高中物理 第一章 第三節(jié) 探究感應(yīng)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(yīng)第三節(jié)探究感應(yīng)電流的方向,知識點(diǎn)一感應(yīng)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(yīng)用1．用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證楞次定律，當(dāng)條形磁鐵自上而下穿過固定的線圈時(shí)，通過電流計(jì)的感應(yīng)電流方向是：,當(dāng)條形磁鐵進(jìn)入線圈時(shí)_________________________________________；當(dāng)條形磁鐵離開線圈時(shí)________________________________________．,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(shí)，感應(yīng)電流的磁場阻礙增加，方向向上，根據(jù)安培定則知感應(yīng)電流的方向?yàn)椋篴→G→b；磁通量向下減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場應(yīng)該向下，感應(yīng)電流方向?yàn)椋篵→G→a.答案：a→G→bb→G→a,知識點(diǎn)二右手定則,,,,內(nèi)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?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，四指指向則為感應(yīng)電流方向．適用條件：電路中部分導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)．,嘗試應(yīng)用2．如圖所示，當(dāng)導(dǎo)線棒MN在外力作用下沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過R的電流方向是(A)A．由A→BB．由B→AC．無感應(yīng)電流D．無法確定,解析：導(dǎo)線棒MN在外力作用下沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)而切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)右手定則可以判定感應(yīng)電流的方向?yàn)橛葾→B.故A正確．,題型一楞次定律的理解及應(yīng)用,,,,如右圖所示，線圈兩端與電阻相連構(gòu)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)電流的方向由b到a，并且根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的產(chǎn)生阻礙相對運(yùn)動(dòng)，所以線圈與磁鐵相互排斥．答案：C,?變式訓(xùn)練1．如圖所示，導(dǎo)線框abcd與導(dǎo)線AB在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線中通有恒定電流I，在線框由左向右勻速通過直導(dǎo)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(dǎo)線產(chǎn)生的磁場在導(dǎo)線左邊的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲?，右邊的磁場方向垂直向里，?dāng)線圈向?qū)Ь€靠近時(shí)，則穿過線圈的,磁通量變大，根據(jù)楞次定律，可知：感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcda；當(dāng)線圈越過導(dǎo)線時(shí)到線圈中心軸與導(dǎo)線重合，穿過線圈的磁通量變小，則感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcba；當(dāng)繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過線圈的磁通量變大，由楞次定律可知，感應(yīng)電流方向?yàn)椋篴dcba；當(dāng)遠(yuǎn)離導(dǎo)線時(shí)，由楞次定律可知，感應(yīng)電流方向?yàn)椋篴bcda；故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．,題型二右手定則的應(yīng)用,,,,例2如圖所示，導(dǎo)體棒ab沿軌道向右勻速滑動(dòng)，判斷ab中感應(yīng)電流方向，并指出a、b兩點(diǎn)中，哪一點(diǎn)電勢高？,解析：因?yàn)閷?dǎo)體棒ab沿軌道向右勻速滑動(dòng)，所以由右手定則有ab中的電流方向?yàn)橛蒪到a，又因?yàn)閷?dǎo)體棒ab相當(dāng)于電源部分，電源中電流由負(fù)極流向正極，所以a點(diǎn)電勢高．答案：見解析,?變式訓(xùn)練2．(多選)如圖所示匚形線架ABCD上有一根可以無摩擦滑動(dòng)的導(dǎo)線ab，左側(cè)有通電導(dǎo)線MN，電流方向由N到M，若將線框置于勻強(qiáng)磁場中，則(BD)A．a(chǎn)b邊向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線MN與AB邊相互吸引B．a(chǎn)b邊向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線MN與AB邊相互吸引C．a(chǎn)b邊向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線MN與AB邊相互排斥D．