高中物理 第四章第三节 楞次定律课件 新人教版选修32.ppt

第三节楞次定律 第四章电磁感应 学习目标1 通过实验探究归纳出楞次定律 2 理解楞次定律的内容和本质 3 会用右手定则及楞次定律解答有关问题 一 探究感应电流的方向自主探究如图所示 将螺线管与电流计组成闭合回路 分别将n极 s极插入 抽出线圈 下表记录了感应电流的方向 通过分析表格 得出感应电流的磁场与原磁场的方向关系 1 线圈内磁通量增加时的情况 2 线圈内磁通量减少时的情况 成功发现1 当线圈内磁通量增加时 感应电流的磁场与原磁场的方向 当线圈内磁通量减少时 感应电流的磁场与原磁场的方向 2 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 引起感应电流的磁通量的变化 相反 相同 阻碍 二 右手定则自主探究如图所示 当闭合回路的部分导体切割磁感线时 会引起磁通量的变化 从而使回路中产生感应电流 1 请用楞次定律判断导体中感应电流的方向 2 若已知磁场方向和导体运动方向 能否找到一种简单的方法来判断感应电流的方向 垂直 掌心 拇指 四指 部分导体 要点一对楞次定律的理解及应用1 因果关系 闭合导体回路中磁通量的变化是因 产生感应电流是果 原因产生结果 结果又反过来影响原因 2 阻碍 的含义 3 应用楞次定律的一般步骤判定感应电流的方向 思路和步骤如下 上述步骤也可概括为下列四句话 明确增减和方向 增反减同 切莫忘 安培定则来判断 四指环绕是流向 如图所示 在磁感应强度大小为b 方向竖直向上的匀强磁场中 有一质量为m 阻值为r的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在o点 并可绕o点摆动 金属线框从右侧某一位置由静止开始释放 在摆动到左侧最高点的过程中 细杆和金属线框平面始终处于同一平面 且垂直纸面 则线框中感应电流的方向是 a a b c d ab d c b a dc 先是d c b a d 后是a b c d ad 先是a b c d a 后是d c b a d 解析 线框从右侧开始由静止释放 穿过线框平面的磁通量逐渐减少 由楞次定律可得感应电流的方向为d c b a d 过o点纵轴继续向左摆动过程中 穿过线框平面的磁通量逐渐增大 由楞次定律可得感应电流的方向仍为d c b a d 故选b 答案 b 要点二楞次定律的广义表述及应用1 广义表述 感应电流的 效果 总是要阻碍 反抗 引起感应电流的 原因 常见的 阻碍 有以下三种情况 2 应用步骤判断产生感应电流的原因 思路和步骤如下 如图所示 光滑固定导轨m n水平放置 两根导体棒p q平行放于导轨上 形成一个闭合回路 当一条形磁铁从高处下落接近回路时 a p q将相互靠拢b p q将相互远离c 磁铁的加速度仍为gd 磁铁的加速度小于g 思路点拨 楞次定律的推广含义 感应电流的效果总要反抗产生感应电流的原因 解析 法一 设磁铁下端为n极 如图所示 根据楞次定律可判断出p q中感应电流方向 根据左手定则可判断p q所受安培力的方向 可见p q将相互靠拢 由于回路所受安培力的合力向下 由牛顿第三定律知磁铁将受到向上的反作用力 从而加速度小于g 当s极为下端时 可得到同样的结果 故选ad 法二 根据楞次定律的另一种表述 感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因 本题的 原因 是回路中磁通量的增加 归根结底是磁铁靠近回路 效果 便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近 所以p q将相互靠近且磁铁的加速度小于g 故选ad 答案 ad 题后反思 从上面提供的两种解法来看 应用楞次定律的推广含义分析此类问题往往比直接应用楞次定律方便 快捷 跟踪训练1如图所示 ab是一个可绕垂直于纸面的轴o转动的闭合矩形导线框 当滑动变阻器r的滑片自左向右滑动时 线框ab的运动情况是 a 保持静止不动b 逆时针转动c 顺时针转动d 发生转动 但电源极性不明 无法确定转动的方向 解析 选c 由图示电路 当滑动变阻器的滑片向右滑动时 电路中电阻增大 电流减弱 则穿过闭合导线框ab的磁通量将减少 根据楞次定律 感应电流磁场将阻碍原磁通量的变化 线框ab只有顺时针转动 才能使穿过线框的磁通量增加 故选c 要点三右手定则的理解和应用1 楞次定律与右手定则的区别与联系 2 右手定则与左手定则的比较 如图所示 在匀强磁场中放有平行金属导轨 它与大线圈p相连接 要使小线圈q获得顺时针方向的感应电流 则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是 两线圈共面 a 向右匀速运动b 向左加速运动c 向右减速运动d 向右加速运动 解析 法一 逆向思维法 欲使q线圈中产生顺时针的感应电流 感应电流的磁场方向垂直于纸面向里 由楞次定律可知有两种情况 一是p中有顺时针方向的逐渐减小的电流 该电流产生的穿过q的磁通量在减少 二是p中有逆时针方向的逐渐增大的电流 该电流产生的穿过q的磁通量在增大 因此 对于第一种情况 应使ab减速向右运动 对于第二种情况 应使ab加速向左运动 当ab匀速运动时 在p中产生的感应电流是稳定的 穿过q的磁通量不变化 q中无感应电流 故选bc 法二 筛选法 若ab向右匀速运动 q中无感应电流 选项a排除 依次筛选剩余选项 故选bc 答案 bc 规律总结 解答此类问题的关键是抓住因果关系 并选择合理的定则或定律来判断 其对应关系如下 1 因电而生磁 i b 安培定则 2 因动而生电 v b i安 右手定则 3 因电而受力 i b f安 左手定则 跟踪训练2如图所示 光滑平行金属导轨pp 和qq 都处于同一水平面内 p和q之间连接一电阻r 整个装置处于竖直向下的匀强磁场中 现垂直于导轨放置一根导体棒mn 用一水平向右的力f拉动导体棒mn 以下关于导体棒mn中感应电流方向和它所受安培力方向的说法正确的是 a 感应电流方向是n mb 感应电流方向是m nc 安培力水平向左d 安培力水平向右解析 选ac 法一 由右手定则易知 mn中感应电流方向是n m 再由左手定则可判知 mn所受安培力方向垂直棒水平向左 法二 由楞次定律知 感应电流的产生 必须阻碍引起感应电流的原因 本题中 感应电流是由于mn相对于磁场向右运动引起的 则安培力必然阻碍这种相对运动 由安培力既垂直于电流又垂直于磁场方向可判知 mn所受安培力方向必须垂直于mn水平向左 再由左手定则 容易判断出感应电流的方向是n m 故选ac 电磁感应中线圈运动 伸缩的判断方法 范例 如图 金属环a用轻绳悬挂 与长直螺线管共轴 并位于其左侧 若变阻器滑片p向左移动 则金属环a将向 选填 左 或 右 运动 并有 选填 收缩 或 伸张 趋势 解析 变阻器滑片p向左移动 电阻变小 电流变大 根据楞次定律 感应电流的磁场方向与原电流磁场方向相反 相互排斥 则金属环a将向左移动 因磁通量增大 金属环a有收缩趋势 答案 左收缩 名师归纳 1 当磁通量减小时 线圈可表现为面积的扩大或有扩大的趋势 当磁通量增大时 线圈可表现为面积的缩小或有缩小的趋势 2 当通过线圈的磁通量减小时 线圈可表现为向磁场变强的方向运动或运动趋势