内容正文:
1.2 探究感应电流的方向
学 习 目 标
知 识 脉 络
1.知道探究感应电流的方向的实验操作及现象分析.
2.知道并理解楞次定律的内容和右手定则的内容.(重点、难点)
3.掌握应用楞次定律、右手定则判断感应电流的方向.(难点)
4.掌握从能量转化的角度理解楞次定律.(难点)
[自 主 预 习·探 新 知]
[知识梳理]
一、探究感应电流的方向 楞次定律
1.实验装置
细线悬挂的很轻的铝环.(图121)
图121
2.实验过程
操作步骤
现象
实质
条形磁铁的一极靠近铝环
铝环和磁铁排斥.
铝环中产生感应电流,感应电流的磁场阻碍铝环中磁通量的增加.
条形磁铁的一极远离铝环
铝环和磁铁吸引.
铝环中产生感应电流,感应电流的磁场阻碍铝环中磁通量的减小.
3.楞次定律的内容
感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.
二、电磁感应中的能量转化 右手定则
1.电磁感应中的能量转化
产生感应电流的过程,是外力克服磁场力做功的过程,磁铁运动的机械能转化成铝环的电能.
2.右手定则
伸开右手,使拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内.让磁感线垂直从手心进入,拇指指向导体运动的方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向.
3.适用情况
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.
[基础自测]
1.判断正误
(1)感应电流的磁场总与原磁场方向相同.
(×)
【提示】 感应电流的磁场与原磁场方向也可能相反.
(2)感应电流的磁场总阻碍闭合回路中磁通量的变化.
(√)
(3)楞次定律能判定闭合回路中感应电流的方向.
(√)
(4)电磁感应现象也遵从能量守恒定律.
(√)
(5)判断通电螺线管周围的磁场用左手定则.
(×)
【提示】 判断通电螺线管周围的磁场用右手螺旋定则.
(6)判断导体切割磁感线产生的感应电流的方向应用右手定则.
(√)
2.关于楞次定律,下列说法正确的是( )
【导学号:53932008】
A.感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
B.闭合电路的一部分导体在磁场中运动时,必受磁场阻碍作用
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跟原磁场反向,阻碍原磁场的变化
A [感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,选项A正确;闭合电路的一部分导体在磁场中平行磁感线运动时,不受磁场阻碍作用,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方向相反,选项C错误;当原磁场增强时感应电流的磁场与原磁场方向相反,当原磁场减弱时感应电流的磁场与原磁场同向,选项D错误.]
3.如图122所示,平行导体滑轨MM′、NN′水平放置,固定在匀强磁场中,磁场方向与水平面垂直向下.导体棒AB、CD横放其上静止,形成一个闭合电路,当AB向右滑动的瞬间,电路中感应电流的方向及导体棒CD受到的磁场力方向分别为( )
图122
A.电流方向沿ABCD;受力方向向右
B.电流方向沿ABCD;受力方向向左
C.电流方向沿ADCB;受力方向向右
D.电流方向沿ADCB;受力方向向左
C [AB向右滑动,根据右手定则知回路中感应电流方向沿ADCB方向,又由左手定则判知CD受安培力方向向右,故选C.]
[合 作 探 究·攻 重 难]
对楞次定律的理解
1.感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,而不是阻碍引起感应电流的磁场.因此,不能认为感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反.
2.这里的“阻碍”体现为
(1)当引起感应电流的磁通量增加时,感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反,感应电流的磁通量阻碍了引起感应电流的磁通量的增加.
(2)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,感应电流的磁通量阻碍了引起感应电流的磁通量的减少.
3.对“阻碍”作用的正确理解
(1)“阻碍”不是“阻止”
当由于原磁通量的增加引起感应电流时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,其作用仅仅使原磁通量的增加变慢了,但磁通量仍在增加;当由于原磁通量的减少而引起感应电流时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,其作用仅仅使原磁通量的减少变慢了,但磁通量仍在减少.
(2)“阻碍”并不意味着“相反”
感应电流产生的磁场方向可能与原磁场方向相同,也可能相反,需根据磁通量的变化情况判断.
(多选)下列各图是验证楞次定律实验的示意图,竖直放置的线圈固定不动,将磁铁从线圈上方插入或抽出,由线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流.各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况,其中正确的是( )
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