《科学探究：感应电流的方向 第2课时》示范课教学设计【物理鲁科版高中选择性必修第二册(新课标)】

1科学探究：感应电流的方向
（第2课时）
教学目标
1.通过实验和对实验现象的分析，归纳出感应电流方向与磁场变化方向的关系。

2.理解楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流的方向。

3.理解楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的体现。

‘
4.掌握右手定则，并理解右手定则的实质。

教学重难点
教学重点
理解楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流的方向
教学难点
能运用楞次定律判断感应电流的方向
教学准备
多媒体设备
教学过程
新课引入
教师活动：展示图片：
教师提问：将内径一样的铝管（或铜管）和塑料管竖直放置在垫有毛巾的桌面上方，从统一高度同时释放两块磁性很强的磁体，一块从铝管内下落，另一块从塑料管内下落。

进入铝管的磁体将会滞后一段时间落到桌面。

为什么呢？
讲授新课
一、楞次定律
1．实验现象分析
将螺线管与电流表组成闭合回路，分别将条形磁铁的任一极插入、抽出螺线管，如图所
示，记录感应电流方向。

时，穿过该线圈的磁通量增加，使线圈中产生感应电流，由感应电流激发的磁场B′的方向总是与条形磁铁的磁场B的方向相反，从而阻碍了线圈中磁通量的增加（图a）。

反之，当条形磁铁的任一极拔出或离开闭合线圈（螺线管）时，穿过该线圈的磁通量减少，使线圈中产生感应电流，由感应电流激发的磁场B′的方向总是与条形磁铁的磁场B的方向相同，从而阻碍了线圈中磁通量的减少（图b）。

2.实验结论
当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反；当穿过螺线管的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同。

3．楞次定律
教师活动：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

4．楞次定律中“阻碍”的含义
5．“阻碍”的表现
从能量守恒定律的角度，楞次定律可广义地表述为：感应电流的“效果”总是要反抗(或阻碍)引起感应电流的原因。

常见的情况有三种：
(1)阻碍原磁通量的变化(增反减同)。

(2)阻碍导体的相对运动(来拒去留)。

(3)通过改变线圈面积来“反抗”。

6．对阻碍的三点理解
(1)阻碍不是阻止，最终引起感应电流的磁通量还是发生了变化，是“阻而未止”。

(2)阻碍不是相反。

当引起感应电流的磁通量增大时，感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反；当引起感应电流的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同。

(3)涉及相对运动时，阻碍的是导体与磁体的相对运动，而不是阻碍导体或磁体的运动。

7.楞次定律的实质
“阻碍”的结果，是实现了其他形式的能向电能转化，如果没有“阻碍”，将违背能量守恒定律，可以得出总能量增加的错误结论。

所以楞次定律体现了在电磁感应现象中能的转化与守恒，能量守恒定律也要求感应电流的方向服从楞次定律。

8．运用楞次定律判断感应电流的步骤
(1)确定原磁场的方向。

(2)判定产生感应电流的磁通量如何变化(增加还是减少)。

(2)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向(增反减同)。

(4)判定感应电流的方向。

二、右手定则
1．内容
伸开右手，使拇指与其余四指垂直，且都与手掌处于同一平面内；让磁感线垂直穿过手心，使拇指指向导线运动的方向，其余四指所指的方向就是感应电流的方向。

如图所示：
2．适用范围
适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。

3．右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和电流方向三者之间的相互垂直关系。

(1)大拇指的方向是导体相对磁场切割磁感线的运动方向，既可以是导体运动而磁场未动，也可以是导体未动而磁场运动，还可以是两者以不同速度同时运动。

(2)四指指向电流方向，切割磁感线的导体相当于电源。

4．楞次定律与右手定则的区别及联系
(1)右手定则只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的情况，导体和磁场没有相对运动不能应用。

(2)右手定则判定导体切割磁感线产生的感应电动势时，四指的指向是由低电势指向高电势。

典题剖析
例1.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．感应电流的磁场总是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
解析：由楞次定律可知，感应电流的磁场总是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，则感应电流的磁场方向就与它相反，来阻碍它的增大，如果原磁场中的磁通量是减小的，则感应电流的磁场方向就与它相同，来阻碍它的减小，故A、B、D错误。

答案：C
例2.电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。

现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是( )
A．从a到b，上极板带正电
B．从a到b，下极板带正电
C．从b到a，上极板带正电
D．从b到a，下极板带正电
解析：在磁铁自由下落，N极接近线圈上端的过程中，通过线圈的磁通量方向向下且在增大，根据楞次定律可判断出线圈中感应电流的磁场方向向上，利用安培定则可判知线圈中感应电流方向为逆时针(由上向下看)，流过R的电流方向从b到a，电容器下极板带正电。

选项D正确。

答案：D
教师提问：上例中，若条形磁铁穿过线圈，在S极离开线圈下端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是怎样的？
学生回答：根据楞次定律，S极离开时，穿过线圈的磁通量方向向下且在减少，线圈中的感应电流方向为顺时针(由上向下看)，流过R的电流方向从a到b，电容器下极板带负电，上极板带正电。

例3.如图所示，导线框abcd与直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，在线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是( )
A．先abcd，后dcba，再abcd
B．先abcd，后dcba
C．始终dcba
D．先dcba，后abcd，再dcba
解析：线框在直导线左侧时，随着线框向右运动，向外的磁通量增加，根据楞次定律线框中感应电流的方向为dcba。

在线框的cd边跨过直导线后，如图所示，根据右手定则ab
边产生的感应电流方向为a→b，cd边产生的感应电流方向为c→d。

线框全部跨过直导线后，随着向右运动，向内的磁通量减少，根据楞次定律知线框中感应电流的方向为dcba。

故选项D正确。

答案：D
课堂小结。