【学案导学设计】2014-2015学年高中物理 第一章 电磁感应 感应电流的方向学案 粤教版选修3-2
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高中物理第一章电磁感应第三节探究感应电流的方向(第1课时)导学案粤教版选修(一)班级姓名学号评价【自主学习】一、学习目标1、掌握楞次定律,会应用楞次定律判定感应电流的方向。
2、通过观察实验现象,探索物理规律,培养观察、思考、归纳、总结的逻辑思维能力。
二、重点难点1、通过观察实验现象,探索物理规律,掌握楞次定律。
2、对楞次定律的理解。
三、问题导学1、请回顾产生感应电流的条件是什么?2、楞次定律中“阻碍”的意义是什么?“谁”阻碍“谁”?3、“感应电流的磁场”是怎样阻碍“引起感应电流的磁通量”的变化的?四、自主学习(阅读课本P8-11页,《金版学案》P5-6考点1)1、完成《金版学案》P5预习篇五、要点透析见《金版学案》P5-6考点1)【预习自测】1、根据楞次定律知感应电流的磁场一定是()A、阻碍引起感应电流的磁通量B、与引起感应电流的磁场方向相反C、阻碍引起感应电流的磁通量的变化D、与引起感应电流的磁场方向相同2、如图所示,通电导线旁边同一平面内有矩形线圈abcd,则()IadbcA、若线圈向右平动,其中感应电流方向是a→b→c→dB、若线圈竖直向下平动,无感应电流产生C、当线圈以ab边为轴转动时,其中感应电流方向是a→b→c→dD、当线圈向导线靠近时,其中感应电流方向是a→b→c→d3、如图所示,一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合线圈,则流过灵敏电流表G的感应电流方向是()A、始终由a流向bB、先由a流向b,再由b流向aC、始终由b流向aD、先由b流向a,再由a流向b第三节感应电流的方向课后拓展案【巩固拓展】课本作业P11讨论交流1、2;P12练习1、2、31、如图,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N 极朝下。
当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部)( )SNA、线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互引B、线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互斥C、线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互吸引D、线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互斥2、一金属圆环水平固定放置。
第1、2节 电磁感应的发现__感应电流产生的条件一、电磁感应现象1.探索过程(1)奥斯特的“电生磁”:1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。
(2)磁与电的关系的探索:在磁生电的探索历程中,有多位科学家致力于磁与电的关系的研究,如安培、毕奥、萨伐尔、科拉顿等。
(3)法拉第的“磁生电”:①实验装置:如图111所示,在软铁环上分别绕上线圈A 、B ,线圈A 通过滑动变阻器、开关与电源相连,线圈B 与电流计连接。
图111②实验现象:只在电路接通和断开的瞬间,电流计指针才会发生偏转,且两种情况下指针的偏转方向相反。
2.两个概念1.奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第发现了电磁感应现象。
2.法拉第将“磁生电”的现象分为五类:(1)变化中的电流;(2)变化中的磁场;(3)运动中的恒定电流;(4)运动中的磁铁;(5)在磁场中运动的导体。
3.感应电流:由电磁感应现象产生的电流。
4.感应电流的产生条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
(1)电磁感应:磁生电的现象。
(2)感应电流:由电磁感应现象产生的电流。
二、探究感应电流产生的条件1.实验探究探究1(1)实验装置:如图112所示,将导轨、可移动导体AB放置在磁场中,并和电流计组成闭合电路。
图112(2)实验操作:分别让导体AB在磁场中静止、平行于磁感线运动、切割磁感线运动,观察电流计指针的偏转情况。
(3)实验结论:当导体棒做切割磁感线运动时,通过闭合电路的磁通量发生变化,电流计指针发生偏转,即有感应电流产生。
探究2(1)实验装置:如图113所示,螺线管A、滑动变阻器、电源、开关组成电路,螺线管A放在螺线管B内,螺线管B与电流计组成一个闭合电路。
图113(2)实验过程:2.感应电流产生的条件穿过闭合电路的磁通量发生变化。
肥城一中“四阶段六步导学”课堂教学导学案年级高二学科物理序号 26 编制人审核人班级小组姓名第一节:划时代的发现第二节:探究感应电流的产生条件【使用说明】1.本学案主要是了解电磁感应现象的发现过程,并初步探究感应电流的产生条件,请完成本学案中的预习导引和预习自测部分,(时间:20分钟。
)并尝试去做课内探究部分,预习过程中的问题及时记录下来。
2.各组组长督促落实,按时收交,上课前做好检查,课后做好二次收交。
【学习目标】(1)、关注电磁感应现象的发现过程,了解相关的物理学史;(2)、知道电磁感应、感应电流的定义;(3)、观察电磁感应现象,理解产生感应电流的条件;(4)、进一步认识磁通量的概念,能结合实例对磁通量的变化进行定性和定量的判断。
【重点与难点】重点:理解产生感应电流的条件;难点:结合实例对磁通量的变化进行定性和定量的判断。
【预习导引】问题1:法拉第在了奥斯特的电流磁效应的基础上,思考对称性原理,从而得出了什么样的结论?问题2:法拉第经过无数次试验,经历10年的时间,终于领悟到了什么?问题3:电磁感应是;感应电流是。
问题5:法拉第把引起电流的原因概括为五类,它们都与相联系,即:变化的、变化的、运动的恒定电流、运动的、在磁场中运动的导体.问题6:感应电流的产生条件:【预习自测】1.关于磁通量,下列说法中正确的是()A.磁通量不仅有大小,而且有方向,所以是矢量B.磁通量越大,磁感应强度越大C.通过某一面的磁通量为零,该处磁感应强度不一定为零D.磁通量就是磁感应强度2.下列现象中属于电磁感应现象的是( )A.磁场对电流产生力的作用B .变化的磁场使闭合电路中产生电流C .插在通电螺线管中的软铁棒被磁化D .电流周围产生磁场3.如图所示,矩形线框abcd 放置在水平面内,磁场方向与水平方向成α角,已知sin α=45,回路面积为S ,磁感应强度为B ,则通过线框的磁通量为( )A .BSB.45BS C.35BS D.34BS 4.如图所示,用导线做成圆形或正方形回路,这些回路与一直导线构成几种位置组合(彼此绝缘),下列组合中,切断直导线中的电流时,闭合回路中会有感应电流产生的是( )【自主疑难】--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 【课内探究】探究一 闭合电路的部分导体切割磁感线在初中学过,当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流,如图4.2-1所示。
