时间：2023-02-22 01:49:06
（1）运动中的导线在做切割磁感线运动时，导线的运动方向、磁场方向和感应电流的方向符合右手定则。
两平行导轨置于匀强磁场中，金属棒垂直于导轨和磁场做切割磁感线运动，则金属棒中的感应电流方向可以运用“右手定则”判定，这种情形比较简单，这里不再赘述。
（2）磁铁靠近或远离线圈（线框）时，线圈中感应电流产生的磁极与磁铁的磁极之间存在“近斥离吸”的特点。
铝环实验中，当磁铁靠近闭合铝环时，原本不动的铝环会和磁铁同向运动，即在此过程中的铝环与磁铁产生了排斥；当磁铁远离铝环时，原本不动的铝环也会和磁铁同向运动，即在此过程中的铝环与磁铁产生了吸引，根据“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”，就可以知道铝环的磁极，再根据右手螺旋法则，进而可以知道铝环中的感应电流方向。即，当磁铁靠近或远离线圈（线框）时，线圈中感应电流产生的磁极与磁铁的磁极之间存在“近斥离吸”的特点。
（3）对于同轴的螺线管之间，感应电流的方向与原电流的方向之间存在“增反减同”的特点。
如图1，线圈M和N绕在同一个铁芯上，闭合开关S，待电路稳定后将滑片P向右滑动，则M中的电流方向由a到b且不断增大，N中产生的感应电流方向由d到c。即N中的感应电流方向与M中的原电流方向相反；当滑片P向左滑动时，则M中的电流方向由a到b且不断减小，N中产生的感应电流方向由c到d。即N中的感应电流方向与M中的原电流方向相同；即可总结出：当M中的电流发生变化时，N中感应电流的方向与M中原电流的方向之间存在“增反减同”的关系。其中，开关闭合表示M中的电流增大，开关断开表示M中的电流减小。
（4）闭合线框在通电直导线产生的磁场中平移时，线框中的感应电流的方向与通电直导线中的电流方向之间存在“近斥离吸，近边为准”的特点。
如图2，通电导线I和线框ABCD处在同一竖直平面内，导线中的电流方向如图2。当线框ABCD向右远离通电直导线I时，线框ABCD中感应电流的方向为ADCBA。我们注意到：AB边所在处的磁场要比CD边所在处的磁场强，AB边中的感应电流受到的安培力向左且大，CD边中的感应电流受到的安培力向右且小，线框ABCD所受合力方向向左，与线框的运动方向相反；当线框ABCD向左靠近通电直导线I时，线框ABCD所受合力方向向右，也与线框的运动方向相反。这样就可以得出“来拒去留，近边为准”的结论。反过来，我们再用这个结论去判断感应电流的方向就比较简单了。
（5）闭合线框在多个不同磁场区域内平移时，线框中的感应电流的方向可根据Ф-t图来判断。
如图3，两根通电直导线平行放置，其中电流I1、I2方向相同，强度相等，线框ABCD与两直导线共面，从I1的左边匀速移动到I2的右边的过程中，当线框的BD处在I1的左边时，根据“近斥离吸，近边为准”，线框中的感应电流方向是“ABDCA”，接着画出磁场分布图，再以当线框的BD处在I1的左边时的磁通量为正，画出Ф―t图，最后可知Ф―t图的斜率为正时，感应电流方向是“ABDCA”，那么Ф―t图斜率为负时，感应电流方向是“ACDBA”。
人教版高中物理（全日制普通高级中学教科书《必修加选修》第二册）第十六章 “电磁感应”的第一节内容对感应电流是这样阐述的：“不论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生，这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，所产生的电流叫感应电流。”于是，笔者总结为要产生感应电流必须具备两个条件：一是磁通量变化，二是电路闭合。本节内容结束后在课后的练习一的习题中也列举了相关的练习题，现列举如下：
如图（1）示，闭合线圈abcd在匀强磁场中上下或左右移动是否有感应电流产生？为什么？参考答案是否定的，没有，因为穿过闭合线圈的磁通量没有变化。
但是，令笔者困惑的是，如果线圈做变速运动呢？是不是仍然没有电流？笔者查阅大量资料，其结果都一致。由于穿过闭合电路的磁通量没有变化，因此没有感应电流。但笔者总感觉这个结论有点不完善。
请看分析：仍用上图（1），假设闭合线圈abcd在匀强磁场中加速向下运动。ad边和bc边没有切割磁感线，肯定没有感应电流，那么ab 边和cd边呢？依楞次定律，ab边和cd边都切割磁感线，都产生了一定的感应电动势（相当于两个电源），只不过它们的电动势大小相等，方向一致（都向右），即b、c都为正极，a、d都为负极，也就是相当于两个电源并接，回路中肯定是没有电流，即没有回路电流，但是，单就ab边或cd边呢？依E=BLV可知，ab边的电动势Eab和cd边的电动势Ecd在数值上应该是不断增大的，而电源的作用是不断地使正极聚集正电荷，负极聚集负电荷，使正负极之间保持一定的电势差（电源的电动势），也就是说，单就ab边或cd边而言，相当于不断地有正电荷向b、c端运动，不断地有负电荷向a、d端运动（虽然此电路移动的只有自由电子）。这就是说，在这个电路中有电荷发生了“定向移动”，而电流是这样定义的：电荷的定向移动形成电流，那么，线圈abcd在加速下移的过程应该有“电流”产生的，只不过没有形成回路电流而已。
在这一章的练习三中又有这样的一道习题，大意是这样的：如图（2）所示，试定性地讨论线圈abcd在自由下落时通过有界磁场时各个过程中的加速度的大小变化情况（不记空气阻力）。参考答案是这样分析的（只分析在磁场内部）：由于在磁场内部运动，穿过线圈的磁通量没有发生变化，所以不会产生感应电流，也就不会有安培力产生，故线圈仍然自由下落，其加速度等于重力加速度（即a=g）。
但笔者认为，其加速度应该不等于重力加速度，而是小于重力加速度，原因是abcd是加速下落的，所以ab边和cd边中都有“电荷”发生了“定向移动”，根据上面图（1）的分析可知，相当于ab边中有从a到b的电流,cd边中有从c到d的电流，即ab边和cd边都有“感应电流”。这样，这两条边都受到了向上的安培力,所以其加速度应该小于重力加速度。
如果这种分析不成立的话，不妨作这样一个讨论。
如图（3）所示，在一个足够大匀强磁场中，有一根导体棒ab由水平位置无初速释放，试问ab是否做自由落体运动？
