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第二章 电磁感应
粤教版 选择性必修二
第一节 感应电流的方向
知识回顾
电磁感应
划时代的发现——法拉第
产生感应电流的条件
只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。
1.闭合回路
2.磁通量变化
条件：
知识回顾
提出问题
感应电流的方向与哪些因素有关？
实验现象
向下插入
向上拔出
Part 01
探究影响感应电流方向
的因素
大胆猜想
感应电流的方向可能与哪些因素有关？
思考：在实验的情境下，磁通量的变化具体有哪几种情况呢？
N
S
v
N
S
v
S
N
v
S
N
v
原磁场的方向、磁通量的变化
方案设计
思考：实验中如何分辨感应电流的方向呢？
需确定电表指针偏转和电流方向的关系！
思考：实验中如何分辨感应电流的方向呢？
“－进左偏”
“＋进右偏”
“左进左偏”
“右进右偏”
结论：电流从哪侧接线柱流入，指针就向哪一侧偏。
方案设计
思考：实验中如何分辨感应电流的方向呢？
v
N
S
方案设计
方案设计
条形磁铁的 运动情况 N极 插入 N极 拔出 S极 插入 S极 拔出
原磁场方向
磁通量变化
指针偏转方向
线圈感应电流方向
向下
向下
向上
向上
增大
增大
减小
减小
进行实验
G
－
＋
+
N极插入
N极抽出
S极插入
S极抽出
S
N
S
N
记录与分析
条形磁铁的 运动情况 N极 插入 N极 拔出 S极 插入 S极 拔出
原磁场方向 向下 向下 向上 向上
磁通量变化 增大 减小 增大 减小
指针偏转方向
线圈感应电流方向
线圈感应电流产生磁场方向
向右
向上
向左
向下
向左
向上
向右
向下
记录与分析
条形磁铁的 运动情况 N极 插入 N极 拔出 S极 插入 S极 拔出
原磁场方向 向下 向下 向上 向上
磁通量变化 增大 减小 增大 减小
线圈感应电流产生磁场方向
向上
向下
向上
向下
磁通量增大，B原与B感相反
磁通量减小，B原与B感相同
得出结论
B感
Φ原
增
减
与
B原
与
B原
阻碍
变化
反
同
感应电流的磁场
总要
阻碍
引起感应电流的
磁通量的变化
“增反减同”
Part 02
楞次定律
1、楞次定律的内容
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是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
闭合导体回路原磁通量的变化
感应电流
产生
阻碍
产生
感应电流的磁场
（中间量）
楞次定律
2、楞次定律的理解
闭合导体回路原磁通量的变化
感应电流
产生
阻碍
产生
感应电流的磁场
（中间量）
楞次定律
谁在阻碍？
阻碍什么？
如何阻碍？
能否阻止？
“感应电流的磁场”
“引起感应电流的磁通量的变化”
“增反减同”
“阻碍不是阻止，只是延缓原磁通量的变化”
【例题1】关于对楞次定律的理解,下面说法中正确的是（ ）
A．感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量的变化
B．感应电流的磁场方向，总是跟原磁场方向相同
C．感应电流的磁场方向，总是跟原磁场方向相反
D．感应电流的磁场方向可以跟原磁场方向相同，也可以相反
AD
课堂练习
“阻碍”不是 “相反”
“反抗”原磁通量的增加，“补偿”原磁通量的减少
课堂练习
【例题2】根据楞次定律可知，感应电流的磁场一定（ ）
A．阻止引起感应电流的磁通量变化
B．阻碍引起感应电流的磁通量变化
C．使电路磁通量为零
D．阻碍引起感应电流的磁场
B
“阻碍”不是“阻止”
【例题3】现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接。在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指针向右偏转。由此可以推断(　　)
A.滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，都能使电流计指针静止在中央
B.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断电流计指针偏转的方向
C.线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转
D.线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能
引起电流计指针向右偏转
D
课堂练习