学案1电磁感应的发现感应电流产生的条件[学习目标定位] 1.能理解什么是电磁感应现象.2.能记住产生感应电流的条件.3.会使用线圈以及常见磁铁完成简单的实验.4.能说出磁通量变化的含义.5.会利用电磁感应产生的条件解决实际问题.1.磁通量的计算公式Φ=BS的适用条件是匀强磁场且磁感线与平面垂直.若在匀强磁场B 中,磁感线与平面不垂直,公式Φ=BS中的S应为平面在垂直于磁场方向上的投影面积.2.磁通量是标量,但有正、负之分.一般来说,如果磁感线从线圈的正面穿入,线圈的磁通量就为“+”,磁感线从线圈的反面穿入,线圈的磁通量就为“-”.3.由Φ=BS可知,磁通量的变化有三种情况:(1)磁感应强度B不变,有效面积S变化;(2)磁感应强度B变化,有效面积S不变;(3)磁感应强度B和有效面积S同时变化.一、奥斯特实验的启迪1820年,奥斯特从实验中发现了电流的磁效应,不少物理学家根据对称性的思考,提出既然电能产生磁,是否也存在逆效应,即磁产生电呢?二、电磁感应现象的发现1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象.他将“磁生电”现象分为五类:(1)变化中的电流;(2)变化中的磁场;(3)运动中的恒定电流;(4)运动中的磁铁;(5)运动中的导线.三、电磁感应规律的发现及其对社会发展的意义1.电磁感应的发现,使人们发明了发电机,把机械能转化成电能;使人们发明了变压器,解决了电能远距离传输中能量大量损耗的问题;使人们制造出了结构简单的感应电动机,反过来把电能转化成机械能.2.法拉第在研究电磁感应等电磁现象中,从磁性存在的空间分布逐渐凝聚出“场”的科学创新思想.在此基础上,麦克斯韦建立了电磁场理论,并预言了电磁波的存在. 四、产生感应电流的条件 穿过闭合电路的磁通量发生变化时,这个闭合电路中就有感应电流产生.一、磁通量及其变化[问题设计]如图1所示,框架的面积为S ,匀强磁场的磁感应强度为B .试求:图1 (1)框架平面与磁感应强度B 垂直时,穿过框架平面的磁通量为多少?(2)若框架绕OO ′转过60°,则穿过框架平面的磁通量为多少?(3)若从图示位置转过90°,则穿过框架平面的磁通量的变化量为多少?(4)若从图示位置转过180°,则穿过框架平面的磁通量变化量为多少?答案 (1)BS (2)12BS (3)-BS (4)-2BS [要点提炼]1.磁通量的计算(1)公式:Φ=BS(2)适用条件:①匀强磁场,②磁场方向和平面垂直.(3)B 与S 不垂直时:Φ=BS ⊥,S ⊥为平面在垂直磁场方向上的投影面积,在应用时可将S 投影到与B 垂直的方向上,如图2所示Φ=BS sin_θ.图2(4)磁通量与线圈的匝数无关.2.磁通量的变化量ΔΦ(1)当B 不变,有效面积S 变化时,ΔΦ=B ·ΔS .(2)当B 变化,S 不变时,ΔΦ=ΔB ·S .(3)B和S同时变化,则ΔΦ=Φ2-Φ1,但此时ΔΦ≠ΔB·ΔS.特别提醒计算穿过某面的磁通量变化量时,要注意前、后磁通量的正、负值,如原磁通量Φ1=BS,当平面转过180°后,磁通量Φ2=-BS,磁通量的变化量ΔΦ=-2BS.二、感应电流产生的条件[问题设计]实验1(导体在磁场中做切割磁感线的运动):如图3所示,导体AB垂直磁感线运动时,线路中有电流产生,而导体AB沿着磁感线运动时,线路中无电流产生(填“有”或“无”).图3实验2(通过闭合电路的磁场发生变化):如图4所示,将小螺线管A插入大螺线管B中不动,当开关S接通或断开时,电流表中有电流通过;若开关S一直闭合,当改变滑动变阻器的阻值时,电流表中有电流通过;而开关一直闭合,滑动变阻器的滑动触头不动时,电流表中无电流产生.若将螺线管A放在螺线管B的正上方,并使两者的轴线互相垂直,则不管进行什么操作,电流表中均无电流产生(填“有”或“无”).图41.实验2中并没有导体在磁场中做切割磁感线的运动,但在接通或断开电源的瞬间及改变滑动变阻器的阻值时,B线圈却出现感应电流,这说明什么?答案说明导体在磁场中做切割磁感线运动不是产生感应电流的本质原因,通过闭合电路的磁场变化也可以产生感应电流.2.当实验2中开关闭合后,A线圈电流稳定时,B线圈中也存在磁场,但不出现感应电流,这说明什么?答案说明感应电流的产生,不在于闭合回路中是否有磁场.3.实验2中同样的磁场变化,螺线管B套在螺线管A外边时,能产生感应电流,而两个线圈相互垂直放置时不能产生感应电流,这又说明什么?试总结产生感应电流的条件.答案说明感应电流的产生,不在于磁场是否变化.总结实验1中,磁场是稳定的,但在导体切割磁感线运动时,通过回路的磁通量发生变化,回路中产生了感应电流;实验2通过改变电流从而改变磁场强弱,进而改变了磁通量,从而产生了感应电流,所以可以将产生感应电流的条件描述为“只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就会产生感应电流”.[要点提炼]1.产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化.2.特例:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动.在利用“切割”来讨论和判断有无感应电流时,应该注意:(1)导体是否将磁感线“割断”,如果没有“割断”就不能说切割.如图5所示,甲、乙两图中,导线是真“切割”,而图丙中,导体没有切割磁感线.图5(2)是否仅是闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动,如图丁.如果由切割不容易判断,则要回归到磁通量是否变化上去.[延伸思考]电路不闭合时,磁通量发生变化是否能产生电磁感应现象?答案当电路不闭合时,没有感应电流,但有感应电动势,只产生感应电动势的现象也可以称为电磁感应现象.一、磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解与计算例1如图6所示的线框,面积为S,处于磁感应强度为B的匀强磁场中,B的方向与线框平面成θ角,当线框转过90°到如图6所示的虚线位置时,试求:图6(1)初、末位置穿过线框的磁通量的大小Φ1和Φ2;(2)磁通量的变化量ΔΦ.