笔者认为不会，因为当ab下落时要切割磁感线，这样ab中就会产生感应电动势，即ab就像一个“孤立的电源”，但也是一个比较特殊的电源,当ab下落时，相当于不断地有“正电荷”向b端移动，不断地有“负电荷”向a端移动，也就是相当于有从a到b的电流，或者说是ab中就产生了“感应电流”,如果ab中有电流的话，ab一定会受到一个向上的安培力,那么ab就不会做自由落体运动了，ab的加速度一定小于重力加速度的(a
一、实质分析
1.通电导体在磁场中的受力实质：电荷的定向移动形成了电流。通电导线在磁场中之所以要受安培力的作用，是因为形成电流的每一个电荷都受到洛伦兹力，这些力的合力就是安培力。
2.导体切割磁感线产生感应电流实质：金属导体内有大量的可自由移动的电荷，当导体做切割磁感线运动时，导体内的电荷与导体运动方向相同。这些电荷一旦运动起来，每一个自由电荷就会受到洛伦兹力，最终这些电荷在洛伦兹力作用下将沿导体做定向运动，即形成了感应电流。按照物理学中的规定，电流方向为正电荷定向移动方向（或为负电荷移动方向的反方向）。
经过分析，我们自然会发现在以上两类物理问题中存在一个相同的因果关系，即：因 运动电荷，果 受洛伦兹力作用。所以如果把这种因果关系都用一只手即左手来表示的话，那就可以解决学生在这两类问题的分析判断中出现混淆的现象。
二、新的想法
1.都用左手；
2.手形都相同（即四指并拢与拇指张开形成直角且在同一平面内，让磁感线穿入掌心）；
3.都是四指表原因，拇指表结果。
三、表示方法
1.通电导体在磁场中的受力方向的判断，如图1（即教材中的左手定则，在此不详说）：导体中的电流是产生安培力的原因（用四指表示）；安培力是电流在磁场中形成的结果（用大拇指表示）。所以大拇指表受力方向。
2.导体切割磁感线产生感应电流方向的判断，如图2（伸出左手，让磁感线穿入掌心，左手四指表示导体切割磁感线运动的方向，则大拇指表示感应电流的方向。这样判断的结果与右手定则完全相同）：导体运动即切割方向是原因（用四指表示）；导体中的正电荷受洛伦兹力（或负电荷定向移动的反方向）即感应电流方向是结果（用大拇指表示）。所以大拇指表感应电流方向。
四、优点显示
1.手形不变，只需找出因果各是什么物理量，便于记忆；
2.避免了学生左右手混淆的现象；
例1磁悬浮列车是一种高速低耗的新型交通工具.它的驱动系统简化为如下模型，固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框，电阻为R，金属框置于
xOy平面内，长边MN长为
l，平行于y轴，宽为d的NP边平行于
x轴，如图1所示.列车轨道沿
Ox方向，轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场，磁感应强度B沿
Ox方向按正弦规律分布，其空间周期为λ，最大值为B0，如图2所示，金属框同一长边上各处的磁感应强度相同，整个磁场以速度v0沿Ox方向匀速平移.设在短暂时间内，MN、PQ边所在位置的磁感应强度随时间的变化可以忽略，并忽略一切阻力.列车在驱动系统作用下沿Ox方向加速行驶，某时刻速度为v（v
（1）简要叙述列车运行中获得驱动力的原理；
（2）为使列车获得最大驱动力，写出MN、PQ边应处于磁场中的什么位置及λ与d之间应满足的关系式；
（3）计算在满足第（2）问的条件下列车速度为v 时驱动力的大小.
解析：（1）由于列车速度与磁场平移速度方向相同，导致穿过金属框的磁通量发生变化，由于电磁感应，金属框中会产生感应电流，该电流受到的安培力即为驱动力.
（2）为使列车获得最大驱动力，MN、PQ应位于磁场中磁感应强度同为最大值且反向的地方，这会使得金属框所围面积的磁通量变化率最大，导致线框中电流最强，也会使得金属框长边中电流受到的安培力最大，因此，d应为
λ2的奇数倍，即
（3）由于满足（2）问条件，
据闭合电路欧姆定律有
根据安培力公式，MN边所受的安培力
PQ边所受的安培力
根据左手定则，MN、PQ边所受的安培力方向相同，此时列车驱动力的大小
联立解得
点评：注意理论联系实际，关注最新社会热点、身边物理，已成为物理高考的一大亮点.本题磁悬浮列车是一个新型交通工具，在上海已投入使用.线圈两边运动方向相同，要线圈感应电动势最大，线圈两边磁场方向必须相反且最大，线圈两边受力方向也相同，合力最大.
例2在t=0时，磁场在xOy平面内的分布如图3所示.其磁感应强度的大小均为B0，方向垂直于xOy平面，相邻磁场区域的磁场方向相反，每个同向磁场区域的宽度均为
l0，整个磁场以速度v沿x轴正方向匀速运动.
若在磁场所在区间，xOy平面内放置一由n匝线圈串联而成的矩形导线框abcd，线框的bc边平行于x轴.bc=l0、
ab=L，总电阻为R，线框始终保持静止，求：
（1）①线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小；
②线框所受安培力的大小和方向.
（2）该运动的磁场可视为沿x轴传播的波，设垂直于纸面向外的磁场方向为正，画出t=0时磁感应强度的波形图，并求波长λ和频率f.
解析：（1） ①切割磁感线的速度为v，任意时刻线框中电动势大小
导线中的电流大小
②线框所受安培力的大小和方向
由左手定则判断，线框所受安培力的方向
始终沿x轴正方向.
（2）磁感应强度的波长和频率分别为
t=0时磁感应强度的波形图如图4.
点评：计算电动势也可用E=
ΔΦΔt计算，例1是在该题基础上变形.此类题题目长，干扰信息多，涉及的对象和过程常常较多，计算过程复杂.仔细审题后，首先要能将实际问题“翻译”成某一清晰的物理过程模型，然后运用相关物理规律求解.
例3如图5（a）所示，光滑的平行长直金属导轨置于水平面内，间距为L、导轨左端接有阻值为R的电阻，质量为m的导体棒垂直跨接在导轨上.导轨和导体棒的电阻均不计，且接触良好.在导轨平面上有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B.开始时，导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度v1匀速向右移动时，导体棒随之开始运动，同时受到水平向左、大小为f的恒定阻力，并很快达到恒定速度，此时导体棒仍处于磁场区域内.
