资源简介

(共32张PPT)
第
节
1
楞次定律
高中物理 选择性必修二
第二章
杨孝波
问题
1.感应电流方向的判断—楞次定律；
2.右手定则;
本节核心任务
只要使闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会有感应电流产生.
（1）电路闭合
（2）磁通量发生变化
产生感应电流的条件是：
产生感应电流的条件
问题：感应电流的方向如何判断？
知识回顾
猜想与假设： 你认为感应电流的方向可能与哪些因素有关
原磁场的方向
磁通量的变化
实验器材：
实验操作：
一、影响感应电流方向的因素—实验思路
条形磁铁、螺线管、灵敏电流计
将条形磁铁插入线圈、拔出线圈，观察电流表的指针偏转 方向是否相同？
电流方向与电流计指针偏转方向的关系
左进左偏
右进右偏
一、影响感应电流方向的因素—认识电流计
探究一：N极插入、拔出时螺线管中感应电流方向
右偏→逆时针（俯视）
实验现象
动画模拟
N极插入
一、影响感应电流方向的因素—实验探究
左偏→俯视顺时针
实验现象
动画模拟
N极拨出
一、影响感应电流方向的因素—实验探究
探究一：N极插入、拔出时螺线管中感应电流方向
探究二：S极插入、拔出时螺线管中感应电流方向
左偏→顺时针（俯视）
实验现象
动画模拟
S极插入
一、影响感应电流方向的因素—实验探究
实验现象
动画模拟
右偏→逆时针（俯视）
S极拨出
探究二：S极插入、拔出时螺线管中感应电流方向
一、影响感应电流方向的因素—实验探究
示意图
原磁场方向
原磁场的磁通量变化
感应电流的磁场方向
N 极插入
N 极拔出
S 极插入
S 极拔出
感应电流方向(俯视）
顺时针
顺时针
逆时针
逆时针
实验现象
向下
向上
增加
向下
向下
减小
向上
向下
增加
向上
向上
减小
一、影响感应电流方向的因素—实验分析
原磁场方向
原磁场的磁通量变化
感应电流的磁场方向
N 极插入
N 极拔出
S 极插入
S 极拔出
感应电流方向(俯视）
顺时针
顺时针
逆时针
逆时针
向下
向上
增加
向下
向下
减小
向上
向下
增加
向上
向上
减小
请你仔细分析表中各项，什么情况下感应电流的磁场与原磁场同向？什么情况下感应电流磁场与原磁场反向？
“增反”
“增反”
“减同”
“减同”
原磁场的磁通量增加，感应电流的磁场阻碍原磁场磁通时的增加
原磁场的磁通量增加，感应电流的磁场阻碍原磁场磁通时的增加
原磁场的磁通量减少，感应电流的磁场阻碍原磁场磁通时的减少
原磁场的磁通量减少，感应电流的磁场阻碍原磁场磁通时的减少
增 反 减 同
一、影响感应电流方向的因素—实验分析
实验现象
1.内容：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_____________.
2.从能量角度理解楞次定律
感应电流沿着楞次定律所述的方向，是_________定律的必然结果，当磁极插入线圈或从线圈内抽出时，推力或拉力做功，使_____能转化为感应电流的____能.
磁通量的变化
能量守恒
机械
电
阻碍
二、楞次定律—内容
闭合电路磁通量的变化
原磁场
感应电流
产生
阻碍
激 发
引起
感应电流磁场
感应电流产生的磁场
“增反减同”
理解：
①谁起阻碍作用—————
②阻碍的是什么—————
③怎样阻碍———————
④阻碍的结果怎样————
感应电流的磁场
原磁场的磁通量变化
“增反减同”
减缓原磁场的磁通量的变化
“阻碍”不是相反!
“阻碍”不是阻止!