解析(1)解法一:在初始位置,把面积向垂直于磁场方向进行投影,可得垂直于磁场方向的面积为S⊥=S sin θ,所以Φ1=BS sin θ.在末位置,把面积向垂直于磁场方向进行投影,可得垂直于磁场方向的面积为S⊥′=S cos θ.由于磁感线从反面穿入,所以Φ2=-BS cos θ.解法二:如图所示,把磁感应强度B沿垂直于面积S和平行于面积S进行分解,得B上=B sin θ,B左=B cos θ所以Φ1=B上S=BS sin θ,Φ2=-B左S=-BS cos θ.(2)开始时B与线框平面成θ角,穿过线框的磁通量Φ1=BS sin θ;当线框平面按顺时针方向转动时,穿过线框的磁通量减少,当转动θ时,穿过线框的磁通量减少为零,继续转动至90°时,磁感线从另一面穿过,磁通量变为“负”值,Φ2=-BS cos θ.所以,此过程中磁通量的变化量为ΔΦ=Φ2-Φ1=-BS cos θ-BS sin θ=-BS(cos θ+sin θ).答案(1)BS sin θ-BS cos θ(2)-BS(cos θ+sin θ)二、产生感应电流的分析判断及实验探究例2如图7所示,在匀强磁场中有两条平行的金属导轨,磁场方向与导轨平面垂直.导轨上有两条可沿导轨自由移动的金属棒ab、cd,与导轨接触良好.这两条金属棒ab、cd的运动速度分别是v1、v2,且井字形回路中有感应电流通过,则可能()图7A.v1>v2B.v1<v2C.v1=v2D.无法确定解析只要金属棒ab、cd的运动速度不相等,穿过井字形回路的磁通量就发生变化,闭合回路中就会产生感应电流.故选项A、B正确.答案AB例3在研究电磁感应现象的实验中所用器材如图8所示.它们是①电流表、②直流电源、③带铁芯的线圈A、④线圈B、⑤开关、⑥滑动变阻器(用来控制电流以改变磁场强弱).试按实验的要求在实物图上连线(图中已连好一根导线).图8答案连接电路如图所示1.(对电磁感应现象的认识)下列现象中,属于电磁感应现象的是()A.小磁针在通电导线附近发生偏转B.通电线圈在磁场中转动C.因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流D.磁铁吸引小磁针答案 C解析电磁感应是指“磁生电”的现象,而小磁针和通电线圈在磁场中转动以及磁铁吸引小磁针,反映了磁场力的性质,所以A、B、D不是电磁感应现象,C是电磁感应现象.2.(对磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解)如图9所示一矩形线框,从abcd位置移到a′b′c′d′位置的过程中,关于穿过线框的磁通量情况,下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动) ()图9A.一直增加B.一直减少C.先增加后减少D.先增加,再减少直到零,然后再增加,然后再减少答案 D解析离导线越近,磁场越强,当线框从左向右靠近导线的过程中,穿过线框的磁通量增大,当线框跨在导线上向右运动时,磁通量减小,当导线在线框正中央时,磁通量为零,从该位置向右,磁通量又增大,当线框离开导线向右运动的过程中,磁通量又减小;故A、B、C 错误,D正确,故选D.3.(产生感应电流的分析判断)如图10所示,开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直,且一半在磁场内,一半在磁场外,若要使线框中产生感应电流,下列办法中可行的是()图10A.将线框向左拉出磁场B.以ab边为轴转动(小于90°)C.以ad边为轴转动(小于60°)D.以bc边为轴转动(小于60°)答案ABC解析将线框向左拉出磁场的过程中,线框的bc部分切割磁感线,或者说穿过线框的磁通量减少,所以线框中将产生感应电流.当线框以ab边为轴转动(小于90°)时,线框的cd边的右半段在做切割磁感线运动,或者说穿过线框的磁通量在发生变化,所以线框中将产生感应电流.当线框以ad边为轴转动(小于60°)时,穿过线框的磁通量在减小,所以在这个过程中线框内会产生感应电流.如果转过的角度超过60°(60°~300°),bc边将进入无磁场区,那么线框中将不产生感应电流.当线框以bc边为轴转动时,如果转动的角度小于60°,则穿过线框的磁通量始终保持不变(其值为磁感应强度与矩形线框面积的一半的乘积).4.(产生感应电流的分析判断)如图11所示,绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路,在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A,下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是()图11A.线圈中通以恒定的电流B.通电时,使滑动变阻器的滑片P做匀速移动C.通电时,使滑动变阻器的滑片P做加速移动D.将电键突然断开的瞬间答案 A解析只要通电时滑动变阻器的滑片P移动,电路中的电流就会发生变化,变化的电流产生变化的磁场,铜环A中磁通量发生变化,有感应电流;同样,将电键断开瞬间,电路中电流从有到无,仍会在铜环A中产生感应电流.题组一对磁通量Φ及其变化量ΔΦ的理解与计算1.关于磁通量,下列叙述正确的是()A.在匀强磁场中,穿过一个面的磁通量等于磁感应强度与该面面积的乘积B.在匀强磁场中,a线圈的面积比b线圈的大,则穿过a线圈的磁通量一定比穿过b线圈的磁通量大C.把一个线圈放在M、N两处,若放在M处时穿过线圈的磁通量比放在N处时大,则M 处的磁感应强度一定比N处大D.同一线圈放在磁感应强度大处,穿过线圈的磁通量不一定大答案 D解析磁通量等于磁感应强度与垂直磁场方向上的投影面积的乘积,A错误;线圈面积大,但投影面积不一定大,B错误;磁通量大,磁感应强度不一定大,C错误、D正确.2.关于磁通量的概念,以下说法中正确的是()A.磁感应强度越大,穿过闭合回路的磁通量越大B.磁感应强度越大,线圈面积越大,则磁通量越大C.穿过线圈的磁通量为零,但磁感应强度不一定为零D.磁通量发生变化,一定是磁场发生变化引起的答案 C解析根据磁通量的定义,Φ=B·S·sin θ,因此A、B选项错误;穿过线圈的磁通量为零时,磁感应强度不一定为零;磁通量发生变化,可能是面积变化引起的,也可能是磁场变化引起的,D错.3.如图1所示,半径为R的圆形线圈共有n匝,其中心位置处半径为r的范围内有匀强磁场,磁场方向垂直线圈平面,若磁感应强度为B,则穿过线圈的磁通量为()图1A.πBR2B.πBr2C.nπBR2D.nπBr2答案 B解析由磁通量的定义式知Φ=BS=πBr2;故B正确.题组二产生感应电流的分析判断4.关于电磁感应现象,下列说法中正确的是()A.闭合线圈放在变化的磁场中,必然有感应电流产生B.闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感线运动,必然产生感应电流C.