【物理】科学探究：感应电流的方向课件-2023-2024学年高二下鲁科版（2019）选择性必修第二册.pptx

第1节 科学探究：感应电流的方向第二章 电磁感应及其应用 高中物理选择性必修第二册3、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。电磁感应现象知识回顾知识回顾1、磁感应强度B：描述磁场的强弱2、磁通量：=BSBS穿过某个面的磁通量可理解为穿过该面的磁感线条数一、科学探究：探究影响感应电流方向的因素一、科学探究：探究影响感应电流方向的因素实验目的实验目的1、探究感应电流方向与哪些因素有关。2、学习利用电流计判断感应电流的方法实验器材实验器材电流计、干电池、开关、保护电阻、导线、螺线管、条形磁铁。-+-+-+-1 1先明确电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向的关系。先明确电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向的关系。实验步骤实验步骤注意事注意事项1 1要用要用试触法（加保触法（加保护电阻）阻），防止，防止电流流过大或通大或通电时间过长损坏坏电流表。流表。2 2电流表流表选用用零刻度在中零刻度在中间的的灵敏灵敏电流流计。2观察螺线管上漆包线的绕向。3将电流计与螺线管按实验装置示意图连接好，依次完成以下实验操作，记录观察到的电流计指针偏转情况，填入表中。实验装置示意图灵敏灵敏电流流计的的电流方向与流方向与螺螺线管中的管中的导线绕向向有关有关实验步骤实验步骤注意事注意事项3.进行一种操作后，等电流计指针回零后再进行下一步操作。N极插入极插入N极拔出极拔出S极插入极插入S极拔出极拔出原磁场方向原磁场方向 穿过螺线管的穿过螺线管的磁通量变化磁通量变化现象现象 螺线管产生螺线管产生感应电流的方向感应电流的方向感应电流的感应电流的磁场方向磁场方向B原原B感感数据分析数据分析向上向上向上向上向下向下向下向下逆时针（俯视）逆时针（俯视）顺时针（俯视）顺时针（俯视）顺时针（俯视）顺时针（俯视）逆时针（俯视）逆时针（俯视）增加增加 减少减少 增加增加 减少减少-+-+-+-+向上向上向上向上向下向下向下向下实验结论当原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反。当原磁场磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。增减：磁通量反同：B原与B感的方向增增增增反反反反减减减减同同同同楞次定律感应电流的磁场总是要感应电流的磁场总是要阻碍阻碍引起感应电流的磁通量的引起感应电流的磁通量的变化变化闭合回路磁通量变化产生感应电流感应电流产生磁场因果电流磁效应阻碍1.谁在阻碍？在阻碍？感感应电流的磁流的磁场 2.阻碍什么？阻碍什么？引起感引起感应电流的流的磁通量的磁通量的变化化3.如何阻碍？如何阻碍？增反减同增反减同楞次定律表明感楞次定律表明感应电流的效果流的效果总是与是与引起感引起感应电流的原因相流的原因相对抗抗角度1楞次定律的理解楞次定律中“阻碍”的含义是指()A感应电流形成的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反B感应电流形成的磁场只是阻碍引起感应电流的磁场的增强C感应电流形成的磁场只是阻碍引起感应电流的磁场的减弱D当引起感应电流的磁场增强时，感应电流的磁场方向与其相反；当引起感应电流的磁场减弱时，感应电流的磁场方向与其相同D D优化大本化大本P49运用楞次定律判断感应电流方向的步骤：策略提炼明确闭合回路中原磁场（B原）的方向判断穿过闭合回路的原磁场磁通量的变化根据楞次定律判断感应电流产生的磁场（B感）的方向（增反减同）根据安培定则由B感的方向判断感应电流的方向（右手）探索感应电流的方向用螺线管、发光二极管、条形磁铁等，按图2-2方式联接，探究感应电流的方向，条形磁铁的磁场方向、以及磁通量变化之间的关系。红灯亮绿灯亮绿灯亮红灯亮1、通电直导线与矩形线圈在同一平面内，、通电直导线与矩形线圈在同一平面内，当线圈远离导线当线圈远离导线时，判时，判断线圈中感应电流的方向。断线圈中感应电流的方向。vI、原磁场的方向：、原磁场的方向：向里向里、原磁通量变化情况：、原磁通量变化情况：减小减小、感应电流的磁场方向：、感应电流的磁场方向：向里向里、感应电流的方向：、感应电流的方向：顺时针顺时针练习练习练习练习一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd沿纸面由位置甲(左)匀速运动到位置乙(右)，以下三种情况感应电流的方向？线框从左框从左边进入磁入磁场线框完全框完全进入磁入磁场后，在磁后，在磁场中运中运动线框从右框从右边离开磁离开磁场顺时针顺时针无感应电流无感应电流逆时针逆时针练习练习练习练习如图所示，若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈突然缩小为导线圈，则关于导线圈中的感应电流及其方向(从上往下看)是？有顺时针方向的感应电流优化大本化大本P45向下插入有BCB原原方向不方向不变书本本P38N极向里极向里转俯俯视N极极顺时针转动从相对运动相对运动看，感应电流的磁场总是阻碍磁体与闭合导体间的相对运动阻碍磁体与闭合导体间的相对运动。楞次定律感应电流的磁场总是要感应电流的磁场总是要感应电流的磁场总是要感应电流的磁场总是要阻碍阻碍阻碍阻碍引起感应电流的磁通量的引起感应电流的磁通量的引起感应电流的磁通量的引起感应电流的磁通量的变化变化。