第一單元感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件及方向判定

1、1第四章 電磁感應(yīng)第一單元 感應(yīng)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(xué)習(xí)目標(biāo)1．物理知識(shí)方面（1）理解什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。（2）掌握產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件（3）掌握楞次定律和右手定則，并會(huì)應(yīng)用它們判定感應(yīng)電流的方向。（4）掌握感應(yīng)電流產(chǎn)生的機(jī)械效果的判定2．能力培養(yǎng)方面（1）通過(guò)觀察演示實(shí)驗(yàn)，歸納概括出利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條件，通過(guò)觀察演示實(shí)驗(yàn)，探索和總結(jié)出感應(yīng)電流方向的一般規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括、探索能力。（2）培養(yǎng)

2、學(xué)生從能量轉(zhuǎn)化和守恒角度分析處理物理問(wèn)題的能力。指點(diǎn)迷津本單元重點(diǎn)內(nèi)容點(diǎn)撥本單元以法拉第的實(shí)驗(yàn)事實(shí)為依據(jù)，提出全章的研究中心——電磁感應(yīng)現(xiàn)象，首先研究感應(yīng)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(yīng)電流的條件間的關(guān)系，即穿過(guò)回路的磁通量發(fā)生變化。接著研究判定感應(yīng)電流方向的方法——右手定則楞次定律，楞次定律判定感應(yīng)電流方向的普適方法，而右手定則適用于導(dǎo)體切割磁感線類(lèi)型，掌握感應(yīng)電流引起的機(jī)械效果的判定，會(huì)從能量觀點(diǎn)判定感應(yīng)電流的方向

3、及感應(yīng)電流引起的機(jī)械效果。二、學(xué)海導(dǎo)航學(xué)法指要本單元理論原理明晰（一）電磁感應(yīng)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(guò)磁場(chǎng)中某個(gè)面的磁感線的條數(shù)，φ=B?S。這里 S 是垂直磁場(chǎng)方向的面積，若 S 不與磁場(chǎng)垂直，則應(yīng)取垂直磁場(chǎng)方向的投影面積。φ是一個(gè)雙向標(biāo)量，若有從相反方向穿過(guò)某個(gè)面積的磁感線，則φ應(yīng)是抵消后的凈條數(shù)。②磁通量的變化△φ 是表示穿過(guò)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(guò)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(shí)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(wú)關(guān)，由 決定。 t ???t ???2．電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件①產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 不論用什么方法，只要穿過(guò)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(yīng)現(xiàn)象 是指穿過(guò)回路的磁通

5、量發(fā)生變化時(shí)，在回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，當(dāng)電路斷開(kāi)時(shí)雖無(wú)感應(yīng)電流，但仍有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。③電磁感應(yīng)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(yīng)是奧斯特發(fā)現(xiàn)的，是“電（流）生磁（場(chǎng)） ”現(xiàn)象。（二）感應(yīng)電流方向的判定3兩種方法分析。①?gòu)母袘?yīng)電流所受的安培力出發(fā)進(jìn)行分析，先由楞次定律（或右手定則）判定感應(yīng)電流的方向，再用左手定則判定磁場(chǎng)對(duì)感應(yīng)電流的作用力方向，進(jìn)而分析其機(jī)械效果。②從楞次定律的另一種表述出發(fā)進(jìn)行分析，表述是：“感應(yīng)

6、電流的效果總是要反抗引起感應(yīng)電流的原因”產(chǎn)生感應(yīng)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(duì)運(yùn)動(dòng)或回路的變形。而感應(yīng)電流的效果，可以是感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，也可以是因感應(yīng)電流受安培力作用而引起的機(jī)械行為。方法是：若磁通量增加，向能使磁通量減少的方向運(yùn)動(dòng)；若磁通量減少，向能使磁通量增加的方向運(yùn)動(dòng)。（四）學(xué)生實(shí)驗(yàn)——研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象1． 實(shí)驗(yàn)?zāi)康难芯慨a(chǎn)生電磁感應(yīng)的條件和怎樣判斷感應(yīng)電流的方向。2．實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備①查明電流表中電流方

7、向與指針偏轉(zhuǎn)方向間關(guān)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(dòng)變阻器和電鍵組成一個(gè)回路；將副線圈與電流表組成另一回路，產(chǎn)生電磁感應(yīng)的方式有：①將電鍵合上和打開(kāi)的瞬間；②移動(dòng)變阻器的滑片，改變?cè)€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(jìn)和拔出。觀察副線圈中有無(wú)感應(yīng)電流及感應(yīng)電流方向，研究并總結(jié)副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件及

8、感應(yīng)電流方向和磁通量變化之間的關(guān)系。注：感應(yīng)電流方向不是用楞次定律判定的（驗(yàn)證它） ，是由電流表指針偏轉(zhuǎn)方向判定。本單元難點(diǎn)、疑點(diǎn)釋疑——楞次定律的理解及推廣首先，阻礙不是阻止。因?yàn)榇磐康淖兓且鸶袘?yīng)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(yīng)電流了。其實(shí)原磁場(chǎng)的變化是由外界的各種因素決定的，如電流的變化，相對(duì)位置的變化，而與感應(yīng)電流無(wú)關(guān)。例如，一根磁棒從高處下落，豎直穿過(guò)一個(gè)閉合圓環(huán)，圓環(huán)中雖產(chǎn)生了與原磁場(chǎng)相反的磁場(chǎng)，

9、但這感應(yīng)電流的磁場(chǎng)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(guò)兩個(gè)完全相同的一個(gè)閉合另一一個(gè)不閉合的金屬圓環(huán)時(shí)，發(fā)現(xiàn)磁棒穿過(guò)閉合圓環(huán)所需的時(shí)間長(zhǎng)。因兩棒從同一高度同時(shí)下落，當(dāng)兩磁棒穿入圓環(huán)后，磁通量的變化是相同的，下落時(shí)間長(zhǎng)說(shuō)明平均速率變慢，不閉合的金屬環(huán)內(nèi)無(wú)感應(yīng)電流和感應(yīng)磁場(chǎng)。實(shí)驗(yàn)說(shuō)明感應(yīng)電流的磁場(chǎng)僅阻礙了原磁通的變化速率。其次，感應(yīng)電流阻礙的對(duì)象是原磁場(chǎng)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(dǎo)軌上放著兩根金屬棒，當(dāng)一根磁棒自上而下豎直插入由導(dǎo)軌和兩金屬棒構(gòu)成的閉合回路時(shí)，穿過(guò)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(yīng)減少面積，金屬棒應(yīng)相向運(yùn)動(dòng)；從阻礙磁通密度 B增加的角度考慮，應(yīng)增大面積，金屬棒應(yīng)向外運(yùn)動(dòng)以減少單位面積里的磁感線條數(shù)?？梢?jiàn)結(jié)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(cuò)誤的。第三，阻礙不是“相反” 。如果將