第2章楞次定律和自感现象第1节感应电流的方向一、探究感应电流的方向1．探究电流表偏转方向与电流流向的关系：用一只灵敏电流计、干电池、电池盒、开关、阻值较大的电阻和若干导线，连成如图2－1－1所示的电路，闭合开关，观察电流表指针向哪边偏转．图2－1－12．螺线管的绕行方向和灵敏电流计的连接如图2－1－2所示，在下列表格中填写实验现象．假设电流从正接线柱流入，指针向正极偏转．二、楞次定律感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要引起感应电流的的变化．注意：感应电流的磁场阻碍的是引起感应电流的磁通量的变化，而不是磁通量．三、右手定则1．判定方法伸出右手，让拇指跟其余四指在，使拇指与并拢的四指；让磁感线手心，使指向导体运动的方向，其余所指的方向就是感应电流的方向．2．适用范围适用于电路部分导体产生感应电流的情况．应用右手定则判断电流的方向时，楞次定律能判断吗？【思考·提示】能．右手定则只是楞次定律的特例，右手定则能用的地方，楞次定律一定能用．一、对楞次定律的理解及应用1．对楞次定律中“阻碍”的理解(1)“阻碍”的几个层次如何阻碍(2)“阻碍”的表现形式楞次定律中的“阻碍”的作用，正是能的转化和守恒定律的反映，在克服“阻碍”的过程中，其他形式的能转化为电能，常见的情况有以下四种：①阻碍原磁通量的变化；②阻碍导体的相对运动(来拒去留)；③通过改变线圈面积来“反抗”(扩大或缩小)；④阻碍自身电流的变化(自感现象在下一节学习)．1．阻碍不是阻止，最终引起感应电流的磁通量还是发生了变化，是“阻而未止”．2．阻碍不是相反．当引起感应电流的磁通量增大时，感应电流的磁场与引起感应电流的磁通量方向相反；当引起感应电流的磁通量减少时，感应电流的磁场与引起感应电流的磁通量方向相同(增反减同)．3．涉及相对运动时，阻碍的是导体与磁体的相对运动，而不是阻碍导体或磁体的运动．2．楞次定律中的两种关系(1)明确各个物理量之间的关系当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合回路中会产生感应电流．而感应电流与其他电流一样，也会产生磁场，即感应电流的磁场，这样回路中就存在两个磁场——原来的磁场(引起感应电流的磁场)和感应电流的磁场．原磁场(原磁通量)要增加时，感应电流的磁场阻碍它的增加，两个磁场就方向相反；原磁场(原磁通量)要减弱时，感应电流的磁场阻碍它的减弱，两个磁场方向相同．(2)楞次定律中的因果关系闭合导体回路中磁通量的变化是产生感应电流的原因，而感应电流磁场的出现是感应电流存在的结果，简单地说，只有当穿过闭合导体回路中的磁通量发生变化时，才会有感应电流的磁场出现．3．应用楞次定律判断感应电流方向的步骤这个方框图不仅概括了根据楞次定律判定感应电流方向的思路，同时也描述了磁通量变化、磁场方向、感应电流方向三个因素的关系，只要知道了其中任意两个因素，就可以判定第三个因素．楞次定律告诉我们两个磁场方向的关系，即感应电流的磁场与原磁场“增反减同”，不是简单相同或相反的关系．二、楞次定律与右手定则的区别1．从研究对象来说：楞次定律研究的是闭合回路，右手定则研究的是闭合回路的一部分，即切割磁感线的那一段导体．2．从应用范围来说：楞次定律一般应用于由磁通量变化产生的电磁感应现象(包括导体切割磁感线的情况)，而右手定则只适用于导体切割磁感线产生的电磁感应现象．3．从产生的电动势来说：由楞次定律得出的是，闭合回路相当于电源；由右手定则得出的是，部分导体相当于电源．右手定则可看作楞次定律的特殊情况．用右手定则判断的问题同样可以用楞次定律进行判断．三、应用楞次定律或右手定则判定电势的高低1．若相当于电源的部分是线圈，用楞次定律来判断，通过线圈的感应电流方向即为电势升高的方向，也就是在电源内部电流从负极流向正极．无论线圈闭合与否，都存在感应电动势．对回路不闭合的情况，可假想闭合来处理．2．若是直导体切割磁感线产生的电动势，可用右手定则直接判断，四指所指的那一侧即为电源的正极．某实验小组用如图2－1－3所示的实验装置来验证楞次定律．当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流方向是()A．a→G→bB．先a→G→b，后b→G→aC．b→G→aD．先b→G→a，后a→G→b【思路点拨】根据引起感应电流的磁场变化情况，按照楞次定律应用的一般步骤分析．【解析】①确定原磁场的方向：条形磁铁在穿入线圈的过程中，磁场方向向下．②明确回路中磁通量变化情况：向下的磁通量增加．③由楞次定律的“增反减同”可知：线圈中感应电流产生的磁场方向向上．④应用安培定则可以判断感应电流的方向为逆时针(俯视)，即：从b→G→a.同理可以判断：条形磁铁穿出线圈过程中，向下的磁通量减小，由楞次定律可得：线圈中将产生顺