第一單元感應電流產(chǎn)生的條件及方向判定

1、1第四章 電磁感應第一單元 感應電流產(chǎn)生的條件及方向判定一、教法建議拋磚引玉本單元雙基學習目標1．物理知識方面（1）理解什么是電磁感應現(xiàn)象。（2）掌握產(chǎn)生感應電流的條件（3）掌握楞次定律和右手定則，并會應用它們判定感應電流的方向。（4）掌握感應電流產(chǎn)生的機械效果的判定2．能力培養(yǎng)方面（1）通過觀察演示實驗，歸納概括出利用磁場產(chǎn)生電流的條件，通過觀察演示實驗，探索和總結出感應電流方向的一般規(guī)律，培養(yǎng)學生的觀察、概括、探索能力。（2）培養(yǎng)

2、學生從能量轉化和守恒角度分析處理物理問題的能力。指點迷津本單元重點內容點撥本單元以法拉第的實驗事實為依據(jù)，提出全章的研究中心——電磁感應現(xiàn)象，首先研究感應電流產(chǎn)生的條件，闡明磁通量與磁通量的變化及產(chǎn)生感應電流的條件間的關系，即穿過回路的磁通量發(fā)生變化。接著研究判定感應電流方向的方法——右手定則楞次定律，楞次定律判定感應電流方向的普適方法，而右手定則適用于導體切割磁感線類型，掌握感應電流引起的機械效果的判定，會從能量觀點判定感應電流的方向

3、及感應電流引起的機械效果。二、學海導航學法指要本單元理論原理明晰（一）電磁感應現(xiàn)象1．明晰磁通量、磁通量的變化、磁通量的變化率的不同。①磁通量φ 是表示穿過磁場中某個面的磁感線的條數(shù)，φ=B?S。這里 S 是垂直磁場方向的面積，若 S 不與磁場垂直，則應取垂直磁場方向的投影面積。φ是一個雙向標量，若有從相反方向穿過某個面積的磁感線，則φ應是抵消后的凈條數(shù)。②磁通量的變化△φ 是表示穿過某一面積的磁通量變化的多少，△φ=φ2-φ1。

4、若φ2、φ1 是從相反方向穿過某一面積的磁通量，則△φ=|φ2|+|φ1|，△φ可能是 B 變化引起的，也可能是 S 變化引起（包括 B 與 S 夾角變化） ，還可能是 B、S 同時變化引起的。②磁通量的變化率表示磁通量變化的快慢，與φ、△φ無關，由 決定。 t ???t ???2．電磁感應現(xiàn)象產(chǎn)生的條件①產(chǎn)生感應電流的條件 不論用什么方法，只要穿過閉合電路的磁能量發(fā)生變化，閉合電路中就有電流產(chǎn)生。②電磁感應現(xiàn)象 是指穿過回路的磁通

5、量發(fā)生變化時，在回路中就會產(chǎn)生感應電動勢的現(xiàn)象，當電路斷開時雖無感應電流，但仍有感應電動勢。③電磁感應現(xiàn)象是法接第發(fā)現(xiàn)的，是“磁生電”現(xiàn)象，電流的磁效應是奧斯特發(fā)現(xiàn)的，是“電（流）生磁（場） ”現(xiàn)象。（二）感應電流方向的判定3兩種方法分析。①從感應電流所受的安培力出發(fā)進行分析，先由楞次定律（或右手定則）判定感應電流的方向，再用左手定則判定磁場對感應電流的作用力方向，進而分析其機械效果。②從楞次定律的另一種表述出發(fā)進行分析，表述是：“感應

6、電流的效果總是要反抗引起感應電流的原因”產(chǎn)生感應電流的原因，可以是磁通量的變化，也可以是引起磁通量變化的相對運動或回路的變形。而感應電流的效果，可以是感應電流所產(chǎn)生的磁場，也可以是因感應電流受安培力作用而引起的機械行為。方法是：若磁通量增加，向能使磁通量減少的方向運動；若磁通量減少，向能使磁通量增加的方向運動。（四）學生實驗——研究電磁感應現(xiàn)象1． 實驗目的研究產(chǎn)生電磁感應的條件和怎樣判斷感應電流的方向。2．實驗準備①查明電流表中電流方

7、向與指針偏轉方向間關系。方法是：用一節(jié)較舊的干電池串聯(lián)一數(shù)十千歐的電阻，采用瞬間接觸的方式試觸電流表。②查明原副線圈的繞制方向。3．主要操作將原線圈與電源、滑動變阻器和電鍵組成一個回路；將副線圈與電流表組成另一回路，產(chǎn)生電磁感應的方式有：①將電鍵合上和打開的瞬間；②移動變阻器的滑片，改變原線圈中的電流；③將原線圈插入和拔出副線圈；④將原線圈中的鐵心插進和拔出。觀察副線圈中有無感應電流及感應電流方向，研究并總結副線圈中產(chǎn)生感應電流的條件及

8、感應電流方向和磁通量變化之間的關系。注：感應電流方向不是用楞次定律判定的（驗證它） ，是由電流表指針偏轉方向判定。本單元難點、疑點釋疑——楞次定律的理解及推廣首先，阻礙不是阻止。因為磁通量的變化是引起感應電流的必要條件，若這種變化被阻止，也就不可能繼續(xù)產(chǎn)生感應電流了。其實原磁場的變化是由外界的各種因素決定的，如電流的變化，相對位置的變化，而與感應電流無關。例如，一根磁棒從高處下落，豎直穿過一個閉合圓環(huán)，圓環(huán)中雖產(chǎn)生了與原磁場相反的磁場，

9、但這感應電流的磁場決不能阻止磁棒下落，使磁棒懸浮在空中，那么所謂“阻礙”又是阻礙了什么呢？讓兩根相同的磁棒從同一高度豎直穿過兩個完全相同的一個閉合另一一個不閉合的金屬圓環(huán)時，發(fā)現(xiàn)磁棒穿過閉合圓環(huán)所需的時間長。因兩棒從同一高度同時下落，當兩磁棒穿入圓環(huán)后，磁通量的變化是相同的，下落時間長說明平均速率變慢，不閉合的金屬環(huán)內無感應電流和感應磁場。實驗說明感應電流的磁場僅阻礙了原磁通的變化速率。其次，感應電流阻礙的對象是原磁場的磁通量的變化，而

10、不是磁通密度 B 的變化，例如，在光滑水平導軌上放著兩根金屬棒，當一根磁棒自上而下豎直插入由導軌和兩金屬棒構成的閉合回路時，穿過回路的磁通量將增大，磁通密度 B 也將增大，從阻礙磁通量即磁感線條數(shù)增加的要求考慮，閉合回路應減少面積，金屬棒應相向運動；從阻礙磁通密度 B增加的角度考慮，應增大面積，金屬棒應向外運動以減少單位面積里的磁感線條數(shù)?？梢娊Y論完全相反，根據(jù)楞次定律和左后定則判斷，顯然，后者是錯誤的。第三，阻礙不是“相反” 。如果將