高中物理 第一章 第三節(jié) 探究感應電流的方向課件 粵教版選修3-2.ppt

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第一章電磁感應第三節(jié)探究感應電流的方向,知識點一感應電流的方向,,,,1．楞次定律．,2．楞次定律中“阻礙”的含義．,3．楞次定律的解題步驟．,嘗試應用1．用如圖所示的實驗裝置來驗證楞次定律，當條形磁鐵自上而下穿過固定的線圈時，通過電流計的感應電流方向是：,當條形磁鐵進入線圈時_________________________________________；當條形磁鐵離開線圈時________________________________________．,解析：磁鐵磁感線的方向是從上到下，磁鐵穿過的過程中，磁通量向下先增加后減少，由楞次定律判斷知，磁通量向下增加時，感應電流的磁場阻礙增加，方向向上，根據(jù)安培定則知感應電流的方向為：a→G→b；磁通量向下減少時，感應電流的磁場應該向下，感應電流方向為：b→G→a.答案：a→G→bb→G→a,知識點二右手定則,,,,內容．伸開右手，讓大拇指與四指垂直，磁感線垂直穿入掌心，大拇指指向導體運動方向，四指指向則為感應電流方向．適用條件：電路中部分導體切割磁感線運動．,嘗試應用2．如圖所示，當導線棒MN在外力作用下沿導軌向右運動時，流過R的電流方向是(A)A．由A→BB．由B→AC．無感應電流D．無法確定,解析：導線棒MN在外力作用下沿導軌向右運動而切割磁感線產生感應電流，根據(jù)右手定則可以判定感應電流的方向為由A→B.故A正確．,題型一楞次定律的理解及應用,,,,如右圖所示，線圈兩端與電阻相連構成閉合回路，在線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的S極朝下．在將磁鐵的S極插入線圈的過程中(),A．通過電阻的感應電流的方向由a到b，線圈與磁鐵相互排斥B．通過電阻的感應電流的方向由a到b，線圈與磁鐵相互吸引C．通過電阻的感應電流的方向由b到a，線圈與磁鐵相互排斥D．通過電阻的感應電流的方向由b到a，線圈與磁鐵相互吸引,解析：穿過線圈的原磁場方向向上，磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知感應電流的磁場方向向下，根據(jù)右手螺旋定則判斷出通過電阻的感應電流的方向由b到a，并且根據(jù)楞次定律可知感應電流的產生阻礙相對運動，所以線圈與磁鐵相互排斥．答案：C,?變式訓練1．如圖所示，導線框abcd與導線AB在同一平面內，直導線中通有恒定電流I，在線框由左向右勻速通過直導線的過程中，線框中的電流方向是(A),A．先abcda，再adcba，后abcdaB．先abcda，再adcbaC．始終adcbaD．先adcba，再abcda，后adcba解析：由安培定則得，載有恒定電流的直導線產生的磁場在導線左邊的方向為垂直紙面向外，右邊的磁場方向垂直向里，當線圈向導線靠近時，則穿過線圈的,磁通量變大，根據(jù)楞次定律，可知：感應電流方向為abcda；當線圈越過導線時到線圈中心軸與導線重合，穿過線圈的磁通量變小，則感應電流方向為adcba；當繼續(xù)向右運動時，穿過線圈的磁通量變大，由楞次定律可知，感應電流方向為：adcba；當遠離導線時，由楞次定律可知，感應電流方向為：abcda；故A正確，B、C、D錯誤．,題型二右手定則的應用,,,,例2如圖所示，導體棒ab沿軌道向右勻速滑動，判斷ab中感應電流方向，并指出a、b兩點中，哪一點電勢高？,解析：因為導體棒ab沿軌道向右勻速滑動，所以由右手定則有ab中的電流方向為由b到a，又因為導體棒ab相當于電源部分，電源中電流由負極流向正極，所以a點電勢高．答案：見解析,?變式訓練2．(多選)如圖所示匚形線架ABCD上有一根可以無摩擦滑動的導線ab，左側有通電導線MN，電流方向由N到M，若將線框置于勻強磁場中，則(BD)A．ab邊向右運動時，導線MN與AB邊相互吸引B．ab邊向左運動時，導線MN與AB邊相互吸引C．ab邊向左運動時，導線MN與AB邊相互排斥D．ab邊向右運動時，導線MN與AB邊相互排斥,解析：ab邊向右運動時，根據(jù)右手定則可得，ab中的感應電流的方向從b流向a，AB中的電流從A流向B，方向向下，與導線MN中的電流的方向相反，所以導線MN與AB邊相互排斥，故A錯誤，D正確；ab邊向左運動時，根據(jù)右手定則可得，ab中的感應電流的方向從a流向b，AB中的電流從B流向A，方向向下，與導線MN中的電流的方向相反，所以導線MN與AB邊相互吸引，故B正確，C錯誤．