老师
同学们,今天我们来学习能自定律这节内容。这节内容主要包含两个部分,一是寻找影响感应电流方向的因素,二是能自定律法拉第发现电磁感应现象带我们走入了电气时代。当城市夜幕来临,我们看到地球上的流光溢彩,总是忍不住感叹这项科学发现的伟大。我们的用电由发电厂提供,如图是我们熟悉的三峡水电站,电厂里巨大的发电机如何发电的?磁身电有怎样的规律?这一节我们将开始进一步去认识电与磁的规律。在物理必修第三册中,我们已经学习了解了电磁感应现象中感应电流产生的条件。根据所学同学们判断,如图所示的装置线圈与电流表相连,把磁体的 e 级向线圈中插入,再从线圈中抽出,线圈中有感应电流产生吗?通过之前的学习,我们知道,当穿过闭合导体回路的雌痛量发生变化时,闭合导体回路中会产生感应电流。当磁体插入线圈,在从线圈中抽出时,线圈处雌痛量发生变化,会产生感应电扭,电流剂指针会发生偏转。我们再观察下该实验,注意磁体插入与抽出时指针偏转情况。
老师
我们看到磁体的某一个磁极向线圈中插入,在从线圈中抽出时,电流表的指针都发生了偏转,但两种情况下偏转的方向不同,这说明什么呢?这说明在这两种情况下产生的感应电流的方向并不相同。什么因素会影响感应电流的方向?今天这堂课我们就来探究这个问题,同学们,你能根据已有知识和实验现象,猜想可能影响感应电流方向的相关因素吗?为了便于我们研究,我们可以把实验中的线圈简化看成一个圆环,那么实验的实物图就可以简化为如图所示的示意图。我们知道穿过闭合回路的雌同量变化是产生感应电流的条件,那么感应电流的方向很有可能与雌痛量变化有关。于是我们可以提出猜想,感应电流的方向与磁通量的变化有关。在猜想的基础之上,同学们再来分析雌痛量的变化可以分为哪几种,具体的情况我们一起来讨论。如图,当条形磁体的 n 极向下插入闭合线圈时,此时磁场方向向下,穿过线圈的雌同量增大。当 n 极向上抽出时,此时线圈处磁场方向仍向下,但穿过线圈的磁通量在减小。当条形磁体的 s 级向下插入闭合线圈时,此时线圈处磁场方向向上,穿过线圈的磁铜量增大。当 s 级向上抽出时,此时线圈处磁场方向仍向上,但磁通量的变化却在减小。
老师
容易分析出一共可以细分为以上四种情况。我们把分类的情况记录在表格中。要想找到感应电流的方向与磁通量变化之间的关系,我们还需要记录在这几种情况下感应电流的方向。在实验中,我们如何分辨感应电流的查看隐藏内容