學(xué)高二物理粵教選修同步課件第第節(jié)探究感應(yīng)電流的方向

第三節(jié)探究感應(yīng)電流的方向電磁感應(yīng)

1．理解楞次定律的內(nèi)容，理解楞次定律中“阻礙”二字的含義，能初步應(yīng)用楞次定律判定感應(yīng)電流的方向；2．知道右手定則，并能用右手定則判斷導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向．1．楞次定律：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要______引起感應(yīng)電流的_______．2．楞次定律的另一種表述：感應(yīng)電流的效果______產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因．3．右手定則：(1)內(nèi)容：伸開(kāi)____手，讓大拇指跟其余四指______，并且都跟手掌在__________，讓磁感線從掌心________進(jìn)入，大拇指指向______，其余四指的指向就是導(dǎo)體中_____方向．(2)適用條件：只適用于閉合電路中的部分導(dǎo)體作_____運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向判定．答案：1.阻礙磁通量的變化2．總要阻礙3．(1)右垂直同一平面內(nèi)垂直導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向感應(yīng)電流(2)切割磁感線4．應(yīng)用楞次定律的步驟

a．明確原來(lái)的磁場(chǎng)方向

b．判斷穿過(guò)(閉合)電路的磁通量是增加還是減少

c．根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流(感應(yīng)電動(dòng)勢(shì))的方向

d．用安培定則(右手螺旋定則)來(lái)確定感應(yīng)電流(感應(yīng)電動(dòng)勢(shì))的方向

如圖所示，試判斷當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合和斷開(kāi)瞬間，線圈ABCD中的電流方向．

解析：按照楞次定律的應(yīng)用步驟進(jìn)行判定：當(dāng)S閉合時(shí)：

(1)研究回路是ABCD，穿過(guò)回路的磁場(chǎng)是電流I產(chǎn)生的磁場(chǎng)，方向由右手螺旋定則判斷出是垂直紙面向外，且磁通量增大.(2)由楞次定律得知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向應(yīng)是和原磁場(chǎng)方向相反即垂直紙面向里．

(3)由右手螺旋定則判知感應(yīng)電流方向是B→A→D→C.當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)：

(1)研究回路仍是線圈ABCD，穿過(guò)回路的原磁場(chǎng)仍是I產(chǎn)生的磁場(chǎng)，方向由右手螺旋定則判知是垂直紙面向外，且磁通量減小.(2)由楞次定律知感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向應(yīng)是和原磁場(chǎng)方向相同即垂直紙面向外.(3)由右手螺旋定則判知感應(yīng)電流方向是A→B→C→D.答案：見(jiàn)解析練習(xí)1.如右圖，一載流長(zhǎng)直導(dǎo)線和一矩形框固定在同一平面內(nèi)，線框在長(zhǎng)直導(dǎo)線右側(cè)，且其長(zhǎng)邊與長(zhǎng)直導(dǎo)線平行.已知在

t

=

0

到

t

=

t1

的時(shí)間間隔內(nèi)，直導(dǎo)線中電流

i

發(fā)生某種變化，而線框中的感應(yīng)電流總是沿順時(shí)針?lè)较?；線框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右.設(shè)電流

i

正方向與圖中箭頭所示方向相同，則

i

隨時(shí)間

t

變化的圖線可能是（

）解析：要求框中感應(yīng)電流順時(shí)針，根據(jù)楞次定律，可知框內(nèi)磁場(chǎng)要么向里減弱（載流直導(dǎo)線中電流正向減?。?，要么向外增強(qiáng)（載流直導(dǎo)線中電流負(fù)向增大）.線框受安培力向左時(shí)，載流直導(dǎo)線電流一定在減??；線框受安培力向右時(shí)，載流直導(dǎo)線中電流一定在增大.故答案選A.答案：A考點(diǎn)二右手定則1．內(nèi)容：伸開(kāi)右手，讓大拇指與四指垂直，磁感線垂直穿入掌心，大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，四指指向則為感應(yīng)電流方向．2．正確區(qū)分楞次定律與右手定則的關(guān)系①右手定則是楞次定律的特例，用右手定則求解的問(wèn)題也可用楞次定律求解.②右手定則較楞次定律方便，但適用范圍較窄，而楞次定律應(yīng)用于所有情況.3．右手定則與左手定則的區(qū)別.右手定則：已知導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向，判斷感應(yīng)電流的方向．由運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電流，應(yīng)用：發(fā)電機(jī)．左手定則：已知電流方向和磁場(chǎng)方向，判斷通電導(dǎo)體所受磁場(chǎng)力的方向．由電流產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用：電動(dòng)機(jī).

