学案科学探究:感应电流的方向.docx
《学案科学探究:感应电流的方向.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《学案科学探究:感应电流的方向.docx(20页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、科学探究:感应电流的方向【第一学时】【学习目标】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方向的方法。【学习重难点】学习利用电流计判断感应电流方向的方法。【学习过程】自主预习探新知知识梳理一、实验原理与设计如图所示,将磁铁的不同磁极插入、拔出螺线管,观察感应电流方向的变化。通过分析感 应电流的方向与磁铁的磁场方向、通过线圈的磁通量的变化之间的关系,探究影响感应电流方 向的因素。二、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。三、实验步骤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。2 .观察螺线管上漆包线的绕向。3 .将电流计与螺
2、线管按上图连接好,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。图号磁场 方向感应电流的方向感应电流的磁 场方向归纳总结(a)向下逆时针向上感应电流的磁场阻碍磁通量的增加(b)向下顺时针向下感应电流的磁场阻碍磁通量的减少4 .实验结论当穿过螺线管的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场的方向相反;当穿过螺线管的磁 通量减少时,感应电流的磁场与原磁场的方向想包。5 .楞次定律感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。二、右手定则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 感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就
3、是感应电流的方向, 如图所示。2 .适用范围:适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。基础自测1 .思考判断(正确的打“ J”,错误的打“X”)(1)感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反。(X)(2)楞次定律表明感应电流的效果总是与引起感应电流的原因相对抗。(J)(3)右手定则只适用于闭合电路中的部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。(J)(4)使用右手定则时必须让磁感线垂直穿过掌心。(X)(5)任何感应电流方向的判断既可使用楞次定律,又可使用右手定则。(X)2 .根据楞次定律可知感应电流的磁场一定()A.阻碍引起感应电流的磁通量B.与引起感应电流的磁场反向C.阻碍引起感
4、应电流的磁通量的变化D.与引起感应电流的磁场方向相同C 感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化,而不是阻碍磁通量,它和引起感 应电流的磁场可以同向,也可以反向。3 .(多选)两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中,与导轨接触良好 的导体棒和CD可以在导轨上自由滑动,当在外力尸作用下向右运动时,下列说法正确的是()CXXBXBXBXXDA.导体棒CD内有电流通过,方向是D-CB.导体棒CD内有电流通过,方向是Cf。C.磁场对导体棒CO的作用力向左D.磁场对导体棒的作用力向右BD A3棒向右运动时,由右手定则知,感应电流的方向由故在。中电流由C 一。,A错,B对;再由左手定则判
5、CD所受安培力为向右,C错,D对。合作探究攻重难考点1对楞次定律的理解(教师用书独具)教材P31 “迷你实验室”答案提示:强磁体通过铝管时,会产生感应电 流,感应电流的磁场阻碍强磁体的下落。情境引入助学助教如图所示,将一铜环悬挂在一水平光滑细杆上使其保持静止。用条形磁铁的任一极接近并 插入铜环、拔出铜环时会产生什么现象?为什么会产生这种现象?提示:通过观察发现,当用条形磁铁的任一极接近并插入铜环时,铜环会向远离该磁极的 方向移动,当磁铁从中拔出时,则铜环随磁铁运动。因为感应电流的磁场总是要阻碍磁体和闭 合导体间的相对运动。1 .因果关系闭合导体回路中原磁通量的变化是产生感应电流的原因,而感应电