俄国物理学家
楞次
二、楞次定律—理解
对楞次定律中“阻碍”二字的理解？
“阻碍”既不是阻碍原磁场，也不是阻碍原磁场的磁通量，而是指感应电流的磁场阻碍原来磁场磁通量的增加或减少。
“阻碍”不是阻止，不仅有反抗的意思，而且有补偿的意思，对于磁通量的增加是反抗，对于磁通量的减少是补偿。
“增反减同”：
Φ原 增加， B感和B原方向相反，
Φ原 减少，B感和B原方向相同
阻碍不是阻止，只是延缓原磁通量的变化
N
G
+
-
N
G
+
-
二、楞次定律—理解
二、楞次定律—解题思路
【核心】利用楞次定律（增反减同）的四个步骤： ①判断原磁场方向； ②判断磁通量的变化； ③判断感应电流产生的感应磁场方向（楞次定律）； ④判断感应电流方向（右手定则）。
【例1】法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示。软铁环上绕有M、N 两个线圈，当线圈M电路中的开关断开的瞬间，线圈N中的感应电流沿什么方向？
分析：
①明确原磁场方向
②明确穿过闭合电路磁
通量是增加还是减少
③根据楞次定律确定感
应电流的磁场方向
④判断感应电流方向
二、楞次定律—例题分析
【例2】在长直载流导线附近有一个矩形线圈ABCD，线圈与导线始终在同一个平面内。线圈在导线的一侧左右平移时，其中产生了A-B-C-D-A方向的电流。已知距离载流直导线较近的位置，磁场较强。请判断：线圈在向哪个方向移动
分析与解答
选择矩形线圈为研究对象，画出通电直导线一侧的磁感线分布图（图2.1-6），磁感线方向垂直纸面向里，用“×”表示。已知矩形线圈中感应电流的方向是A→B→C→D→A，根据右手螺旋定则，感应电流的磁场方向是垂直纸面向外的（即指向读者的，用矩形中心的圆点“·”表示）。
根据楞次定律，感应电流的磁场应该是阻碍穿过线圈的磁通量变化的。现在已经判明感应电流的磁场从纸面内向外指向读者，是跟原来磁场的方向相反的。因此线圈移动时通过它的磁通量一定是在增大。这说明线圈在向左移动。
二、楞次定律—例题分析
（一）、阻碍相对运动角度——【来拒去留】
即磁体与导体间发生相对运动时，两者靠近会产生斥力，两者远离会产生引力。
落磁实验
楞次小车
二、楞次定律—拓展
Ф不变趋势：判断由于磁通量发生变化产生感应电流使物体运动这一类问题时，总有使物体朝Ф不变方向发展的趋势（增反减同）。
①若B增大了，可以运动到B小一点的地方去，
若B减小了，可以运动到B大一点的地方去，
v
【增缩减扩】
二、楞次定律—拓展
（二）、阻碍磁通量变化角度
②若B增大了，也可以让S变小一点，即面积有收缩的效果；
若B减小了，也可以让S变大一点，即面积有扩张的效果
【增离减靠】
对Ф不变趋势的理解：
在右图中，假定导体棒CD 向右运动。
1. 我们研究的是哪个闭合导体回路？
2. 当导体棒CD 向右运动时，穿过这个闭合导体回路的磁通量是增大还是减小？
3. 感应电流的磁场应该是沿哪个方向的？
4. 导体棒CD 中的感应电流是沿哪个方向的？
回路CDEF
增大
逆时针
C-D
三、右手定则—引入
右手定则
1.内容:
2.适用:部分导体切割的情况，判断更方便。
3.注意: （1）楞次定律适用于所有情况；
（2）右手定则是楞次定律的特例。
（1）磁感线穿过掌心
（2）拇指是导体运动方向
（3）四指即为感应电流方向
三、右手定则—内容
楞次定律 右手定则
区 别 研究对象
适用范围
应用
联系
整个闭合回路的导体
闭合回路的一部分导体，做切割磁感线运动的导体
各种电磁感应现象
只适用于导体在磁场
中做切割磁感线运动
用于磁感应强度随时间变化而产生的电磁感应现象较方便
用于导体切割磁感线产生的电磁感应现象较方便
右手定则是楞次定律的特例
三、右手定则—对比分析
楞次定律
楞次定律
右手定则
“来拒去留”
“增反减同”
“增缩减扩”
v
三、右手定则—课堂总结
1.［多选］（楞次定律）关于楞次定律，下列说法中正确的是（　　）
A. 感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相反
B. 感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相同
C. 感应电流的磁场方向与磁通量增大还是减小有关
