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2015-2016学年高中物理 第一章 第三节 探究感应电流的方向课件 粤教版选修3-2


第一章
第三节

电磁感应

探究感应电流的方向

知识点一 感应电流的方向
1.楞次定律.

2.楞次定律中“阻碍”的含义.

3.楞次定律的解题步骤.

尝试应用 1 . 用如图所示的实验装置来验证楞次定律, 当条形磁铁自上而下穿

过固定的线圈时,通过 电流计的感应电流方向是:

当条形磁铁进入线圈时 _________________________________________ ;

当条形磁铁离开线圈时
________________________________________.

解析: 磁铁磁感线的方向是从上到下, 磁铁穿过的过程中,磁通量向下先增加

后减少,由楞次定律判断知,磁通量向
下增加时,感应电流的磁场阻碍增加, 方向向上,根据安培定则知感应电流的 方向为: a → G → b ;磁通量向下减少时, 感应电流的磁场应该向下,感应电流方

向为:b→G→a.
答案:a→G→b b→G→a

知识点二 右手定则
内容.
伸开右手,让大拇指与四指垂直,磁感

线垂直穿入掌心,大拇指指向导体运动
方向,四指指向则为感应电流方向. 适用条件:电路中部分导体切割磁感线 运动.

尝试应用 2.如图所示,当导线棒MN在外力作 用下沿导轨向右运动时,流过 R 的电 流方向是(A)

A.由A→B

B.由B→A

C.无感应电流 D.无法确定

解析: 导线棒 MN 在外力作用下沿导轨向右运 动而切割磁感线产生感应电流,根据右手定则

可以判定感应电流的方向为由A→B.故A正确.

题型一 楞次定律的理解及应用

如右图所示,线圈两端与电阻相 连构成闭合回路,在线圈上方有 一竖直放置的条形磁铁,磁铁的

S极朝下.在将磁铁的S极插入线
圈的过程中( )

A.通过电阻的感应电流的方向由 a 到 b, 线圈与磁铁相互排斥 B.通过电阻的感应电流的方向由a到b,线 圈与磁铁相互吸引

C.通过电阻的感应电流的方向由b到a,线
圈与磁铁相互排斥

D.通过电阻的感应电流的方向由b到a,线
圈与磁铁相互吸引

解析: 穿过线圈的原磁场方向向上,磁通 量增加,根据楞次定律可知感应电流的磁 场方向向下,根据右手螺旋定则判断出通 过电阻的感应电流的方向由 b 到 a ,并且根 据楞次定律可知感应电流的产生阻碍相对

运动,所以线圈与磁铁相互排斥.
答案:C

?变式训练

1 . 如图所示,导线框 abcd 与导线 AB 在同
一平面内,直导线中通有恒定电流 I,在线

框由左向右匀速通过直导线的过程中,线
框中的电流方向是(A)

A.先abcda,再adcba,后abcda B.先abcda,再adcba C.始终adcba

D.先adcba,再abcda,后adcba
解析:由安培定则得,载有恒定电流的直导线产

生的磁场在导线左边的方向为垂直纸面向外,右
边的磁场方向垂直向里,当线圈向导线靠近时, 则穿过线圈的

磁通量变大,根据楞次定律,可知:感应电流方向为 abcda;当线圈越过导线时到线圈中心轴与导线重合, 穿过线圈的磁通量变小,则感应电流方向为 adcba; 当继续向右运动时,穿过线圈的磁通量变大,由楞次 定律可知,感应电流方向为: adcba;当远离导线时, 由楞次定律可知,感应电流方向为: abcda ;故 A 正 确,B、C、D错误.

题型二 右手定则的应用
1.三个定则的区别. 基本现象 运动电荷、电流产生磁场 部分导体切割磁感线运动 右手定则 产生感应电动势 磁场对运动电荷、电流产生 左手定则 作用力 应用的定则 安培定则

2.右手定则与左手定则的应用技巧. 三种记忆方法:(左、右手定则的区别) (1)“因动而电”——用右手;“因电而动”——用左手. (2)“通电受力用左手,运动生电用右手”. (3)“力”的最后一笔“丿”方向向左,用左手;“电”的最 后一笔“乚”方向向右,用右手.

例2

如图所示,导体棒ab沿轨道向右匀速

滑动,判断ab中感应电流方向,并指出a、

b两点中,哪一点电势高?

解析: 因为导体棒 ab 沿轨道向右匀速滑

动,所以由右手定则有 ab 中的电流方向
为由 b 到 a ,又因为导体棒 ab 相当于电源 部分,电源中电流由负极流向正极,所 以a点电势高. 答案:见解析

?变式训练
2 . ( 多选 ) 如图所示匚形线架 ABCD 上有一根可以

无摩擦滑动的导线ab,左侧有通电导线MN,电流
方向由N到M,若将线框置于匀强磁场中,则(BD) A.ab边向右运动时,导线MN与AB边相互吸引 B.ab边向左运动时,导线MN与AB边相互吸引 C.ab边向左运动时,导线MN与AB边相互排斥 D.ab边向右运动时,导线MN与AB边相互排斥

解析:ab边向右运动时,根据右手定则可得,ab中 的感应电流的方向从b流向a,AB中的电流从A流向 B ,方向向下,与导线 MN 中的电流的方向相反, 所以导线 MN 与 AB 边相互排斥,故 A 错误, D 正确; ab边向左运动时,根据右手定则可得,ab中的感应 电流的方向从 a流向b,AB中的电流从B流向A,方 向向下,与导线 MN中的电流的方向相反,所以导 线MN与AB边相互吸引,故B正确,C错误.

