电磁感应原理

电磁感应原理篇1

　　关键词：阻碍；楞次定律；感应电流；磁通量

　　闭合回路中感应电流(感应电动势)的方向，总是使它产生的磁场去阻碍引起感应电流(感应电动势)的磁通量的变化，这就是楞次定律。楞次定律是中学物理教学中的一个难点，要求学生能够深入理解楞次定律的意义，才能够灵活的应用。

　　一、正确理解楞次定律的内容

　　楞次定律中，核心词语是“阻碍”。首先，阻碍不是阻止。因为磁通的变化是引起感应电流的必要条件，若这种变化被阻止，也就不可能继续产生感生电流了。其实原磁场的变化是由外界的各种因素决定的，如电流的变化、相对位置的变化，而与感生电流无关。其次，感生电流阻碍的对象是原磁场的磁通变化而不是磁通密度B的变化。第三，阻碍不是“相反”。如果将阻碍理解成感生电流的磁场总是与原磁场方向相反，则楞次定律就违背了电磁感应现象也必须符合能量守恒定律个自然界的基本法则。

　　二、双方面诠释楞次定律的应用

　　楞次定律应用较为灵活，利用楞次定律分析问题的方法大体上分为两类，下面以一道例题为例：

　　如图所示，一个条形磁铁下方有一个闭合线圈，问当磁铁的N极向下开始下落的时候，线圈中产生感应电流的方向如何？应该如何运动？对于这个题目，可以采取两种不同的解决方法。

　　方法一：

　　首先明确利用楞次定律解题的步骤。

　　（一）确定原来的磁场方向（B）；

　　（二）确定穿过线圈的原磁通量是增加还是减少；

　　ΔΦ>0（Φ增加）ΔΦ<0（Φ减少）

　　

（三）根据楞次定律确定感应电流产生的磁场方向(B’)；

　　

ΔΦ>0（Φ增加）B和B′相反

　　ΔΦ<0（Φ减少）B和B′相同

　　

（四）利用右手螺旋定则确定感应电流的方向。

　　

然后针对上述步骤，逐步进行分析。

　　

第一步，确定原磁场的方向，向下；

　　

第二步，确定原磁通量增加还是减少，通过图示，可以清楚的看出，原磁通量增加，即ΔΦ>0；

　　第三步，根据楞次定律，闭合回路中感应电流的方向，总是使它产生的磁场去阻碍引起感应电流的磁通量的变化。既然原磁通量增加了，那么感应电流产生的磁场一定是阻碍原磁通量的增加，也就是说，感应电流的磁场（B''''）的方向向上；

　　第四步，利用右手螺旋定则，很容易判断出感应电流的方向是逆时针。

　　这种方法推理过程严谨，不容易出错，要求学生思路清晰，基本功扎实。

　　方法二：

　　可以采取一种较为灵活的方法，这种方法是对楞次定律的一种引申。根据楞次定律的内容，感应电流产生磁场的方向总是要满足一个规律，即总是要阻碍原磁通量的变化。对于这个题目，问条形磁铁下落时，线圈应该怎么运动？感应电流方向如何？当磁铁下落时，显然原磁通量是增加的，要想阻碍它的增加，由图可知，如果线圈向下运动，即相当于阻碍了原磁通量的增加，满足楞次定律。这样，就可以判断出线圈的运动方向，再根据右手螺旋定则，判断出电流的方向。

电磁感应原理篇2

　　职专物理电学中的楞次定律对初学的学生来说感到抽象难懂，在应用时困难棘手，对于教这部分内容的教师来说也感到难度很大。我在教这部分内容时基本上是分两段进行的。第一段（授新课阶段），让学生初步了解规律，能简单运用规律，奠定掌握规律的基础。按照课本上的教学内容，一开始，先运用实验手段让学生了解在电磁感应现象中，由于穿过回路的磁通量的变化（增加或减少），使回路中产生感生电流，而感生电流必定产生磁效应――磁场，这个磁场是阻碍原磁场磁通量变化的。这里着重要让学生弄清两个问题：一是在电磁感应现象中存在着两个磁场，一个是原磁场――激发产生感生电流的磁场，另一个是感生电流的磁场。这两个磁场的状况是：原磁场一定是变化的，可能增强，亦可能减弱，感生电流的磁场可能是变化的，也可能是不变的。二是感生电流的磁场和原磁场的关系――感生电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化。若原磁场磁通量增多时，感生电流的磁场方向必定与原磁场方向相反，因而阻碍原磁场的增强变化；若原磁场磁通量减少时，感生电流的磁场方向必定与原磁场方向同向，因而阻碍原磁场的减弱变化。对于这点最为重要，这是楞次定律的核心规律。只有让学生弄明白了这层关系，方能运用楞次定律来判断感生电流的方向。学生能把握住以上两个问题，楞次定律的表述虽然言简意骇，学生也能明白这句话的“来龙去脉”，而不感到聱牙难懂。