D. 感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化
答案：CD
解析：感应电流的磁场并不阻碍原磁场，而是阻碍原磁场的变化。感应电流的磁场方向取决于引起感应电流的磁通量是增加还是减小：当磁通量增大时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，当磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，简言之“增反减同”。
课堂练习
2. （楞次定律）如图，矩形金属线框abcd固定在桌面上，直导线MN贴近桌面且通有M向N的恒定电流I。将MN从图中Ⅰ位置匀速平移到Ⅱ位置过程中，线框中感应电流的方向是（　　）
A. 一直沿abcda方向
B. 一直沿adcba方向
C. 先沿adcba方向，后沿abcda方向
D. 先沿abcda方向，再沿adcba方向，后沿abcda方向
课堂练习
解析：由安培定则得，通有恒定电流的直导线产生的磁场在导线右边的方向为垂直纸面向外。在导线从图中Ⅰ位置匀速平移到Ⅱ位置过程中，如图所示，可分为4个过程，第1个过程，穿过线框的磁通量向外增加；第2个过程，穿过线框的合磁通量向外减少；第3个过程，穿过线框的合磁通量向里增加；第4个过程，穿过线框的磁通量向里减少。根据楞次定律可知，线框中的感应电流先沿abcda方向，再沿adcba方向，后沿abcda方向。
答案：D
课堂练习
3、（楞次定律）如图，在一水平桌面上放置的闭合导体圆环正上方不远处，有一条形磁铁（S极朝上，N极朝下）由静止开始快速向右运动时，关于圆环中感应电流的方向（从上向下看）和相互作用情况，下列说法正确的是（　　）
A．圆环中感应电流的方向是逆时针
B．圆环中感应电流的方向是顺时针
C．圆环有向左的运动趋势
D．圆环对水平桌面的压力增大
课堂练习
答案：B
解析：AB．由图示可知，圆环中磁场方向向下，在磁铁向右移动时，穿过圆环的磁通量变小，由楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向向下，再由安培定则可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿顺时针方向，所以A错误，B正确；C．由左手定则可知，圆环受到的安培力方向向斜右上方，所以圆环有向右运动趋势，C错误；D．在竖直方向上圆环受到重力、桌面对它的支持力，在向右运动的过程中增加了安培力沿竖直方向上的分力，所以支持力变小，根据牛顿第三定律，可知，压力变小，D错误。
故选B。
课堂练习
4、（右手定则）闭合线圈abcd，从某高度自由下落时穿过一个有界的匀强磁场，如图所示，虚线表示上、下两个边界。当它经过图中的三个位置时，感应电流的方向是（　　）
A．经过Ⅰ时，a→d→c→b→a
B．经过Ⅱ时，a→b→c→d→a
C．经过Ⅱ时，无感应电流
D．经过Ⅲ时，电流方向a→d→c→b→a
课堂练习
答案：CD
解析：A.经过Ⅰ时，向里的磁通量增加，根据楞次定律则感应电流磁场方向向外，由右手定则判断感应电流方向为逆时针，故A错误；
BC.经过Ⅱ时，磁通量不变，则感应电流为0，故B错误，C正确；
D.经过Ⅲ时，向里的磁通量减少，根据楞次定律感应电流的磁场方向向里，由右手定则判断感应电流方向为顺时针，故D正确。
故选CD。
课堂练习
5、（右手定则）如图所示，水平放置的两组光滑轨道上分别放有可自由移动的金属棒和MN，并且分别放置在磁感应强度为和的匀强磁场中，当在外力的作用下运动时，MN向右运动，则所做的运动可能是（　　）
A．向左加速运动
B．向左匀速运动
C．向右加速运动
D．向右匀速运动
课堂练习
答案：A
解析：根据安培定则可知，MN处于垂直纸面向里的磁场中，MN在磁场力作用下向右运动，说明MN受到的磁场力向右，由左手定则可知电流由M指向N，中感应电流的磁场向上，由楞次定律可知，线圈中电流的磁场应该是向上减弱，或向下增强。
若中磁场方向向上减弱，根据安培定则可知中电流方向为且减小，根据右手定则可知向右减速运动；若中磁场方向向下增强，根据安培定则可知中电流方向为P→Q且增大，根据右手定则可知向左加速运动。
故选A。
课堂练习

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