第四章電磁感應(yīng)

全章概述

本章是在以學(xué)好電場(chǎng)和磁場(chǎng)等知識(shí)為基礎(chǔ)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)了產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件和判斷感

應(yīng)電流方向的一般方法——楞次定律，給出了確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的一般規(guī)律——法拉第電磁

感應(yīng)定律。楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律是解決電磁感應(yīng)問(wèn)題的重要依據(jù)。感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)

生電動(dòng)勢(shì)使我們認(rèn)識(shí)到磁生電的本質(zhì)，互感和自感及渦流則是幾種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

本章特點(diǎn)是要求學(xué)生有較強(qiáng)的抽象思維能力，同時(shí)應(yīng)注意在學(xué)習(xí)過(guò)程中不斷提高理解能

力、分析綜合能力和推理能力，以及空間想象能力。

本章內(nèi)容可分為四個(gè)單元。第一單元（第1?2節(jié)），探究電磁感應(yīng)的條件；第二單元（第

3節(jié)），講述法拉第電磁感應(yīng)定律；第三單元（第4節(jié)），濟(jì)述楞次定律及其應(yīng)用；笫四單元（第

5?7節(jié)），講述產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的本質(zhì)及幾種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

新課標(biāo)要求

1.內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)

（1）收集資料，了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，體會(huì)人類(lèi)探索自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度和科

學(xué)精神。

（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)，理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。舉例說(shuō)明電磁感應(yīng)在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。

（3）通過(guò)探究，理解楞次定律"理解法拉第電磁感應(yīng)定律°

例1分析電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，分別用力和能量的觀點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。

（4）通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象。舉例說(shuō)明自感現(xiàn)象和泯流現(xiàn)象在生活和生產(chǎn)

中的應(yīng)用。

例2觀察口光燈電路，分析口光燈鎮(zhèn)流器的作用和原理。

例3觀察家用電磁灶，了解電磁灶的結(jié)構(gòu)和原理。

2.活動(dòng)建議

從因特網(wǎng)、科技書(shū)刊上查閱資料，了解電磁感應(yīng)在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用，例如磁卡閱讀器、

錄音機(jī)、錄像機(jī)的原理等。

新課程學(xué)習(xí)

4.1劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)

★新課標(biāo)要求

（一）知識(shí)與技能

I.知道與電流磁效應(yīng)和電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)相關(guān)的物理學(xué)史。

2.知道電磁感應(yīng)、感應(yīng)電流的定義。

（二）過(guò)程與方法

領(lǐng)悟科學(xué)探究中提出問(wèn)題、觀察實(shí)驗(yàn)、分析論證、歸納總結(jié)等要素在研究物理問(wèn)題時(shí)的重

要性。

（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀

1.領(lǐng)會(huì)或?qū)W家對(duì)自然現(xiàn)象、自然規(guī)律的某些猜想在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的重要性。

2.以科學(xué)家不怕失敗、勇敢面對(duì)挫折的堅(jiān)強(qiáng)意志激勵(lì)自己。

★教學(xué)重點(diǎn)

知道g電流磁效應(yīng)和電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)相關(guān)的物理學(xué)史。領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法和艱難歷

程。培養(yǎng)不怕失敗、勇敢面對(duì)挫折的堅(jiān)強(qiáng)意志。

★教學(xué)難點(diǎn)

領(lǐng)悟3學(xué)探究的方法和艱難歷程。培養(yǎng)不怕失敗、勇敢面對(duì)挫折的堅(jiān)強(qiáng)意志。

★教學(xué)方法

教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果.

★教學(xué)工具

計(jì)算機(jī)、投影儀、CAI課件、錄像片

★教學(xué)過(guò)程

（一）引入新課

師：在上一冊(cè)（選修3—1）我們學(xué)習(xí)了有關(guān)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的知識(shí)，對(duì)電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象有了

較為深刻的理解。我們已經(jīng)知道電荷能夠通過(guò)“感應(yīng)”使附近的導(dǎo)體出現(xiàn)電荷，電流能夠在其

周?chē)案袘?yīng)”出磁場(chǎng)，那么在磁場(chǎng)能否“感應(yīng)”出電流呢？回答是肯定的，這就是電磁感應(yīng)現(xiàn)

象。從這節(jié)課開(kāi)始，我們就來(lái)學(xué)習(xí)這方面的知識(shí)。

我們首先來(lái)了解科學(xué)家們的探究歷程。

［板書(shū)課題］劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)

（二）進(jìn)行新課

1、奧斯特夢(mèng)圓“電生磁”

教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材有關(guān)奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的內(nèi)容。提出以下問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)

生思考并回答：

（1）是什么信念激勵(lì)奧斯特尋找電與磁的聯(lián)系的？在這之前，科學(xué)研究領(lǐng)域存在怎樣的

歷史背景？

（2）奧斯特的研究是一嘰風(fēng)順的嗎？奧斯特面對(duì)失敗是怎樣做的？

（3）奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的過(guò)程是怎樣的？用學(xué)過(guò)的知識(shí)如何解釋?zhuān)?/p>

（4）電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)有何意義？談?wù)勛约旱母惺堋?/p>

學(xué)生活動(dòng)：結(jié)合思考題，認(rèn)真閱讀教材，分成小組討論，發(fā)表自己的見(jiàn)解。

引導(dǎo)學(xué)生回答：（1）許多哲學(xué)家提出了各種自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化的思想。

奧斯特堅(jiān)信電與磁之間可能存在著某種聯(lián)系。而在這之前許多物理學(xué)家都堅(jiān)持認(rèn)為電與磁是互

不相關(guān)的。

引導(dǎo)學(xué)生回答：（2）奧斯特的研究并不是一帆風(fēng)順的。經(jīng)歷了好多次失敗，但奧斯特始終

沒(méi)有放棄。直到1820年4月的一次演講中他才發(fā)現(xiàn)了電流竟使下面的小磁針發(fā)生了轉(zhuǎn)動(dòng)。也

就是電流的磁效應(yīng)。

引導(dǎo)學(xué)生回答：（3）奧斯特在1820年4月的一次演講中，碰巧在南北方向的導(dǎo)線下面放

置了一枚小磁針。當(dāng)電源接通時(shí)，小磁針發(fā)生了轉(zhuǎn)動(dòng)。說(shuō)明電流對(duì)小磁針產(chǎn)生了作用，證明電

流在其周?chē)a(chǎn)生了磁場(chǎng)。這就是發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的過(guò)程。通過(guò)前面的學(xué)習(xí)，我們知道，地磁場(chǎng)

是南北方向的，小磁針靜止時(shí)指示南北方向。通電直導(dǎo)線的磁場(chǎng)方向遵守安培定則。當(dāng)導(dǎo)線南

北放置時(shí)，導(dǎo)線下方的磁場(chǎng)方向沿東西方向，當(dāng)導(dǎo)線通電后，小磁針受到電流的磁場(chǎng)作用由原

來(lái)的南北方向轉(zhuǎn)向東西方向。奧斯特從磁針的偏轉(zhuǎn)，確定電和磁的聯(lián)系。也就是電流的磁效應(yīng)。

引導(dǎo)學(xué)生回答：（4）電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間存在的某種聯(lián)系。奧斯

特的思維和實(shí)踐突破了人類(lèi)對(duì)電與磁認(rèn)識(shí)的局限性。電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了科學(xué)認(rèn)識(shí)領(lǐng)域的