【解析】由题意可知滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，线圈A中的电流发生改变，则其磁场发生改变，此时线圈B中磁通量发生改变，线圈B中产生了感应电流使指针向右或向左偏转，选项A错误；因为由题意无需确切知道线圈A、B的绕行方向，选项B错误；由于将滑动变阻器的滑动端P向左加速滑动时，线圈A中的电流减小，则其磁场减弱，此时线圈B中磁通量减小，线圈B中产生了感应电流使电流计指针向右偏转，当线圈A向上移动，则其磁场减弱，此时线圈B中磁通量减弱，线圈B中产生了感应电流能引起电流计指针向右偏转，选项C错误；线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，则其磁场减小，此时线圈B中磁通量减小，线圈B中产生了感应电流使电流计指针向右偏转，选项D正确。
【答案】D
2、楞次定律的理解
楞次定律
为何总是“阻碍”？
若“促进”会有怎样的结果呢？
？
思考
感应电流沿着楞次定律所述的方向，是能量守恒定律的必然结果。
从能量守恒角度看楞次定律:
3、楞次定律的拓展应用
楞次定律
(1)“来拒去留” （相对运动角度）：即磁体与导体间发生相对运动时，两者靠近会产生斥力，两者远离会产生引力。
分析下列情境中，线圈的感应电流方向和受到安培力的方向
N
S
v
I
F安
F安
N
S
v
I
F安
F安
感应电流受安培力的作用效果：
“来拒去留”
“增缩减扩”
楞次定律拓展性描述：电磁感应现象中，感应电流受安培力作用而产生的运动与形变都朝着阻碍磁通量的变化趋势进行。
分析下列情境中，金属框中的感应电流方向和导体棒AB和EF受到安培力的方向
F安
F安
增大磁感应强度
E
F
A
B
I
I
F安
F安
减小磁感应强度
E
F
A
B
I
I
3、楞次定律的拓展应用
楞次定律
(2) Ф不变趋势（原磁通量变化角度）：
判断由于磁通量发生变化产生感应电流使物体运动这一类问题时，总有使物体朝Ф不变方向发展的趋势。
(3)对Ф不变趋势的理解（面积变化趋势角度）：
①若B增大了，可以运动到B小一点的地方去，也可以让S变小一点，即面积有收缩的效果；
②若B增小了，可以运动到B大一点的地方去，也可以让S变大一点，即面积有扩张的效果
v
“增缩减扩”
“增反减同”
课堂练习
【例1】如图，在一水平桌面上放置的闭合导体圆环正上方不远处，有一条形磁铁（S极朝上，N极朝下）由静止开始快速向右运动时，关于圆环中感应电流的方向（从上向下看）和相互作用情况，下列说法正确的是（　　）
A．圆环中感应电流的方向是逆时针
B．圆环中感应电流的方向是顺时针
C．圆环有向左的运动趋势
D．圆环对水平桌面的压力增大
B
答案：B
解析：AB．由图示可知，圆环中磁场方向向下，在磁铁向右移动时，穿过圆环的磁通量变小，由楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向向下，再由安培定则可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿顺时针方向，所以A错误，B正确；C．由左手定则可知，圆环受到的安培力方向向斜右上方，所以圆环有向右运动趋势，C错误；D．在竖直方向上圆环受到重力、桌面对它的支持力，在向右运动的过程中增加了安培力沿竖直方向上的分力，所以支持力变小，根据牛顿第三定律，可知，压力变小，D错误。
故选B。
课堂练习
A．P、Q将相互靠拢
B．P、Q将相互远离
C．磁铁的加速度仍为g
D．磁铁的加速度小于g
【例2】如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时(　　)
AD
【解析】方法一：假设磁铁的下端为N极，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律可判断感应电流的磁场方向向上，根据安培定则可判断出回路中感应电流方向为逆时针方向。再根据左手定则可判断P、Q所受的安培力的方向，安培力使P、Q相互靠拢。由于回路所受的安培力的合力向下，根据牛顿第三定律知，磁铁将受到向上的反作用力，从而加速度小于g。若磁铁的下端为S极，根据类似的分析可以得出相同的结果，所以A、D选项正确。
方法二：根据楞次定律的另一种表述——感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因，本题的“原因”是回路中磁通量的增加，归根结底是磁铁靠近回路，“效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近，根据“增缩减扩”和“来拒去留”，可知P、Q将相互靠近且磁铁的加速度小于g。
答案：AD
课堂练习
【例3】如图所示，水平桌面上固定一通电直导线，电流方向如图，且电流逐渐增大，导线右侧有一金属导线制成的圆环，且圆环始终静止在水平桌面上，则（　　）
A．圆环中产生顺时针方向的感应电流
B．圆环中产生恒定的感应电流
C．圆环有扩张的趋势
D．圆环受到水平向左的摩擦力
D