题型三 楞次定律的推广
对楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电

流的效果总是阻碍产生感应电流的原因:
(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”;

(2)阻碍相对运动——“来拒去留”;
(3) 使线圈面积有扩大或缩小的趋势 —— “增缩减

扩”;
(4) 阻 碍 原 电 流 的 变 化 ( 自 感 现 象 )—— “ 增 反 减

同”.

推广一: 增反减同:当原磁通量增加时,
感应电流的磁场方向就与原磁场方向相

反,当原磁通量减少时,感应电流的磁
场方向与原磁场方向相同.

例3 如右图所示,闭合线圈上方有一竖直放置的条 形磁铁,磁铁的N极朝下但未插入线圈内部.当磁 铁向下运动时( )

A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同, 磁铁与线圈相互吸引 B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同, 磁铁与线圈相互排斥

C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方

向相反,磁铁与线圈相互吸引
D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方 向相反,磁铁与线圈相互排斥

解析:由“增反减同”,N极向下运动, 原磁通量增加,感应电流磁场方向与原 磁场方向相反;由安培定则知感应电流

方向与图中箭头方向相同;由 “ 来拒去
留”知磁铁与线圈相互排斥. 答案:B

?变式训练

3 . 两个同心导体环,内环中通有顺时针
方向的电流,外环中原来无电流,当内环 中电流逐渐增大时,外环中有无感应电流? 方向如何?

解析:因为内环中通有顺时针方向的电流, 所以由右手螺旋定则知:外环中的磁通量向 里. 所以当内环中电流逐渐增大时,外环中向里

的磁通量增大,
所以根据楞次定律知,外环中感应电流的磁 场向外,再由右手螺旋定则知,外环中的感 应电流方向为逆时针. 答案:见解析

推广二: 来拒去留:感应电流阻碍相对 运动,原磁场来时,感应电流的磁场要 拒之,原磁场离去时,感应电流的磁场 要留之.

例4

如下图所示,当磁铁突然向铜环运动 )

时,铜环的运动情况是(

A.向右摆动

B.向左摆动

C.静止

D.无法判断

解析:方法一 ( 微元分析法 )

画出线圈所在处条

形磁铁的磁场分布示意图,由楞次定律判断出环
中感应电流方向,如图所示,将环等效为多段微 小直线电流元,取上、下小段电流研究,由左手 定则判断出它们的受力情况如下图所示,由此可 知,整个铜环受到的合力向右,且环有向内收缩 的趋势,故A正确.

方法二 (等效法)

磁铁向右运动,使铜环产生

感应电流后可等效为一条形磁铁,则两磁铁有
排斥作用,故A正确. 方法三 (阻碍相对运动法 ) 磁铁向右运动时,

由楞次定律的另一种表述可知,铜环产生的感 应电流总是阻碍导体间的相对运动,磁铁跟铜 环之间有排斥作用,故A正确. 答案:A

?变式训练

4 . ( 多选 ) 如图当磁铁运动时,流过电阻的电流
是由A经R到B,则磁铁可能是(BC)

A.向下运动

B.向上运动

C.向左运动

D.以上都可能

解析: 根据阻碍相对运动,即 “ 来拒去 留”,答案为B、C. 推广三: 增缩减扩:回路原磁通量增大 时,闭合回路的面积有收缩的趋势,原 磁通量减少时,闭合回路面积有扩大的 趋势.

例5

如下图所示,两个闭合圆形线圈A、B

的圆心重合,放在同一水平面内,线圈B中 通以图中所示的交变电流,设t=0时电流沿 逆时针方向 ( 图中箭头所示 ) .对于线圈 A ,

在t1~t2时间内,下列说法中正确的是(

)

A.有顺时针方向的电流,且有扩张的趋势 B.有顺时针方向的电流,且有收缩的趋势 C.有逆时针方向的电流,且有扩张的趋势 D.有逆时针方向的电流,且有收缩的趋势 解析:t1~t2时间内,B中的电流为顺时针增大,由 “ 增反减同 ” , A 中的感应电流要与 B 中的电流相 反, A 中的电流为逆时针,由 “ 增缩减扩 ” , A 的 面积有收缩的趋势. 答案:D

?变式训练 5.如图,光滑平行金属导轨置于水平面上, AB 、 CD 两导体直棒相互平行横置于导轨 上,匀强磁场方向竖直向上,当导体棒AB

向右移动时,CD将如何运动?

解析:因为导体棒AB向右移动,
所以由右手定则知:AB中的电流由A到B, 所以CD中的电流由C到D, 所 以 由 左 手 定 则 有 CD 所 受 到 的 安 培 力 向

右.CD向右运动.
答案:见解析


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