1、电磁感应的条件电磁感应的条件感应电流的方向感应电流的方向 问题引入问题引入电磁感应现象电磁感应现象电磁感应现象中的能量转换电磁感应现象中的能量转换 英国物理学家英国物理学家法拉第法拉第经过十年坚经过十年坚持不懈地努力，终于取得重大突破，持不懈地努力，终于取得重大突破，在在1831年发现了由磁场产生电流的条年发现了由磁场产生电流的条件和规律。这种由磁场产生电流的现件和规律。这种由磁场产生电流的现象后来被称为象后来被称为电磁感应现象电磁感应现象。他的这一发现进一步揭示了电与他的这一发现进一步揭示了电与磁的内在联系，为建立完整的电磁理论磁的内在联系，为建立完整的电磁理论奠定了坚实的基础。奠定了坚实的
2、基础。法拉第法拉第 问题引入问题引入 1.实验研究实验研究 演示实验一演示实验一 闭合回路中的一部分导体在磁场中闭合回路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。做切割磁感线运动。一、电磁感应现象一、电磁感应现象 演示实验二演示实验二 将磁铁插入或拔出螺线管。将磁铁插入或拔出螺线管。演示实验三演示实验三 双螺线管实验。双螺线管实验。2.实验分析实验分析 演示实验一演示实验一 闭合回路中的一部分导体在磁场中做闭合回路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。切割磁感线运动。实验结论实验结论 闭合回路中的部分导体做切割磁感线运动的本质是闭闭合回路中的部分导体做切割磁感线运动的本质是闭合回路中磁通量的变
3、化。合回路中磁通量的变化。实验现象实验现象闭合回路磁通量闭合回路磁通量导体运动方向导体运动方向垂直磁场方向垂直磁场方向沿磁场方向沿磁场方向 实验现象实验现象产生电流产生电流无无 电电 流流有变化有变化无变化无变化 演示实验二演示实验二 将磁铁插入或拔出螺线管。将磁铁插入或拔出螺线管。实验现象实验现象闭合回路磁通量闭合回路磁通量磁铁运动方向磁铁运动方向磁磁 极极 插插 入入磁磁 极极 拔拔 出出静静 止止 不不 动动实实 验验 现现 象象产生电流产生电流产生电流产生电流无无 电电 流流有变化有变化有变化有变化无变化无变化（3）演示实验三演示实验三 双螺线管实验。双螺线管实验。闭合回路磁通量闭合回
4、路磁通量变阻器滑动变阻器滑动开开 关关 通通 断断实实 验验 现现 象象实实 验验 方方 法法螺线管插入拔出螺线管插入拔出 实验结论实验结论 变化的磁场能使闭合回路产生电流，这种现象叫做变化的磁场能使闭合回路产生电流，这种现象叫做电磁感应电磁感应，所产生的电流叫做所产生的电流叫做感应电流感应电流。实验现象实验现象产生电流产生电流产生电流产生电流产生电流产生电流有变化有变化有变化有变化有变化有变化 1.产生感应电流的条件产生感应电流的条件 2.理解理解 （1）磁通量的变化磁通量的变化 F F与磁通量与磁通量F F本身有着本质的区本身有着本质的区别。只有在磁通量别。只有在磁通量F F发生变化（即大
5、发生变化（即大小，小小，小大，有大，有无无,无无有有)的过程中的过程中,闭合回路中才有感应电流产生。闭合回路中才有感应电流产生。通过闭合回路的磁通量发生变化。通过闭合回路的磁通量发生变化。二、电磁感应的条件二、电磁感应的条件 （2）引起）引起磁通量变化的原因磁通量变化的原因 B 发生发生变化或变化或S 发生发生变化或变化或B和和S的夹角发生的夹角发生变化。变化。（3）电磁感应现象的）电磁感应现象的“暂态性暂态性”。闭合回路中一部分导体做切割磁感线运动时，产生的闭合回路中一部分导体做切割磁感线运动时，产生的感应电流的方向可用感应电流的方向可用右手定则右手定则确定。确定。1.右手定则右手定则 伸开