【例题】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？
B0
M
N
S
I
小试牛刀
I
B0
Bi
M
N
S
【例题】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？
Ii
小试牛刀
总结：
【例题】思考：当线圈M电路中的开关闭合的瞬间，线圈N中的感应电流沿什么方向？
B0
Bi
M
N
S
S
Ii
I
小试牛刀
研究对象:线圈N所在的闭合回路
B原
B感
I感
楞次定律
安培定则
磁体
电流
3、楞次定律的拓展应用
楞次定律
(4) 应用楞次定律判定感应电流方向的思路
楞次定律描述的就是这三个量之间的关系
感应电流的方向
(哪一个闭合电路)
明确研究对象
感应电流的磁场方向
该电路磁通量如何变化
该电路磁场的方向如何
楞次定律
右手螺旋定则
【例1】如图，矩形金属线框abcd固定在桌面上，直导线MN贴近桌面且通有M向N的恒定电流I。将MN从图中Ⅰ位置匀速平移到Ⅱ位置过程中，线框中感应电流的方向是（　　）
A. 一直沿abcda方向
B. 一直沿adcba方向
C. 先沿adcba方向，后沿abcda方向
D. 先沿abcda方向，再沿adcba方向，
后沿abcda方向
课堂练习
D
解析：由安培定则得，通有恒定电流的直导线产生的磁场在导线右边的方向为垂直纸面向外。在导线从图中Ⅰ位置匀速平移到Ⅱ位置过程中，如图所示，可分为4个过程，第1个过程，穿过线框的磁通量向外增加；第2个过程，穿过线框的合磁通量向外减少；第3个过程，穿过线框的合磁通量向里增加；第4个过程，穿过线框的磁通量向里减少。根据楞次定律可知，线框中的感应电流先沿abcda方向，再沿adcba方向，后沿abcda方向。
答案：D
课堂练习
【例2】如图所示，在通有电流 I 的长直导线附近有一个矩形线圈 ABCD，线圈与导线始终在同一个平面内。线圈在导线的一侧，垂直于导线左右平移时，其中产生了A→B→C→D→A方向的电流。已知距离载流直导线较近的位置磁场较强。
请判断：线圈在向哪个方向移动？
研究对象:矩形线圈ABCD
B原
B感
I感
楞次定律
安培定则
课堂练习
【例3】小管同学为了探究感应电流的方向与什么因素有关，他把一灵敏电流计与一个线圈相连构成闭合电路，然后将条形磁铁插入或拔出线圈，如图所示.其中线圈中所标箭头方向为感应电流方向.则下列判断正确的是（ ）
A.甲图磁铁正在向下运动
B.乙图磁铁正在向上运动
C.丙图磁铁正在向上运动
D.丁图磁铁正在向上运动
【解析】根据线圈中感应电流的方向，由右手螺旋定则可知，甲和丙中的线圈上端为感应电流磁场的S极，乙和丁中的线圈上端为N极，由楞次定律的“阻碍”含义知，甲和丁图中磁铁正在向上运动，乙和丙图中磁铁正在向下运动，故选项A、B、C错误，D正确.
D
当闭合导体的一部分做切割磁感线的运动时，怎样判断感应电流的方向
假定导体棒CD向右运动
1、我们研究的是哪个闭合电路
2、穿过这个闭合电路的磁通量是增大还是减小
3、感应电流的磁场应该是沿哪个方向
4、导体棒AB中的感应电流沿哪个方向
CDEF
增大
垂直纸面向外
向上
思考与讨论
C
D
E
F
v
I
B
Bi
当闭合导体的一部分做切割磁感线的运动时，请同学们尝试判断导体棒中感应电流的方向
思考与讨论
I
I
I
Part 03
右手定则
右手定则
I
1、内容
伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；
让磁感线垂直穿入手心，
并使拇指指向导体运动的方向，
这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
2、适用范围：
适用于闭合电路一部分导线切割磁感线产生感应电流的情况。
【例题】(多选) 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，如图所示，能正确表示磁感应强度B的方向、导体运动速度方向与产生的感应电流方向间关系的是（ ）
BC
课堂练习
右手定则
3、楞次定律与右手定则比较：
楞次定律 右手定则
研究对象 整个闭合导体回路 闭合导体回路的一部分做切割磁感线运动
适用范围 适用于由磁通量变化引起感应电流的各种情况 只用于一段导线在磁场中做切割磁感线运动的情况，导线不动时不能应用
适用于由磁通量变化引起感应电流的各种情况 只用于一段导线在磁场中做切割磁感线运动的情况，导线不动时不能应用
整个闭合导体回路 闭合导体回路的一部分做切割磁感线运动
右手定则是楞次定律的特殊应用。
课堂练习
下图中CDEF是金属框，框内存在着如图所示的匀强磁场。当导体MN向右移动时，请分别用楞次定律和右手定则判断MNCD和MNFE两个电路中感应电流的方向。
I感
B感
B感
I感
I感

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