穿过闭合线圈的磁通量变化时,线圈中有感应电流D.只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就一定有感应电流产生答案 C解析产生感应电流的条件:(1)闭合电路;(2)磁通量Φ发生变化,两个条件缺一不可.5.下图中能产生感应电流的是()答案 B解析根据产生感应电流的条件:A中,电路没闭合,无感应电流;B中,面积增大,闭合电路的磁通量增大,有感应电流;C中,穿过线圈的磁感线相互抵消,Φ恒为零,无感应电流;D中,磁通量不发生变化,无感应电流.6.下列情况中都是线框在磁场中做切割磁感线运动,其中线框从开始进入到完全离开磁场的时间中有感应电流的是()答案BC解析A中虽然导体“切割”了磁感线,但穿过闭合线框的磁通量并没有发生变化,没有感应电流.B中线框的一部分导体“切割”了磁感线,穿过线框的磁感线条数越来越少,线框中有感应电流.C中虽然与A近似,但由于是非匀强磁场,运动过程中,穿过线框的磁感线条数增加,线框中有感应电流.D中线框尽管是部分切割,但磁感线条数不变,无感应电流,故选B、C.7.如图2所示,一有限范围的匀强磁场宽度为d ,若将一个边长为L 的正方形导线框以速度v 匀速地通过磁场区域,已知d >L ,则导线框从开始进入到完全离开磁场的过程中无感应电流的时间等于( )图2A.d vB.L vC.d -L vD.d -2L v答案 C解析 只有导线框完全在磁场里面运动时,导线框中才无感应电流.8.如图3所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框,初始位置线框与磁感线平行,则在下列四种情况下,线框中会产生感应电流的是( )图3A .线框平面始终与磁感线平行,线框在磁场中左右运动B .线框平面始终与磁感线平行,线框在磁场中上下运动C .线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB 转动D .线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD 转动答案 C解析 四种情况中初始位置线框均与磁感线平行,磁通量为零,按A 、B 、D 三种情况线框运动后,线框仍与磁感线平行,磁通量保持为零不变,线框中不产生感应电流.C 中线框转动后,穿过线框的磁通量不断发生变化,所以产生感应电流,C 项正确.9.为观察电磁感应现象,某学生将电流表、螺线管A 和B 、蓄电池、开关用导线连接成如图4所示的实验电路.当接通和断开开关时,电流表的指针都没有偏转,其原因是( )图4A.开关位置接错B.电流表的正、负极接反C.线圈B的3、4接头接反D.蓄电池的正、负极接反答案 A解析本题考查了感应电流产生的条件.因感应电流产生的条件是闭合电路中的磁通量发生变化,由电路图可知,把开关接在B与电流表之间,因与1、2接头相连的电路在接通和断开开关时,电流不改变,所以不可能有感应电流,电流表也不可能偏转,开关应接在A与电源之间.10.如图5所示,导线ab和cd互相平行,则下列四种情况中,导线cd中有电流的是()图5A.开关S闭合或断开的瞬间B.开关S是闭合的,滑动触头向左滑C.开关S是闭合的,滑动触头向右滑D.开关S始终闭合,滑动触头不动答案ABC解析开关S闭合或断开的瞬间;开关S闭合,滑动触头向左滑或向右滑的过程都会使通过导线ab段的电流发生变化,使穿过cd回路的磁通量发生变化,从而在cd导线中产生感应电流.因此本题的正确选项应为A、B、C.11.如图6所示,线圈Ⅰ与电源、开关、滑动变阻器相连,线圈Ⅱ与电流计相连,线圈Ⅰ与线圈Ⅱ绕在同一个铁芯上,在下列情况下,电流计中是否有示数?图6(1)开关闭合瞬间;(2)开关闭合稳定后;(3)开关闭合稳定后,来回移动滑动变阻器的滑片;(4)开关断开瞬间.答案(1)有(2)无(3)有(4)有解析本题主要考查闭合电路中,电流变化导致磁场变化从而产生感应电流的情况.(1)开关闭合时线圈Ⅰ中电流从无到有,电流的磁场也从无到有,穿过线圈Ⅱ的磁通量也从无到有,线圈Ⅱ中产生感应电流,电流计有示数.(2)开关闭合稳定后,线圈Ⅰ中电流稳定不变,电流的磁场不变,此时线圈Ⅱ中虽有磁通量但磁通量稳定不变,线圈Ⅱ中无感应电流产生,电流计无示数.(3)开关闭合稳定后,来回移动滑动变阻器的滑片,电阻变化,线圈Ⅰ中的电流变化,电流形成的磁场也发生变化,穿过线圈Ⅱ的磁通量也发生变化,线圈Ⅱ中有感应电流产生,电流计有示数.(4)开关断开瞬间,线圈Ⅰ中电流从有到无,电流的磁场也从有到无,穿过线圈Ⅱ的磁通量也从有到无,线圈Ⅱ中有感应电流产生,电流计有示数.12.如图7所示,固定于水平面上的金属架MDEN处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN 沿框架以速度v向右做匀速运动.t=0时,磁感应强度为B0,此时MN到达的位置使MDEN 构成一个边长为l的正方形.为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开始,磁感应强度B 应怎样随时间t变化?请推导出这种情况下B与t的关系式.图7答案B=B0ll+v t解析要使MN棒中不产生感应电流,应使穿过线圈平面的磁通量不发生变化在t=0时刻,穿过线圈平面的磁通量Φ1=B0S=B0l2设t时刻的磁感应强度为B,此时磁通量为Φ2=Bl(l+v t)由Φ1=Φ2得B=B0ll+v t.教学反思在新课改的形式下,如何激发教师的教研热情,提升教师的教研能力和学校整体的教研实效,是摆在每一个学校面前的一项重要的“校本工程”。
电磁感应的发现学情分析学生通过前面《磁场》的学习,已经知道了电流能够产生磁场,通过初中的学习以及预习已经知道了法拉第发现了磁生电,但是对于磁与电之间更深层次的联系知之甚少,对于其中的发现过程更是不了解。
所以本节课让学生认识到探索电磁感应现象的历史背景是关键。
教材分析本节内容是电磁感应的第一节,将法拉第发现电磁感应的这个过程作为单独一节来呈现,目的是为了通过对科学史的学习,培养学生的物理观念、科学思维、科学态度与方法。
教学目标1.关注电磁感应现象的发现过程,了解相关的物理学史,知道电磁感应、感应电流的定义,理解产生感应电流的条件。
2.通过重新经历法拉第和其他科学家对磁生电的探索过程,知道科学探究不是一帆风顺的,必须要有恒心和毅力以及恰当的方法。
3.通过演示实验激发学生对磁生电的兴趣,并初步提出产生感应电流的条件,为后面一节做准备。
教学重难点重点:电磁感应现象的发现过程难点:初步得出感应电流产生的条件教学过程一、引入新课“隔空传声”实验(请一位同学来合作实验):手机的耳机接A线圈,将A线圈放入B线圈中,与B线圈相连的小蜜蜂能够发出声音,这是为什么呢?引出:要解释这个现象,就要用到我们接下来这一章《电磁感应》所要学习的内容。
