)雜。采用能量守恒的方法來解，則很簡捷，線圈勻速通過磁場時(shí)，線圈的重力勢能的減少量應(yīng)等于線圈產(chǎn)生的焦耳熱，所以Q＝2mgh。

[答案]

2mgh安培力做負(fù)功的過程即是其他形式能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。安培力的功“量度”生成內(nèi)能的多少。1．(對(duì)應(yīng)要點(diǎn)一)某實(shí)驗(yàn)小組用如圖2－1－9所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證楞次定律，當(dāng)條形磁鐵自上而下穿過固定的線圈時(shí)，通過電流計(jì)的感應(yīng)電流方向是 (

)A．自a→G→bB．先a→G→b，后b→G→aC．自b→G→aD．先b→G→a，后a→G→b圖2－1－9解析：磁鐵磁感線的方向是從上到下，磁鐵穿過的過程中，磁通量向下先增加后減少，由楞次定律判斷知，磁通量向下增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場阻礙增加，方向向上，根據(jù)安培定則知感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→G→b；磁通量向下減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場應(yīng)該向下，感應(yīng)電流方向?yàn)閎→G→a。選項(xiàng)B正確。答案：B圖2－1－102.(對(duì)應(yīng)要點(diǎn)二)如圖2－1－10所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌PP′和QQ′都處于同一水平面內(nèi)，P和Q之間連接一電阻R，整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，現(xiàn)在用一水平向右的力F拉動(dòng)垂直于導(dǎo)軌放置的導(dǎo)體棒MN，下列關(guān)于導(dǎo)體棒MN中感應(yīng)電流方向和它所受安培力方向的說法中正確的是(

)①感應(yīng)電流方向?yàn)镹→M②感應(yīng)電流方向?yàn)镸→N③安培力方向水平向左④安培力方向水平向右A．①③B．①④C．②③

D．②④解析：正確應(yīng)用右手定則和左手定則。由右手定則易知，MN中感應(yīng)電流方向?yàn)镹→M。再由左手定則可判知，MN所受安培力方向垂直于導(dǎo)體棒水平向左。故①③說法正確。答案：A圖2－1－113．(對(duì)應(yīng)要點(diǎn)三)如圖2－1－11所示，豎直放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌之間接有定值電阻R，質(zhì)量不能忽略的金屬棒與兩導(dǎo)軌始終保持垂直并良好接觸且無摩擦，棒與導(dǎo)軌的電阻均不計(jì)，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，棒在豎直向上的恒力F作用下加速上升的一段時(shí)間內(nèi)，力F做的功與安培力做的功的代數(shù)和等于(

)A．棒的機(jī)械能增加量B．棒的動(dòng)能增加量C．棒的重力勢能增加量D．電阻R上放出的熱量解析：棒受到重力、恒力F和安培力F安的作用，由動(dòng)能定理WF＋WG＋W安＝ΔEk，得WF＋W安＝ΔEk＋mgh，即力F做的功與安培力做的功代數(shù)和等于機(jī)械能的增加量，