（1）求导体棒所达到的恒定速度v2；
（2）为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过多少？
（3）导体棒以恒定速度运动时，单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率各为多大？
（4）若t=0时磁场由静止开始水平向右做匀加速直线运动，经过较短时间后，导体棒也做匀加速直线运动，其v-t关系如图5（b）所示，已知在时刻t导体棒瞬时速度大小为vt，求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小.
解析：（1）导体棒所达到的恒定速度v2，线框中电动势大小
B=BL（v1-v2），
线框中电流为 I=ER，
导体棒受安培力
（2）由上式，f越大，v2越小，v2最小为0
所以
（3）设导体棒以恒定速度v2运动，单位时间内克服阻力所做的功：
电路中消耗的电功率：
（4）设磁场加速度为a， 金属棒的加速度为a′，当金属棒以一定的速度v运动时，受安培力和阻力的作用，由牛顿第二定律
由图可知，在t时刻导体棒的瞬时速度大小为
v1-v2为常数，即导体棒与磁场加速度相等a=a′，则
，可解得：a=a′=
点评：要使金属棒匀加速，磁场与金属棒速度之差应为定值，两者加速度相等是不太好判断的，但若从相对速度考虑会简单些，即导体棒相对磁场速度是定值，安培力是定值，加速度不变，即磁场与金属棒加速度相等.
例4随着越来越高的摩天大楼在各地的落成，至今普遍使用的钢索悬挂式电梯已经渐渐地不适用了.这是因为钢索的长度随着楼层的增高而相应增加，这样钢索会由于承受不了自身的重量，还没有挂电梯就会被扯断.为此，科学技术人员正在研究用磁动力来解决这个问题.如图6所示就是一种磁动力电梯的模拟机，即在竖直平面上有两根很长的平行竖直轨道，轨道间有垂直轨道平面的匀强磁场B1和B2，且B1和B2的方向相反，大小相等，即B1=B2=1 T，两磁场始终竖直向上作匀速运动.电梯桥厢固定在如图6所示的一个用超导材料制成的金属框abcd内（电梯桥厢在图6中未画出），并且与之绝缘.电梯载人时的总质量为
5×103 kg，所受阻力f =500 N，金属框垂直轨道的边长Lcd =2m，两磁场的宽度均与金属框的边长Lac相同，金属框整个回路的电阻
R=9.5×10-4 Ω，假如设计要求电梯以v1=10 m/s的速度向上匀速运动，那么
（1）磁场向上运动速度v0应该为多大？
（2）在电梯向上作匀速运动时，为维持它的运动，外界必须提供能量，那么这些能量是由谁提供的？此时系统的效率为多少？
解析： （1）当电梯向上匀速运动时，金属框中感应电流大小为
金属框所受安培力 F=2B1ILcd （2）
安培力大小与重力和阻力之和相等，所以
由（1）（2）（3）式求得：v0=13 m/s.
（2）运动时电梯向上运动的能量由磁场提供.
磁场提供的能量分为两部分，一部分转变为金属框的内能，另一部分克服电梯的重力和阻力做功.当电梯向上作匀速运动时，金属框中感应电流由（1）得：
金属框中的焦耳热功率为：
而电梯的有用功率为：
P2=mgv1=5×105 W （5）
阻力的功率为：
P3=fv1=5×103 W
（6）
从而系统的机械效率
η=P2P1+P2+P3×100%=76.29%（7）
点评：此题的实质是利用了金属导体切割磁感线产生感应电动势，从而产生了安培力，由于出现了相对运动，切割速度必须是相对速度.有的同学不能从能量角度来分析问题，不能找出能量的来源.
例5磁悬浮列车的原理如图7所示，在水平面上，两根平行直导轨间有竖直方向且等间距的匀强磁场B1、B2，导轨上有金属框abcd，金属框的面积与每个独立磁场的面积相等.当匀强磁场B1、B2同时以速度v沿直线导轨向右运动时，金属框也会沿直线导轨运动.设直导轨间距为L=0.4 m，B1=B2=1 T，磁场运动速度为v=5 m/s，金属框的电阻为R=2 Ω.试求：
（1）若金属框不受阻力时，金属框如何运动？
（2）当金属框始终受到f=1 N的阻力时，金属框相对于地面的速度是多少？
（3）当金属框始终受到1 N的阻力时，要使金属框维持最大速度，每秒钟需要消耗多少能量？这些能量是谁提供的？
解析：（1）分析ac和bd边产生的感应电动势，由于磁场方向相反，且线圈相对于磁场向左运动，因此，在如图8位置的电动势方向相同
（逆时针），根据左手定则，ac和bd边受到的安培力都向右.所以金属框做变加速运动，最终
做匀速直线运动.
（2）当金属框受到阻力，最终做匀速直线运动时，阻力与线框受到的安培力平衡.设此时金属框相对于磁场的速度为v则
所以金属框相对于地面的速度为
v=v0-v相对=1.875 m/s.
（3）要使金属框维持最大速度，必须给系统补充能量：一方面，线框内部要产生焦耳热；另一方面，由于受到阻力，摩擦生热.设每秒钟消耗的能量为E，这些能量都是由磁场提供.
由于摩擦每秒钟产生的热量为Q1：
Q1=fs=fvt=1.875 J
每秒钟内产生的焦耳热
Q2=I2Rt=
（2BLv相R）2Rt
=3.125 J.
每秒钟需要消耗能量Q=Q1+Q2=5 J.
根据能量守恒可知这些能量都是由磁场提供.
点评：此题的难点在于存在交变磁场.首先分析ac和bd边产生的感应电动势，由于磁场方向相反，且线圈相对于磁场向左运动，因此， ac和bd边产生的电动势方向相同.