6、右手，使伸开右手，使拇指与其余四指垂直，且都与拇指与其余四指垂直，且都与手掌在同一平面内，让磁感线手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿入手心，拇指指向导线垂直穿入手心，拇指指向导线运动方向，则四指所指的方向运动方向，则四指所指的方向就是导线中感应电流的方向。就是导线中感应电流的方向。三、感应电流的方向三、感应电流的方向 闭合回路中的磁通量发生变化时闭合回路中的磁通量发生变化时，回路中感应电流，回路中感应电流的方向遵循什么规律？的方向遵循什么规律？演示演示：请观察磁铁：请观察磁铁N 极在插入线圈和拔出线圈的过极在插入线圈和拔出线圈的过程中，闭合电路中感应电流的方向相同吗？程中，闭合电路中感应电流的方
7、向相同吗？现象现象：产生的感应电流的方向不同。产生的感应电流的方向不同。观察：观察：N 极和极和S S 极极插入和拔出过程中，穿过线圈的插入和拔出过程中，穿过线圈的磁通量磁通量 F F 的变化有什么不同？产生的感应电流的磁场方向的变化有什么不同？产生的感应电流的磁场方向与与F F的变化有什么关系？的变化有什么关系？B 与与B 方向的关系方向的关系I感感的磁场的磁场B 的方向的方向磁通量磁通量 的变化的变化原磁场原磁场B 的方向的方向vvvv将上述实验结果分析填入下表中：将上述实验结果分析填入下表中：增加增加减少减少增加增加减少减少相反相反相反相反相同相同相同相同 2.楞次定律楞次定律 闭合回路
8、中产生的感应电流的方向，总闭合回路中产生的感应电流的方向，总是使它的是使它的磁场磁场阻碍阻碍穿过线圈的原磁通量的穿过线圈的原磁通量的变化变化。(1)当原磁场穿过闭合电路的磁通量增加时，感应电当原磁场穿过闭合电路的磁通量增加时，感应电流的磁场就和原磁场方向相反。流的磁场就和原磁场方向相反。(2)当原磁场穿过闭合电路的磁通量减少时，感应电当原磁场穿过闭合电路的磁通量减少时，感应电流的磁场就和原磁场方向相同。流的磁场就和原磁场方向相同。3.用楞次定律确定感应电流方向的步骤如下：用楞次定律确定感应电流方向的步骤如下：(1)确定回路中原来的磁场方向；确定回路中原来的磁场方向；(2)确定穿过线圈的原磁通量
9、是增加还是减少；确定穿过线圈的原磁通量是增加还是减少；(3)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向；根据楞次定律确定感应电流的磁场方向；(4)利用安培定则确定感应电流的方向。利用安培定则确定感应电流的方向。实验结论实验结论 例例1 如图所示，当磁铁的如图所示，当磁铁的N 极插入线圈时，试确定感极插入线圈时，试确定感应电流的方向。应电流的方向。答答:(1)当磁铁当磁铁N极插入线圈时，线极插入线圈时，线圈中圈中原磁场的方向向下原磁场的方向向下。(2)穿过线圈的磁通量是穿过线圈的磁通量是增加增加的。的。(3)由楞次定律知感应电流产生由楞次定律知感应电流产生的磁场要阻碍原磁通量的增加，因此的磁场要阻碍原磁
10、通量的增加，因此感应电流产生的磁场方向与原磁场方感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反，即向相反，即感应电流产生的磁场的方感应电流产生的磁场的方向向上向向上。(4)根据安培定则可以确定，感应电流的方向如图中根据安培定则可以确定，感应电流的方向如图中箭头所示。箭头所示。实验一、二实验一、二 机械能机械能电能电能 方式：外力移动导体（或磁铁）做功方式：外力移动导体（或磁铁）做功 应用：发电机应用：发电机 实验三实验三 电能电能电能电能 方式：由一个螺线管转移给另一个螺线管方式：由一个螺线管转移给另一个螺线管 应用：变压器应用：变压器 结论：结论：在电磁感应现象中，不同形式的能量在相互转在电磁感应现