如圖所示，一個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外．一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框abcd沿紙面由位置1(左)勻速運(yùn)動(dòng)到位置2(右)，則(

)A．導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→aB．導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→aC．導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，受到的安培力水平向右

D．導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，受到的安培力水平向左解析：由右手定則可判斷出導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→a，導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→a.由左手定則可判斷導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，受到的安培力水平向左，導(dǎo)線框離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，受到的安培力水平向左．答案：D練習(xí)2．如圖所示，MN、PQ為同一水平面的兩平行導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面的磁場(chǎng)，導(dǎo)體ab、cd與導(dǎo)軌有良好的接觸并能滑動(dòng)，當(dāng)ab沿軌道向右滑時(shí)，則：(

)A．cd右滑B．cd不動(dòng)C．cd左滑D．無(wú)法確定解析：當(dāng)ab向右滑動(dòng)時(shí)，閉合回路abcd中的磁通量增加，有楞次定律的另一種表述可知，cd應(yīng)向右運(yùn)動(dòng)來(lái)阻礙磁通量的增加．(也可假設(shè)磁場(chǎng)方向后用右手定則和左手定則來(lái)判斷，但較麻煩)．答案：A理解楞次定律的另一種表述：感應(yīng)電流總是反抗產(chǎn)生它的那個(gè)原因.表現(xiàn)形式：a．阻礙原磁通量的變化；增反減同．b．阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，有的人把它稱為“來(lái)拒去留”．c．增縮減擴(kuò)，磁通量增大，面積有收縮的趨勢(shì)，磁通量減小，面積有擴(kuò)大的趨勢(shì)．1．增反減同：當(dāng)原磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向就與原磁場(chǎng)方向相反，當(dāng)原磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方相同．

兩圓環(huán)A、B置于同一水平面上，其中A為均勻帶電絕緣環(huán)，B為導(dǎo)體環(huán)，當(dāng)A以如圖所示的方向繞中心轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度發(fā)生變化時(shí)，B中產(chǎn)生如圖所示方向的感應(yīng)電流，則(

)A．A可能帶正電且轉(zhuǎn)速減小B．A可能帶正電且轉(zhuǎn)速增大C．A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速減小D．A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速增大解析：若A帶正電，則A環(huán)中有順時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎瑒t原磁場(chǎng)垂直A環(huán)向里，而感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向垂直B環(huán)向外，由增反減同，說(shuō)明原磁場(chǎng)在增加，轉(zhuǎn)速在增大；若A環(huán)帶負(fù)電，則A環(huán)中有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?，則原磁場(chǎng)垂直A環(huán)向外，而感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向垂直B環(huán)向外，說(shuō)明原磁場(chǎng)在減小，原電流在減小，轉(zhuǎn)速減?。鸢福?/p>

BC2．來(lái)拒去留：感應(yīng)電流阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，原磁場(chǎng)來(lái)時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要拒之，原磁場(chǎng)離去時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要留之．