那什么是电磁感应呢?二、新课教学1.奥斯特发现电生磁1820年4月,奥斯特在作有关电和磁的演讲时,尝试将磁针放在导线的侧面,在接通电源时,发现磁针轻微地晃动了一下。
从而发现了电能够产生磁。
2.法拉第心系磁生电1821年,英国著名杂志《哲学年鉴》邀请英国皇家学院的戴维撰写文章,综述奥斯特发现电生磁一年以来电磁学实验与理论的进展概况。
戴维是个大教授,他把此事交给了他的助手——法拉第。
这件事促使法拉第开始了电磁学的研究,随着研究的深入,法拉第的思维自然转换到了电生磁的逆效应——磁能否生电。
其实对于法拉第,对于磁生电大家在初中的时候就已经非常熟悉了,磁生电是法拉第首先发出的,但是法拉第到底是怎么发现磁生电的呢?课前大家已经阅读过资料了,下面请大家根据手里边的资料,回答下面几个问题。
第三节探究感应电流的方向【思维激活】在做感应电流产生条件的实验中,将条形磁铁插入螺线管或从螺线管拔出,我们发现感应电流的方向与螺线管中磁场的方向以及磁体运动方向与在者联系,那么它们究竟存在怎样的关系?提示:感应电流的方向总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,条形磁铁插入螺线管线圈磁通量增加,取出时减小,故前后感应电流方向相反。
【自主整理】1.楞次定律:感应电流具有这样的方向,即感应电流的方向总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
2.对“阻碍的理解”:阻碍并不是相反,而是当磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。
从磁通量变化的角度来看,感应电流总是要阻碍原磁通量的变化;从导体和磁体的相对运动的角度来看,感应电流总是要阻碍导体与磁体间的相对运动。
3.右手定则:伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内。
让磁感线从手心进入,并使拇指指向导体运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
4.楞次定律的运用范围,磁通量变化而产生感应电流的判定。
5.判定步骤(1)明确闭合电路范围内的原磁场的方向;(2)分析穿过闭合电路的磁通量的变化;(3)根据楞次定律,判定感应电流磁场的方向;(4)利用安培定则,判定感应电流的方向。
【高手笔记】1.楞次定律:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流磁通量变化。
2.“阻碍”并不是“相反”而是当磁通量增加时,感应电磁场与原磁场方向相反;磁通量减少时,感应电流磁场与原磁场方向相同。
3.从磁通量变化的角度来看,感应电流总要阻碍磁通量变化,从导体和磁体的相对运动的角度来看,感应电流总要阻碍相对运动,因此,产生感应电流的过程实质上是能的转化和转移的过程。
4.楞次定律的使用步骤(1)明确所研究的闭合回路中原磁场的方向;(2)确定穿过回路的磁通量如何变化(是增加还是减小);(3)由楞次定律判定出感应电流磁场方向;(4)根据感应电流的磁场方向,由安培定则判定出感应电流的方向。
电磁感应中的电流导学案导学目标:了解电磁感应的基本原理和相关概念,掌握电流的产生和规律,能够应用电磁感应理论解决相关问题。
一、导入部分电磁感应是指当磁场发生变化时,产生感应电动势,从而导致电流产生的现象。
我们先了解一下基本概念。
电磁感应:当磁通量Φ的变化率dΦ/dt与导体回路相连时,导体回路内将产生感应电动势E。
法拉第电磁感应定律:感应电动势E的大小与磁通量Φ的变化率dΦ/dt成正比,方向满足右手定则。
二、电流的产生根据法拉第电磁感应定律,当导线切割磁力线或磁场发生变化时,会在导线中产生电动势,并形成电流。
1. 线圈中的电流当一个导线弯曲成多个圈,形成线圈时,由于每个线圈都受到相同的磁场影响,会导致整个线圈中产生电流。
这是因为在每个线圈中磁通量Φ的变化率相同,根据法拉第电磁感应定律,每个线圈中感应电动势E相互叠加,形成总的感应电动势,从而产生电流。
2. 电流的规律根据欧姆定律,电流I与电压U和电阻R之间的关系为:I = U/R。
当线圈中导体的电阻保持不变时,产生的电流强度与感应电动势大小成正比。
三、电磁感应中的应用电磁感应的原理在生活中有广泛的应用,我们来了解一下其中两个重要的应用。
1. 发电机发电机是通过电磁感应的原理将机械能转化为电能的装置。
它由一个可旋转的磁场(通常是由发电机的励磁线圈提供)和一个固定的线圈(称为定子线圈)组成。
当转子旋转时,磁场线与定子线圈切割,产生感应电动势,并输出电流。
通过这种方式,我们可以将机械能转化为电能,供电给我们的日常生活。
2. 变压器变压器是利用电磁感应的原理改变交流电的电压,实现电能的传输和分配。
它由一个主线圈(称为初级线圈)和一个副线圈(称为次级线圈)组成。
当主线圈中的电流变化时,产生的磁场线与次级线圈相互作用,从而在次级线圈中产生感应电动势,改变电压。
通过变压器,我们可以将交流电的电压从高变低或从低变高,以适应不同的电器设备和电力传输需求。
四、实例分析通过以上的学习,我们可以应用电磁感应的原理解决实际问题。
学案2 感应电流的方向[学习目标定位] 1.正确理解楞次定律的内容及其本质.2.掌握右手定则,并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式.3.能够熟练运用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向.1.安培定则(适用于直导线):用右手握住通电直导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致,那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向.2.安培定则(适用于环形电流及通电螺线管):用右手握住导线,让弯曲的四指所指的方向跟环形电流的方向一致,那么伸直的大拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向.一、感应电流的方向实验表明,磁通量增加时,感应电流磁场方向与原磁场方向相反;磁通量减少时,感应电流磁场方向与原磁场方向相同.二、楞次定律感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.三、右手定则伸开右手,让拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在同一个平面内,让磁感线垂直从手心进入,拇指指向导体运动的方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向.