三、新课教授:

(一)实验研究

闭合回路里的磁通量的变化会产生感生电流,感生电流会激发磁场,闭合回路里的原磁场磁通量的变化和感生电流的磁场之间有什么样的关系呢? 同学们将自己通过实验来研究这个问题。

  1. 介绍器材:条型磁铁、螺线管(管外的粗线标志铜丝绕向)、灵敏电流计、灵敏电流计的零刻度在中间,指针可以左偏,也可以右偏。

那么,电流从哪个接线柱流入时, 指针会左偏,电流从哪个接线柱流入时,指针会右偏呢?下面我们通过演示实验来说明这个问题。按下图接好电路。

首先,我们将左端接线柱与电池正极相连,此时电流是从在端接线柱流入电表,接通电路,同学们注意观察指针偏转方向,一起回答:左偏。再将右端接线柱与电池正极相连,此时电流从右端接线柱流入电表,接通电路, 同学们注意观察指针偏转方向,一起回答:右偏。可见,电流的方向与所用电表指针偏转方向有这样的关系:电流从左端接线柱流入时,指针左偏,电流从右端流入时,指针右偏。我们用 8 个字概括这个规律:左进左偏,右进右偏。

同学们用上述方法确定一下你们的灵敏电流计指针的偏转方向与通入电流方向的关系。

  1. 实验研究
  1. 用导线将灵敏电流计和螺线管接成闭合电路,这个闭合回路就是我们的研究对象。

  2. 把 N 极插入螺线管,观察并记录指针的偏转方向。把 N 极从螺线管中拔出,观察并记录指针的偏转方向。

  3. 判断电流从螺线管的哪一端流出,从电流表的哪一端流进,并用画图的方法记录实验结果:指针偏转方向,回路中的电流方向,螺线管上的电流方向。

  4. 请同学们思考下列问题,可讨论(挂小黑板)

现象动作

原磁场

原磁场∅

感生电流的

结论

的方向

变化情况

磁场方向

结论

N 极向下

向下

增加

向上(反)

阻碍∅

插入

的增加

N 极向上

向下

减少

向下(同)

阻碍∅

拔出

的减少

  1. 分析总结;原磁场的磁通量增加时,感生电流的磁场方向与原磁场方向相反,阻碍原磁通量的增加;原磁场的磁通量减少,感生电流的磁场方向与原

磁场方向相同,阻碍原磁通量的减少。“增反减同”,感生电流总是通过自己的磁场与原磁场反向或同向起到阻碍原磁能量变化的作用。

(二)楞次定律

  1. 德国物理学家楞次概括了各种实验结果,在 1934 年得出如下结论:感生电流具有这样的方向,就是感生电流的磁场总要阻碍引起感生电流的磁通理的变化。这就是楞次定律。
  1. 注意:a.阻碍并非阻止b.阻碍的是磁通量的变化

启发:同学生仔细体会一下“阻碍”这一词的含义,想一下阻碍是否是阻止呢?假如感生电流的磁场阻止了原磁场的磁通量的变化,那么回路中还有没有感生电流?没有,所以阻碍并非阻止。

  1. 有的同学认为阻碍就是反向,感生电流的磁场方向总与原磁场方向反向,这种说法也不对。“增反减同”,感生电流的磁场阻碍的是磁通量的变化,不是阻碍磁通量。

    1. 下面我们从导体和磁场的相对运动来分析,当 N 极向下插入时,螺线管上端为 N 极,阻碍 N 极靠近,当 N 极从螺线管中拔出时,螺线管上端为 S 极,阻碍 N 极远离。

楞次定律的第二种表述形式,感生电流的磁场总要阻碍导体和磁场之间的相对运动。

(三)课堂练习

练习 1:如图 3 甲乙所示,把 S 极插入和拔出螺线管时,用楞次定律判断感生电流的方向。做实验验证,教师总结。

练习 2:如图 4A、B 是很轻的铝环,环 A 是闭合的,环 B 是断开的,用磁铁的任一极插入 A 环,A 环运动方向。用磁铁的任一极从 A 环中拔出时,A 环运动方向。把磁铁从 B 环中抽出时,观察 B 环运动情况。观察实验现象, 试用楞次定律解释之。

学生讨论,教师总结:当磁铁的任一极靠近 A 环,环中磁通量增加,环中的感生电流阻碍磁通量的增加,环只能背离磁铁运动,当磁铁的任一极从A 环中拔出时,环中磁通理量减少,感生电流阻碍磁通量的减少,环只能向着磁铁运动。从相对运动的角度来分析:磁铁的任一极靠近 A 环,感生电流阻碍相对运动,A 环背离磁铁运动,磁铁的任一极从 A 环中拔出时,感生电流阻碍相对运动,A 环向着磁铁运动。

小结:这节课同学们用实验探索法研究感生电流方向,总结出了楞次定律,楞次定律是判断感生电流方向的普遍适用的规律。其中第一种表达比第二种表达更普遍适用。