2.1 科学探究：感应电流的方向 学案-2021-2022学年高二下学期物理鲁科版（2019）选择性必修第二册

第1节 科学探究：感应电流的方向 学案 学习目标： 1.通过实验探究电流表指针的偏转方向与感应电流方向之间的关系. 2.理解楞次定律，会用楞次定律判断感应电流的方向. 3.理解右手定则，会用右手定则判断感应电流的方向． 基础知识： 一、探究影响感应电流方向的因素 实验目标： 1.探究感应电流方向与哪些因素有关。　 2.学习利用电流计判断感应电流方向的方法。 实验器材 电流计、干电池、开关、保护电阻、导线、螺线管、条形磁铁。 实验原理与设计 如图所示，将磁铁的不同磁极插入、拔出螺线管，观察感应电流方向的变化。通过分析感应电流的方向与磁铁的磁场方向、通过线圈的磁通量的变化之间的关系，探究影响感应电流方向的因素。 实验步骤 1．先明确电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向的关系。 2．观察螺线管上漆包线的绕向。 3．将电流计与螺线管按上图连接好，依次完成以下实验操作，记录观察到的电流计指针偏转情况，填入表中。 项目 磁铁运动及电流方向 相对运动情况 感应电流在 线圈中的方向 数据处理 项目 现象及结论 相对运动情况 感应电流在线圈中的方向 原磁场方向 Φ的变化情况 感应电流的磁场方向(线圈中) 感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系 实验结论 当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同。 二、楞次定律 1．实验现象分析 将螺线管与电流表组成闭合回路，分别将条形磁铁的任一极插入、抽出螺线管，如图所示，记录感应电流方向。 　(a)　　　　　　　　　　(b) 图号 磁场 方向 感应电流 的方向 感应电流的 磁场方向 归纳总结 (a) 向下 逆时针 向上 感应电流的磁场阻碍磁通量的增加 (b) 向下 顺时针 向下 感应电流的磁场阻碍磁通量的减少 2.实验结论 当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反；当穿过螺线管的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同。 3．楞次定律 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 三、右手定则 1．内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向，如图所示。 2．适用范围：适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。 重难点理解： 一、楞次定律的理解 1．因果关系 闭合导体回路中原磁通量的变化是产生感应电流的原因，而感应电流的磁场的产生是感应电流存在的结果，即只有当闭合导体回路中的磁通量发生变化时，才会有感应电流的磁场出现。 2．楞次定律中“阻碍”的含义 3．“阻碍”的表现 从能量守恒定律的角度，楞次定律可广义地表述为：感应电流的“效果”总是要反抗(或阻碍)引起感应电流的原因。常见的情况有三种： (1)阻碍原磁通量的变化(增反减同)。 (2)阻碍导体的相对运动(来拒去留)。 (3)通过改变线圈面积来“反抗”(增缩减扩)。 对阻碍的三点理解 (1)阻碍不是阻止，最终引起感应电流的磁通量还是发生了变化，是“阻而未止”。 (2)阻碍不是相反。当引起感应电流的磁通量增大时，感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反；当引起感应电流的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同。 (3)涉及相对运动时，阻碍的是导体与磁体的相对运动，而不是阻碍导体或磁体的运动。 4．楞次定律的实质 “阻碍”的结果，是实现了其他形式的能向电能转化，如果没有“阻碍”，将违背能量守恒定律，可以得出总能量增加的错误结论。所以楞次定律体现了在电磁感应现象中能的转化与守恒，能量守恒定律也要求感应电流的方向服从楞次定律。 典例1、关于楞次定律，下列说法正确的是 (　　) A．感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 B．感应电流的磁场总是阻止磁通量的变化 C．原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场同向 D．感应电流的磁场总是与原磁场反向，阻碍原磁场的变化 答案　A解析　感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，阻碍并不是阻止，只起延缓的作用，选项A正确，选项B错误；原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场反向，选项C错误；当原磁通量增加时感应电流的磁场与原磁场反向，当原磁通量减少时感应电流的磁场与原磁场同向，选项D错误． 二、楞次定律的应用 1．楞次定律应用四步曲 (1)确定原磁场的方向。 (2)判定产生感应电流的磁通量如何变化(增加还是减少)。 (2)根据楞次定律确定感应