关键词: 感应电流方向 磁通量方向 磁通量变化方向
感应电流方向的确定是高中物理教学的重点、难点,也是高考的热点之一。感应电流方向遵循楞次定律,用此定律可以判断任何情况下感应电流方向,使用时可从电磁角度分析,用增反减同这一结论判断,也可从感应电流的机械效果分析,如总是阻碍产生它的相对运动,即用来去拒留这一结论判断。现进一步从电磁角度探讨这一问题。由人教版选修3―2第9页实验可得到如图1所示的四种现象:
比较甲丙或乙丁可知,在磁通量方向相同,磁通量变化方向(指磁通量增加或减小)相反时,感应电流方向相反,可见感应电流方向与磁通量变化方向有关。比较甲乙或丙丁可知,在磁通量变化方向相同,磁通量方向相反时,感应电流方向相反,可见感应电流方向也与磁通量方向有关。
根据以上分析可总结出:感应电流方向由磁通量方向和磁通量变化方向共同决定。
比较甲丁可知,和方向都相反,但感应电流方向却相同,这可总结为“反反得同”,第一个“反”是的方向相反,第二个“反”是的方向相反,第三个“同”是感应电流方向相同,以下按相同顺序表述。再比较甲丙可知,方向相同,方向相反,感应电流方向相反,这可总结为“同反得反”。
根据以上分析总结出:同同得同,反反得同,同反得反,反同得反。这一结论在处理很多问题是非常方便的。
示例:如图2(a)所示,竖直向上的匀强磁场穿过水平放置的闭合金属线圈,若磁场按图2(b)所示规律变化,试画出感应电流的I―t示意图。(磁感应强度向上为正方向,电流以图a中箭头为正方向。)
解析:首先根据楞次定律判定0―t时间内,感应电流为负方向,因t―t时间内的方向与0―t内相同,而方向与0―t内相反,由上面的结论可知,t―t时间内感应电流方向与0―t内相反,即为正方向;仿此可判断出t―t时间内与0―t内相反,即为正方向;t―t时间内与0―t内相同,即为负方向。画出电流变化规律如图2(c)所示。
再进一步分析,由于=-,的符号(表方向)就表示磁通量是增加还是减小,又由于和的符号都是以的符号为参考的,所以感应电流的方向也可由方向确定。必须注意,当增加时,与同向,当减小时,与反向,如此图1可以简化成下图3所示:
观察图3可得出,和感应电流在方向上的关系遵循左手螺旋法则,即将左手四指握起,大拇指伸直,并与其余四指垂直,让大拇指指向方向,则其余四指就指向感应电流的绕向。这样上述四种情况就变成了一种情况了。用这一结论重做上题也很便捷。
其实电磁感应的本质不是产生感应电流,而是感应电动势,感应电流方向是由感应电动势方向决定的。根据法拉第电磁感应定律E=n可知,感应电流方向是由的符号决定的,在―t图像上就是图像上各点的斜率,可见斜率符号就反映了感应电流的方向。但必须强调的是:斜率为正不表示感应电流与方向相同,反之亦然,事实上感应电流方向和方向是垂直的。尽管如此,我们仍能从―t图像上看出不同时间段上感应电流方向是否相同。比如图2的例题,显然0―t和t―t时间内感应电流方向相同,和t―t时间内感应电流方向相反,只要确定了0―t时间内的电流方向就可以了。
参考文献:
[1]赵凯华,陈熙谋编.电磁学(下册).高等教育出版社,1990:463.
关键词：电磁感应；实验探究；电流
作者简介：文代铭（1968-），男，贵州遵义桐梓县人，大学文化，中学高级教师，研究方向初中物理教育教学研究.
1 教材分析
1.1 作用和地位
本内容是沪科版义务教育教科书《物理》九年级（全一册）第十八章第二节，在电生磁的基础上，进一步学习磁生电的知识，具有承前启后的作用，是揭示电磁规律，完善电磁体系的重要内容，教材的设计意图是渗透自然现象相互联系的思想，进一步运用“转换法”学习物理知识，以实验为基础，探究感应电流的a生及特点，提高学生的科学素养和探究能力.
1.2 学情分析
九年级学生学习了电、磁、能量的基础知识，在奥斯特实验的基础上知道了电生磁的相关知识，对电磁联系有一定的认识和探究能力，但不全面，没有形成体系.
1.3 教学目标
根据《义务教育物理课程标准（2011年版）》的要求、结合教学内容和学生基础，使知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标有机整合而确定如下目标.
（1）通过实验，探究并了解感应电流产生的条件.
（2）了解电磁感应现象在生产生活中的应用，了解交流发电机的工作原理.
（3）经历科学探究的过程，提升学生的科学素养，培养学生交流与合作的意识.
1.4 教学重难点
重点：感应电流产生条件的了解；交流与合作意识的培养.
难点：电磁感应现象的实验探究.
1.5 教学准备
教师用：发电机模型及动画、手摇式电筒及内部结构示意图.
学生用：支架、导体（线圈代替）、蹄形磁体、灵敏电流计、开关、导线等.
2 教法与学法
教法：实验探究，归纳总结的教学方法.
学法：自主探究、交流合作的学习方法.
3 教学过程
3.1 创设情境，导入新课
用手摇式电筒导入新课.请学生把不发光的手电筒摇一摇，使电筒发光，激发学生的好奇心和求知欲，从而导入新课.
展示发电机模型.介绍其结构，摇动发电机，让学生观察小灯泡发光情况，取下发电机的磁体，再摇动观察.
提出问题：如何在磁场中产生电流？
3.2 自主探究，获得电流
学生思考后猜想.教师记录并整理学生的猜想.
把学生分成若干小组，引导学生参考教材中18-11图，结合实验器材，设计实验，连接电路，闭合开关.
尝试用各种方法使导体在蹄形磁体中运动产生电流（观察灵敏电流计的指针是否偏转），把实验探究的过程和观察到的现象记录在表格中.学生探究时，教师巡视，对实验中出现的问题及时指导.
接着探究影响电流方向的因素（改变磁场方向或线圈运动方向，观察灵敏电流计指针的偏转方向如何变化）.断开开关重做上述实验.
3.3 思维加工，弄清实质
展示各小组的探究成果，全班交流分享，概括电磁感应现象.
讨论以下问题.
（1）导体运动的方向与磁感线斜切割时，是否产生电流？
（2）导体不动，移动蹄形磁体，是否产生电流？
讨论后动手做一做.归纳总结产生感应电流的条件.在班级交流.
问题探讨：电磁感应现象中能量是如何转化的？
学生思考讨论后，教师引导：产生电流时，需外力使导体或磁体运动做功，消耗机械能，得到电能.
分析手摇式电筒的发电原理.展示电筒内部结构示意图并介绍，请学生分析（前后照应）.
3.4 联系实际，应用知识
电磁感应现象在生活、生产中有大量的应用，除发电机、手摇式电筒以外，还有动圈式话筒（麦克风），POS机、变压器等.