　　弄清楞次定律后，引导学生理顺判断感生电流方向的步骤，结合具体题目让学生练习使用楞次定律判断感生电流的方向。在应用中，不仅让学生扎实掌握判断感生电流方向的方法，还要启发引导学生结合具体问题仔细揣摩楞次定律所阐述的规律。这样在认识规律中应用规律，在应用规律中加深认识规律，使认识与应用融为一体，经过反复训练，学生就能基本上掌握楞次定律及其应用。这是第一阶段的教学。

　　完成第一阶段的教学，使学生学会运用楞次定律判断感生电流的方向，按课本的要求基本完成任务。如果至此中辍，我觉得对楞次定律的教学只能说是浅尝辄止，学生对楞次定律的掌握也是浅尝辄止。要想使学生真正把握楞次定律的实质，明确电磁感应的变化机理，因而能对楞次定律做到灵活应用，仅完成第一阶段的教学还是不够的，还有待于对楞次定律做进一步的剖析，使学生对楞次定律所揭示的电磁感应现象中遵循的规律有更深刻的认识。为此，我在第一阶段教学的基础上，在第二阶段（复习阶段）结合电磁感应的具体实例启发引导学生，进一步认识电磁感应的全过程并总结其内在关系如下：

　　在电磁感应过程中，由于原磁场的变化，导致感生电流的产生，这一过程称之为“相生”，而感生电流的效果――感生电流的磁场又反过来阻碍激发产生感生电流的原磁场磁通量的变化，这一过程称之为“相克”。由此可以看出，电磁感应的本质是：在一定的条件下，产生感生电流，而感生电流的效果又反过来破坏产生自身的条件和基础。即既存在“相生”的过程，又存在“相克”的过程，就在“生”和“克”的依赖、制约中形成电磁感应这一事物。学生的认识跃升到这个境界上，我便引导学生把楞次定律概括成这样的表述形式“感生电流的效果总是反抗引起感生电流的原因”。这里所说的原因既可指磁通量的变化，也可以追溯到更“原始”的原因，如相对运动、回路变形、或提供原磁场变化的变化电流等等。这里所说的效果，既可理解为感生电流的磁场，又可理解为因感生电流的出现而引起的机械作用等等。

　　对楞次定律的探讨认识升华到这样的高度，运用楞次定律解决问题的范围也就扩大了，学生不仅运用楞次定律对感生电流方向的判断更加熟练自如，且对电磁感应的其它有关问题的分析和判断也能“心领神会”，甚至对某些问题的处理会独辟蹊径，捷足先登。下面试举几例说明。

　　例1.如图1所示，两个U形金属线框放在光滑水平面上，虚线范围内是一个匀强磁场，若线框A向B运动，刚好能进入B（有接触而无摩擦），当A、B接触的短暂时间内A将如何运动？

　　（A）加速向B（B）加速离开B

　　（C）减速向B（D）静止不动

　　分析：A未进入B前只产生感生电动势，不产生感生电流，未受磁场力作用。当A进入B与B接触时，A、B成闭合回路，出现感生电流，A受到磁场力作用，运动状态发生改变。弄清A受磁场力的方向，便得知其运动状况。对于A所受磁场力方向：

　　②A中产生感生电流的原因，是A向B运动切割磁力线（或穿过A、B所围回路中磁通量减少），所以感生电流的效果必定阻碍A运动，故A所受磁场力的方向与其运动方向相反。

　　例2.如图2所示。M、N为两根长直金属导轨，其上套着甲、乙两裸导线，处于匀强磁场B中，当甲沿图示方向运动时，乙向什么方向运动？

　　②甲运动使回路面积增大，穿过回路磁通量变化而产生感生电流。所以，感生电流的效果必定是使乙与甲同向运动以阻碍回路面积的增大。

　　例3.蹄形磁铁中间有一个可绕竖直轴自由转动的正方形金属框架abcd。按图3所示方向绕竖直轴旋转蹄形磁铁，问abcd将怎样运动？

　　分析：磁铁绕轴旋转，将使abcd中磁通量发生变化，产生感生电流，磁场又将对电流有力的作用，可分析abed的运动状况。

　　②磁铁的转动使线圈abcd中磁通量发生变化而导致感生电流发生，所以感生电流的效果必定因阻碍磁铁的相对转动而自身随磁铁转动。

　　例4.一条柔软的闭合导线，位于一变化的磁场中，要使该闭合导线所围成的面积增加，那么应采取下列措施中的（A）磁场要不断增强且方向垂直纸面向外，（B）磁场不断增强且方向垂直纸面向里，（C）磁场要不断减弱且方向垂直纸面向外，（D）磁场不断减弱且方向垂直纸面向里。