思考，推動(dòng)了電磁學(xué)的發(fā)展。

教師活動(dòng)：傾聽(tīng)學(xué)生回答，及時(shí)給出點(diǎn)評(píng)。

［課件演示］電流的磁效應(yīng)。通過(guò)課件演示增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。

2.法拉第心系“磁生電”

教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材有關(guān)法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)的內(nèi)容。提出以下問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生

思考并回答：

（1）奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)引發(fā)了怎樣的哲學(xué)思考？法拉第持怎樣的觀點(diǎn)？

（2）法拉第的研究是一見(jiàn)風(fēng)順的嗎？法拉第面對(duì)失敗是怎樣做的？

（3）法拉第做了大量實(shí)驗(yàn)都是以失敗告終，失敗的原因是什么？

（4）法拉第經(jīng)歷了多次失敗后，終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，他發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的具體

3

的過(guò)程是怎樣的？之后他又做了大量的實(shí)驗(yàn)都取得了成功，他認(rèn)為成功的“秘訣”是什么？

（5）從法拉第探索電磁感應(yīng)現(xiàn)象的歷程中，你學(xué)到了什么？談?wù)勛约旱捏w會(huì)。

學(xué)生活動(dòng)：結(jié)合思考題，認(rèn)真閱讀教材，分成小組討論，發(fā)表自己的見(jiàn)解。

引導(dǎo)學(xué)生回答：（1）奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)引發(fā)了對(duì)稱(chēng)性的普遍思考：既然電流能夠引起

磁針的運(yùn)動(dòng)，那么磁鐵也會(huì)使導(dǎo)線產(chǎn)生電流。法拉第堅(jiān)信：磁與電之間也應(yīng)該有類(lèi)似的“感應(yīng)二

引導(dǎo)學(xué)生回答：（2）法拉第的研究并不是一帆風(fēng)順的。經(jīng)歷了好多次失敗，但法拉第始終

沒(méi)有放棄。直到1831年8月29日，他苦苦尋找了1（）年之久的“磁生電”的效應(yīng)終于被發(fā)現(xiàn)

了。

引導(dǎo)學(xué)生回答：（3）法拉第在1822年12月、1825年11月、1828年4月作過(guò)三次集中的

實(shí)驗(yàn)研究，均以失敗告終。原因在于，法拉第認(rèn)為，既然奧斯特的實(shí)驗(yàn)表明有電流就有磁場(chǎng),

那么有了磁場(chǎng)就應(yīng)該有電流。他在實(shí)驗(yàn)中用的都是恒定電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)。

引導(dǎo)學(xué)生回答：（4）多次失敗后，1831年8月29日，法拉第終于發(fā)

現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。他把兩個(gè)線圈繞到同一個(gè)鐵環(huán)上，如圖所示。一個(gè)線

圈接電源，一個(gè)線圈接“電流表”，在給線圈通電和斷電的瞬間，令一個(gè)線

圈中就出現(xiàn)電流。之后他又做了大量的實(shí)驗(yàn)都取得了成功，他認(rèn)為成功的

“秘訣”是：“磁生電”是一種在變化、運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中才能出現(xiàn)的效應(yīng)。

B4I-2也"第用逆的埃?

引導(dǎo)學(xué)生回答：（5）法拉第探索電磁感應(yīng)現(xiàn)象的歷程經(jīng)歷了1（）年之久，

經(jīng)歷了大量的失敗，但法拉第憑借自己的堅(jiān)定信念和對(duì)科學(xué)的執(zhí)著追求，勇敢地面對(duì)失敗，

次又一次，最終成功屬于堅(jiān)持不懈的有心人，他成功了。作為現(xiàn)代的中學(xué)生就要學(xué)習(xí)法拉第小

怕失敗、勇敢面對(duì)挫折的堅(jiān)強(qiáng)意志。

教師活動(dòng)：傾聽(tīng)學(xué)生回答，及時(shí)給出點(diǎn)評(píng)。

［課件演示］電磁感應(yīng)現(xiàn)象。通過(guò)課件演示增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條

件將在下節(jié)課深入學(xué)習(xí)，本節(jié)課不宜過(guò)多地展開(kāi)。讓學(xué)生體會(huì)一下最終法拉第成功的原因，在

于“磁生電”是一種在變化、運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中才能出現(xiàn)的效應(yīng)。

（三）課堂總結(jié)

教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上

總結(jié)，然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。

學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫(xiě)下來(lái)、比較黑板上的小結(jié)和

自己的小結(jié)，看誰(shuí)的更好，好在什么地方。

（四）實(shí)例探究

☆有關(guān)物理學(xué)史的知識(shí)

［例1］（2004,上海綜合）發(fā)電的基本原理是電磁感應(yīng)。發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的科學(xué)家

是（）

A.安培B.赫茲

C.法拉第D.麥克斯韋

解析：該題考查有關(guān)物理學(xué)史的知識(shí)，應(yīng)知道法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

答案：C

【例2］發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)現(xiàn)象的科學(xué)家是,發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力規(guī)律

的科學(xué)家是,發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的科學(xué)家是___________，發(fā)現(xiàn)電荷間相互作用力

規(guī)律的的科學(xué)家是o

解析：該題考查有關(guān)物理學(xué)史的知識(shí)。

答案：奧斯特安培法拉第庫(kù)侖

☆☆對(duì)概念的理解和對(duì)物理現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)

【例3】下列現(xiàn)象中屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是（）

A.磁場(chǎng)對(duì)電流產(chǎn)生力的作用

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B.變化的磁場(chǎng)使閉合電路中產(chǎn)生電流

C.插在通電螺線管中的軟鐵棒被磁化

D.電流周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)

解析：電磁感應(yīng)現(xiàn)象指的是在磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象，選項(xiàng)B是正確的。

答案：B

★課余作業(yè)

認(rèn)真閱讀教材，領(lǐng)悟科學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)現(xiàn)象和法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的探究

歷程。閱讀教材第4頁(yè)“科學(xué)足跡”，體會(huì)科學(xué)家們不怕失敗、勇敢面對(duì)挫折的堅(jiān)強(qiáng)意志，學(xué)

習(xí)科學(xué)家們的人格魅力。

★教學(xué)體會(huì)

★資料袋

法拉第時(shí)刻

1831年8月29日，對(duì)法拉第來(lái)說(shuō)是個(gè)終生難忘的日子。他用軟鐵焊接成圓環(huán)，鐵環(huán)的外

徑是6英寸，厚,英寸，環(huán)的半邊上繞3個(gè)線圈，連起來(lái)就成為1個(gè)大線圈，分開(kāi)就是3個(gè)