6、流的磁场的产生是感应 电流存在的结果,即只有当闭合导体回路中的磁通量发生变化时,才会有感应电流的磁场出现。2 .楞次定律中“阻碍”的含义/谁阻碍/谁阻碍感应电流的磁通量阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化/阻碍左么/为 阻碍的是磁通量的变化,而不是阻碍磁通量 _,!本身当磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁/如何阻碍夕场的方向相反;当磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同,即“增反减同”阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化, 这种变化将继续进行3 .“阻碍”的表现从能量守恒定律的角度,楞次定律可广义地表述为:感应电流的“效果”总是要反抗(或 阻碍)引起感应电流的原因。
7、常见的情况有三种:(1)阻碍原磁通量的变化(增反减同)。(2)阻碍导体的相对运动(来拒去留)。(3)通过改变线圈面积来“反抗”(增缩减扩)。4 .楞次定律的实质“阻碍”的结果,是实现了其他形式的能向电能转化,如果没有“阻碍”,将违背能量守 恒定律,可以得出总能量增加的错误结论。所以楞次定律体现了在电磁感应现象中能的转化与 守恒,能量守恒定律也要求感应电流的方向服从楞次定律。【例1】关于楞次定律,下列说法正确的是()A.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B.闭合电路的一部分导体在磁场中运动时,必受磁场阻碍作用C.原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场同向D.感应
8、电流的磁场总是跟原磁场反向,阻碍原磁场的变化A 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,选项A正确;闭合电路 的一部分导体在磁场中平行磁感线运动时,不受磁场阻碍作用,选项B错误;原磁场穿过闭合 回路的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场反向,选项C错误;当原磁场增强时感应电流 的磁场跟原磁场反向,当原磁场减弱时感应电流的磁场跟原磁场同向,选项D错误。规律方法对阻碍的三点理解(1)阻碍不是阻止,最终引起感应电流的磁通量还是发生了变化,是“阻而未止”。(2)阻碍不是相反。当引起感应电流的磁通量增大时,感应电流的磁场方向与引起感应 电流的磁场方向相反;当引起感应电流的磁通量减少时,感应电
9、流的磁场方向与引起感应电流 的磁场方向相同。(3)涉及相对运动时,阻碍的是导体与磁体的相对运动,而不是阻碍导体或磁体的运动。跟进训练1 .关于感应电流,以下说法中正确的是()A.感应电流的方向总是与原电流的方向相反B.感应电流的方向总是与原电流的方向相同C.感应电流的磁场总是阻碍闭合电路内原磁场的磁通量的变化D.感应电流的磁场总是与原线圈内的磁场方向相反C 由楞次定律可知,感应电流的磁场总是阻碍闭合电路内部原磁场的磁通量的变化,故 C正确;如果原磁场中的磁通量是增大的,则感应电流的磁场方向就与它相反,来阻碍它的增 大,如果原磁场中的磁通量是减小的,则感应电流的磁场方向就与它相同,来阻碍它的减小
10、, 故A、B、D错误。考点2楞次定律的应用情境引入助学助教如图所示,观察开关闭合和断开的瞬间,电流表的指针偏转方向相同吗?为什么?提示:开关闭合和断开的瞬间,电流表的指针偏转方向不同,时而左偏,时而右偏。因为 开关闭合和断开的瞬间穿过该线圈的磁通量变化情况不同,闭合时,穿过线圈的磁通量增加, 断开时穿过线圈的磁通量减少。2 .楞次定律应用四步曲(1)确定原磁场的方向。(2)判定产生感应电流的磁通量如何变化(增加还是减少)。(2)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向(增反减同)。(4)判定感应电流的方向。3 .磁通量变化比较复杂时可以分段:把磁通量变化分成单调变化的区间来处理。例2 如图所示,一水
11、平放置的矩形线圈abed,在细长的磁铁的N极附近竖直下落, 保持从边在纸外,ad边在纸内,从图中的位置I经过位置II到位置ffl,位置I和III都很靠近 Iio在这个过程中,线圈中感应电流()口 I口出A.沿abed流动8 .沿deba流动c.由I到n是沿Hed流动,由n到in是沿de/?。流动D.由I到H是沿deba流动,由H到HI是沿abed流动a 矩形线圈由位置I到位置n和由位置n到位置in两过程中,穿过线圈的磁感线方向 相反。由条形磁铁的磁场可知,线圈在位置II时穿过闭合线圈的磁通量最少(为零),线圈从 位置I到位置II,从下向上穿过线圈的磁通量在减少,线圈从位置n到位置in,从上向下