　　②因为只有磁场减弱使回路中产生感生电流，感生电流的效果才使导线所围面积增加以使回路中的磁通量增多来阻碍磁通量的减弱。

　　在研究电磁感应中，像这样的题目比比皆是，仅举以上三例。每一例的第一种处理方法毋庸置疑是一种正确的思维方法，特别是学生在学习这部分知识的开始阶段，由于对电磁感应过程认识不深，这样按部就班训练学生思维是十分必要的，且能将前后知识融会贯通，各种法则都能得到练习应用，这对于培养学生全面分析问题，提高综合思考能力是大有裨益的。但较第二种处理方法，它又显得“迂回曲折”、中间过程较多，学生往往因在某一环节上判断出现问题而导致整题的判断失误。而第二种处理方法在解决这类问题上能起到删繁就简，提高解题速度和准确程度的效应。在第二阶段的教学中，我采用第二种方法训练学生，在遇到以上的问题时，学生表现得思维敏捷，运用自如、判断准确，收效显著。

　　帮助学生深入理解楞次定律，全面了解电磁感应中的。“生”、“克”过程，学生观察和研究许多电磁感应现象变得灵通了。如老师提到诸如此类的问题：灵敏电流计出厂运输中为何要在两接线柱上连一根导线？发电机发电时，未加负载动力机转动“轻松”、“欢快”，而加上负载后“闷声闷气”？还有变压器原线圈中的电流为何随副线圈上负载的增减而变化。学生都能清楚作答。

　　另外，学生真正热悉了规律，在解决电磁感应问题时还能自觉地避免顾此失彼的毛病。像磁场力使通电导线产生运动，这种运动必然会使导线中产生反电动势以减少导线中的电流，即减弱磁场的作用力，如果导线受其它力的作用而在磁场中作切割磁力线的运动，那么在有闭合回路的条件下，磁场必定对由此而产生的感生电流发生作用力，以阻碍导线与磁场间的相对运动。所以，在电磁感应中凡“因电而动”不能忽略了反电动势的出现；凡“因动而电”不能忽略了磁场对电流的作用，阻碍导线与磁场的相对运动。学生在处理这些问题时由于深刻理解了电磁感应过程中的“生”、“克”规律，所以各方面都能兼顾到，综合思维能力大大加强了。

　　在深刻理解楞次定律的基础上，后面讲通电自感现象、断电自感现象，日光灯镇流器在日光灯正常工作后的降压限流作用、变压器工作时的互感原理和LC回路中振荡电流的产生都能起到事半功倍的效果，有前面的认识基础，教师略加解释，学生接受起来便水到渠成。

电磁感应原理篇3

　　1、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。电磁感应的几个基本规律，主要涉及右手定则、楞次定律、安培力等内容。简单讲就是利用磁性来发电，发电机就是利用这个而发明的。你可以自己做做，拿条电线两端接在电流表两极上，再拿块磁条来回空过电线围成的这个圈，同时注意电流表的变化，你看到的就是电磁感应。

　　2、电磁感应是指因为磁通量变化产生感应电动势的现象。电磁感应现象的发现，是电磁学领域中最伟大的成就之一。它不仅揭示了电与磁之间的内在联系，而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路，在实用上有重大意义。电磁感应现象的发现，标志着一场重大的工业和技术革命的到来。事实证明，电磁感应在电工、电子技术、电气化、自动化方面的广泛应用对推动社会生产力和科学技术的发展发挥了重要的作用。

　　（来源：文章屋网 ）

电磁感应原理篇4

　　关键词：实验操作实验现象实验分析实验结论

　　普通高中物理课程标准中从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维标准上提出了高中物理课程的具体目标。因此在教学过程中，我们要从这三个维度来设计教学内容和安排教学活动。下面是根据课程目标的要求，普通高中课程标准试验教科书（人民教育出版社，选修3―2）物理第四章《电磁感应》中《楞次定律》一节的教学设计。

　　[教学目标]

　　1.知识与技能

　　理解楞次定律的内容，说明“阻碍”的含义；会用楞次定律判定感应电流的方向，能说明楞次定律符合能的转化和守恒定律。

　　2.过程与方法

　　自己动手操作实验，分析实验现象，采用分析、比较、归纳的方法得出结论。

　　3.情感态度与价值观

　　体验实验乐趣，提高学生的动手操作能力、观察、分析、归纳问题的能力，形成重视实验探究物理规律的良好习惯。通过真实记录的观察到的现象，体验实事求是的科学态度。

　　[教学用具]

