第八讲 电磁感应.doc

第八讲 电磁感应 （一）楞次定律 知识点击： 电磁感应现象：穿过闭合电路的磁通量发生变化闭合电路中产生感应电流的现象。 1831年英国物理学家法拉第作了“磁生电”实验。如甲图所示在铁环上绕有约62m的铜线且在每匝间绕着同样长度但用棉纱绝缘的另一根铜线。其中一个螺线管与检流计连接而另一个螺线管与100对极板组成的强电池组连接。他由第一个线圈通电后产生的磁场来使第二个线圈产生电流并从检流计指针的偏转看到这一电流。图（乙）为原理图。 产生感应电流的条件：闭合电路中穿过的磁通量发生变化时电路中就会产生感应电流。 如电路不闭合电路中有感应电动势无感应电流。 3感应电流的方向———楞次定律： 1834年俄国物理学家楞次概括了各种实验结果，得到了如下的结论： 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。 （2）导体切割磁感线产生感应电流的方向用右手定则来判断较为简便。 伸开右手，使大拇指和其余四指垂直且与手掌在同一平面内，让磁感线穿过掌心，大拇指指向导体运动方向，则其余四指所指的方向就是感应电流的方向。 楞次定律中的“阻碍”作用正是能的转化和守恒定律的反映。 楞次定律的另一种表述：感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。当问题不涉及感应电流的方向时，用另一种表述判断比较方便。 4．[实验探究]电磁感应现象： （1）实验目的：研究产生电磁感应的条件，归纳判定感应电流方向的规律。 （2）实验器材：有软铁棒做铁芯的原线圈(A)、副线圈(B)一副，零刻度在刻度盘中央的灵敏电流计一只，滑动变阻器(阻值范围O～50Ω)，蓄电池或干电池(电压为3～6V)，保护电阻(阻值约几十千欧)、开关(压触式)、导线若干。 （3）实验步骤： ①首先查明电流表指针的偏转方向和电流方向的关系。 ②观察原、副线圈的绕线方向，并对绕向作下记录。 ③将原线圈(A)、滑动变阻器(R)、直流电源(E)和开关(S)串联成一个电路，将灵敏电流计(G)与副线圈(B)串联成另一个电路。将滑动变阻器阻值调到最大。 ④ (a)使通电原线圈(A)与副线圈(B)发生相对运动； (b)保持原、副线圈不动，接通、断电； (c)调节变阻器改变原线圈中电流的大小。 重复上述实验，研究产生感应电流的规律。 （4）实验结论：根据实验结果进行分析、比较、归纳得到：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。 二、能力激活： 题型一：闭合线圈在非匀强磁场中运动产生感应电流 示例1：所示导线框abcd与导线AB在同一平面内直导线通有恒定电流I。线框从AB左侧向右侧匀速通过导线过程中线框中感应电流的方向是（ ） A．是沿abcd方向流动然后沿adcb方向流动 B．先是沿adcb方向流动后沿abed方向流动再沿adcb方向流动 C．感应电流始终是沿abcd方向流动 D．感应电流始终是沿adcb方向流动 [分析]通电直导线周围磁场情况是，离导线越远磁感应强度越小。闭合线圈向右运动时磁通量先向外变大再变小，当闭合线圈对称轴与通电直导线重合时闭合线圈磁通量为零。然后再向里变大最后变小，根据楞次定律判断出感应电流方向。 [解析] B 题型二：变化的磁场使闭合线圈产生感应电流 示例2：如图所示，有两个同心导体圆环。内环中通有顺时针方向的电流，外环中原来无电流。当内环中电流逐渐增大时，外环中有无感应电流？方向如何？ [分析]由于磁感线是闭合曲线，内环内部向里的磁感线条数和内环外向外的所有磁感线条数相等，所以外环所围面积内的总磁通向里、增大，所以外环中感应电流磁场的方向为向外，由安培定则，外环中感应电流方向为逆时针。 [解析] 外环中有感应电流，方向为逆时针。 题型三：闭合线圈在匀强磁场中位置变化引起感应电流 例3： 一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动，已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时，顺着磁场的方向看去，线圈中的感应电流的方向分别为（ ） A逆时针方向逆时针方向 B．逆时针方向顺时针方向 C．顺时针方向顺时针方向 D．顺时针方向逆时针方向 [分析]线圈第一次经过位置Ⅰ时，穿过线圈的磁通量增加，由楞次定律，线圈中感应电流的磁场方向向左，根据安培定则，顺着磁场看去，感应电流的方向为逆时针方向当线圈第一次通过位置Ⅱ时，穿过线圈的磁通量减小，可判断出感应电流为顺时针方向。 [解析] B正确 题型四：判别感应电流在磁场中的受力 示例4：如图图所示装置中，cd杆原来静止。当ab 杆做如下那些运动时，cd杆将向右移动？ A向右匀速运动 B．向右加速运动 C．向左加速运动 D．向左减速运动 [分析]ab 匀速运动时，ab中感应电流恒定，L1中磁通量不变，穿过L2的磁通量不变化