8

小線圈，每個(gè)線圈用24英尺長(zhǎng)的銅線繞成，再用棉線將導(dǎo)線隔開(kāi)，包上棉布，使導(dǎo)線之間、

導(dǎo)線與鐵環(huán)之間都絕緣，環(huán)的另一邊用相同的銅導(dǎo)線60英尺長(zhǎng)，以相同的方法和同樣的方向

繞在上面，做成另一線圈。兩個(gè)線圈的兩端各相隔半英寸左右。后一線圈連在3英尺遠(yuǎn)的電流

計(jì)上。當(dāng)法拉第將大線圈接上電池時(shí)，電流計(jì)的指針突然偏轉(zhuǎn)。但是，指針晃動(dòng)一下就停止了。

當(dāng)他打算把電池拆掉時(shí)，指針又偏轉(zhuǎn)了，可是偏轉(zhuǎn)的方向相反。

法拉第繼續(xù)做各種試驗(yàn)，他把電流計(jì)從后一線圈上拆下，接到大線圈的一個(gè)線圈上，把大

線圈的另外兩個(gè)線圈接上電池，這時(shí)指針的偏轉(zhuǎn)大多了；法拉第又把電池的兩極對(duì)調(diào)，發(fā)現(xiàn)電

流計(jì)指針?lè)聪蚱D(zhuǎn)；他乂多加幾節(jié)電池，重復(fù)上面實(shí)驗(yàn)，指針偏轉(zhuǎn)更大……法拉第并不滿足于

這些實(shí)驗(yàn)取得的成就，他堅(jiān)信磁能夠轉(zhuǎn)化為電。幾星期后，他拋開(kāi)電池，在一個(gè)紙做的空心圓

筒上，用220英尺長(zhǎng)的銅線分層繞了8個(gè)線圈，再連成1個(gè)大線圈，并把它接到電流計(jì)上。

當(dāng)一塊條形磁鐵插進(jìn)空心圓筒時(shí)，電流計(jì)指針擺動(dòng)了，“轉(zhuǎn)磁為電”的理想終于實(shí)現(xiàn)了。

1831年10月28S,法拉第將一銅盤(pán)放在永久磁鐵的兩磁極之間，從銅盤(pán)的軸心和邊緣

引出兩根導(dǎo)線，轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤(pán)時(shí)，兩根導(dǎo)線上產(chǎn)生穩(wěn)恒電流。這就是最原始的發(fā)電機(jī)。它的重大意

義是不言而喻的，發(fā)電機(jī)的發(fā)明使人類(lèi)從蒸汽機(jī)時(shí)代進(jìn)入電氣時(shí)代。

5

4.2探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件

★新課標(biāo)要求

（一）知識(shí)與技能

I.知道產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。

2.會(huì)使用線圈以及常見(jiàn)磁鐵完成簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)。

（二）過(guò)程與方法

學(xué)會(huì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察、記錄結(jié)果、分析論證得出結(jié)論的科學(xué)探究方法

（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀

滲透物理學(xué)方法的教育，通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和實(shí)驗(yàn)探究，理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。舉例說(shuō)明

電磁感應(yīng)在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。

★教學(xué)重點(diǎn)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和實(shí)驗(yàn)探究，理解感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。

★教學(xué)難點(diǎn)

感應(yīng)屯流的產(chǎn)生條件。

★教學(xué)方法

★實(shí)驗(yàn)觀察法、分析法、實(shí)驗(yàn)歸納法、講授法

★教學(xué)用具：

條形磁鐵（兩個(gè)），導(dǎo)體棒，示教電流表，線圈（粗、細(xì)各一個(gè)），學(xué)生電源，開(kāi)關(guān)，滑動(dòng)

變阻器，導(dǎo)線若干，CAI課件，計(jì)算機(jī)等。

★教學(xué)過(guò)程

（-）引入新課

教師：“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力?！痹诼娜祟?lèi)歷史長(zhǎng)河中，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，一些

重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的問(wèn)世，極大地解放了生產(chǎn)力，推動(dòng)了人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展，特別是我們剛剛跨過(guò)

的二十世紀(jì)，更是科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)期。經(jīng)濟(jì)建設(shè)離不開(kāi)能源，人類(lèi)發(fā)明也離不開(kāi)能源,

而最好的能源是電能，可以說(shuō)人類(lèi)離不開(kāi)電。飲水思源，我們忘不了為發(fā)現(xiàn)和使用電能做出卓

越貢獻(xiàn)的科學(xué)家一一法拉第。

1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，法拉第由此受到啟發(fā)，開(kāi)始了“由磁生電”的探索,

經(jīng)過(guò)十年堅(jiān)持不懈的努力，于1831年8月29日發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，開(kāi)辟了人類(lèi)的電氣化時(shí)

代。

本節(jié)課我們就來(lái)探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件。

（二）進(jìn)行新課

1、實(shí)驗(yàn)觀察

（1）閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線

教師：在初中學(xué)過(guò)，當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)

時(shí)，電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，如圖4.2-1所示。

演示：導(dǎo)體左右平動(dòng)，前后運(yùn)動(dòng)、上下運(yùn)動(dòng)。觀察電流表的指針，

把觀察到的現(xiàn)象記錄在表1中。如圖所示。

ffi4.2-l0體切｝?色感

要求并引導(dǎo)學(xué)生：觀察實(shí)驗(yàn)，記錄現(xiàn)象。彼.產(chǎn)生累莊電渣.

表1

導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)表針的擺動(dòng)方向?qū)w棒的運(yùn)動(dòng)表針的擺動(dòng)方向

向右平動(dòng)向左向后平動(dòng)不擺動(dòng)

向左平動(dòng)向右向上平動(dòng)不擺動(dòng)

6

向前平動(dòng)I不搜動(dòng)向下平動(dòng)I不擺動(dòng)_______________

結(jié)論：只有左右平動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒切割磁感線，有電流產(chǎn)生，前后平動(dòng)、上下平

動(dòng)，導(dǎo)體棒都不切割磁感線，沒(méi)有電流產(chǎn)生。_______________________________

還有哪些情況可以產(chǎn)生感應(yīng)電流呢？

(2)向線圈中插入磁鐵，把磁鐵從線圈中拔出

演示：如圖4.2-2所示。把磁鐵的某一個(gè)磁極向線圈中插入，從線圈中拔出，或靜止地放

在線圈中。觀察電流表的指針，把觀察到的現(xiàn)象記錄在表2中。

要求并引導(dǎo)學(xué)生：觀察實(shí)驗(yàn)，記錄現(xiàn)象。

表2

磁鐵的運(yùn)動(dòng)表針的擺動(dòng)方向磁鐵的運(yùn)動(dòng)表針的擺動(dòng)方向

N極插入線圈向右S極插入線圈向左

N極停在線圈中不授動(dòng)S極停在線圈中不授動(dòng)

N極從線圈中抽出向左S極從線圈中抽出向右

結(jié)論：只有磁鐵相對(duì)線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)，有電流產(chǎn)生，磁鐵相對(duì)線圈靜止時(shí)，沒(méi)有電流

產(chǎn)生。

(3)模擬法拉第的實(shí)驗(yàn)

演示：如圖4.2?3所示。線圈A通過(guò)變阻器和開(kāi)關(guān)連接到電源上，線圈B的兩端與電流表

連接，把線圈A裝在線圈8的里面。觀察以下幾種操作中線圈8中是否有電流產(chǎn)生。把觀察

到的現(xiàn)象記錄在表3中。

要求并引導(dǎo)學(xué)生：觀察實(shí)驗(yàn)，記錄現(xiàn)象。

表3

操作現(xiàn)象

開(kāi)關(guān)閉合瞬間有電流產(chǎn)生

開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間有電流產(chǎn)生

開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，滑動(dòng)變阻器不動(dòng)無(wú)電流產(chǎn)生

開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，迅速移動(dòng)變阻器的滑片有電流產(chǎn)生

