上一節我們學習了電磁感應産生的條件,即:穿過閉合線圈的磁通量有變化。
那麼電磁感應産生的感應電流是怎樣的?方向又如何判斷?我們這節課就來研究這個問題——楞次定律。
一:實驗探究影響感應電流方向的因素
如圖所示,連接電路;将磁鐵向線圈插入或抽出;觀察實驗現象,完成表格中飾演數據的填寫。
總結:當原磁場的磁通量變大時,感應電流産生的磁場和原磁場方向相反,以反抗磁通量的增加;
當原磁場的磁通量變小時,感應電流産生的磁場和原磁場方向相同,以補償磁通量的減少。
原磁場的磁通量變化和感應電流産生的磁場的關系可總結為:增反減同。
二:楞次定律及其應用
1,結合以上的實驗數據,物理學家楞次總結道:
感應電流具有這樣的方向,即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。
2,楞次定律的理解
(1)楞次定律主要内容是關于兩個磁場:原磁場和感應電流的磁場。
(2)阻礙,不是阻止,更不是反向。增反減同(可理解為反抗,“電的慣性”)。
(3)楞次定律是能量守恒的一種體現。
(4)從導線和磁體的相對運動來說,導線中有感應電流在磁場中會受到安培力,安培力的方向總要阻礙相對運動,阻礙磁通量的變化——來拒去留(電磁阻尼和電磁驅動)。
3,例題:利用楞次定律判斷感應電流的方向
思考:要想判斷感應電流,就要判斷感應電流的磁場,根據增反減同,先要判斷原磁場的變化。所以,感應電流的方向判斷,可以分成以下四個步驟。
(1)判讀原磁場方向
(2)判讀閉合回路中磁通量的變化
(3)由楞次定律(增反減同),判斷感應電流新産生的磁場方向
(4)由感應電流的磁場方向結合右手螺旋定則,判斷感應電流方向。
例題:通電直導線與矩形線圈在同一平面内,當線圈遠離導線時,判斷線圈中感應電流的方向。
三:右手定則
楞次定律的特例——閉合回路中部分導體切割磁感線
利用楞次定律四步驟,可得感應電流方向向上,由b到a。
當導線在磁場中切割磁感線時,除了用楞次定律外,我們還有更方便的方法——右手定則,來判斷感應電流的方向。
内容:伸開右手讓拇指跟其餘四指垂直,并且都跟手掌在一個平面内,讓磁感線垂直從掌心進入,拇指指向導體運動方向,其餘四指指向的就是導體中感應電流方向。
課後反思:
本節課重點在:楞次定律的理解和記憶,“阻礙”二字判斷感應電流的方向。
本節課難點在:根據感應電流的方向,進一步判斷導體受安培力和磁體的相對運動。對楞次定律的深入理解:導線受到的安培力總是阻礙導線和磁鐵的相對運動,和後面要學習的電磁阻尼電磁驅動相聯系。
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