7§1.3.4(楞次定律、自感、互感、涡流)

文化理论课教案

7.5.1-10-j-01

【组织教学】

1. 起立，师生互相问好

2. 坐下，清点人数，指出和纠正存在问题

【导入新课】

1．教学回顾与提问：通电直导体所受电磁力大小如何计算、方向如何判定？什么叫磁通量？磁通量

如何计算？

2．切入新课：法拉第电磁感应定律只阐明感应电动势的大小，不能说明感应电动势的方向。那么，感应

电动势的方向如何确定呢？1833年，俄国科学家发现了用于确定感应电动势的方向的重要定律：楞次定律。现在我们就来学习楞次定律等知识。

【讲授新课】

第二章 电磁现象 第三节 电磁感应定律 二、楞次定律：

楞次定律的内容：感应电流的磁场总是阻碍原磁通的变化，即导电路径中的磁通增加时，感应电流产生的磁通与原磁通反向；导电路径中的磁通减少时，感应电流产生的磁通与原磁通同向。

楞次定律揭示了电磁感应的实质是变化的磁场可以产生电场，为了纪念楞次的贡献，人们把“感应磁通总是阻碍原磁通的变化”这一规律叫做楞次定律。

根据楞次定律和安培定则，可以判断任何情况下的感应电动势的方向。 例2.8判断图2.10线圈中感应电流的方向(1.2.讲解，3.4.互动)

解：1.磁铁插入线圈，原磁通增加，由楞次定律判定感应磁通方向与原磁通方向相反，再根据安培定则可知感应电流的方向如图所示；

2.磁铁拔出线圈，原磁通减少，由楞次定律判定感应电流的磁通与原磁通方向相同，再根据右手定则可知感应电流的方向如图所示；

3.磁铁插入线圈，原磁通增加，由楞次定律判定感应电流的磁通与原磁通方向相反，再根据右手定则可知感应电流的方向如图所示；

4.磁铁拔出线圈，原磁通减少，由楞次定律判定感应电流的磁通与原磁通方向相同，再根据右手定则可知感应电流的方向如图所示。

例2.9 在图2.11中，已知磁感应强度B 垂直穿出纸面，导体ab 的运动速度为v ，v 既垂直于B 又与导体ab 的长度方向垂直。求导体中感应电动势的方向。

原

Φ感

原

感

原感

原感

1234

2.10图线圈中的感应电动势、感应电流的方向判断

解：①.根据楞次定律，可知回路中感应磁通的方向如图所示；

②.根据安培定则，可知回路中感应电动势e的方向如图所示。

从上面感应电动势方向的判定可知：感应电动势的方向可简化为用右手定则判定。

右手定则（发电机定则）：伸平右手，让拇指与其余四指垂直，磁力线垂直穿过掌心，拇指指向导体的运动方向，则其余四指的指向为导体中感应电动势的方向。

如导体的运动方向与导体的长度方向并不垂直，则可将运动速度分解成垂直于导体的长度方向的分量v

⊥

和平行于长度方向的分量v，然后将拇指指向v

⊥

的方向来判定感应电动势的方向。如图2.12所示。

为什么感应电流的磁场总是阻碍原磁通的变化呢？

这是因为感应磁通要不是与原磁通同向，要不就与原磁通反

向。或者说要不阻碍原磁通的变化，增强原磁通的变化，两者必

居其一。假设感应磁通增强原磁通的变化，则此时原磁通与感应

磁通的方向图2.14

所示，在此电路中，我们只要用小小的力使导

体有一个极小的运动速度v

，使回路中产生一个极小的感应电流，

则导体ab

就会受到与

v方向相同的F

电磁力

，这个F

电磁力

当然使导

体ab的运动速度加快，ab的运动速度加快又产生更大的感应电

流和电磁力F'

电磁力

，更大的F'

电磁力

又使导体运动速度更大，感应电流更大。这样，只要回路和导体连续，电路中的感应就会直至无穷大，也即我们只要出小小的力就可以做引起无穷大的电流。显然，这是不符合能量守恒定律的，是不可能的。因而感应电流产生的磁通只能总是阻碍原磁通的变化。因此，楞次定律又叫做电磁感应中的能量守恒定律。

第四节自感、互感和涡流

1.自感现象

在图2.15所示电路中，设EL1与EL2的额定值相同，线圈的电阻等

于R，电感器L的电感足够大。

电动势E可以给EL1与EL2提供额定

电压。当开关S合上，灯泡EL1立即发亮，但灯泡EL2却由暗逐渐变亮。

产生该现象的原因是当开关S合上闭合瞬间，对过线圈L的电流发生了变

化(从无到有)，线圈中的磁通发生了变化(从无到有)，因而线圈中产生了较

高的自感电动势。根据楞次定律可知，此时的自感电动势要阻碍线圈中电流的变化，故EL2支路中的电流增大必然比EL1支路来得迟缓些，因而EL2也亮得迟缓些。

当EL1与EL2 的亮度相同后，打开S，此时EL1与EL2 不会立即熄灭，而是猛然更亮一下，然后才熄灭。产生该现象的原因是当开关S打开瞬间，电源提供的通过线圈L的电流发生了变化(从有到无），线圈中的磁通也发生了变化(从有到无)，因而线圈中产生了较高的自感电动势，该自感电动势在L与EL1、EL2、R组成的闭合回路中形成较大自感电流，而自感电流很快就消失，故EL1与EL2 不会立即熄灭，而是猛然更亮一下后才熄灭。

上述这种由于流过线圈自身的电流发生变化而在线圈中产生感应电动势的现象叫自感现象，简称自感。

v F

电磁力

图设感应磁通增强原磁通

变化时与的方向

2.14

电磁力

v

R

2.11

图

v⨯

2.12

图

v

v

a

2.13右手定则

图

2.15

图