結(jié)論：只有當(dāng)線圈A中電流變化時(shí)，線圈B中才有電流產(chǎn)生。

2、分析論證

教師：通過(guò)上節(jié)課的學(xué)習(xí)我們就已經(jīng)知道，“磁生電”是一種在變化、運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中才能

出現(xiàn)的效應(yīng)。試以上面三個(gè)演示實(shí)驗(yàn)為例，對(duì)以上結(jié)論進(jìn)行分析論證。

7

要求并引導(dǎo)學(xué)生：分組討論，學(xué)生代表發(fā)言V

要求并引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：演示實(shí)驗(yàn)1中，部分導(dǎo)體切割磁感線，閉合電路所圍面積發(fā)生

變化（磁場(chǎng)不變化），有電流產(chǎn)生；當(dāng)導(dǎo)體棒前后、上下平動(dòng)時(shí)，閉合電路所圍面積沒(méi)有發(fā)生

變化，無(wú)電流產(chǎn)生。

要求并引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：演示實(shí)驗(yàn)2中，磁體相對(duì)線圈運(yùn)動(dòng)，線圈內(nèi)磁場(chǎng)發(fā)生變化，變

強(qiáng)或者變?nèi)酰ň€圈面積不變），有電流產(chǎn)生；當(dāng)磁體在線圈中靜止時(shí)，線圈內(nèi)磁場(chǎng)不變化，無(wú)

電流產(chǎn)生。（如圖4.2-4）

中磁場(chǎng)變裝乙砥場(chǎng)變?nèi)鯃D425由I,線?人中電渝

圖42Y由于雷怏的蟠人與做出.線■中0場(chǎng)的強(qiáng)弱&變化.的變化?磁場(chǎng)也在變化.

要求并引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：演示實(shí)驗(yàn)3中，通、斷電瞬間，變阻器滑動(dòng)片快速移動(dòng)過(guò)程中，

線圖A中電流變化，導(dǎo)致線圈8內(nèi)磁場(chǎng)發(fā)生變化，變強(qiáng)或者變?nèi)酰ň€圈面積不變），有電流產(chǎn)

生；當(dāng)線圈A中電流恒定時(shí)，線圈內(nèi)磁場(chǎng)不變化，無(wú)電流產(chǎn)生。（如圖4.2-5）

教師點(diǎn)評(píng)：通過(guò)大家的論證，我們得出結(jié)論：“磁生電”的確是一種在變化、運(yùn)動(dòng)的過(guò)程

中才能出現(xiàn)的效應(yīng)。

3、歸納總結(jié)

教師：大家回想一下什么是磁通量？寫(xiě)出計(jì)算公式和它的單位。說(shuō)出磁通量的物理意義以

及引起磁通量變化的因素。

引導(dǎo)學(xué)生分析：（1）一個(gè)面積為S的平面垂直一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)放置，則B

與S的乘積叫做穿過(guò)這個(gè)面的磁通量。

（2）公式：a）=B?S

（3）單位：韋伯（Wb）1Wb=lT?lm2=lV?s

（4）物理意義：磁通量表示穿過(guò)這個(gè)面的磁感線條數(shù)。對(duì)于同一個(gè)平面，當(dāng)它跟磁場(chǎng)方

向垂直時(shí)，磁場(chǎng)越強(qiáng)，穿過(guò)它的磁感線條數(shù)越多，磁通量就越大。當(dāng)它跟磁場(chǎng)方向平行時(shí)，沒(méi)

有磁感線穿過(guò)它，則磁通量為零。

（5）磁場(chǎng)變化、面積變叱都會(huì)引起磁通量的變化。

教師：請(qǐng)大家思考以上幾個(gè)產(chǎn)生感應(yīng)電流的實(shí)例，能否從本質(zhì)上概括出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條

件？

引導(dǎo)學(xué)生分析：實(shí)例1中，部分導(dǎo)體切割磁感線，磁場(chǎng)不變，但電路面積變化，從而穿過(guò)

電路的磁通量變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流；實(shí)例2中，導(dǎo)體插入、拔出線圈，線圈面積不變，但

磁場(chǎng)變化，同樣導(dǎo)致磁通量變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流；實(shí)例3中，通斷電的瞬間，滑動(dòng)變阻器

的滑動(dòng)片迅速滑動(dòng)的瞬間，都引起線圈A中電流的變化，最終導(dǎo)致線圈B中磁通量變化，從

而產(chǎn)生感應(yīng)電流。從這三個(gè)實(shí)例看見(jiàn)，感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，應(yīng)是穿過(guò)閉合電路的磁通量變化。

教師：同學(xué)們分析、總結(jié)得很好，引起感應(yīng)電流的表面因素很多，但本質(zhì)的原因是磁通量

的變化。因此，電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件可以概括為：

只要穿過(guò)閉合電路的磁通量變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。

（三）課堂總結(jié)

8

教師：打開(kāi)計(jì)算機(jī)，演示自制CAI課件，重現(xiàn)探究過(guò)程，鞏固、升華所學(xué)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)從

感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)的飛躍。

1、研究背景（從奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)開(kāi)始，法拉第受到對(duì)稱(chēng)性思考的啟發(fā)開(kāi)始探究電

磁感應(yīng)產(chǎn)生的條件……）

2、實(shí)驗(yàn)一，部分導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)（磁場(chǎng)不變，面積變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流）

3、實(shí)驗(yàn)二，磁體插入、石出線圈（面積不變、磁場(chǎng)變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流）

4、實(shí)驗(yàn)三，模擬法拉第的實(shí)驗(yàn)

5、實(shí)驗(yàn)總結(jié)（總結(jié)電磁感應(yīng)產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)，實(shí)現(xiàn)從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)的飛躍）

6、電磁感應(yīng)現(xiàn)象遵守能量守恒（知識(shí)拓展）

7、典型例題（學(xué)以致用，鞏固升華）

（四）實(shí)例探究

☆關(guān)于磁通量的計(jì)算

［例1］如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一面積為S的矩形線圈。兒d,垂

直于磁場(chǎng)方向放置，現(xiàn)使線圈以面邊為軸轉(zhuǎn)180。，求此過(guò)程磁通量的變化？

錯(cuò)解：初態(tài)。］=85,末態(tài)。2=85,故△。=么一么=0。

錯(cuò)解分析：錯(cuò)解中忽略了磁通量的正、負(fù)。

正確解法：初態(tài)中。1=8S,末態(tài)

△0=陶-011=2BS

☆☆關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的條件

【例2】在圖所示的條件下，閉合矩形線圈中能產(chǎn)

生感應(yīng)電流的是（）

解析：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過(guò)閉合電路的磁通

量發(fā)生變化，引起磁通量變化的原因有：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)

度B發(fā)生變化（2）線圈的面積S發(fā)生變化；（3）磁感應(yīng)

強(qiáng)度B和面積S的夾角發(fā)生變化。對(duì)于A選項(xiàng)因?yàn)榫€

圈平面平行于磁感線，在以。O'為軸轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，線圈

平面始終與磁感線平行，磁通量始終為零；B選項(xiàng)中，線框平面也與磁感線平行，磁通量為零,

豎直向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線框平面始終與磁感線平行，磁通量始終為零，故無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生；C

選項(xiàng)中，線框邊與磁感線平行，與8選項(xiàng)同，故無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生；D選項(xiàng)隨著線框的轉(zhuǎn)動(dòng)，B