引导学生结合教材中18-15图阅读课文，了解交流发电机的发电过程.播放动画，加强了解.与直流电动机对比学习（两人一组，分别打开教材151页和167页的电动机工作原理和交流发电机发电原理示意图，合作完成）.
思考并讨论以下问题：
（1）发电机的工作原理是什么？
（2）发电机产生的是交流电还是直流电？
分组讨论后在班级展示交流，展示成果由学生点评，教师作正面评价.
课外知识链接：法拉第与电磁感应（学习科学家的探究精神）.
3.5 作业设计
设计2-3个课堂练习题，当堂检测.并完成教材168页第1、3、4题.
课外活动：利用废旧玩具中的直流电动机发电（使小灯泡发光）.下节物理课展示，比比看，谁做得好.
3.6 课堂小结
引导学生小结，归纳知识要点，谈谈探究的收获和存在的疑惑.
4 板书设计
边教学边板书本节的重点和要点，构成框架，形成电磁知识体系.板书如下.
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2012.
【关键词】地磁感应 电网 稳定运行
一、前言
建电网安全稳定运行是保证电力工程质量优劣的首要前提，电力工程质量的优劣不仅关系到企业的生存发展，而且关系到国家和人民群众的生命财产安全，所以一定要加强应对地磁感应电流对电网安全稳定运行影响的措施。
二、电磁感应现象的概述
电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一，它显示了电、磁现象之间的相互联系和转化，对其本质的深入研究所揭示的电、磁场之间的联系，对麦克斯韦电磁场理论的建立具有重大意义。电磁感应现象在电工技术、电子技术以及电磁测量等方面都有广泛的应用。
若闭合电路为一个n匝的线圈，则又可表示为：式中n为线圈匝数，ΔΦ为磁通量变化量，单位Wb，Δt为发生变化所用时间，单位为ε为产生的感应电动势，单位为V。因磁通量变化产生感应电动势的现象，闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应。这种现象叫电磁感应现象。产生的电流称为感应电流。闭合线圈面积不变，改变磁场强度，磁通量也会改变，也会发生电磁感应现象。所以准确的定义如下：当穿过闭合电路的磁通量变化时电路中就有感应电流产生，这种利用磁场而产生的电流的现象叫感应电动势。
感应电动势的产生的条件是：穿过电路ΔΦ，无论电路闭合是否，只要磁通量变化了，就一定有感应电动势的产生。楞次定律是判断感应电流方向的。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的变化。首先明确闭合回路原磁场的方向。穿过闭合电路的ΔΦ是增加还是减小。由楞次定律是判断出感应电流的方向。或者也可以用右手定则判断出感应电流的方向。楞次定律中的阻碍是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量。当磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反。当磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。即“增反减同”。阻碍导体的相对运动“来拒去留”。磁通量增加，线圈面积缩小，磁通量减小，线圈面积“扩招”。阻碍线圈自身电流变化自感现象。感应电流的方向的判断，可利用右手定则判断感应电流闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时感应电流方向。我们经常遇到切割的几种情况：①导体平动切割磁感线。②导体转动切割磁感线。③导体不动，磁场运动，等效的磁场不动，导体反向运动切割磁感线。
若导体不动，回路中磁通量的变化，应该用楞次定律是判断出感应电流的方向而不要用右手定则判断感应电流。若是回路中一部分导体做切割磁感线运动产生感应电流。用右手定则判断较为简单。用楞次定律是判断也可以，但较麻烦。从研究对象上说，楞次定律研究的是整个回路，右手定则研究的是闭合电路的一部分导体，即一段导体做切割磁感线运动。从使用范围上说，楞次定律可以用于磁通量的变化引起的感应电流的各种情况。包括一部分导体切割磁感线运动的情况，右手定则只是由于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的情况。因此，右手定则是楞次定律的一种特殊情况。
三、地磁感应电流对电网设备的影响
1、对变压器
由于GIC的变化频率为0.001～0.1Hz，这种准直流性质的GIC进入变压器之后，与变压器的励磁电流相叠加，合成的励磁电流波形呈正负半波极不对称的形状，将导致变压器直流偏磁饱和。变压器偏磁饱和的主要危害表现在以下几方面：变压器励磁电流在饱和的半周很大，导致变压器铁心磁滞伸缩增加，噪声增大，以及变压器局部过热、绝缘老化和损耗增大。变压器饱和将向系统注入大量富含偶次和奇次的谐波，谐波电流会造成补偿电容器过负荷，并且可能导致继电保护的误动作。变压器从系统中吸收的感性无功功率急剧增大。系统的无功需求急剧变化，将可能导致整个系统的电压波动、系统解列，甚至电压崩溃。
2、对发电机
一般来说，GIC对发电机的影响相对较小。但当系统中流有GIC时，系统电压不平衡及其波形畸变可能对发电机造成危害，以及正、负序谐波电流流入发电机后，可能造成发电机过热、噪声增大和机械振动。对发电机的负序保护而言，是针对电网基波不平衡电流而设计的。因此，它不能正确地保护发电机免受GIC引起的正序和负序谐波电流所造成的侵害。
3、对继电保护
近年来，大多数电网已将电磁继电保护装置更换为数字（电子式）继电器。电磁继电器是通过检测电流有效值实现保护，而数字继电器则以检测电流的幅值为依据。因此，数字继电器对电流波形畸变（或谐波）很敏感。
研究表明，在变压器偏磁饱和谐波的情况下，数字继电器动作的正确性比电磁继电器低20%～30%。保护误动将造成输电线路、变压器或补偿电容器等退出运行，可能导致系统负荷转移或无功缺额增大，进而引发更严重的事故。
4、对SVC装置