如下圖所示，當(dāng)磁鐵突然向銅環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是(

)A．向右擺動(dòng) B．向左擺動(dòng)C．靜止 D．無(wú)法判斷解析：方法一(微元分析法)：畫(huà)出線圈所在處條形磁鐵的磁場(chǎng)分布示意圖，由楞次定律判斷出環(huán)中感應(yīng)電流方向，如圖所示，將環(huán)等效為多段微小直線電流元，取上、下小段電流研究，由左手定則判斷出它們的受力情況如圖所示，由此可知，整個(gè)銅環(huán)受到的合力向右，且環(huán)有向內(nèi)收縮的趨勢(shì)．A正確．方法二(等效法)：磁鐵向右運(yùn)動(dòng)，使銅環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電流后可等效為一條形磁鐵，則兩磁鐵有排斥作用．故A正確．方法三(阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)法)：磁鐵向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，由楞次定律的另一種表述可知，銅環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流總是阻礙導(dǎo)體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，磁鐵跟銅環(huán)之間有排斥作用，故A正確．答案：A練習(xí)3．如圖所示，閉合線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的N極朝下但未插入線圈內(nèi)部．當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)(

)A．線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互吸引B．線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互排C．線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互吸引D．線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互排斥解析：由增反減同，N極向下運(yùn)動(dòng)，原磁通量增加，感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反，由安培定則知感應(yīng)電流方向與圖中箭頭方向相同．由來(lái)拒去留知磁鐵與線圈相互排斥．答案：B3．增縮減擴(kuò)：回路原磁通量增大時(shí)，閉合回路的面積有收縮的趨勢(shì)，原磁通量減少時(shí)，閉合回路面積有擴(kuò)大的趨勢(shì).

如下圖所示，兩個(gè)閉合圓形線圈A、B的圓心重合，放在同一水平面內(nèi)，線圈B中通以圖中所示的交變電流，設(shè)t＝0時(shí)電流沿逆時(shí)針?lè)较?圖中箭頭所示)．對(duì)于線圈A，在t1～t2時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法中正確的是(

)A．有順時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎矣袛U(kuò)張的趨勢(shì)B．有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?，且有收縮的趨勢(shì)C．有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎矣袛U(kuò)張的趨勢(shì)D．有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?，且有收縮的趨勢(shì)解析：t1～t2時(shí)間內(nèi)，B中的電流為順時(shí)針增大，由增反減同，A中的感應(yīng)電流要與B中的電流相反，A中的電流為逆時(shí)針，由增縮減擴(kuò)，A的面積有收縮的趨勢(shì)．答案：D練習(xí)4．水平桌面上放一閉合鋁環(huán)，在鋁環(huán)軸線上方有一條形磁鐵，如下圖所示．當(dāng)條形磁鐵沿軸線豎直向下迅速運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列判斷正確的是(

)A．鋁環(huán)有收縮的趨勢(shì)，對(duì)桌面的壓力增大

B．鋁環(huán)有擴(kuò)張的趨勢(shì)，對(duì)桌面的壓力增大

C．鋁環(huán)有收縮的趨勢(shì)，對(duì)桌面的壓力減小

D．鋁環(huán)有擴(kuò)張的趨勢(shì)，對(duì)桌面的壓力減小解析：鋁環(huán)中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，阻礙磁鐵的插入，阻礙磁通量的增加．所以鋁環(huán)有收縮的趨勢(shì)，以縮小面積來(lái)阻礙磁通量的增加．由牛頓第三定律可知，磁鐵對(duì)鋁環(huán)有向下的作用力．答案：A1.如右圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于圓形線圈指向紙里，a、b、c、d為圓形線圈上等距離的四點(diǎn)，現(xiàn)用外力作用在上述四點(diǎn)，將線圈拉成正方形．設(shè)線圈導(dǎo)線不可伸長(zhǎng)，且線圈仍處于原先所在的平面內(nèi)，則在線圈發(fā)生形變的過(guò)程中(

)A．線圈中將產(chǎn)生abcd方向的感應(yīng)電流

B．線圈中將產(chǎn)生adcb方向的感應(yīng)電流

C．線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向先是abcd，后是adcbD．線圈中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生

解析：由幾何知識(shí)知，周長(zhǎng)相等的幾何圖形中，圓的面積最大．當(dāng)由圓形變成正方形時(shí)磁通量減少．再根據(jù)楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcd，A