高中物理 第4章 第3节 楞次定律课件 新人教版选修32.ppt

第四章电磁感应 同步导学方案 课后强化演练 第3节楞次定律 1 实验探究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 如图所示 记录感应电流方向如下 2 分析 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 3 归纳结论当线圈内磁通量增加时 感应电流的磁场阻碍磁通量的增加 当线圈内磁通量减少时 感应电流的磁场阻碍磁通量的减少 1 楞次定律的内容感应电流具有这样的方向 即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 2 对楞次定律的理解 1 因果关系 楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系 磁通量发生变化是原因 产生感应电流是结果 原因产生结果 结果反过来影响原因 2 对 阻碍 的理解 3 楞次定律中的 阻碍 作用 正是能的转化和守恒定律的反映 在克服这种阻碍的过程中 其他形式的能转化为电能 阻碍不是 阻止 阻碍也不是 相反 就磁通量而言 感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化 增反减同 1 内容伸开右手 使拇指与其余四个手指垂直 并且都与手掌在同一个平面内 让磁感线从掌心进入 并使拇指指向导线运动的方向 这时四指所指的方向就是感应电流的方向 如图所示 2 适用情况适用于闭合电路中部分导体切割磁感线产生感应电流的情况 右手定则与楞次定律的结果一致 在导体切割磁感线时 用右手定则判断感应电流方向更简便 3 楞次定律与三个定则的比较在研究电磁感应现象时 经常用到右手螺旋定则 左手定则 右手定则及楞次定律等规律 要想灵活运用 三定则一规律 就必须明确这些规律的区别与联系 1 三定则一规律 应用于不同的现象 2 左手定则与右手定则的区别 使用时左手定则和右手定则很容易混淆 为了便于区分 可把两个定则简单地总结为 通电受力用左手 运动生电用右手 简称为 通电左 生电右 3 楞次定律与右手定则的比较 如图所示 磁场垂直于纸面 磁感应强度在竖直方向均匀分布 水平方向非均匀分布 一铜制圆环用丝线悬挂于o点 将圆环拉至位置a后无初速度释放 在圆环从a摆向b的过程中 a 感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针b 感应电流方向一直是逆时针c 感应电流方向先顺时针后逆时针再顺时针d 感应电流方向一直是顺时针 分析 解答本题时应注意以下几点 1 在虚线两侧磁场方向不同 且沿水平方向非均匀分布 2 圆环摆动过程中要注意磁通量的变化特点 解析 在竖直虚线左侧 圆环向右摆时磁通量增加 由楞次定律可判断 感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反 由安培定则可知感应电流方向为逆时针方向 摆过竖直虚线时 环中磁通量左减右增相当于方向向外的增大 因此感应电流方向为顺时针方向 在竖直虚线右侧向右摆动时 环中磁通量减小 感应电流的磁场与原磁场同向 可知感应电流为逆时针方向 因此只有a项正确 答案 a 方法总结 运用楞次定律判定感应电流方向的步骤 1 首先弄清原磁场的方向及闭合电路中磁通量的变化情况 2 根据 阻碍 原则 判断出感应磁场的方向 3 由感应磁场的方向 利用安培定则判断出感应电流的方向 如图所示 两个大小不同的绝缘金属圆环叠放在一起 小圆环有一半面积在大圆环内 当大圆环通上顺时针方向电流的瞬间 小圆环中感应电流的方向是 a 顺时针方向b 逆时针方向c 左半圆顺时针 右半圆逆时针d 无感应电流 解析 根据安培定则得 当大圆环中电流为顺时针方向时 圆环所在平面内的磁场是垂直于纸面向里的 而环外的磁场方向垂直于纸面向外 虽然小圆环在大圆环里外的面积一样 但环里磁场比环外磁场要强 所以净磁通量还是垂直于纸面向里的 由楞次定律知 感应电流的磁场阻碍垂直纸面向里方向的磁通量的增加 应垂直于纸面向外 再由安培定则得出小圆环中感应电流的方向为逆时针方向 b选项正确 答案 b 如图所示 导体ab cd可在水平轨道上自由滑动 且两水平轨道在中央交叉处互不相通 当导体棒ab向左移动时 a ab中感应电流的方向为a到bb ab中感应电流的方向为b到ac cd向左移动d cd向右移动 解析 由右手定则可判断ab中感应电流a b cd中电流c d 由左手定则可判定cd受到向右的安培力作用而向右运动 答案 ad 方法总结 对于导体切割磁感线产生电磁感应的现象 应用右手定则判断比较方便 对于磁感应强度b随时间变化所产生的电磁感应现象 应用楞次定律判断比较方便 如图所示 导线框abcd和通电直导线在同一平面内 直导线通有恒定电流并通过ad和bc的中点 当线框向右运动的瞬间 则 a 线框中有感应电流 且按顺时针方向b 线框中有感应电流 且按逆时针方向c 线框中有感应电流 但方向难以判断d 由于穿过线框的磁通量为零 所以线框中没有感应电流 解析 此题可用两种方法求解 借此感受右手定则和楞次定律分别在哪种情况下更便捷 解法一 首先由安培定则判断通电直导线周围的磁场方向 如图所示 因ab导线向右做切割磁感线运动 由右手定则判断感应电流由a b 同理可判断cd导线中的感应电流方向由c d ad bc两边不做切割磁感线运动 所以整个线框中的感应电流是逆时针方向的 解法二 同样由安培定则判断通电直导线周围的磁场方向 由对称性可知合磁通量 0 当导线框向右运动时 穿过线框的磁通量增大 方向垂直向里 由楞次定律可知感应电流的磁场方向垂直纸面向外 再由安培定则判断出感应电流按逆时针方向 故b选项正确 答案 b 磁通量 磁场 安培 切割 动 右手 1 根据楞次定律知感应电流的磁场一定是 a 阻碍引起感应电流的磁通量b 与引起感应电流的磁场反向c 阻碍引起感应电流的磁通量的变化d 与引起感应电流的磁场方向相同 解析 根据楞次定律的表述可知 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化 若原磁通量增加 则感应电流的磁场方向与其相反 阻碍其增加 反之 感应电流的磁场方向与原磁场方向相同 阻碍其减小 答案 c 2 某磁场的磁感线如图所示 一铜线圈自图示a位置到b位置 在下落过程中 自上向下看 线圈中感应电流的方向是 a 始终顺时针b 始终逆时针c 先顺时针后逆时针d 先逆时针后顺时针 解析 分两过程 第一过程 由a下落到磁通量最大的位置 增大 顺时针 第二过程 由磁通量最大的位置下落到b 减小 逆时针 答案 c 3 2013 延安高二检测 如图所示 光滑平行金属导轨pq和mn 都处于同一水平面内 p和m之间连接一电阻r 整个装置处于竖直向下的匀强磁场中 现在垂直于导轨放置一根导体棒ab 用一水平向右的力f拉动导体棒 以下关于导体棒中感应电流的方向和它所受安培力的方向的说法正确的是 a 感应电流方向b ab 感应电流方向a bc 安培力水平向左d 安培力水平向右 解析 磁场方向向下 导体棒ab的运动方向向右 由右手定则知 感应电流方向是b a 再由左手定则知 安培力方向水平向左 所以a c正确 答案 ac 4 2013 安溪高二检测 在水平放置的光滑绝缘杆ab上 挂有两个金属环m和n 两环套在一个通电密绕长螺线管的中部 如图所示