　　已知绕向的线圈、条形磁铁、干电池和灵敏电流计。

　　[设计思路]

　　本节内容是整个电磁感应这一章的重点也是难点。教学设计特别强调了实验的作用，采用分组实验的方法，互动的教学方法，边实验边教学，让学生细心观察实验现象，记录实验现象，同学自己动手操作积极思考、分析、归纳得出结论。

　　[教学过程]

　　一、引入课题

　　请同学们把线圈和灵敏电流计连成闭合回路，先观察演示实验，把磁铁插入和拔出线圈，观察指针的偏转情况，结果发现指针偏转不同，为什么出现这一现象呢？这就涉及到感应电流的方向问题。

　　二、研究流进电流计的电流方向与指针偏转方向之间的关系

　　让学生把一节干电池和灵敏电流计组成闭合回路，强调开关采用瞬间接触，先是电流计的正接线柱接电池的正极，观察电流计指针的偏转方向。然后电流计的负接线柱接电池的正极，观察电流计指针的偏转方向，提问学生得出什么结论。结论：电流从哪个接线柱流入，指针就向哪个接线柱偏转。

　　三、研究感应电流方向与哪些因素有关

　　让学生把线圈和灵敏电流计组成闭合回路，一定弄清楚线圈的缠绕方法，哪根线接电流计的正接线柱，在纸上画出对应的实物图。

　　学生互动，老师巡回指导，可能出现的问题是感应电流的方向弄错，引导学生以列表的形式总结出实验现象，汇总讨论得出实验结论，感应电流的方向与哪些因素有关。结论：感应电流的方向与穿过线圈的原磁场方向和磁通量的变化有关。

　　四、分析实验结果，得出楞次定律

　　让学生们再分析所记录的实验结果，总结感应电流的磁场与原磁场方向和穿过线圈的磁通量的变化之间有什么具体关系呢？

　　结论：1.当穿过线圈的原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原来的磁场方向相反。

　　2.当穿过线圈的原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原来的磁场方向相同。

　　根据得到的结论让学生们思考感应电流的磁场对原来的磁通量的变化起到什么作用呢？

　　分析：当穿过线圈的原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原来的磁场方向相反。感应电流的磁场“反抗”原磁通量的增加。

　　当穿过线圈的原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原来的磁场方向相同。感应电流的磁场“补偿”原磁通量的减少。

　　概括一句话：感应电流的磁场对原来的磁通量的变化起到阻碍作用。而产生感应电流的原因是穿过线圈的原来的磁通量的变化。

　　结合上面的知识引导学生总结出楞次定律的内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

　　思考与讨论：当条形磁铁向下运动时，根据线圈中感应电流的磁场方向，判断对条形磁铁的作用力？当条形磁铁向上运动时呢？

　　结论：当磁铁向下运动时，对磁铁向上的排斥力，阻碍磁铁向下运动。当磁铁向上运动时，对磁铁向下的吸引力，阻碍磁铁向上运动。

　　从导体和磁体的相对运动来看感应电流总要阻碍它们间的相对运动。由此可得，当手持磁铁运动时，要克服阻力做功。

　　同学们从能量转化的角度分析一下有哪些形式的能相互转化？

　　结论：消耗了机械能转化成了电能。由此可得楞次定律符合能的转化和守恒定律，楞次定律中的“阻碍”正是能的转化和守恒的具体体现。

　　五、楞次定律的应用

　　例题1、如图所示在场指导线附近又一个矩形线圈ABCD，线圈与导线在一个平面内。线圈在导线的右侧向右平移时，感应电流的方向？

　　分析与解答：选取线圈为研究对象，画出导线右侧的磁场方向，磁场方向垂直纸面向里，当线圈向右移动时，穿过线圈的磁通量减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即垂直纸面向里，根据右手螺旋定则可得感应电流的方向沿ADCBA。

　　根据此题的分析请同学们总结出应用楞次定律判断感应电流方向的思路？

　　1.明确研究的对象是哪一个闭合回路。

　　2.该回路所处的磁场方向以及磁通量如何变化。

　　3.根据楞次定律判断感应电流的磁场方向。

　　4.根据右手螺旋定则判断感应电流的方向。

　　巩固训练：

　　如图所示：导体棒在向右运动，

　　1.我们研究的是哪个闭合回路？2.穿过回路的磁通量如何变化？

　　3.感应电流的磁场方向如何？4.导体棒AB的电流方向？

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