與S都不變，區(qū)又垂直于S,所以。=3S始終不變，故D不對(duì)；而E選項(xiàng)，圖示狀態(tài)。=（）,

轉(zhuǎn)過(guò)90。時(shí)。=BS,因此產(chǎn)生感應(yīng)電流。F選項(xiàng)螺線管內(nèi)通入交流電，電流大小方向在變,

因比磁場(chǎng)強(qiáng)弱、方向也在變，所以穿過(guò)線框的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流。

答案：EF

【例3】（綜合性思維點(diǎn)撥）如圖（甲）所示，有一通電直

導(dǎo)線MN水平放置，通入向右的電流I,另有一閉合線圈產(chǎn)位

于導(dǎo)線正下方且與導(dǎo)線位于同

一豎直平面，正豎直向上運(yùn)動(dòng)。問(wèn)在線圈P到達(dá)MN上

方的過(guò)程中，穿過(guò)戶的磁通量是如何變化的？在何位置時(shí)尸中

會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流？

解：根據(jù)直流電流磁場(chǎng)特點(diǎn)，靠近導(dǎo)線處磁場(chǎng)強(qiáng)，遠(yuǎn)離導(dǎo)

線處磁場(chǎng)弱。把線圈P從MN下方運(yùn)動(dòng)到上方過(guò)程中的兒個(gè)特

殊位置如圖（乙）所示，可知I-I【磁通量增加，11-IH磁通

量減小，III-IV磁通量增加，IV-V磁通量減小，所以整個(gè)過(guò)程磁通量變化經(jīng)歷了增加一減小

9

f增加一減小，所以在整個(gè)過(guò)程中P中都會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生。

☆☆☆關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)際應(yīng)用

［例4］如圖所示是生產(chǎn)中常用的一種延時(shí)繼電器的示意

圖。鐵芯上有兩個(gè)線圈A和瓦線圈A跟電源連接，線圈岑口—8的兩

端接在一起，構(gòu)成一個(gè)閉合回路。在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)s的時(shí)候，&-....彈簧E

并不能立即將銜鐵。拉起，因而不能使觸頭。（連接工作電路）

立即離開(kāi)，過(guò)一段時(shí)間后觸頭C才能離開(kāi)，延時(shí)繼電器就是這樣

得名的。試說(shuō)明這種繼電器的原理。目」

解析：線圈A與電源連接，線圈A中有恒定電流，產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)，有磁感線穿過(guò)線圈3,

但穿過(guò)線圈6的磁通星不變化，線圈3中無(wú)感應(yīng)電流。斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，線圈A中電流迅速減

減小為零，穿過(guò)線圈8的磁通量也迅速減少，由于電磁感應(yīng)，線圈8中產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于

感應(yīng)電流的磁場(chǎng)對(duì)銜鐵。的吸引作用，觸頭。不離開(kāi)；經(jīng)過(guò)一小段時(shí)間后感應(yīng)電流減弱，感

應(yīng)電流磁場(chǎng)對(duì)銜鐵。的吸引力減小，當(dāng)彈簧后的作用力比磁場(chǎng)力大時(shí)，才將銜鐵。拉起，觸

頭C離開(kāi).

點(diǎn)評(píng)：這是一道解釋型論述題，關(guān)鍵是分析清楚題中有哪些過(guò)程及過(guò)程與過(guò)程間有哪些

聯(lián)系，分析清楚從現(xiàn)象的產(chǎn)生、發(fā)展、到結(jié)果，引起了哪幾個(gè)物理量的變化以及怎樣變化。本

題中當(dāng)S閉合時(shí)，線圈A的磁場(chǎng)對(duì)銜鐵。的吸引，使工作電路正常工作。斷開(kāi)S時(shí)，線圈5

中的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)，繼續(xù)對(duì)銜鐵。發(fā)生吸引力作用，但作用力逐漸減小直至彈簧將銜鐵拉

起，工作電路斷開(kāi)。電磁感應(yīng)現(xiàn)象與生活、生產(chǎn)、聯(lián)系非常緊密，解答這種題的關(guān)鍵是從實(shí)際

問(wèn)題中提煉出我們所學(xué)過(guò)的物理模型，然后按相應(yīng)方法求解。

★鞏固練習(xí)

1.關(guān)于磁通量、磁通密度、磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說(shuō)法正確的是（）

A.磁感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方，磁通量越大

B.穿過(guò)某線圈的磁通量為零時(shí)，由可知s磁通密度為零

C.磁通密度越大，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大

D.磁感應(yīng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于1n?的面積上穿過(guò)的最大磁通量

解析：B答案中“磁通量為零”的原因可能是磁感應(yīng)強(qiáng)度（磁通密度）為零，也可能是線

圈平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度平行。答案：CD

2.下列單位中與磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位“特斯拉”相當(dāng)?shù)氖牵ǎ?/p>

A.Wb/m2B.N/A-m

C.kg/A?s2D.kg/C?m

解析：物理量間的公式關(guān)系，不僅代表數(shù)值關(guān)系，同時(shí)也代表單位.答案：ABC

3.關(guān)于感應(yīng)電流，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.只要穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中就一定有感應(yīng)電流

B.只要閉合導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線中就?定有感應(yīng)電流

C.若閉合電路的一部分導(dǎo)體不做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，閉合電路中一定沒(méi)有感應(yīng)電流

D.當(dāng)穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，閉合電路中一定有感應(yīng)電流

答案：D

4.在一長(zhǎng)直導(dǎo)線中通以如圖所示的恒定電流時(shí)，套在長(zhǎng)直導(dǎo)線上的閉合線環(huán)（環(huán)面與導(dǎo)線

垂直，長(zhǎng)直導(dǎo)線通過(guò)環(huán)的中心），當(dāng)發(fā)生以下變化時(shí)，肯定能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）

A.保持電流不變，使導(dǎo)線環(huán)上下移動(dòng)

B.保持導(dǎo)線環(huán)不變，使長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流增大或減小|，

C.保持電流不變，使導(dǎo)線在豎直平面內(nèi)順時(shí)針（或逆時(shí)針）轉(zhuǎn)動(dòng)

1()T

D.保持電流不變，環(huán)在與導(dǎo)線垂直的水平面內(nèi)左右水平移動(dòng)

解析：畫(huà)出電流周?chē)拇鸥芯€分布情況。答案：C

5.如圖所示，環(huán)形金屬軟彈簧，套在條形磁鐵的中心位置。若將彈簧沿半徑向外拉，使其

面積增大，則穿過(guò)彈簧所包圍面積的磁通量將（）

A.增大B.減小一

C.不變D.無(wú)法確定如何變化/0人

解析：彈簧所包圍的面積內(nèi)既有條形磁鐵的內(nèi)部向左的磁感線，又有條（Nqst/

形磁鐵外部向右的磁感線，因此，磁通量為向左與向右的磁感線條數(shù)之差.

因?yàn)榇鸥芯€是閉合的，所以條形磁鐵內(nèi)部磁感線條數(shù)與外部總的磁感線條數(shù)相等，顯然，環(huán)的

面枳越大，返回的磁感線條數(shù)越多，因此，磁通量減小.