来 拒 去 留NSSN斥力与引力其斥力与引力其实就是安培力就是安培力铝管看成多个闭合线圈，磁铁下落时，穿过铝管的磁通量发生变化，产生感应电流，感应电流的磁场阻碍磁体与铝管间的相对运动如图中的如图中的A A和和B B都是很轻的铝环，都是很轻的铝环，环环A A是闭合的，环是闭合的，环B B是断开的是断开的，用磁铁的任，用磁铁的任一极来接近一极来接近A A环、远离环、远离A A环、靠近环、靠近B B环、远离环、远离B B环时，分别发生什么现象？环时，分别发生什么现象？接近A环A A环被斥开环被斥开远离A环A A环被吸引环被吸引接近B环远离B环均没变化楞次定律感应电流的磁场总是要感应电流的磁场总是要感应电流的磁场总是要感应电流的磁场总是要阻碍阻碍阻碍阻碍引起感应电流的磁通量的引起感应电流的磁通量的引起感应电流的磁通量的引起感应电流的磁通量的变化变化。增反减同 来拒去留增缩减扩 当磁感线单方向穿过闭合回路时，（1）若原磁通量增加，则通过减小有效面积起到阻碍的作用。（2）若原磁通量减小，则通过增大有效面积起到阻碍的作用。如图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈。当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力N大小变化、摩擦力方向及线圈的收缩或扩张趋势的正确判断是()D D优化大本化大本P50AN 先小于mg 后大于mg，摩擦力方向先向左后向右，线圈先有扩张趋势后有收缩趋势BN 先大于mg 后小于mg，摩擦力方向先向右后向左，线圈先有扩张趋势后有收缩趋势CN 先小于mg 后大于mg，摩擦力方向一直向右，线圈先有收缩趋势后有扩张趋势DN 先大于mg 后小于mg，摩擦力方向一直向左，线圈先有收缩趋势后有扩张趋势角度3楞次定律的推论的应用(2023山西吕梁期中)媒体报道，某大学研究人员发现了一种能够将内能直接转化为电能的新型合金。据描述，只要将该合金略微加热，这种合金就会变成强磁性合金，从而使放在周围的金属线框产生电流，简化模型如图所示。A为柱形合金，B为金属圆环。现对合金进行加热，则(）A加热时，穿过金属圆环B的磁通量减小B加热时，金属圆环B中一定会产生顺时针电流C加热时，金属圆环B有缩小的趋势D加热时，金属圆环B有扩张的趋势D D优化大本化大本P50垂直垂直纸面向里面向里穿穿过闭合回路合回路QPab的磁通量增加的磁通量增加增反：增反：B感感垂直垂直纸面向外面向外安培定安培定则：感：感应电流方向逆流方向逆时针ba棒棒ab产生感生感应电流方向流方向ba棒棒ab相当于相当于闭合合电路的路的电源源棒棒ab切割磁感切割磁感线，闭合回路磁通量合回路磁通量变化化其它形式能量其它形式能量转化化为电能能vv该过程中能量怎么程中能量怎么转化？化？棒棒ab所受的安培力方向？所受的安培力方向？若不若不计一切摩擦，水平方向也无其他外力，棒一切摩擦，水平方向也无其他外力，棒ab之后的运之后的运动情况情况？vF安安水平向左水平向左向右减速，最后会停下来向右减速，最后会停下来棒棒ab的机械能的机械能 电能能克服安培力做多少的功，克服安培力做多少的功，就有多少其他形式的能就有多少其他形式的能转化化为电能能W克安克安=W电焦耳焦耳热+或其他形式的能量或其他形式的能量 电流流做功做功安培力安培力做做负功功 楞次定律感应电流的磁场总是要感应电流的磁场总是要感应电流的磁场总是要感应电流的磁场总是要阻碍阻碍阻碍阻碍引起感应电流的磁通量的引起感应电流的磁通量的引起感应电流的磁通量的引起感应电流的磁通量的变化变化。磁极靠近线圈线圈与磁极间产生斥力外力克服斥力做功其它形式能量（机械能）其它形式能量（机械能）转化化为电能能磁极远离线圈线圈与磁极间产生引力外力克服引力做功其它形式能量（机械能）其它形式能量（机械能）转化化为电能能斥力与引力其斥力与引力其实就是安培力就是安培力abv如图导体棒ab在线框轨道上向右运动时，ab中的感应电流的方向。ab哪端相当于电源的正极。abvabvbva练习练习练习练习右手定则的特例书本本P37ba注意：右手定则是楞次定律的特例，只适用于导体在磁场中做切割磁感线运动的情况 楞次定律右手定则区别研究对象整个闭合回路闭合回路的一部分，即切割磁感线运动的导体适用范围各种电磁感应现象只适用于导体在磁场中做切割磁感线运动的情况应用对于磁感应强度随时间变化而产生的电磁感应现象较方便对于导体棒切割磁感线产生的电磁感应现象较方便4(右手定则和左手定则的应用)(多选)如图所示，光滑平行金属导轨PP和QQ都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是()A感应电流方向是NMB感应电流方向是MNC安培力方向水平向左D安培力方向水平向右ACAC优化大本化大本P52作作业：优化小本化小本P14711.如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd，在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，从图中所示的位置经过位置到位置，位置和都很靠近，在这个过程中，线圈中感应电流()A沿abcda流动B沿dcbad流动C由到是沿abcda流动，由到是沿dcbad流动D由到是沿dcbad流动，由到是沿abcda流动A A13把两个线圈绕在一个铁环上，A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路，B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路，如图所示。下列说法正确的是()D DA闭合开关S的瞬间，电流表G中有ab 的感应电流B闭合开关S的瞬间，电流表G中有ba 的感应电流C闭合开关S后，在增大滑动变阻器R 阻值的过程中，电流表G中有ab 的感应电流D闭合开关S后，在增大滑动变阻器R 阻值的过程中，电流表G中有ba 的感应电流作作业：优化小本化小本P147