静止无功补偿装置（SVC）对保证电网安全运行意义重大，但变压器半波饱和产生的2次谐波对SVC的影响很大。在强地磁暴期间产生的负序性质的2次谐波电流，将使晶闸管控制电抗器（TCR）装置的工作点发生偏移。TCR工作点平衡控制是为了滤除流过装置的直流电流而设计的，并不能减少电网电压波形的畸变程度。当装置因存在2次谐波电流而发生谐振时，TCR平衡控制减少了装置直流电流，同时将增大系统电压的畸变程度。
我国江苏阳-淮输电系统自2001年3月投运以来，系统中的上河变电站主变多次发现持续达1～2h的噪声异常现象，变电站750MVA变压器为日本三菱公司制造，经中日双方共同对录制的噪声分析认为，是GIC导致的变压器直流偏磁所致。近年来，与南方电网长距离输电系统相关的广东岭奥核电站，也多次检测到过变压器中性点的GIC和变压器发现过遭受磁暴侵袭的事件。因此，GIC是长距离输电系统值得关注和研究的问题。
四、应对地磁感应电流对电网安全稳定运行影响的措施
1、GIC的补偿和消除方法
电力系统中的GIC通过长距离三相输电线、电力变压器的中点接地线和电力变压器一侧的三相绕组形成闭合回路。可通过电流传感器测量各相电流，并经傅氏级数分析，得到的直流分量即为线路中的GIC。
2、补偿、削弱和消除GIC方法的探讨
（一）、补偿GIC方法
外加直流电源补偿GIC方法要求外加的直流电源可以调节，使每相补偿绕组中的补偿电流能补偿GIC产生的磁势。这是一种有源的GIC补偿方法。自激补偿GIC方法不需外加直流电源，其补偿电流随着GIC的变化自行调节，但要求每相补偿绕组的匝数为GIC侧相绕组匝数的1/3。
3、削弱GIC方法
串电阻的GIC削弱方法。这种方法是把非线性电阻或线性电阻设备串入电力变压器中点与地之间，根据GIC的大小，通过对非线性或线性电阻的调节，保证电力变压器中线GIC数值在规定的范围内。这属于无源的GIC削弱方法。
五、结束语
从实践出发对当前地磁感应电流对电网安全稳定运行的影的相关知识，进行了粗略的分析和研究。综上分析，应对工作的主要任务是运用科学的方法，促进工作的开展。
参考文献
[1]蒯狄正，刘成民，万达.直流偏磁对变压器影响的研究[J].江苏电机工程，2013
[2]王梅义，吴竟昌，蒙定中.大电网系统技术[M].北京：中国电力出版社，2010
绝缘栅双极晶体管（IGBT， Insulated-Gate Bipolar Transistor）需要充分的保护以避免短路、过载和过电压等错误情况所造成的损坏和故障，这些保护是确保如电机驱动以及太阳能和风能发电系统等应用安全稳定电源转换运作的重要关键。要检测过电流和过载情况，具有快速响应或快速错误反馈的隔离放大器可以应用于输出相位和直流母线电压检测上，本篇文章将讨论如何使用这类器件来保护IGBT避免受到电流过高和过电压等情况的影响。
介绍
图1a显示了交流电机驱动电路中电源转换的典型框图，其中包含把直流母线电压转换为以不同频率交流电源驱动电机的变频器。IGBT为形成变频器核心的昂贵功率开关，这些功率器件必须以高频率运行并且能够承受高电压。
隔离放大器，如图1b中的ACPLC79A可以和分流电阻一起工作，提供即使存在高开关噪声情况下的电源转换器精确电流测量，和电阻分压器一起使用时，隔离放大器可以作为检测直流母线电压的精密电压传感器，由隔离放大器提供的电流和电压信息通过微控制器搜集，并使用这些数据计算出反馈值以及有效控制和错误管理电源转换器所需的输出信号。
错误保护要求
变频器中IGBT是最昂贵的器件，因此必须尽可能提供保护，Avago公司的隔离放大器产品提供有错误情况的快速感应以及可以避免错误情况造成IGBT故障的微控制器算法，另外，隔离放大器中的光学隔离也可以避免错误情况造成微控制器过载而引发故障。
不过IGBT的保护必须以高成本效益方式进行，市场持续寻求不会大幅度影响电机驱动系统总体成本，但能够提供充分IGBT错误保护的产品。为了满足这个需求，IGBT栅极驱动器，如ACPL-332J和带有保护功能的电流传感器产品已经陆续出现在市场上，除驱动和感应功能外加入了基本的错误检测功能。这些产品提供实现IGBT保护的高成本效益方案，免去独立检测和反馈部件需求，请参考ACPL-332J产品数据手册及相关文章中有关集成到Avago栅极驱动器产品的保护功能以及如何把这些功能应用于IGBT保护。本文的其他部分将聚焦于可由表1中所列出电流和电压传感器实现的部分错误保护功能。
IGBT的过电流情况可能因相位问短路、接地短路或直通所引起，输出相位和直流母线上的分流电阻加上隔离放大器电流感应器件提供了电流测量外的错误检测功能，请参考图1。典型的IGBT短路承受时间可以达到10μs，为了确保有效的保护，绝对不能超出这个限制。在有限时间内错误必须被检出，然后反馈给微控制器，并于时限内完成关断程序，要达到这个要求，隔离放大器可以使用不同的方法。
例如ACPL C79A拥有单阶跃输入1.6μs的快速响应时间，允许隔离放大器在短路和过载情况下获取瞬变信息，请参考图2。中点的输入到输出信号传递延迟只有2μs，输出信号跟上输入的反应时间仅2.6μs即可达到最终水平的90%。
除了快速响应时间外，ACPLC79A提供有±1%增益精确度，0.05%的卓越非线性和60dB的信噪比（SNR， Signal-to-Noise Ratio）。ACPLC79B则提供±0.5%的更高增益精确度，ACPL-C790的增益精确度为±3%。所有ACPL-C79A系列器件都通过1230Vpeak最高工作绝缘电压认证，并具备高达15kV/“s的共模瞬变噪声抑制能力，这些功能通过尺寸比标准DIP-8封装小30%的延展型SO-8封装提供。
另一个例子为Avago的HCPL788J，使用了不同的方式达到过电流检测的快速响应，请参考图3。除了信号数输出引脚外，它还提供了一个会在错误情况发生时快速由高电平变为低电平的Fault引脚指出过电流情况，这款隔离放大器提供±3%的测量精确度。
在错误反馈设计上，一个必须注意处理的问题是意外触发，意外触发为无明显错误情况下产生的错误检测触发动作，可能会损坏IGBT。为了避免错误触发，HCPL-788J采用脉冲鉴别电路来有效屏蔽电流（di/dt）和电压（dv/dt）变化浪涌的影响。这个方法的好处是抑制能力不会受到振幅大小的影响，这代表了错误阀值可以设定在低上许多的水平而不会提高意外触发的风险。