答案：B

6.行駛中的汽車(chē)制動(dòng)后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的火焰；

降落傘在空中勻速下降；條形磁鐵在下落過(guò)程中穿過(guò)閉合線圈，線圈中產(chǎn)生電流。上述不同現(xiàn)

象中所包含的相同的物理過(guò)程

A.物體克服阻力做功

B,物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量

C.物體的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量

D.物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量

解析：都是宏觀的機(jī)械運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的能量形式一一機(jī)械能的減少，相應(yīng)轉(zhuǎn)化為其他形式能（如

內(nèi)能、電能）。能的轉(zhuǎn)化過(guò)程也就是做功的過(guò)程。答案：AD

7.在無(wú)線電技術(shù)中，常有這樣的要求：有兩個(gè)線圈，要使一個(gè)線圈中有電流變化時(shí)，對(duì)另

一個(gè)線圈幾乎沒(méi)有影響。圖16-1?9中，最能符合這樣要求的一幅圖是（）

o

二二二（（（（（（0-o）n））

二=（（（（（（0三巳

ABf

解析：線圈有電流通過(guò)時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)，對(duì)其他線圈有無(wú)影響實(shí)質(zhì)是是否引起電磁感應(yīng)現(xiàn)象-

-即看穿過(guò)鄰近線圈的磁通量有無(wú)變化.通過(guò)分析知D圖中一個(gè)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)很少穿過(guò)另一

個(gè)線圈，因而是最符合要求的.答案：D

★課余作業(yè)

1、學(xué)習(xí)興趣小組課下按照課本第8頁(yè)“做一做”欄目描述的實(shí)驗(yàn)《搖繩能發(fā)電嗎？》，并

對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，各小組互相交流、討論。

2、書(shū)面完成P8”問(wèn)題與練習(xí)”第5、6、7題；思考并回答第1、2、3、4題

★教學(xué)體會(huì)

思維方法是解決問(wèn)題的靈魂，是物理教學(xué)的根本：學(xué)生自己解決問(wèn)題，才能從根本上培養(yǎng)

學(xué)生的能力，只靠教師講解,總是讓學(xué)生被牽著走，很難有主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性.也不能讓學(xué)生創(chuàng)造

思維有充分的發(fā)揮

11

4.3楞次定律

★新課標(biāo)要求

（一）知識(shí)與技能

I.掌握楞次定律的內(nèi)容，能運(yùn)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向。

2.培養(yǎng)觀察實(shí)驗(yàn)的能力以及對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析、歸納、總結(jié)的能力。

3.能夠熟練應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向

4.掌握右手定則，并理解右手定則實(shí)際上為楞次定律的一種具體表現(xiàn)形式。

（二）過(guò)程與方法

1.通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)，觀察得到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，再通過(guò)分析論證，歸納總結(jié)得出結(jié)論。

2.通過(guò)應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀

在本節(jié)課的學(xué)習(xí)中，同學(xué)們直接參與物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，體驗(yàn)了一次自然規(guī)律發(fā)現(xiàn)過(guò)程

中的樂(lè)趣和美的享受，并在頭腦中進(jìn)一步強(qiáng)化“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”這一辯證唯物主

義觀點(diǎn)。

★教學(xué)重點(diǎn)

1.楞1次定律的獲得及理解。

2.應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向。

3.利用右手定則判斷導(dǎo)體切割磁感線時(shí)感應(yīng)電流的方向。

★教學(xué)難點(diǎn)

楞次定律的理解及實(shí)際應(yīng)用。

★教學(xué)方法

發(fā)現(xiàn)法，講練結(jié)合法

★教學(xué)用具：

干電池、靈敏電流表、外標(biāo)有明確繞向的大線圈、條形磁鐵、導(dǎo)線。

★教學(xué)過(guò)程

（一）弓?入新課

教師：［演示］按下圖將磁鐵從線圈中插入和拔出，引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象，提出：

①為什么在線圈內(nèi)有電流？

②插入和拔出磁鐵時(shí)，電流方向一樣嗎？為什么？

③怎樣才能判斷感應(yīng)電流的方向呢？

本節(jié)我們就來(lái)學(xué)習(xí)感應(yīng)電流方向的判斷方法。

（二）進(jìn)行新課

1、楞次定律

12

教師：讓我們一起進(jìn)行下面的實(shí)驗(yàn)v（利用CAI課件，屏幕上打出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容）

［實(shí)驗(yàn)?zāi)康模菅芯扛袘?yīng)電流方向的判定規(guī)律。

［實(shí)驗(yàn)步驟］

（1）按右圖連接電路，閉合開(kāi)關(guān)，記錄下G中流入電流方向

流表G中指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系。（如電流從左接線柱流入，指針向

還是向左偏？）

（2）記下線圈繞向，將線圈和靈敏電流計(jì)構(gòu)成通路。

（3）把條形磁鐵N極（或S極）向下插入線圈中，并從線圈

出，每次記下電流表中指針偏轉(zhuǎn)方向，然后根據(jù)步驟（1）結(jié)論，判定出感應(yīng)電流方向，從而

可確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，填表：

磁鐵運(yùn)動(dòng)情況N極下插N極上拔S極下插S極上拔

磁鐵產(chǎn)生磁場(chǎng)方向

線圈磁通量變化

感應(yīng)電流磁場(chǎng)方1可

教師：N極向下插入線隆中，磁鐵在線圈中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向如何？

指引學(xué)生：磁鐵在線圈中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向下。

教師：在這種情況下，通過(guò)線圈的磁通量如何變化？

引領(lǐng)學(xué)生：磁通量增加。

教師：感應(yīng)電流的方向如何？

引領(lǐng)學(xué)生作圖：如圖所示。

教師：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向如何？常

引導(dǎo)學(xué)生：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上。

教師：再把該磁鐵從線圈中拔出時(shí)，磁鐵在線圈中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向如何?

引導(dǎo)學(xué)生：磁鐵在線圈中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向下。

教師：磁鐵拔出時(shí)，通過(guò)線圈的磁通量如何變化？

引導(dǎo)得出：通過(guò)線圈的磁通量減小C

教師：感應(yīng)電流的方向如何？

引導(dǎo)得出：感應(yīng)電流的方向如圖所示。

教師：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向如何？

引導(dǎo)得出：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下。

教師：S極向下插入線圈中，情況怎樣呢？

引導(dǎo)學(xué)生回答下列各問(wèn)題：

磁體在線圈中磁場(chǎng)方向？

答:磁鐵在線圈中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上。

通過(guò)線圈磁通量如何？

引導(dǎo)得出：通過(guò)線圈的磁通量增加。

感應(yīng)電流方向？

引導(dǎo)得出：感應(yīng)電流的方向如圖所示。

感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向？

引導(dǎo)得出：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下。

教師：再把S極從線圈中拔出時(shí)，情況如何？

引導(dǎo)學(xué)生回答下列問(wèn)題

磁鐵在線圈中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向

引導(dǎo)得出：磁鐵在線圈中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向上。

13

穿過(guò)線圈的磁通量變化？

引導(dǎo)得出：通過(guò)線圈的磁通量減小。

感受應(yīng)電流方向？

引導(dǎo)得出：感應(yīng)電流的方向如圖所示。

感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向？

引導(dǎo)得出：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向上。

教師：通過(guò)上面的實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)了什么？

引導(dǎo)學(xué)生分析歸納出

學(xué)生可能：當(dāng)磁鐵移近或插入線圈時(shí);線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反；當(dāng)

磁鐵離開(kāi)線圈或從線圈中拔出時(shí)，線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同。

