内容正文:
第二章 电磁感应
第一节 感应电流的方向
粤教版 选择性必修第二册
线圈与电流表相连,把磁体的某一个磁极向线圈中插入、从线圈中抽出时,电流表的指针发生了偏转,但两种情况下偏转的方向不同,这说明感应电流的方向并不相同。感应电流的方向与哪些因素有关?
【实验与探究】
实验一:设计如图所示电路,探究电流表指针的偏转方向与通入电流方向的关系。
一、影响感应电流方向的因素
【实验与探究】
实验二:改变磁极方向和磁极运动方向,组成四种不同的实验操作方案。
一、影响感应电流方向的因素
总结:(1)当原磁通量 增加时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反;
(2)当原磁通量 减小时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同。
二、楞次定律
内容:闭合回路中感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
逻辑关系:
原磁通量 改变
产生感应电流
产生感应磁场
例题1:法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示。软铁环上绕有M、N 两个线圈,当线圈M电路中的开关断开的瞬间,线圈N中的感应电流沿什么方向?
【思考问题】
(1)线圈N中,原磁场的方向是怎样的?
(2)开关断开瞬间,线圈N中的磁通量是增大还是减小?
(3)线圈N产生的感应电流的磁场如何阻碍原磁通量的变化呢?
(4)线圈N产生的感应电流的磁场方向应当是怎样的?
【讨论与交流】通过例题1,我们如何理解楞次定律中“阻碍”一词的含义?
问题1:谁阻碍谁?
问题2:阻碍什么?
问题3:如何阻碍?
问题4:阻碍效果?
感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化。
阻碍的是磁通量的变化,而不是磁通量本身。
磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反;磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同,即“增反减同”。
阻碍只是延缓了磁通量的变化,而不是阻止它的变化,变化仍将继续进行。
情境:如图,将条形磁铁插入线圈。
【思考问题】
(1)条形磁铁与线圈之间存在怎样的相互作用力?
(2)将磁铁插入线圈的过程中,线圈对磁铁做功吗?做什么功?
(3)在磁体插入线圈的过程中,能量转化情况是怎样的?
例题2:如图所示是必修第三册探究感应电流产生条件的一种实验方案。请利用该实验方案中的器材,设计一个验证楞次定律的实验,写出实验步骤