要实现达成快速错误检测的电路，错误检测方块中使用两个比较器来检测正向和负向阂值，开关切换阂值等于256mV的Sigma-Delta调制器参考，这些比较器的输出连接到消隐期为2μs的消隐滤波器，接着再送到编码器方块。
为了确保错误状态可以快速通过隔离屏障传递，使用两个独特的数字编码序列代表错误情况，一个代表正向，一个代表负向。当检出错误情况时，光通道上正常的数据传输会被中断，并以错误编码序列位元流取代，这两个错误码在设计上和普通编码方式显着不同，因此检测器端可以在错误发生时立即检出。
解码器检测并把错误情况通过隔离屏障传送需要的时间大约在1μs，加上400ns的抗混叠滤波器延迟带来约1.4μs的传播延迟。由错误情况发生到错误信号输出总延迟时间为传播延迟和消隐时间2μs的总合，带来共3.4μs的总体错误检测时间，请参考图4。
Fault错误输出脚位允许多个器件的错误信号连接在一起，使得多个器件可以通过线与（wire-ORed）方式产生单一错误信号输出，请参考图5右上部分，之后这个信号可以通过控制器直接禁用PWM输入。
过载检测
过载情况为电机电流超过驱动额定电流大小，但未达到使变频器或电机立即损坏危险的情况，例如因轴承损坏造成的电机机械过载或电机堵转。
变频器通常会在正常规格外加入过载规格，可允许的过载时间依温度过热真正造成影响的时间决定，典型的过载规格大约为处于正常负载的1.5倍达1分钟时间长度。
Avago的ACPL-C79A可以接受±300mV全幅输入，产品数据手册中的数据以±200mV正常输入范围为基准，设计工程师拥有选择两个数据或之间过载阂值的灵活度。如果和正常工作电流比较，过载电流的测量精确度较不严格，而这正是普遍情况，那么把阂值设定在接近300mV为能够使用完整隔离放大器动态范围的良好选择，然而把阂值设定在200mV则可以确保过载电流测量的精确度。决定电压大小后，设计工程师必须依相对电流大小选择合适的感应电阻值。
Avago的HCPL-788J还包含一个额外功能，也就是ABSVAL输出，可以用来简化过载检测电路。ABSVAL电路可以对输出信号进行整型，并依下列公式提供正比于输入信号绝对值的输出信号：
ABSVAL=|VIN|xVREFEXT/252mV
输出当然也可以使用线与方式连接，当结合3个正弦电机相位时，经整流的输出ABsVAL基本上是一个代表电机RMS电流的直流信号，这个直流信号和阂值比较器可以在电机或驱动电路受到伤害前指出过载情况，请参考图5右下部分。
过电压检测
直流母线电压必须持续受到控制，在某些工作情况下，电机作为发电机把高电压通过变频器的功率器件和回复二极管送回到直流母线，这个高电压会加到直流母线电压上形成IGBT上的超高电压浪涌，这个浪涌可能会超出IGBT的最大集电极到发射极电压而造成损坏。
微型化隔离放大器ACPL-C79A经常被使用在直流母线监测应用上作为电压传感器，如图6所示。设计工程师必须通过依适当比例选择的R1和R2电阻值调整直流母线电压以适应隔离放大器的输入电压范围。
总结
关键词：断电自感实验；自感电动势；自感电流；理论与实践
高二物理“自感”这一节中有一个演示断电自感的实验，实验电路如下图所示，线圈与灯泡并联，再与电源及开关串联，先闭合开关待电流稳定后突然断开开关，可以观察到小灯泡不像平常那样立即熄灭，而是逐渐变暗，或者闪亮一下再逐渐变暗。我们都知道，灯泡会不会闪亮一下主要取决于断电前线圈的电流I0与灯泡的电流IA的大小关系。这是因为当开关断开时，线圈中的电流要减小，导致穿过线圈的磁通量减小，线圈产生自感电动势，而自感电动势要阻碍电流的减小，因此，线圈中电流不能立即消失，只能慢慢减小，由原来的值I0逐渐减小到零。所以刚断电瞬间，线圈中的电流仍为I0。又因为开关断开后线圈与灯泡构成一个回路，线圈相当于电源，灯泡的电流等于线圈的电流，因此断电瞬间灯泡的电流从原来的IA突然变为反向的I0，并逐渐减小到零。故当I0大于IA时，灯泡就会闪亮一下再逐渐变暗。（为方便后面叙述称之为“分析一”）
■
从以上分析我们还知道，断电以后线圈中的电流从I0开始逐渐减小到零，并不会超过原来的值。但很多人从另一个角度分析，又觉得断电以后线圈中的电流可以超过原来的值，他们的理由是：根据自感电动势的公式E=L・■，当L很大时（如通过插入铁芯可以使L大大增加），感应电动势是可以很大的，那么回路中的电流也是可以很大的，应该有可能超过断电前线圈的电流I0。（为方便后面叙述称之为“分析二”）这不是“矛盾”了吗？
我在备课活动过程中，发现一些教师也有同样的疑问，网络论坛上有此疑问的教师和学生就更多了！虽然也有一些作者写过关于这方面的文章，但大多都不够准确，无法让人满意。我本人也是从一开始的困惑，到亲自到实验室做大量的实验进行验证，再到理论分析，走过一些弯路，但终于还是从根本上解决了这个问题！走的弯路主要有（写出来的目的是为读者们提供借鉴）：
首先，很多人不太确定上述两个角度的分析哪个是正确的，
虽然倾向于“分析一”，但仍想通过实验进行验证，即验证断电以后线圈中的电流是否真是从I0开始逐渐减小。我也是如此，用过常规器材、示波器、传感器等进行验证，“浪费”了不少时间。
其次，后来确定“分析一”并没有问题以后，我转而去测量“分析二”中的自感电动势，这是一项更“艰巨”的工作，我同样用过常规器材、示波器、传感器、非线性元件等进行测量，也参考过很多文章介绍的方法，“浪费”了更多的时间，原因就是受到“定式思维”的影响。当然，也有收获。
走过弯路以后有一些感触，说出来与读者共享：（1）不能盲目做实验，要有相应的理论作为指导；（2）要突破定式思维才会有新的发现。下面我们回到正题：为什么“分析二”好像与“分析一”矛盾？
我们先来回顾一下电磁学的一些知识，在刚才的电路图中，假设电源不计内阻，小灯泡的电阻为R，线圈的直流电阻为RL。开关闭合稳定以后，线圈中的电流I0=■，突然断开开关时线圈产生自感电动势eL=-L■，由闭合电路欧姆定律有eL=i（R+RL），联立解微分方程i（R+RL）=-L■，可得：自感电流i=I0-■t。
由上述推导可知，刚断电瞬间即t=0时，e-■t=1，回路中的电流为最大值I0，并从I0开始以指数函数规律减小至零。我们看到开关断开以后线圈中的电流确实没有超过断电前的值，所以刚才的“分析一”是正确的。当然，若能用实验验证一下也