一、楞次定律[问题设计]根据如图1甲、乙、丙、丁所示进行电路图连接与实验操作,并填好实验现象记录表格.(1)请根据上表所填内容分析,感应电流的磁场方向是否总是与原磁场方向相反或相同?什么时候相反?什么时候相同?感应电流的磁场对原磁场磁通量变化有何影响?(2)分析当磁铁靠近或远离线圈时两者的相互作用有什么规律?答案(1)不一定,有时相反,有时相同;闭合回路中原磁场的磁通量增加时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反;闭合回路中原磁场的磁通量减少时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同;感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化.(2)当条形磁铁插入时,磁铁与线圈的磁极是同名磁极相对;当条形磁铁拔出时,磁铁与线圈的磁极是异名磁极相对.即:两者靠近时,相互排斥;两者远离时,相互吸引.感应电流总要阻碍原磁场的相对运动.[要点提炼]1.楞次定律:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.2.楞次定律中“阻碍”的含义:(1)谁起阻碍作用——感应电流的磁场(2)阻碍什么——阻碍的是穿过回路的磁通量的变化,而不是磁通量本身.(3)如何阻碍——当原磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,“阻碍”不是感应电流的磁场与原磁场的方向相反,而是“增反减同”.(4)阻碍效果——阻碍并不是阻止,结果是增加的还增加,减少的还减少,只是延缓了原磁场的磁通量的变化.3.从相对运动的角度看,感应电流的效果是阻碍相对运动(来拒去留).[延伸思考]电磁感应过程中有电能变化,该电能是否凭空增加?从能量守恒的角度如何解释?答案从能量守恒的角度来看,感应电流的磁场总是在阻碍着它自己的产生,为了维持感应电流,就必须克服这个阻碍作用而做功,使其他形式的能量转化成电能,这就是感应电流能量的来源.二、楞次定律的应用[问题设计]在长直通电导线附近有一闭合线圈abcd,如图2所示.当直导线中的电流强度I逐渐减小时,试判断线圈中感应电流的方向.图2请从解答此题的实践中,总结出用楞次定律判定感应电流方向的具体思路.答案线圈abcd中感应电流方向为顺时针.若要判定感应电流方向,需先弄清楚感应电流的磁场方向.根据楞次定律“阻碍”的含义,则要先明确原磁场的方向及其磁通量的变化情况.[要点提炼]应用楞次定律判断感应电流方向的步骤:(1)明确研究对象是哪一个闭合电路.(2)明确原磁场的方向.(3)判断闭合回路内原磁场的磁通量是增加还是减少.(4)由楞次定律判断感应电流的磁场方向.(5)由安培定则判断感应电流的方向.三、右手定则[问题设计]如图3所示,导体棒ab向右做切割磁感线运动.图3(1)请用楞次定律判断感应电流的方向.(2)能否找到一种更简单的方法来判断闭合回路中部分导体切割磁感线产生的电流的方向呢?(提示:研究电流I的方向、原磁场B的方向、导体棒运动的速度v的方向三者之间的关系)答案(1)感应电流的方向a→d→c→b→a.(2)可以用右手定则来判断.[要点提炼]1.右手定则是楞次定律的特例.(1)楞次定律适用于各种电磁感应现象,对于磁感应强度B随时间t变化而产生的电磁感应现象较方便.(2)右手定则只适用于导体在磁场中做切割磁感线运动的情况.2.当切割磁感线时四指的指向就是感应电流的方向,即感应电动势的方向(注意等效电源的正负极).一、对楞次定律的理解例1(单选)关于楞次定律,下列说法中正确的是()A.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强B.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱C.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化D.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化解析楞次定律的内容:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,故选D. 答案 D二、楞次定律的应用例2(单选)如图4所示,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,顺着磁场方向看去,线圈中感应电流的方向分别为()图4A.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,逆时针方向解析线圈在位置Ⅰ时,磁通量方向水平向右且在增加.根据楞次定律知,感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,所以感应电流的磁场方向应水平向左.根据安培定则知,顺着磁场方向看去,线圈中的感应电流方向为逆时针方向.当线圈第一次通过位置Ⅱ时,穿过线圈的磁通量方向水平向右且在减小.根据楞次定律,感应电流的磁场方向水平向右.再根据安培定则,顺着磁场方向看去,线圈中感应电流的方向应为顺时针方向.答案 B针对训练(单选)如图5所示,闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中,将它从匀强磁场中匀速拉出,以下各种说法中正确的是()图5A.向左和向右拉出时,环中感应电流方向相反B.向左和向右拉出时,环中感应电流方向都是沿顺时针方向C.向左和向右拉出时,环中感应电流方向都是沿逆时针方向D.当圆环全部处在磁场中运动时,也有感应电流产生答案 B解析圆环中感应电流的方向,取决于圆环中磁通量的变化情况,向左或向右将圆环拉出磁场的过程中,圆环中垂直纸面向里的磁感线的条数都要减少,根据楞次定律可知,感应电流产生的磁场的方向与原磁场方向相同,即都垂直纸面向里,应用安培定则可以判断出感应电流的方向沿顺时针方向.圆环全部处在磁场中运动时,虽然导线做切割磁感线运动,但环中磁通量不变.只有在圆环离开磁场过程中,环的一部分在磁场中,另一部分在磁场外,环中磁通量才发生变化,环中才有感应电流.B选项正确.三、右手定则的应用例3(单选)下列图中表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景,导体ab上的感应电流方向为a→b的是()解析题中四图都属于闭合电路的一部分导体切割磁感线,应用右手定则判断可得:A中电流方向为a→b,B中电流方向为b→a,C中电流沿a→d→c→b→a方向,D中电流方向为b→a.故选A.答案 A1.(对楞次定律的理解)(单选)关于楞次定律,下列说法正确的是()A.