同学们好，今天我们一起学习电磁感应，我们将从以下三个方面进行学习，电磁感应现象，右手定则以及能茨定律。首先来了解一下什么是电磁感应现象。对应的定义是当穿过闭合线圈的磁通发生变化时，线圈中有电流产生，在一定条件下由此产生电的现象称为电磁感应现象，对应的产生的电流称为感应电流。下面我们通过几个经典的实验来直观的感受一下电磁感应现象。第一个实验如右图，如右图所示，如果让导体ab在磁场中向前或向后运动，电流表的指针就发生了偏转，表明电路中有了电流产生。导体AB静止或上下运动时，电流表指针不偏转，表明电路中没有电流。可以借助于磁感线的概念来说明上述现象，导体AB向前或向后运动时要切割磁感线，导体AB静止或上下运动时不切割磁感线。可见闭合回路中的一部分导体做切割磁感线的运动时，电路中就有电流产生。在这个实验中，导体ab运动。如果导体不动，让磁场运动会不会在电路中产生电流呢？下面我们看第二个实验，如图所示，把磁铁插入线圈或把磁铁从线圈中抽出时，电流表指针发生偏转，这说明闭合电路中产生的电流。如果磁铁插入线圈后静止不动，或磁铁和线圈以同一速度运动，既保持相对静止，电流表指针不偏转，闭合回路中没有电流。在这个实验中，磁铁相对于线圈运动时，线圈的导线切割磁感线。可见，不论是导体运动还是磁场运动，只要闭合回路的一部分导体切割磁感线，电路中就有电流产生，闭合回路的一部分导体切割磁感线时，穿过闭合电路的磁感线条数发生变化，也就是穿过闭合回路的磁通发生变化。我们可以得到，我们就可以由此提示我们，如果导体和磁场不发生相对运动，而让穿过电路的磁场发生变化，会不会在电路中产生电流呢？下面我们接着看第三个实验。如图所示，把线圈B套在线圈A的外面，合上开关，给线圈A通电时，电流表的指针发生偏转，说明线圈B中有了电流。当线圈A中的电流达到稳定时，线圈B中的电流消失。打开开关使线圈A断电时，线圈B中也有电流。如果用变阻器来改变电路中的电阻，使线圈A中的电流发生变化，线圈B中也有电流产生。在这个实验中，线圈B处在线圈A的磁场中，当A通电和断电时，或者使A中的电流发生变化时，A的磁场随着发生变化，穿过线圈B的磁通也随着发生变化。因此这个实验表明，在导体和磁场不发生相对运动的情况下，只要穿过闭合回路的磁通发生变化，闭合回路中就有电流产生。那么怎么确定感应电流的方向呢？当闭合回路中的一部分导体做切割磁感线运动时，感应电流的方向可用右手定则来判定。具体的内容是，伸开右手，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线垂直进入手心，大拇指指向导体运动方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。这里区别一下左右手定则的选用属于电磁感应现象的问题，使机械能转化为电能使用右手定则属于磁场对电流作用的问题是电能转化为机械能应用用左手定则。下面我们学习能茨定律。在如图所示的实验中，当磁体插入或抽出线圈时，线圈由于产生感应电流而具有磁性，磁铁和线圈之间必然要发生相互作用。从能量守恒定律可以断定，这个相互作用总是要阻碍磁铁的运动。也就是说，当磁铁插入线圈的时候要受到推迟，这时在线圈靠近磁铁的一端出现同性磁极，如图AC所示。当磁铁抽出线圈的时候要受到吸引，这时在线圈靠近磁铁的一端出现异性磁极，如图BD所示。在这个实验中可以看到，感应电流的方向总是要使感应电流的磁场阻碍，引起感应磁感应电流的磁通的变化。这就是能茨定律，它是判定感应电流方向的普遍规律。这里要注意一点，这里的阻止并不意味抵消。如果磁通量的变化完全被抵消了，那么感应电流也就不存在了。这里要注意应用能茨定律判定感应电流方向的具体步骤是，首先要明确原来磁场的方向，以及穿过闭合电路的磁通是增加还是减少。