不错。
也有一些文章对电流做了类似的分析，知道“分析一”是正确的，并就此得出结论：不管电动势多大，电流都不会超过断电前的值。但这样也只是从理论上解释了而已，并没有从根本上解决两个分析的“矛盾”（加引号的意思是其实并没有矛盾）。或者说，得出的结论其实并不准确！因此无法让读者满意，究其原因还是受到定式思维的影响。
其实，既然知道“分析一”是正确的，那么就可以判断出“分析二”有问题。只要把刚才得出的自感电流的函数表达式i=I0e-
■t代入闭合电路欧姆定律eL=i（R+RL），得出自感电动势eL=I0（R+RL）e，我们就会有新的发现！显然，自感电动势也是以指数函数规律减小至零，且刚断电瞬间即t=0时，自感电动势的峰值为I0（R+RL），与断电前线圈的电流I0及小灯泡和线圈的电阻R、RL有关，但与自感系数L无关！这意味着我们如果在线圈中插入铁芯，L大大增加了，但自感电动势的峰值却不变，仍为I0（R+RL）（只插入铁芯并没有改变回路电阻）！这是众多师生没有意识的结果！而如果知道自感电动势峰值不变以后，在线圈和小灯泡构成的回路中（线圈相当于电源），根据闭合电路欧姆定律，容易得出电流的峰值为I0，可以超过灯泡原来的电流（当I0大于IA时），但不会超过线圈原来的电流的值I0！因此，确实是“分析二”有问题，并不会出现矛盾。
当然，即使我们改变了线圈的电阻（如通过增加线圈匝数增大L，也增大了RL），我们很容易看到，开关断开前线圈中的电流I1=■t，断开开关自感电动势eL=I1（R+RL）e自感电流i=I1e-
■t，均以指数函数规律减小至零。同样，在刚断开开关的瞬间，自感电动势的峰值为I1（R+RL），线圈中自感电流的峰值为I1，也不会超过开关断开前线圈中电流的值I1。
上述分析所涉及的理论知识对高中学生要求是高了些，但对上过大学的物理教师来说并不算太难，难就难在很多人没有意识到要去分析这些理论知识作为指导，又由于受到定式思维的影响，总是认为L增大后，自感电动势必然也增大，因此，也没有把“分析一”和“分析二”真正结合起来继续深入分析，而是盲目去做实验，但又由于控制实验条件及测量仪器精度等方面的问题，容易得出一些片面，甚至是错误的结论出来（见我的另一篇文章《论自感电动势定量测量的科学性》），既影响了自己的判断，又可能误导了别人，也造成现在众多师生对这个问题的极为困惑的现状。所以，教师要善于用理论来指导实践，并把理论与实践很好地相结合，这样，我们的实践才会更有效率，更有意义！
1.掌握楞次定律的内容。
2.培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力。
3.能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向。
二、教学重点:对楞次定律的理解
三、教学难点:对楞次定律中的“阻碍”和“变化”的理解
四、教具准备
干电池、灵敏电流表、外标有明确绕向的大线圈、条形磁铁、导线。
五、教学设计的思路与教学方法
本节内容采用“探究式”教学,即:“创设一个问题情景学生讨论猜想设计实验探索实验分析实验现象得出楞次定律课堂讲练巩固练习”。这种通过让学生自己动手操作、动眼观察、动脑思考,引导他们自己获取知识,不仅活跃了课堂气氛,还发展了学生的思维能力和创新能力。
六、教学过程的设计
(一)引入
(二)新课教学
1.展示情景,提出问题
A和B都是很轻的铝环,A环是闭合的,B环是断开的。
问题1:当条形磁铁的任一端分别靠近A环和B环时,环中有无感应电流?为什么?
问题2:能否根据“吸引”和“排斥”来判断当条形磁铁的某一端在远离和靠近A环时,环中感应电流的方向?
2.讨论猜想,设计实验
学生分组讨论:
条形磁铁N极靠近A环时,与A环“排斥”,能根据什么原理判断此时A环中感应电流的方向?
3.演示实验
步骤:
(1)观察螺线管上线的绕向。
(2)用干电池判断电流流向与G表指针偏向的关系。
(3)根据实验由G表指针偏向确定对应图中的方向。
(4)用右手螺旋定则判断电流的磁场方向。
引导、探索、分析:
(1)比较感应电流磁场与原磁场的方向关系(相同、相反、排斥、吸引)。
(2)由于感应电流磁场与原磁场的方向关系杂乱,故变化思维,研究感应电流磁场与原磁场的关系。
(3)得出结论:感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量的变化。
4.由实验得出愣次定律
(1)内容: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的磁通量的变化,这就是楞次定律。
(2)本质:揭示了感应电流的磁场与原磁场的方向关系:“增(磁通量增加)反(感应电流磁场与原磁场反向)减(磁通量减少)同(感应电流磁场与原磁场同向)”。并没有直接判断出感应电流的方向。
5.利用愣次定律判断感应电流的方向
(1)逻辑程序图
(2)利用楞次定律判定感应电流方向的步骤:
a.明确闭合回路中原磁场的方向;
b.判断穿过闭合回路的原磁通量如何变化;
c.由楞次定律确定感应电流的磁场方向;
d.利用安培定则确定感应电流的方向。
6.练习部分
(1)方形区域内为匀强磁场,在矩形线圈从左到右穿过的整个过程中,判断感应电流的方向。
(2)当条形磁铁突然向闭合铜环运动时,铜环里产生的感应电流的方向怎样?
作业:书后练习
七、板书设计
愣次定律――感应电流的方向
1.内容: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的磁通量的变化,这就是楞次定律。
2.本质:揭示了感应电流的磁场与原磁场的方向关系:“增(磁通量增加)反(感应电流磁场与原磁场反向)减(磁通量减少)同(感应电流磁场与原磁场同向)”;并没有直接判断出感应电流的方向。
3.利用愣次定律判断感应电流的方向。
(1)利用逻辑程序图判断。
(2)利用楞次定律判定感应电流方向的步骤:
a.明确闭合回路中原磁场的方向;
b.判断穿过闭合回路的原磁通量如何变化;
c.由楞次定律确定感应电流的磁场方向;
d.利用安培定则确定感应电流的方向。