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B.闭合电路的一部分导体在磁场中运动时,必受磁场阻碍作用C.原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场同向D.感应电流的磁场总是跟原磁场反向,阻碍原磁场的变化答案 A解析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,选项A正确;闭合电路的一部分导体在磁场中平行磁感线运动时,不受磁场阻碍作用,选项B错误;原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场反向,选项C错误;当原磁场增强时感应电流的磁场跟原磁场反向,当原磁场减弱时跟原磁场同向,选项D错误.2.(楞次定律的应用)(双选)如图6所示,有一通电直导线L和闭合导体框abcd处于同一平面内,当通电导线L运动时,以下说法正确的是()图6A.当导线L向左平移时,导体框abcd中感应电流的方向为abcdaB.当导线L向左平移时,导体框abcd中感应电流的方向为adcbaC.当导线L向右平移时(未到达ad),导体框abcd中感应电流的方向为abcdaD.当导线L向右平移时(未到达ad),导体框abcd中感应电流的方向为adcba答案AD解析当导线L向左平移时,闭合导体框abcd中磁场减弱,磁通量减少,abcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍磁通量的减少,由于导线L在abcd中磁场方向垂直纸面向里,所以abcd中感应电流的磁场方向应为垂直纸面向里,由安培定则可知感应电流的方向为abcda,选项A正确;当导线L向右平移时,闭合导体框abcd中磁场增强,磁通量增加,abcd 回路中产生的感应电流的磁场将阻碍原磁通量的增加,可知感应电流的磁场为垂直纸面向外,再由安培定则可知感应电流的方向为adcba,选项D正确.3.(楞次定律的应用)(双选)如图7所示,在水平面上有一个闭合的线圈,将一根条形磁铁从线圈的上方插入线圈中,在磁铁进入线圈的过程中,线圈中会产生感应电流,磁铁会受到线圈中电流的作用力,若从线圈上方俯视,关于感应电流和作用力的方向,以下判断正确的是()图7A.若磁铁的N极向下插入,线圈中产生顺时针方向的感应电流B.若磁铁的S极向下插入,线圈中产生顺时针方向的感应电流C.无论N极向下插入还是S极向下插入,磁铁都受到向下的引力D.无论N极向下插入还是S极向下插入,磁铁都受到向上的斥力答案BD解析若磁铁的N极向下插入,穿过线圈的磁通量增加,磁场方向向下,根据楞次定律可知,感应磁场方向向上,由安培定则知,线圈中产生逆时针方向的感应电流,故A错误;若磁铁的S极向下插入,穿过线圈的磁通量增加,磁场方向向上,根据楞次定律可知,感应磁场方向向下,由安培定则知,线圈中产生顺时针方向的感应电流,故B正确;通电线圈的磁场与条形磁铁相似,根据安培定则判断可知,当N极向下插入时,线圈上端相当于N极,当S极向下插入时,线圈上端相当于S极,存在斥力,故C错误,D正确.导体与磁体的作用力也可以根据楞次定律的另一种表述判断:感应电流的磁场总要阻碍导体与磁体间的相对运动,无论N极向下插入还是S极向下插入,磁体与线圈的相对位置都在减小,故磁体与线圈之间存在斥力.故C错误,D正确.所以选B、D.4.(右手定则的应用)(双选)如图8 所示,光滑平行金属导轨PP′和QQ′,都处于同一水平面内,P和Q之间连接一电阻R,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中.现在将垂直于导轨放置一根导体棒MN,用一水平向右的力F拉动导体棒MN,以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是()图8A.感应电流方向是N→MB.感应电流方向是M→NC.安培力水平向左D.安培力水平向右答案AC解析由右手定则知,MN中感应电流方向是N→M,再由左手定则可知,MN所受安培力方向垂直导体棒水平向左,C正确,故选A、C.题组一对楞次定律的理解1.(单选)关于感应电流,以下说法中正确的是()A.感应电流的方向总是与原电流的方向相反B.感应电流的方向总是与原电流的方向相同C.感应电流的磁场总要阻碍闭合电路内原磁场的磁通量的变化D.感应电流的磁场总是与原线圈内的磁场方向相反答案 C解析由楞次定律可知,感应电流的磁场总要阻碍闭合电路内部原磁场的磁通量的变化,故C正确;如果原磁场中的磁通量是增大的,则感应电流的磁场就与它相反,来消弱它的增大,如果原磁场中的磁通量是减小的,则感应电流的磁场就与它相同,来阻碍它的减小,故A、B、D错误.2.(单选)根据楞次定律可知,感应电流的磁场一定是()A.与引起感应电流的磁场反向B.阻止引起感应电流的磁通量变化C.阻碍引起感应电流的磁通量变化D.使电路磁通量为零答案 C解析由楞次定律可知,感应电流的磁场总要阻碍引起它的原磁通量的变化.具体来说就是“增反减同”.因此C正确.题组二楞次定律的应用3.(单选)矩形导线框abcd与长直导线MN放在同一水平面上,ab边与MN平行,导线MN 中通入如图1所示的电流,当MN中的电流增大时,下列说法正确的是()图1A.导线框abcd中没有感应电流B.导线框abcd中有顺时针方向的感应电流C.导线框所受的安培力的合力方向水平向左D.导线框所受的安培力的合力方向水平向右答案 D解析直导线中通有向上均匀增大的电流,根据安培定则知,通过线框的磁场方向垂直纸面向里,且均匀增大,根据楞次定律知感应电流的方向为逆时针方向.故A、B错误.根据左手定则知,ab边所受安培力方向水平向右,cd边所受安培力方向水平向左,离导线越近,磁感应强度越大,所以ab边所受的安培力大于cd边所受的安培力,则导线框所受安培力的合力方向水平向右,故C错误,D正确.故选D.4.(单选)如图2所示,AOC是光滑的金属轨道,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,PQ是一根金属直杆立在轨道上,直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动,运动过程中Q 端始终在OC上,空间存在着垂直纸面向外的匀强磁场,则在PQ杆滑动的过程中,下列判断正确的是()图2A.感应电流的方向始终是P→QB.感应电流的方向先是由P→Q,后是由Q→PC.PQ受磁场力的方向垂直于杆向左D.PQ受磁场力的方向先垂直于杆向右,后垂直于杆向左答案 B解析在PQ杆滑动的过程中,杆与导轨所围成的三角形面积先增大后减小,三角形POQ 内的磁通量先增大后减小,由楞次定律可判断B项对,A项错.