感应电流产生的条件和方向的判断

感应电流产生的条件和方向的判断

一. 教学内容：

感应电流产生的条件和方向的判断

1. 电磁感应现象

（1）利用磁场产生电流的现象叫电磁感应现象，产生的电流叫感应电流。

（2）产生感应电流的条件：穿过闭合电路中的磁通量发生变化。

（3）磁通量变化的几种情况：

①闭合电路的面积不变，磁场变化；

②磁场不变，闭合电路面积发生变化；

③线圈平面与磁场方向的夹角发生变化；

④磁场和闭合回路面积都变化（一般不涉及）。

2. 感应电流的方向

（1）右手定则：伸开右手，使拇指与四指在同一平面内且跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使拇指指向导体的运动方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。

（2）楞次定律

①内容：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。

②意义：确定了感应电流的磁场方向与引起感应电流的原磁场方向间的关系，当电路中原磁场的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反；当电路中原磁场的磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同，这一关系可概括为“增反，减同”。

③应用楞次定律判断感应电流方向的步骤：

（i）查明电路中的磁场方向；

（ii）查明电路中的磁通量的增减；

（iii）根据楞次定律确定感应电流的磁场方向；

（iv）由安培定则判断感应电流的方向。

④楞次定律的另一种表述：感应电流的效果总反抗引起感应电流的原因。

说明：

①右手定则是楞次定律的特殊情况，它的结论和楞次定律是一致的，当导体做切割磁感线运动时，用右手定则判断感应电流的方向比用楞次定律简便。

②左手定则用于判断磁场对电流的作用力的情况，右手定则用于判断导体切割磁感线产生感应电流的方向。

二. 难点分析：

正确理解楞次定律的关键是正确理解“阻碍”的含义。

（1）谁起阻碍作用？要明确起阻碍作用的是“感应电流的磁场”；

（2）阻碍什么？感应电流的磁场阻碍的是“引起感应电流的磁通量的变化”，而不是阻碍原磁场，也不是阻碍原磁通量；

（3）怎样阻碍？当引起感应电流的磁通量（原磁通量）增加时，感应电流的磁场就

与原磁场的方向相反，感应电流的磁场“反抗”原磁通量的增加。当原磁通量减少时，感应电流的磁场就与原磁场的方向相同，感应电流的磁场“补偿”原磁通量的减少； （4）“阻碍”不等于“阻止”。当由于原磁通量的增加引起感应电流时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，其作用仅仅使原磁通量的增加变慢了，但磁通量仍在增加。当由于原磁通量的减少而引起感应电流时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，其作用仅仅使原磁通量的减少变慢了，但磁通量仍在减少；“阻碍”也不意味着“相反”，它们可能同向，也可能反向。

【典型例题】

例1. 如图所示，在通电长直导线的正下方有矩形导线框，（a ）向右匀速平移；（b ）向右加速平移；速度方向与直导线平行；（c ）绕水平轴转动，轴与直导线平行；（d ）以直导线为轴旋转；（e ）向直导线运动。能产生感应电流的线框为______________。

a b c d

e

例2. 线圈abcd 的ab 和cd 边长为2l ，ad 和bc 边长为l ，其中处于有界磁场部分和磁场外部分水平边长各为l ，判断下列情况下有无感应电流？如有电流，试判断感应电流方向。

（1）水平向左运动l 距离过程中 （2）竖直向下运动l 距离过程中 （3）以ad 为轴转动90°过程中

×

× × × × b

c

例3. 如图所示，闭合导体环固定。条形磁铁S极向下以初速度v0沿过导体环圆心的竖直线下落过程，导体环中的感应电流方向如何？

例4. 如图所示，通有稳恒电流的螺线管竖直放置，铜环R沿螺线管的轴线加速下落。在下落过程中，环面始终保持水平。铜环先后经过轴线上1、2、3位置时的加速度分别为a1、a2、a3，位置2处于螺线管的中心，位置1、3与位置2等距离，则（）

A. a1

B. a3

C. a1=a3

D. a3

例5. （1）如图所示在水平向右的匀强磁场中，有一闭合金属圆环C，当磁场增强时，则（）

A. C环中有与图示相同方向的感应电流

B. C环中有与图示相反方向的感应电流

C. C环有缩小的趋势

D. C环有扩张的趋势

（2）如图所示，螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上，当B中通过的电流减小时，则（）

A. 环A感应电流方向与图示相同

B. 环A感应电流方向与图示相反

C. 环A有缩小的趋势

D. 环A有扩张的趋势

E. 螺线管B有缩短的趋势

F. 螺线管B有伸长的趋势

【模拟试题】

1. 关于产生感应电流的条件，正确的是（）

A. 位于磁场中的闭合线圈中一定能产生感应电流

B. 闭合线圈和磁场发生相对运动一定能产生感应电流

C. 闭合线圈做切割磁感线运动一定能产生感应电流

D. 穿过闭合线圈的磁感线条数发生变化一定能产生感应电流

2. 如图所示，开始时线圈平面与磁场垂直，且一半在匀强磁场中，一半在匀强磁场外，若要使线圈产生感应电流，下列方法中可行的是（）

A. 以ab为轴转动

B. 以OO’为轴转动

C. 以ad为轴转动（小于60°）

D. 以bc为轴转动（小于60°）

3. 在如图所示的几种情况中，哪个闭合线框或螺线管内不会产生感应电流（）

A. 线框沿着平行于通电直导线方向移动

B. 线框向远离通电直导线的方向移动

C. 螺线管旁的磁铁向远离螺线管轴线的方向移动

D. 螺线管旁的磁铁平行于螺线管轴线的方向移动

4. 感应电流的方向，总是使感应电流的磁场（）

A. 跟原来的磁场方向相反

B. 阻碍引起感应电流的磁通量

C. 跟原来的磁场方向相同

D. 阻碍引起感应电流的磁通量的变化

5. 一弹性导体组成闭合线圈，垂直磁场方向（位于纸面内）放置，当磁感应强度B发生变化时，观察到线圈所围面积大了，那么可以判断磁场的方向和大小的变化情况可能是（）

A. B垂直纸面向里，并不断增强

B. B垂直纸面向里，并不断减弱

C. B垂直纸面向外，并不断增强

D. B垂直纸面向外，并不断减弱

6. 如图所示，a、b、c、d为圆形线圈上等矩的四点，现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形，设线圈导线不可伸长，则在线圈发生形变的过程中（）

A. 线圈中将产生abcd方向的感应电流

B. 线圈中将产生adcb方向的感应电流

C. 线圈中产生的感应电流方向先是abcd，后是adcb

D. 线圈中无感应电流

7. 如图所示，矩形线框abcd的一部分在匀强磁场内，垂直线框平面的磁场区域边界与ab边平行，若因线框运动使bc边受到方向向下的安培力的作用，则线框的运动情况是（）

A. 向左平动