本節(jié)主要通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)感應(yīng)電流方向的規(guī)律。并思考規(guī)律的內(nèi)在原因。
儀器:零刻度在表盤中間的靈敏電流計(jì)、螺線管、條形磁鐵、干電池。
一.實(shí)驗(yàn):
首先判斷靈敏電流計(jì)指針片偏轉(zhuǎn)方向與電流流向的關(guān)系
確定線圈的繞向。
將靈敏電流計(jì)和螺線管連接,照?qǐng)D操作。記錄條形磁鐵插入或離開端的磁性、靈敏電流計(jì)的偏轉(zhuǎn)方向。
4.從記錄的數(shù)據(jù)中尋找規(guī)律。
一個(gè)固定的閉合回路,產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是磁通量發(fā)生變化。這是一個(gè)定性的結(jié)論。磁通量變化就會(huì)產(chǎn)生電流,但是感應(yīng)電流的大小、方向只字不提。所以采取的實(shí)驗(yàn)方式是先讓回路中有了感應(yīng)電流,再尋找其大小、方向所遵循的規(guī)律。
磁通量變化有兩種方式:增大、減小。
先通過實(shí)驗(yàn)尋找磁通量增大時(shí)感應(yīng)電流的方向;再尋找磁通量減小時(shí)感應(yīng)電流的方向。記錄、比對(duì),看看是否存在一定的規(guī)律。
尋找規(guī)律時(shí)關(guān)注的細(xì)節(jié):磁通量是個(gè)標(biāo)量,但磁感線穿過平面的方向不同時(shí),磁通量不一樣,一個(gè)方向?yàn)檎?;反方向就為?fù)。類似于功的正負(fù),雖然是標(biāo)量,但有正負(fù)之分。
磁通量增減與增減的方向都需要記錄。
通過電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向推斷螺線管內(nèi)線圈的感應(yīng)電流方向。通過線圈內(nèi)感應(yīng)電流的方向推斷感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向。
對(duì)比感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向和條形磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向,概括規(guī)律。
感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與條形磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相同時(shí),磁通量恰好是減少。
感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與條形磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反時(shí),磁通量恰好是增加。
結(jié)論:磁通量減小時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與回路中原磁場(chǎng)方向相同;磁通量增大時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與回路中原磁場(chǎng)方向相反。
和教材中的楞次定律對(duì)比,解讀楞次定律。教材中概括得更加精煉。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。
阻礙的理解:
1.磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙磁通量減少,不就是感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向和原磁場(chǎng)方向相同嗎。
2.反之亦然,磁通量增大時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙增大,不就與原磁場(chǎng)方向相反嗎。
物理規(guī)律的概括性,用最少的文字說明最多的現(xiàn)象。二最理論。
結(jié)論得出的過程需要一步步推理,書寫出邏輯關(guān)系,先根據(jù)磁通量增大、減小兩類情況判斷感應(yīng)電流的方向,再和教材對(duì)比,可嘗試讓學(xué)生自己再將兩種情況歸納,看能否得出類似教材中楞次定律的結(jié)論。
二.楞次定律的應(yīng)用
教材中的思考與討論及例題1、2,可用來檢驗(yàn)對(duì)楞次定律的掌握情況。并從實(shí)驗(yàn)角度驗(yàn)證推斷。
三.右手定則
學(xué)了好多用手判斷方向的定則,左右開弓,分清目標(biāo),準(zhǔn)備判斷什么量的方向,看看能否概括。
右手定則的學(xué)習(xí)
1.先用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向;
2.用能量觀點(diǎn)判斷
當(dāng)導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)時(shí),回路磁通量增大,回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,磁場(chǎng)就會(huì)對(duì)導(dǎo)體棒有力的作用,試判斷導(dǎo)體棒受到的安培力方向,思考的角度是安培力充當(dāng)阻力還是動(dòng)力。若是動(dòng)力,只要給物體一個(gè)初始速度,物體就會(huì)越走越快,動(dòng)能增加,電能也增加,有無這種可能?
再回頭從能量觀點(diǎn)思考“思考與討論”,繼續(xù)復(fù)盤到條形磁體插入或拔出螺線管時(shí)的感應(yīng)電流方向。
所有的表象,內(nèi)在的支配規(guī)律是能量守恒定律。
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