再由PQ中电流方向及左手定则可判断C、D项错误,故选B.5.(单选)如图3所示,一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管,则电路中()图3A.始终有感应电流自a向b流过电流表GB.始终有感应电流自b向a流过电流表GC.先有a→G→b方向的感应电流,后有b→G→a方向的感应电流D.将不会产生感应电流答案 C解析当条形磁铁进入螺线管时,闭合线圈中的磁通量增加,当条形磁铁穿出螺线管时,闭合线圈中的磁通量减少,由楞次定律可知C正确.6.(单选)如图4所示,金属环所在区域存在着匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.当磁感应强度逐渐增大时,内、外金属环中感应电流的方向为()图4A.外环顺时针,内环逆时针B.外环逆时针,内环顺时针C.内、外环均为逆时针D.内、外环均为顺时针答案 B解析首先明确研究的回路由外环和内环共同组成,回路中包围的磁场方向垂直纸面向里且内、外环之间的磁通量增加.由楞次定律可知两环之间的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,垂直于纸面向外,再由安培定则判断出感应电流的方向是:外环沿逆时针方向,内环沿顺时针方向,故选项B正确.7.(单选)如图5所示,一对大磁极,中间处可视为匀强磁场,上、下边缘处为非匀强磁场,一矩形导线框abcd保持水平,从两磁极间中心上方某处开始下落,并穿过磁场,则()图5A.线框中有感应电流,方向是先a→b→c→d→a后d→c→b→a→dB.线框中有感应电流,方向是先d→c→b→a→d后a→b→c→d→aC.受磁场的作用,线框要发生转动D.线框中始终没有感应电流答案 D解析由于线框从两极间中心上方某处开始下落,根据对称性知,下落过程中穿过线框abcd 的磁通量始终是零,没有变化,所以始终没有感应电流,因此不会受磁场的作用.故选项D 正确.8.(单选)如图6所示,金属线框与直导线AB在同一平面内,直导线中通有电流I,将线框由位置1拉至位置2的过程中,线框的感应电流的方向是()图6A.先顺时针,后逆时针,再顺时针B.始终顺时针C.先逆时针,后顺时针,再逆时针D.始终逆时针答案 C解析在靠近直导线直到处于中间位置的过程中,磁通量先增大后减小,原磁场方向垂直纸面向里,感应电流的磁场方向应先垂直纸面向外后再垂直纸面向里,由安培定则可判断电流方向为先逆时针后顺时针,同理当处于中间位置到线框全穿过直导线的过程中,感应电流方向为顺时针,当远离导线的过程中,感应电流方向为逆时针,故选C.9.(单选)如图7所示,在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线,导线中通有自东向西稳定、强大的直流电流.现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏的检流计,图中未画出)检测此通电直导线的位置,若不考虑地磁场的影响,检测线圈位于水平面内,从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处的过程中,俯视检测线圈,其中的感应电流的方向是()图7A.先顺时针后逆时针B.先逆时针后顺时针C.先逆时针后顺时针,然后再逆时针D.先顺时针后逆时针,然后再顺时针答案 C解析根据通电直导线周围磁感线的特点,检测线圈由远处移至直导线正上方过程中,穿过线圈的磁场有向下的分量,磁通量先增加后减小,由楞次定律和安培定则知,线圈中的电流方向先逆时针后顺时针.当检测线圈由直导线正上方移至远处过程中,穿过线圈的磁场有向上的分量,磁通量先增加后减小,由楞次定律和安培定则知,线圈中的电流方向先顺时针后逆时针,所以C正确.10.(双选)北半球地磁场的竖直分量向下.如图8所示,在北京某中学实验室的水平桌面上,放置一个边长为L的正方形闭合导体线圈abcd,线圈的ab边沿南北方向,ad边沿东西方向.下列说法中正确的是()图8A.若使线圈向东平动,则a点的电势比b点的电势低B.若使线圈向北平动,则a点的电势比b点的电势低C.若以ab为轴将线圈向上翻转,则线圈中感应电流方向为a→b→c→d→aD.若以ab为轴将线圈向上翻转,则线圈中感应电流方向为a→d→c→b→a答案AC解析用楞次定律判断产生的感应电流的方向.线圈向东平动时,ba和cd两边切割磁感线,且两边切割磁感线产生的感应电动势大小相同,a点电势比b点电势低,A对;同理,线圈向北平动,则a、b电势相等,高于c、d两点电势,B错;以ab为轴将线圈翻转,向下的磁通量减小了,感应电流的磁场方向应该向下,再由安培定则知,感应电流的方向为a→b→c→d→a,则C对,D错.题组三右手定则的应用11.(单选)如图9所示,匀强磁场与圆形导体环平面垂直,导体ef与环接触良好,当ef向右匀速运动时()图9A.圆环中磁通量不变,环上无感应电流产生B.整个环中有顺时针方向的电流C.整个环中有逆时针方向的电流D.环的右侧有逆时针方向的电流,环的左侧有顺时针方向的电流答案 D解析由右手定则知ef上的电流由e→f,故右侧的电流方向为逆时针,左侧的电流方向为顺时针,选D.12.(单选)如图10所示,导线框abcd与通电直导线在同一平面内,直导线通有恒定电流并通过ad和bc的中点,当线框向右运动的瞬间,则()图10A.线框中有感应电流,且按顺时针方向B.线框中有感应电流,且按逆时针方向C.线框中有感应电流,但方向难以判断D.由于穿过线框的磁通量为零,所以线框中没有感应电流答案 B解析此题可用两种方法求解,借此感受分别在哪种情况下应用右手定则和楞次定律更便捷.方法一:首先由安培定则判断通电直导线周围的磁场方向(如图所示),因ab导线向右做切割磁感线运动,由右手定则判断感应电流方向由a→b,同理可判断cd导线中的感应电流方向由c→d,ad、bc两边不做切割磁感线运动,所以整个线框中的感应电流是沿逆时针方向的.方法二:首先由安培定则判断通电直导线周围的磁场方向(如图所示),由对称性可知合磁通量Φ=0;当导线框向右运动时,穿过线框的磁通量增大(方向垂直纸面向里),由楞次定律可知感应电流的磁场方向应垂直纸面向外,最后由安培定则判断感应电流方向沿逆时针,故B选项正确.13.(双选)如图11所示,小圆圈表示处于匀强磁场中的闭合电路一部分导线的横截面,速度v在纸面内.关于感应电流的有无及方向的判断正确的是()图11A.甲图中有感应电流,方向向里B.乙图中有感应电流,方向向外C.丙图中无感应电流D.丁图中a、b、c、d四个位置均无感应电流答案AC解析甲图中导线切割磁感线,根据右手定则,可知电流方向向里,A正确;乙、丙图中导线不切割磁感线,无电流,B错误,C正确;丁图中导线在b、d位置时切割磁感线,有感应电流,在a、c位置时速度的方向与磁感线方向平行,不切割磁感线,无电流,D错误.。