a(chǎn)b邊向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線MN與AB邊相互排斥,解析：ab邊向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)右手定則可得，ab中的感應(yīng)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(dǎo)線MN中的電流的方向相反，所以導(dǎo)線MN與AB邊相互排斥，故A錯(cuò)誤，D正確；ab邊向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)右手定則可得，ab中的感應(yīng)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(dǎo)線MN中的電流的方向相反，所以導(dǎo)線MN與AB邊相互吸引，故B正確，C錯(cuò)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(yīng)電流的效果總是阻礙產(chǎn)生感應(yīng)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(yùn)動(dòng)——“來拒去留”；(3)使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢——“增縮減擴(kuò)”；(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(dāng)原磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場方向就與原磁場方向相反，當(dāng)原磁通量減少時(shí)，感應(yīng)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(nèi)部．當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)()A．線圈中感應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yùn)動(dòng)，原磁通量增加，感應(yīng)電流磁場方向與原磁場方向相反；由安培定則知感應(yīng)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(xùn)練3．兩個(gè)同心導(dǎo)體環(huán)，內(nèi)環(huán)中通有順時(shí)針方向的電流，外環(huán)中原來無電流，當(dāng)內(nèi)環(huán)中電流逐漸增大時(shí)，外環(huán)中有無感應(yīng)電流？方向如何？,解析：因?yàn)閮?nèi)環(huán)中通有順時(shí)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(dāng)內(nèi)環(huán)中電流逐漸增大時(shí)，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(yīng)電流的磁場向外，再由右手螺旋定則知，外環(huán)中的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針．答案：見解析,推廣二：來拒去留：感應(yīng)電流阻礙相對運(yùn)動(dòng)，原磁場來時(shí)，感應(yīng)電流的磁場要拒之，原磁場離去時(shí)，感應(yīng)電流的磁場要留之．,例4如下圖所示，當(dāng)磁鐵突然向銅環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是()A．向右擺動(dòng)B．向左擺動(dòng)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(yīng)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(gè)銅環(huán)受到的合力向右，且環(huán)有向內(nèi)收縮的趨勢，故A正確．,方法二(等效法)磁鐵向右運(yùn)動(dòng)，使銅環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)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(yùn)動(dòng)法)磁鐵向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，由楞次定律的另一種表述可知，銅環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流總是阻礙導(dǎo)體間的相對運(yùn)動(dòng)，磁鐵跟銅環(huán)之間有排斥作用，故A正確．答案：A,?變式訓(xùn)練4．(多選)如圖當(dāng)磁鐵運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(yùn)動(dòng)B．向上運(yùn)動(dòng)C．向左運(yùn)動(dòng)D．以上都可能,解析：根據(jù)阻礙相對運(yùn)動(dòng)，即“來拒去留”，答案為B、C.推廣三：增縮減擴(kuò)：回路原磁通量增大時(shí)，閉合回路的面積有收縮的趨勢，原磁通量減少時(shí)，閉合回路面積有擴(kuò)大的趨勢．,例5如下圖所示，兩個(gè)閉合圓形線圈A、B的圓心重合，放在同一水平面內(nèi)，線圈B中通以圖中所示的交變電流，設(shè)t＝0時(shí)電流沿逆時(shí)針方向(圖中箭頭所示)．對于線圈A，在t1～t2時(shí)間內(nèi)，下列說法中正確的是(),A．有順時(shí)針方向的電流，且有擴(kuò)張的趨勢B．有順時(shí)針方向的電流，且有收縮的趨勢C．有逆時(shí)針方向的電流，且有擴(kuò)張的趨勢D．有逆時(shí)針方向的電流，且有收縮的趨勢解析：t1～t2時(shí)間內(nèi)，B中的電流為順時(shí)針增大，由“增反減同”，A中的感應(yīng)電流要與B中的電流相反，A中的電流為逆時(shí)針，由“增縮減擴(kuò)”，A的面積有收縮的趨勢．答案：D,?變式訓(xùn)練5．如圖，光滑平行金屬導(dǎo)軌置于水平面上，AB、CD兩導(dǎo)體直棒相互平行橫置于導(dǎo)軌上，勻強(qiáng)磁場方向豎直向上，當(dāng)導(dǎo)體棒AB向右移動(dòng)時(shí)，CD將如何運(yùn)動(dòng)？,解析：因?yàn)閷?dǎo)體棒AB向右移動(dòng)，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(yùn)動(dòng)．答案：見解析,