一周知识强化

主讲：熊涛

一、一周知识强化

　　磁场中各物理量的方向之间的关系比电场中要复杂，要很好地掌握判定电流（直线电流、环形电流、螺线管）产生的磁场方向的右手螺旋法则和判断磁场对电流和运动电荷的作用力方向的左手定则，必须很好地树立空间立体观念，并能根据需要将立体图形改画成适当的剖面图，实现“立体图形平面化”，以利于对问题的分析和解决。

二、重难点知识讲解

（一）感应电动势和感应电流的发生条件

1、感应电流产生的条件：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流。

其中“磁通量的变化”可能是：

　　①导体所围面积的变化；

　　②磁场与导体相对位置的变化；

　　③磁场本身强弱的变化。

若电路不闭合，就不会产生感应电流，但电路中仍有感应电动势．

（二）感应电流的方向:右手定则

1、用右手定则确定感应电流的方向

　　右手定则与楞次定律是统一的．一般说来在磁场中导体切割磁感线运动产生的感应电流，用右手定则较为方便．但要注意以下几点：

(1)大拇指的方向是导体相对磁场的切割磁感线的运动方向，即有可能是导体运动而磁场未动，也可能是导体未动而磁场运动．

(2)四指表示电流方向，对切割磁感线的导体而言也就是感应电动势的方向，切割磁感线的导体相当于电源，在电源内部电流从电势低的负极流向电势高的正极．

(3)右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和电流方向三者的相互垂直关系．

左手定则与右手定则的应用

　　左手定则与右手定则在具体应用中同学们经常会出现模棱两可的现象,到底用哪一个定则拿不定主意,解题只能是猜想的,出现这些问题的根本原因在于:

1、没有把左手定则和右手定则的实质弄清楚，当具体运用时似是而非。

2、心理素质不强，出手不准。当文该用左手定则时而不用左手定则，想的是左手定则而实际在用右手；当该用右手定则时不用右手，想的是右手定则而实际用的是左手。

　　具体实践能力较差，学生仅仅就定则论定则，没有真正动手进行具体的实验操作，不能理论联系实际。

3、对磁感线方向、导体运动的方向和电流（或感生电流）的方向三者间的关系不能正确处理。

　　对以上出现的问题我认为只要做到以下几点，就会很好的得到解决。

　　①明确左手定则和右手定则的实质。左手定则适用于通电导体在磁场中的运动情况，也就是说适用于电动机，而右手定则适用于电磁感应现象，也就是说适用于发电机。联系生产实际，按照习惯人们干活都是先用右手后动左手，记忆应当是“右发左动”，这样对定则的使用会起到很好的帮助作用。

例1、如图给AB通上由A到B的电流，问导体运动方向和产生的感应电流的方向如何。

解：

　　显然这是给导体通电而运动的，适用于左手定则，其运动方向向右。导体由于通电而在作切割磁感线运动，这符合右手定则，由右手定则判定感应电流的方向由B到A。

　　②要亲自动手，做好实验，在心理上树立直观影响，以至在具体运用中才胸有成竹，不会把左手和右手用错。

　　③应用左手定则时磁感线方向、电流方向、导体运动的方向三者互相垂直，应用右手定则时磁感线方向、感应电流方向和导体运动的方向三者互相垂直，不管用哪个定则都是磁感线垂直穿入手心。

　　④思维要正确，条理要清楚。导体在磁场中做切割磁感线运动要弄清楚使它运动的原因，是谁让它运动的，然后再进行判断。

例2、如图，导体AB向右运动，判断导体中的电流方向。

解：

　　（1）如果是外力拉导体运动这是电磁感应现象，符合右手定则，产生的感应电流方向由B向A。

　　（2）如果是由于通电使导体向右运动，这时首先要判断所通电流的方向，根据左手定则，所通电流方向由A到B；由于导体做切割磁石线运动而由右手定则判定感应电流的方向由B向A。这里即用了左手定则又用了右手定则，是因为题目中问了导体AB中的“电流方向”，没有直接问所通电流方向或导体做切割磁感线而产生的感应电流方向。首先要弄清楚是哪个“电流”，所以必须分别用左手定则和右手定则来判断出所通电流的方向和感应电流的方向。

5、对于左手定则和右手定则，要手脑并用，克服动脑不动手的现象。

例3、图为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的竖直分量向下。飞机在我国上空匀速航行，机翼保持水平，飞行高度不变，由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼末端处的电势为U1，右方机翼末端的电势为U2，（ ）

A．若飞机从西往东飞，U1比U2高

B．若飞机从东往西飞，U2比U1高

C．若飞机从南往北飞，U1比U2高

D．若飞机从北往南飞，U2比U1高

分析与解答：

　　本题的解答需要有较强的空间想像能力，为了便于分析，我们可以画出如图所示的从上向下的俯视图可帮助分析（方位按上北、下南、左西、右东的规则）。

　　由图所示的情景，根据右手定则不难判断出，不论是飞机向哪个方向飞行，相对于飞行员来讲，总是其左侧的电势较高，即总是U1比U2高，所以选项A、C正确。

误点点拨：

　　本题的解答过程要解决好如下三个问题（这也是当年考生的“前车之鉴”）：

　　1、由于本题是一个涉及到地理知识的实际问题，因此需要考生能将这个实际的问题根据题目给出的具体条件（在北半球地磁场的竖直分量向下）进行简化处理，飞机水平飞行也就是“一根导体棒”沿水平方向切割磁感线。

　　2、本题中涉及到较为复杂的空间关系，包括地球磁场的方向、飞机飞行的方向以及飞行员的左右方机翼等．要解决好这样的复杂关系，就要求有良好的分析、思考习惯，将题目给出的四个选项所涉及到的空间关系用图形的方式分析表示出来，再用右手定则进行判断。

　　3、飞机的切割磁感线产生感应电动势时，飞机的机翼相当于电源内部（在电源内部电流从低电势流向高电势处），所以用右手定则判断时，四指所指示的方向电势较高。

例4、相距为20cm的平行金属导轨倾斜放置（见图9），导轨所在平面与水平面的夹角为，现在导轨上放一质量为330g的金属棒ab，它与导轨间动摩擦系数为，整个装置处于磁感应强度B＝2T的竖直向上的匀强磁场中，导轨所接电源电动势为15V，内阻不计，滑动变阻器的阻值可按要求进行调节，其他部分电阻不计，取，为保持金属棒ab处于静止状态，求：

　　（1）ab中通入的最大电流强度为多少？

　　（2）ab中通入的最小电流强度为多少？

图9

解析：

　　导体棒ab在重力、静摩擦力、弹力、安培力四力作用下平衡，由图中所示电流方向，可知导体棒所受安培力水平向右。当导体棒所受安培力较大时，导体棒所受静摩擦力沿导轨向下，当导体棒所受安培力较小时，导体棒所受静摩擦力沿导轨向上。

　　（1）ab中通入最大电流强度时受力分析如图10（a），此时最大静摩擦力沿斜面向下，建立直角坐标系，由ab平衡可知，x方向：

　　

　　y方向：

由(1)(2)式联立解得：

　　

　　

　　有

　　（2）通入最小电流时，ab受力分析如图10（b）所示，此时静摩擦力，方向沿斜面向上，建立直角坐标系，由平衡有：

　　x方向：

　　y方向：

　　由(3)(4)两式解得：

　　

　　由

　　

- 返回 -