11、象中，不同形式的能量在相互转换过程中能量守恒。换过程中能量守恒。四、电磁感应现象中的能量转换四、电磁感应现象中的能量转换 例例2 如图所示，闭合线框如图所示，闭合线框abcd 的平面跟磁感线方向平的平面跟磁感线方向平行。试问下列情况线框中有无感应电流产生？为什么？行。试问下列情况线框中有无感应电流产生？为什么？（1 1）线框沿磁感线方向运动。）线框沿磁感线方向运动。（2 2）线框垂直磁感线方向运动。）线框垂直磁感线方向运动。（3 3）线框以）线框以bc 边为轴由前向上转动。边为轴由前向上转动。答答:（1）线框沿磁感线方向运动，）线框沿磁感线方向运动，磁通量无变化，线框中没有感生电流产磁通量无变
12、化，线框中没有感生电流产生。生。（2）线框垂直磁感线方向运动，磁通量无变化，线框）线框垂直磁感线方向运动，磁通量无变化，线框中没有感生电流产生。中没有感生电流产生。（3）线框以）线框以bc边为轴由前向上转动，磁通量由大变边为轴由前向上转动，磁通量由大变小，线框中有感生电流产生。小，线框中有感生电流产生。Bbacd 例例3 如图所示，如图所示，abcd 是一个金是一个金属框架，属框架，cd 是可动边，框架平面与是可动边，框架平面与磁场垂直。当磁场垂直。当cd 边向右滑动时边向右滑动时,请请分别用右手定则和楞次定律来确定分别用右手定则和楞次定律来确定cd中感应电流的方向。中感应电流的方向。bGac
13、dcdv 答：当答：当cd 边在框架上向右做切割磁感线滑动时，用边在框架上向右做切割磁感线滑动时，用右手定则可以确定感应电流的方向是由右手定则可以确定感应电流的方向是由c 指向指向d。同样，当同样，当cd 边向右滑动时，穿过边向右滑动时，穿过abcd 回路的磁通量回路的磁通量在增加，根据楞次定律，感应电流产生的磁场将阻碍原在增加，根据楞次定律，感应电流产生的磁场将阻碍原磁通量的增加，所以它的方向与原磁场的方向相反，即磁通量的增加，所以它的方向与原磁场的方向相反，即垂直纸面向外，又根据安培定则可知，感应电流的方向垂直纸面向外，又根据安培定则可知，感应电流的方向仍是由仍是由c 指向指向d。I 1.
14、下列说法中，正确的是下列说法中，正确的是 （）(A)无论在什么情况下，只要闭合电路中有磁通量，无论在什么情况下，只要闭合电路中有磁通量，电路中就一定产生感应电流。电路中就一定产生感应电流。(B)闭合电路中的一部分导体在磁场中运动时，电路闭合电路中的一部分导体在磁场中运动时，电路中就会产生感应电流。中就会产生感应电流。(C)闭合电路中的一部分导体平行于磁场方向运动时，闭合电路中的一部分导体平行于磁场方向运动时，电路中就会产生感应电流电路中就会产生感应电流 (D)闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感应闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感应线运动时，电路中就会产生感应电流线运动时，电路中就会产生感应电流D 练练 习习2.试用右手定则确定导线怎样运动时，才能产生如图试用右手定则确定导线怎样运动时，才能产生如图所示的感应电流。所示的感应电流。3.如图所示，把一条形磁铁从如图所示，把一条形磁铁从闭合螺线管的右端插入，试判断螺闭合螺线管的右端插入，试判断螺线管里产生感应电流的方向。线管里产生感应电流的方向。Nv