然后根据能茨定律确定感应电流的磁场方向，也就是穿过线圈的磁通增加时，感应电流的磁场方向跟原来磁场的方向相反，阻碍磁通的增加。穿过线圈的磁通减少时，感应电流的磁场方向跟原来磁场的方向相同，阻碍线圈的减少。最后利用安培定则来确定感应电流的方向，如上图的A图所示，原磁场B的方向是竖直向下的原磁通。由于磁铁靠近线圈，原磁通它是增加的。所以根据能茨定律，感应电流的磁场应该是阻碍原磁通的增加的。那么感应电流的磁场方向应该是竖直向上的。根据感应电流磁场的方向，再利用安培定则，我们就可以判断出感应电流的方向。大家有没有想过，为什么能茨定律符合能量守恒定律呢？因为线圈中感应电流产生的磁场总是阻碍原磁通的变化，也就是阻碍磁铁与线圈的相对运动。要让他们保持相对运动，就必须有外力来克服这个阻力做功。在这个过程中，其他形式的能就转化为了电能。这就好比你要推动一个有阻力的物体前进，你需要用力做功。所以说线圈中的电流不是凭空产生的，它遵循能量守恒的定律。右手定则和门茨定律都可以用来判定感应电流的方向。它们本质是相同的，所得的结果也是一致的。不过他们的适用场景略有不同，右手定则更适用于判定导体切割磁感线的情况，这种情况下用右手定则会比较方便快捷。而能茨定律是判定感应电流方向的普遍规律，无论在什么情况下，只要涉及到感应电流方向的判定，都可以用能茨定律来解决。下面我们通过几道课堂练习来巩固一下今天所学的知识。第一道题，闭合性闭合电路的一部分导体AB处于匀强磁场中。题目给出了几种导线在纸面内运动的情况，让我们判定下列选项的正确的是，大家仔细观察这几种情况，根据我们刚刚学的电磁感应的条件来分析甲图中导线运动方向和磁感线。运动的方向是垂直的，甲图中的磁感线对应的是垂直纸面向里，而这个导体的运动方向是竖直向上的，它是在切割磁感线，所以甲图中会产生感应电流。而乙图乙图的磁感线是竖直向上的，运动方向也是竖直向上，所以它们是平行的，并没有切割磁感线，所以乙图也不可以也不可能产生感应电流。丙图中对应的磁感线，它是垂直指向读者的，而导体棒它运动的方向是切割我们的磁感线，所以丙图也会产生感应电流。而丁图磁感线的方向是向右的，而对应的导体棒的运动方向是斜着这个方向，但是它并没有产生切割磁感线的运动，所以钉图也不会产生感应电流。所以这道题的正确选项应该是D选项。第二道题，在电磁感应现象中，下列说法正确的是，A选项说，导体相对磁场运动，导体内一定会产生感应电流。导体相对磁场运动，但如果没有切割磁感线或者电路不闭合，就不能产生感应电流，所以A选项错误。B选项说，导体做切割磁感线运动，导体内一定产生感应电流。导体做切割磁感线运动，如果电路没有闭合，就无法形成电流回路，也就不会产生感应电流，所以B选项也错误。C选项穿过闭合回路的磁通量发生变化，这正好满足了电磁感应的条件，所以电路中就一定有感应电流。D选项说闭合电路在磁场内做切割磁感线运动，电路中就一定有感应感应电流。其实如果整个闭合电路的磁感磁通量没有变化，同样不会产生感应电流，所以D选项错误。本题的正确选项应该是C选项。第三道题，一个圆形线圈在磁感应强度B等于0.6特斯拉的匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面。若磁场在0.3秒内均匀减弱为0.2，特斯拉让我们求线圈中感应电流的方向。根据能茨定律，原磁场方向垂直纸面向里，磁场减弱，磁通量减少，感应电流产生的磁场方向要阻碍原磁通的减少，所以感应电流产生的磁场方向也是垂直直面向里。然后再根据右手螺旋定则，我们就可以判断出感应电流方向为顺时针方向。好了，今天的课就到这里。大家回去之后要认真复习今天所学的内容，多做一些练习题，加深对电磁感应现象右手定则和能茨定律的理解。感谢大家的聆听。