12、穿过 线圈的磁通量在增加,根据楞次定律可知感应电流的方向是川cd, A正确。规律方法运用楞次定律判定感应电流方向的思路研象一合 确对哪闭路 明究是个电研象一合 确对哪闭路 明究是个电判定感应电流磁场方向判定感应电流方向跟进训练2.如图所示,在磁感应强度大小为2、方向竖直向上的匀强磁场中,有一质量为相、阻值为E的闭合矩形金属线框仍用绝缘轻质细杆悬挂在。点,并可绕。点摆动。金属线框从右 侧某一位置由静止开始释放,在摆动到左侧最高点的过程中,细杆和金属线框平面始终处于同 一平面,且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是( )A. afbf cf df aB. fC. 先是 Qfd, 后是 afb-cfd
13、aD. 先是 a后是 d cbf a-dB 一开始由下向上的磁通量在减少,由楞次定律可知感应电流方向是ddfcifd; 越过竖直位置后,反向穿过的磁通量增加,由楞次定律可知,感应电流方向不变,B对。考点3右手定则的应用情境引入助学助教(1)如图所示,导体棒仍向右做切割磁感线运动。根据楞次定律判断导体棒必中的电流方向?X X X X X XX X XXXX X X X X XX XX XX XX XX Xxx X xl X XXXXXI X XXc X X X b提示:导体棒他向右运动,磁通量增大,由楞次定律可知,感应电流产生的磁场与原磁 场方向相反,故感应电流的方向为A.(2)能否找到一种更简
14、单的方法来判断闭合回路中部分导体切割磁感线产生的电流的方 向呢?提示:研究电流/的方向、原磁场B的方向、导体棒运动的速度u的方向三者之间的关系 满足右手定则。1 .右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和电流方向三者之间的相互垂直关系。(1)大拇指的方向是导体相对磁场切割磁感线的运动方向,既可以是导体运动而磁场未动,也可以是导体未动而磁场运动,还可以是两者以不同速度同时运动。(2)四指指向电流方向,切割磁感线的导体相当于电源。2.楞次定律与右手定则的区别及联系例3 如图所示,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一 U形金属导轨,导轨平面规律 比较内楞次定律右手定则区 别研究对象整个闭合回路闭合回路
15、的一部分,即做切割 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用于磁感应强度B随时间变化而产生 的电磁感应现象较方便用于导体切割磁感线产生的 电磁感应现象较方便联系右手定则是楞次定律的特例与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQAS, 一圆环形金属线框T位于 回路围成的区域内,线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向右运动,在运动开始的瞬间,关 于感应电流的方向,下列说法正确的是()XS X X XXS X X XPXxR x x xQxA. PQRS中沿顺时针方向,r中沿逆时针方向B. PQRS中沿顺时针方向,7中沿顺时针方向C. P
16、QRS中沿逆时针方向,T中沿逆时针方向D. PQRS中沿逆时针方向,T中沿顺时针方向思路点拨:(1)导体棒切割磁感线运动时,可由右手定则确定导体棒中的电流方向。(2)线圈T内感应电流的方向可由楞次定律判断。D 金属杆PQ向右切割磁感线,根据右手定则可知PQRS中感应电流沿逆时针方向;原 来T中的磁场方向垂直于纸面向里,闭合回路PQRS中的感应电流产生的磁场方向垂直于纸面 向外,使得穿过T的向里的磁通量减小,根据楞次定律可知T中产生顺时针方向的感应电流。综上所述,可知A、B、C项错误,D项正确。规律方法应用右手定则时的两点注意(1)右手定则只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的情况,导体和磁
17、场没有相 对运动不能应用。(2)右手定则判定导体切割磁感线产生的感应电动势时,四指的指向是由低电势指向高 电势。跟进训练3.下列图中表示闭合电路中的一部分导体而在磁场中做切割磁感线运动的情景,导体必 上的感应电流方向为。一人的是()ABCDA 题中四图都属于闭合电路的一部分导体切割磁感线,应用右手定则判断可得:A中电 流方向为a-B中电流方向为匕-。,C中电流方向沿a-*a, D中电流方向为 A.故选A.课堂小结我的收获1 .科学思维:楞次定律的理解及应用。2 .科学思维:右手定则的应用。3 .科学态度与责任:楞次定律与能量的转化与守恒。当堂达标固双基1 .关于电磁感应现象,下列说法中正确的是
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 科学 探究 感应电流 方向
限制150内