學(xué)生可能：當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反；當(dāng)穿過(guò)線圈

的磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同。

學(xué)生可能：當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙磁通量增加；當(dāng)穿過(guò)線圈的

磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙磁通量減少。

教師：剛才幾位同學(xué)的說(shuō)法都正確。物理學(xué)家楞次概括了各種實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在1834年提出

了感應(yīng)電流方向的判定方法，這就是楞次定律。投影打出楞次定律的內(nèi)容。

［投影］

感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，這

就是楞次定律。

（師生共同活動(dòng)：理解楞次定律的內(nèi)涵）

（1）“阻礙”并不是“阻止”，一字之差，相去甚遠(yuǎn)。要知道原磁場(chǎng)是主動(dòng)的，感應(yīng)電流

的磁場(chǎng)是被動(dòng)的，原磁通仍要發(fā)生變化，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)只是起阻礙變化而已。

（2）楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向具有普遍意義。

教師：楞次定律符合能量守恒。從上面的實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)：感應(yīng)電流在閉合電路中要消耗能

量，在磁體靠近（或遠(yuǎn)離）線圈過(guò)程中，都要克服電磁力做功，克服電磁力做功的過(guò)程就是將

其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程。

楞次定律也符合唯物辯證法。唯物辯證法認(rèn)為：“矛盾是事物發(fā)展的動(dòng)力”。電磁感應(yīng)中，

矛盾雙方即條形磁鐵的磁場(chǎng)（BQ和感應(yīng)電流的磁場(chǎng)18感），兩者都處于同一線圈中，且感

應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙原磁場(chǎng)的變化，形成既相互排斥又相互依賴(lài)的矛盾,在回路中對(duì)立統(tǒng)一,

正是“阻礙”的形成產(chǎn)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

2、楞次定律的應(yīng)用

教師：［投影］應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的基本步驟：

(1)明確原磁場(chǎng)的方向。

(2)明確穿過(guò)閉合電路的磁通量是增加還是減少。

(3)根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向。

(4)利用安培定則確定感應(yīng)電流的方向。

教師：下面讓我們通過(guò)對(duì)例題的分析，熟悉應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的基本步驟,

同時(shí)加深對(duì)楞次定律的理解。

［投影］

法拉第最初發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)如圖443所

示.軟鐵環(huán)上繞有N兩個(gè)線圈,當(dāng)M線圈電路中的開(kāi)關(guān)斷

開(kāi)的瞬間,線圈N中的憋應(yīng)電流沿什么方向？

1^44-3用斯蛭則

，中的電灌方向

14

教師：開(kāi)關(guān)斷開(kāi)前，線圈M中的電流在線圈N中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向明B?

指導(dǎo)學(xué)生：向下。

教師：開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間，線圈N中磁通量如何變化？

引導(dǎo)學(xué)生：減少。

教師：線圈N中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向如何？

引導(dǎo)學(xué)生：向下（阻礙磁通量減少）。

教師：線圈N中感應(yīng)電流的方向如何？

引導(dǎo)學(xué)生：由下向上，整個(gè)回路是順時(shí)針電流。

教師：利用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的思路可以概括為以下框圖。

（投影）

［投影］

，n

例題2如圖4.43所示，在長(zhǎng)直栽沌導(dǎo)線附近行?個(gè)矩形

線圈八次7九線圈與導(dǎo)線始終在同一個(gè)平面內(nèi)。紋圈在導(dǎo)線的G

BC寓平移時(shí)，其中產(chǎn)生「A-S-C-A方向的電流?請(qǐng)判斷：線

圈在向哪個(gè)方向移動(dòng)？

1844-4鉤斷垓■林動(dòng)的方向

教師：線圈ABCD所在處磁場(chǎng)方向向哪？

引導(dǎo)學(xué)生：垂直紙面向里。

教師：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向哪？

引導(dǎo)學(xué)生：垂直紙面向里。

教師：穿過(guò)線圈ABCD的磁通量應(yīng)如何變化？

引導(dǎo)學(xué)生：減少。

教師：線圈ABCD應(yīng)向哪個(gè)方向平移？

引導(dǎo)學(xué)生：向右。

3.右手定則

教師：當(dāng)閉合電路的一部分做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，如何應(yīng)用楞次定律判定感應(yīng)電流的方向

呢？

（投影）如圖所不，光滑金屬導(dǎo)軌的一部分處在勻性磁場(chǎng)中，當(dāng)導(dǎo)體棒向右勻速運(yùn)動(dòng)

切割磁感線時(shí)，判斷中感應(yīng)電流方向。

教師：當(dāng)A8棒向右切割磁感線時(shí)，感應(yīng)電流方向如何？

學(xué)生可能并加以引導(dǎo)：回路中原磁場(chǎng)方向垂直紙面向里?！?-

學(xué)生可能回答并加以引導(dǎo)：通過(guò)回路的磁通量在減小。（J）戶?

學(xué)生可能回答并加以引導(dǎo)：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同，為-I垂直

紙面向里。

學(xué)生可能回答并加以引導(dǎo)：回路中感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较?，AB中感應(yīng)電流的方向?yàn)橄蛏稀?/p>

教師：如果磁通量的變化是由導(dǎo)體切割磁感線引起的，感應(yīng)電流的方向可以由右手定則來(lái)

15

判斷.^

［投影］右手定則的內(nèi)容：〃

伸開(kāi)右手讓拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，讓磁廣7

感線垂直從手心進(jìn)入，拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向，其余四指指的就是感應(yīng)

電流的方向。

教師：請(qǐng)同學(xué)們用右手定則重做例3,看結(jié)果是否一樣？rr

引導(dǎo)學(xué)生：一樣。

教師：右手定則實(shí)際上是楞次定律的一種具體表現(xiàn)形式，它們?cè)诒举|(zhì)上是一致的。只不過(guò)

導(dǎo)體切割磁感線時(shí)，用右手定則判斷感應(yīng)電流方向更方便。

（三）課堂總結(jié)

教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上

總結(jié)，然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。

學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫(xiě)下來(lái)、比較黑板上的小結(jié)和

自己的小結(jié)，看誰(shuí)的更好，好在什么地方。

思想：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。

教師要放開(kāi)，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)

框架。

、（四）實(shí)例探究

☆楞次定律的應(yīng)用

【例1】如圖所示，試判定當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合和斷開(kāi)瞬間，線圈ABC。的電流方向。（忽略導(dǎo)

線GH的磁場(chǎng)作用）

解析：當(dāng)S閉合時(shí)

（1）研究回路是4BCQ,穿過(guò)回路的磁場(chǎng)是電流/所產(chǎn)生的磁

方向由安培定則判定是指向讀者；

（2）回路ABCZ）的磁通量由無(wú)到有，是增大的；

（3）由楞次定律可知感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向應(yīng)和B原相反，即背離

向內(nèi)（“增反減同”）。

由安培定則判定感應(yīng)電洸方向是BfA-AC-B。

當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)

（1）研究回路仍是A8CD,穿過(guò)回路的原磁場(chǎng)仍是/產(chǎn)生的磁場(chǎng)，方向由安培定則判定

是指向讀者；

（2）斷開(kāi)瞬間，回路A6c。磁通量由有到無(wú)，是減小的；

（3）由楞次定律知感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向應(yīng)是和B原相同即指向讀者；

（4）由安培定則判定感應(yīng)電流方向是A-B-C-D-A.

