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第10章 电磁感应
引言：在上一章我们知道电流能产生磁场，那么磁场能不能产生电流呢？法拉第经过近10年的努力，终于发现了电磁感应现象。电磁感应现象的发现，导致了现代发电机，变压器的出现，使大规模、远距离、广泛地使用强大电力成为可能，并导致了第二次工业革命。应该说，电磁感应给我们带来光明，并引领人类步入电气化的时代。
本章介绍电磁感应现象，学习法拉第电磁感应定律和楞次定律，了解电磁感应的一些应用。最后，简要介绍麦克斯韦电磁理论和电磁场、电磁波的主要特征。
10-1 电磁感应现象
一、教学目标
1.理解电磁感应现象
2.掌握产生电磁感应现象的条件
3.会应用楞次定律确定感应电流的方向
二、教学重点难点
重点:产生电磁感应现象的条件 楞次定律
难点:用楞次定律确定感应电流的方向
三、教学器材
条形磁铁、蹄形磁铁、线圈、示教电表、导线
四、教学建议
教法建议：启发式、讨论、演示实验、讲解
教学设计方案：
（一）引入新课：
在上一章的学习中，我们研究了磁场的规律，懂得了运动的电荷可以激发磁场，那么，磁场能不能产生电流呢？让我们先来观察下面的实验，并思考其中的道理，总结规律。
引出新课内容
1．电磁感应现象
图1 电磁感应现象（1） 图2 电磁感应现象（2）
穿过闭合回路中的磁通量发生变化时，闭合回路就会产生电流。这种现象称为电磁感应现象，产生的电流称为感应电流。
在实验一中，磁铁相对线圈静止时，穿过闭合回路的磁通量没有发生变化，电表的指针不发生偏转，回路中没有感应电流产生。由此可知，产生电磁感应的条件是：穿过闭合回路中的磁通量发生变化。
2．楞次定律
在实验过程中，我们看到，磁铁插入线圈和抽出线圈时，电表的指针偏转的方向不同，说明：这两个过程中，电流的方向不同。那么，在电磁感应现象中，感应电流的方向遵循什么规律呢？俄国物理学家楞次总结出了判断感应电流方向的一般规律：电磁感应现象中产生的感应电流的方向，总是使它产生的磁场去阻碍引起感应电流的原来磁通量的变化。这就是楞次定律。
通过实验总结出应用楞次定律判断感应电流方向的步骤：
（1）确定回路中原来的磁场方向；
（2）确定穿过回路的原磁通量如何变化，是增加还是减少；
（3）运用楞次定律判断出感应电流产生的磁场方向：原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。
（4）最后，根据感应电流的磁场方向，用右手螺旋定则确定感应电流的方向。
楞次定律应用举例：
如图3（a）所示，条形磁铁N极插入闭合线圈，穿过线圈的原磁通量（在图中用实线表示）逐渐增加，线圈中产生了感应电流。根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍原磁通量的增加，方向应和原磁场方向相反（在图中用虚线表示）。然后用右手螺旋定则就可以判断出感应电流的方向（图上已标出）。
图3 楞次定律
如图3（b）所示，如果是条形磁铁的N极拔出线圈，穿过线圈的原磁通量（在图中用实线表示）逐渐减少，线圈中产生了感应电流。根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍原磁通量的减少，则其方向要和原磁场方向相同，补偿原来磁通量的减少（在图中用虚线表示）。同样用右手螺旋定则判断出感应电流的方向（图上已标出）。
3．右手定则
当导体做切割磁感线的运动时，感应电流的方向可用右手定则来判断：伸开右手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿入手心，拇指指向导线运动方向，其余四指所指即为感应电流的方向。如图5所示。
图4 判断感应电流的方向 图5 右手定则
右手定则应用举例：
如图4所示，把一金属框架abcd放入一磁场中，框架平面与磁场垂直，框架上有一可滑动的导体ef，当ef向右滑动时，判断ef中感应电流的方向。
解：伸出右手，让磁感线穿过掌心，姆指指向速度的方向，这时，四指的指向是由f指向e，即为fe中感应电流的方向。
感应电流的方向也可以用楞次定律来判定：原磁通量垂直abcd平面向上，ef向右运动，穿过abef回路的原磁通量增加。根据楞次定律，回路中感应电流的磁场应阻碍原磁通量的增加，其方向和原磁场方向相反，垂直平面向下。根据右手螺旋定则，感应电流方向为bafeb,在ef上是从f到e。可见，右手定则是楞次定律的特例。
（二）小结
应用楞次定律时，注意分析，原来的磁场及原来的磁通的关系，定律中阻碍的含义中不仅有“反抗”的意思，也有“补偿”的意思。强调因果关系：只有当闭合回路中的磁通量发生变化时，才会有感应电流的磁场出现。
（三）作业布置
p.90 2、3、5、6、7题 《技术物理练习册》（第3版）相关习题
（四）教学建议
1.组织学生认真观察实验现象，理解实验装置。
2.做实验，引导学生认真观察现象，注意电表的反映并及时组织讨论。
3.楞次定律并没有直接告诉我们感应电流的方向，但是确定了感应电流的磁场与原磁通之间的阻碍关系。讲课中要明确原磁场的方向，原磁通及其变化情况，这是确定感应电流磁场方向的依据。要把应用楞次定律的四个步骤分析清楚。
4.右手定则是楞次为主定律的特例，教学应以楞次定律为主，淡化右手定则。

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