,題型三楞次定律的推廣,,,,對楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為感應電流的效果總是阻礙產生感應電流的原因：(1)阻礙原磁通量的變化——“增反減同”；(2)阻礙相對運動——“來拒去留”；(3)使線圈面積有擴大或縮小的趨勢——“增縮減擴”；(4)阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)——“增反減同”．,推廣一：增反減同：當原磁通量增加時，感應電流的磁場方向就與原磁場方向相反，當原磁通量減少時，感應電流的磁場方向與原磁場方向相同．,例3如右圖所示，閉合線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的N極朝下但未插入線圈內部．當磁鐵向下運動時()A．線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互吸引B．線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互排斥,C．線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互吸引D．線圈中感應電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互排斥,解析：由“增反減同”，N極向下運動，原磁通量增加，感應電流磁場方向與原磁場方向相反；由安培定則知感應電流方向與圖中箭頭方向相同；由“來拒去留”知磁鐵與線圈相互排斥．答案：B,?變式訓練3．兩個同心導體環(huán)，內環(huán)中通有順時針方向的電流，外環(huán)中原來無電流，當內環(huán)中電流逐漸增大時，外環(huán)中有無感應電流？方向如何？,解析：因為內環(huán)中通有順時針方向的電流，所以由右手螺旋定則知：外環(huán)中的磁通量向里．所以當內環(huán)中電流逐漸增大時，外環(huán)中向里的磁通量增大，所以根據(jù)楞次定律知，外環(huán)中感應電流的磁場向外，再由右手螺旋定則知，外環(huán)中的感應電流方向為逆時針．答案：見解析,推廣二：來拒去留：感應電流阻礙相對運動，原磁場來時，感應電流的磁場要拒之，原磁場離去時，感應電流的磁場要留之．,例4如下圖所示，當磁鐵突然向銅環(huán)運動時，銅環(huán)的運動情況是()A．向右擺動B．向左擺動C．靜止D．無法判斷,解析：方法一(微元分析法)畫出線圈所在處條形磁鐵的磁場分布示意圖，由楞次定律判斷出環(huán)中感應電流方向，如圖所示，將環(huán)等效為多段微小直線電流元，取上、下小段電流研究，由左手定則判斷出它們的受力情況如下圖所示，由此可知，整個銅環(huán)受到的合力向右，且環(huán)有向內收縮的趨勢，故A正確．,方法二(等效法)磁鐵向右運動，使銅環(huán)產生感應電流后可等效為一條形磁鐵，則兩磁鐵有排斥作用，故A正確．方法三(阻礙相對運動法)磁鐵向右運動時，由楞次定律的另一種表述可知，銅環(huán)產生的感應電流總是阻礙導體間的相對運動，磁鐵跟銅環(huán)之間有排斥作用，故A正確．答案：A,?變式訓練4．(多選)如圖當磁鐵運動時，流過電阻的電流是由A經(jīng)R到B，則磁鐵可能是(BC)A．向下運動B．向上運動C．向左運動D．以上都可能,解析：根據(jù)阻礙相對運動，即“來拒去留”，答案為B、C.推廣三：增縮減擴：回路原磁通量增大時，閉合回路的面積有收縮的趨勢，原磁通量減少時，閉合回路面積有擴大的趨勢．,例5如下圖所示，兩個閉合圓形線圈A、B的圓心重合，放在同一水平面內，線圈B中通以圖中所示的交變電流，設t＝0時電流沿逆時針方向(圖中箭頭所示)．對于線圈A，在t1～t2時間內，下列說法中正確的是(),A．有順時針方向的電流，且有擴張的趨勢B．有順時針方向的電流，且有收縮的趨勢C．有逆時針方向的電流，且有擴張的趨勢D．有逆時針方向的電流，且有收縮的趨勢解析：t1～t2時間內，B中的電流為順時針增大，由“增反減同”，A中的感應電流要與B中的電流相反，A中的電流為逆時針，由“增縮減擴”，A的面積有收縮的趨勢．答案：D,?變式訓練5．如圖，光滑平行金屬導軌置于水平面上，AB、CD兩導體直棒相互平行橫置于導軌上，勻強磁場方向豎直向上，當導體棒AB向右移動時，CD將如何運動？,解析：因為導體棒AB向右移動，所以由右手定則知：AB中的電流由A到B，所以CD中的電流由C到D，所以由左手定則有CD所受到的安培力向右．CD向右運動．答案：見解析,