點(diǎn)評(píng)：用楞次定律解題時(shí)，沿一定的程序進(jìn)行推理判斷比較規(guī)范，尤其是初學(xué)者一定要熟

練掌握

［例2］如圖所示，當(dāng)條形磁鐵突然向閉合銅環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，銅環(huán)里產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向

怎樣？銅環(huán)運(yùn)動(dòng)情況怎樣？

解析：磁鐵右端的磁感線分布如圖所示，當(dāng)磁鐵向環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，環(huán)中磁—通

量變大，由楞次定律可判斷出感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向，再由安培定則判斷出感應(yīng)

電流方向如圖16-3-5所示.把銅環(huán)等效為多段直線電流元，取上、下兩對(duì)回二］（］稱(chēng)

的小段研究，由左手定則可知其受安培力如圖，由此推想整個(gè)銅環(huán)受合力U向

右,故銅環(huán)將向右擺動(dòng).

點(diǎn)評(píng)：由于磁鐵的靠近引起環(huán)中感應(yīng)電流的產(chǎn)生，而電流（通電導(dǎo)體）在磁場(chǎng)中受到力作

用.

16

其他解法：

另解一：磁鐵向右運(yùn)動(dòng)，使銅環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電流如圖所示.此環(huán)形電流可等

效為圖中所示的小磁針。顯然，由于兩磁體間的推斥作用銅環(huán)將向右運(yùn)

另解二：由于磁鐵向右運(yùn)動(dòng)而使銅環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律的

另一種表述可知銅環(huán)將向右躲避以阻礙這種相對(duì)運(yùn)動(dòng).

【例3】如圖所示，固定于水平面上的光滑平行導(dǎo)電軌道A3、CO_____VX上放

著兩根細(xì)金屬棒ab、cd.當(dāng)一條形磁鐵自上而下豎直穿過(guò)閉合電路時(shí)，忖兩金

屬棒"、cd將如何運(yùn)動(dòng)？磁鐵的加速度仍為g嗎？

解析：當(dāng)條形磁鐵從高處下落接近回路"cd時(shí)，穿過(guò)回路的磁通量方

向向下且在不斷增加.根據(jù)楞次定律的第二種表述：感應(yīng)電流所產(chǎn)生的島1效

C

果，總要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因.在這里，產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因是：A//B條形

磁鐵的下落使回路中的磁通量增加，為反抗條形磁鐵的下落，感應(yīng)電//流的

c

磁場(chǎng)給條形磁鐵一個(gè)向上的阻礙其下落的阻力，使磁鐵下落的加速度vL小于

g.為了反抗回路中的磁通量增加，〃兩導(dǎo)體棒將互相靠攏，使回路的面積減小，以阻礙磁

通量的增加.同理，當(dāng)穿過(guò)平面后，磁鐵的加速度仍小于g,。權(quán)cd將相互遠(yuǎn)離.

點(diǎn)評(píng)：磁鐵穿過(guò)閉合電路前、后，引起磁通量的變化是不同的，因而引起的感應(yīng)電流方向

不同.據(jù)楞次定律判斷出感應(yīng)電流方向，再應(yīng)用左手定則判斷受力情況，由牛頓第三定律可判

斷磁鐵受力方向.此法較為繁瑣.若根據(jù)楞次定律的另一種表述一一感應(yīng)電流的效果，總是反抗

產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因，本題中的“原因”是磁鐵靠近（過(guò)線圈后“遠(yuǎn)離”），從而匕以判斷.

★鞏固練習(xí)

1.根據(jù)楞次定律知感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定是（）

A.阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量

B.與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)反向

C.阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化

D.與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相同

答案：C

點(diǎn)評(píng)：楞次定律揭示了感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.

2.如圖所示，通電導(dǎo)線旁邊同一平面有矩形線圈"cd.則（）

A.若線圈向右平動(dòng)，其中感應(yīng)電流方向是〃一/?--d

B.若線圈豎直向下平動(dòng)，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生?“d

C.當(dāng)線圈以ab邊為軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其中感應(yīng)電流方向是Lb—cfd

D.當(dāng)線圈向?qū)Ь€靠近時(shí)，其中感應(yīng)電流方向是Z?-*c-*d

答案：ABCIb------c

點(diǎn)評(píng)：先明確直線電流周?chē)鸥芯€的分布情況，再用楞次定律判定.

3.如圖所示，一水平放置的矩形閉合線框"cd,在細(xì)長(zhǎng)磁鐵的N極附近豎直下落，保持

拉?邊在紙外，邊在紙內(nèi)，如圖中的位置I經(jīng)過(guò)位置II到位置HI,位置I和HI都很靠近H,

在這個(gè)過(guò)程中，線圈中感應(yīng)電流（）

A.沿"cd流動(dòng)_

B.沿de兒流動(dòng)【二1

C.由I到II是沿He"流動(dòng)，由II到HI是沿de儀/流動(dòng),，力H

D.由I到II是沿AM流動(dòng)，由II到IH是沿Med流動(dòng)二互"匕廠-；

解析：根據(jù)細(xì)長(zhǎng)磁鐵的N極附近的磁感線分布，線圈,一/W在位置

n時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為零；在位置I時(shí)，磁感線向上穿過(guò)線圈；在位置ni時(shí)，磁感線向下

穿過(guò)線圈.設(shè)磁感線向上穿過(guò)線圈，磁通量為正，因此可見(jiàn)，由I到I［再到in,磁通量連續(xù)減

小，感應(yīng)電流方向不變，應(yīng)沿C必流動(dòng).故A正確.答案：A

17

點(diǎn)評(píng)：明確N極附近磁感線的分布情況由穿過(guò)磁感線的條數(shù)判定磁通量變化，再用楞次定

律分段研究

4.如圖所示，兩個(gè)相同的鋁環(huán)套在一根光滑桿上，將一條形磁鐵向左插入鋁環(huán)的過(guò)程中

兩環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是（）

A.同時(shí)向左運(yùn)動(dòng)，間距增大

B.同時(shí)向左運(yùn)動(dòng)，間距不變「C

C.同時(shí)向左運(yùn)動(dòng)，間距變小I）

D.同時(shí)向右運(yùn)動(dòng)，間距增大VV目

解析：在條形磁鐵插入鋁環(huán)過(guò)程中，穿過(guò)鋁環(huán)的磁通量增加，兩環(huán)為了阻礙磁通量的增加,

應(yīng)朝條形磁鐵左端運(yùn)動(dòng)，由于兩環(huán)上感應(yīng)電流方向相同，故將相互吸引，而使間距變小.

答案：C

點(diǎn)評(píng)：同向電流相互吸引，異向電流相互排斥

5.如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于圓形線圈指向紙里，a、b、c、d為圓形線圈上等距離的四

點(diǎn)，現(xiàn)用外力作用在上述四點(diǎn)，將線圈拉成正方形.設(shè)線圈導(dǎo)線不可伸長(zhǎng)，且線圈仍處于原先

所在的平面內(nèi)，則在線圈發(fā)生形變的過(guò)程中（）

A.線圈中將產(chǎn)生"cd方向的感應(yīng)電流

B.線圈中將產(chǎn)生ad仍方向的感應(yīng)電流xxxdxx

C.線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向先是"cd,后是adcbx尸、\*

D.線圈中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生