高中物理 第4章 电磁感应 3 楞次定律课件 新人教版选修32.pptVIP

3 楞次定律 自学线索 学基础导学 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 一 探究感应电流的方向 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 向下 向上 向上 向下 向下 向下 向上 向上 3 归纳结论当线圈内磁通量增加时 感应电流的磁场 磁通量的增加 当线圈内磁通量减少时 感应电流的磁场 磁通量的减少 4 楞次定律感应电流具有这样的方向 即感应电流的 总要 引起感应电流的磁通量的 阻碍 阻碍 磁场 阻碍 变化 运用楞次定律判定感应电流的思路 可以概括为以下方框图 上图描述了磁通量变化 磁场方向 感应电流方向三个因素的关系 只要知道了其中任意两个因素 就可以确定第三个因素 二 楞次定律的应用 1 内容 伸开右手 使拇指与其余四个手指 并且都与手掌在同一个平面内 让磁感线从 进入 并使拇指指向 的方向 这时 所指的方向就是感应电流的方向 2 适用范围 右手定则适用于闭合回路中 导体做 时产生感应电流的情况 三 右手定则 垂直 掌心 导线运动 四指 一部分 切割磁感线运动 讲要点例析 1 因果关系闭合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 对楞次定律的理解 2 楞次定律中 阻碍 的几个层次 3 阻碍的几种表现 1 阻碍原磁通量的变化 增反减同 2 阻碍 导体的 相对运动 来拒去留 3 回路面积有增大或减小的趋势来反抗磁通量的变化 关于对楞次定律的理解 下面说法中正确的是 a 感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量的变化b 感应电流的磁场方向 总是跟原磁场方向相同c 感应电流的磁场方向 总是跟原磁场方向相反d 感应电流的磁场方向可以跟原磁场方向相同 也可以相反 解析 根据楞次定律 感应电流的磁场阻碍原磁场的磁通量的变化 a项正确 感应电流的磁场方向在磁通量增加时与原磁场方向相反 在磁通量减小时与原磁场方向相同 b c项错误 d项正确 答案 ad 解析 感应电流的磁场阻碍的是磁通量的变化 而不是磁场本身 故b对 d错 阻碍并不是阻止 只是延缓了变化 最终结果不受影响 故a c错 答案 b 楞次定律与右手定则的区别 如图是验证楞次定律实验的示意图 竖直放置的线圈固定不动 将磁铁从线圈上方插入或拔出 线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流 各图中分别标出了磁铁的极性 磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况 其中表示正确的是 解析 根据楞次定律可确定感应电流的方向 对c选项 当磁铁向下运动时 1 闭合线圈原磁场的方向 向上 2 穿过闭合线圈的磁通量的变化 增加 3 感应电流产生的磁场方向 向下 4 利用安培定则判断感应电流的方向 与图中箭头方向相同 线圈的上端为s极 磁铁与线圈相互排斥 综合以上分析知 选项c d正确 答案 cd 应用楞次定律解题的一般步骤 解析 答案 b 右手定则与左手定则的比较 使用左手定则和右手定则时很容易混淆 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 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 现在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的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 安培力方向水平向左d 安培力方向水平向右 思路点拨 解析 以导体棒mn为研究对象 所处位置磁场方向向下 运动方向向右 由右手定则可知 感应电流方向是n m 再由左手定则可知 安培力方向水平向左 答案 ac 解析 导线框进入磁场时 cd边切割磁感线 由右手定则可知 电流方向沿a d c b a 这时cd边受到的安培力作用由左手定则可判断其受力方向向左 在导线框离开磁场时 ab边处于磁场中且在做切割磁感线运动 同样用右手定则和左手定则可以判断电流的方向为a b c d a 这时安培力的方向仍然向左 答案 d 思考与讨论 教材p12如书中图4 3 6所示中 假定导体棒ab向右运动 1 我们研究的是哪个闭合电路 2 当导体棒ab向右运动时 穿过这个闭合电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ab中的感应电流是沿哪个方向的 点拨 1 efab 2 增大 3 垂直纸面向外 4 a b 判断感应电流引起的运动效果的方法1 常规法 如典例中的方法一 2 根据楞次定律的广义表述判断 如典例中的方法二及方法四 1 若是由于相对运动产生的电磁感应现象 则感应电流所产生的力的效果阻碍相对运动 来拒去留 2 电磁感应现象中 回路面积变化总要阻碍磁通量的增加 增缩减扩 如图甲所示 当磁铁突然向铝环运动时 铝环的运动情况是怎样的 解析 方法一电流元受力分析法 练随堂演练 解析 导体ef向右切割磁感线 由右手定则可判断导体ef中感应电流由e f 而导体ef分别与导体环的左右两部分构成两个闭合回路 故环的右侧有逆时针方向的电流 环的左侧有顺时针方向的电流 答案 d 2 如图所示 一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方 直导线与圆环在同一竖直面内 当通电直导线中电流增大时 弹性圆环的面积s和橡皮绳的长度l将 a s增大 l变长b s减小 l变短c s增大 l变短d s减小 l变长 解析 当通电导线中电流增大时 穿过金属圆环的磁通量增大 金属圆环中产生感应电流 根据楞次定律 感应电流要反抗磁通量的增大 一是用缩小面积的方式进行反抗 二是用远离直导线的方式进行反抗 故d正确 答案 d 解析 在磁体外部 磁感线由n极指向s极 由右手定则判断可知a位置时 感应电流的方向垂直纸面向里 a正确 答案 a 4 如图所示的匀强磁场中 有一直导线ab在一个导体框架上受外力作用向左运动 那么ab导线中感应电流的方向 已知有感应电流 及ab导线所受安培力方向分别是 a 电流由b向a 安培力向左b 电流由b向a 安培力向右c 电流由a向b 安培力向左d 电流由a向b 安培力向右解析 由右手定则判断可知ab中感应电流方向为a b 再由左手定则判断知 安培力方向向右 正确选项为d 答案 d 5 物理课上 老师做了一个奇妙的 跳环实验 如图 她把一个带铁芯的线圈l 开关s和电源用导线连接起来后 将一金属套环置于线圈l上 且使铁芯穿过套环 闭合开关s的瞬间 套环立刻跳起 某同学另找来器材再探究此实验 他连接好电路 经重复实验 线圈上的套环均未动 对此老师演示的实验 下列四个选项中 导致套环未动的原因可能是 a 线圈接在了直流电源上b 电源电压过高c 所选线圈的匝数过多d 所用套环的材料与老师的不同 解析 金属套环跳起的原因是开关s闭合时 套环上产生感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的 线圈接在直流电源上 s闭合时 金属套环也会跳起 电压越高 线圈匝数越多 s闭合时 金属套环跳起越剧烈 若套环是非导体材料 则套环不会跳起 故选项a b c错误 选项d正确 答案 d 6 某班同学在探究感应电流产生的条件时 做了如下实验 探究 如图甲所示 先将水平导轨 导体棒ab放置在磁场中 并与电流表组成一闭合回路 然后进行如下操作 ab与磁场保持相对静止 让导轨与ab一起平行于磁感线运动 让ab做切割磁感线运动 探究 如图乙所示 将螺线管与电流表组成闭合回路 然后进行如下操作 把条形磁铁放在螺线管内不动 把条形磁铁插入螺线管 把条形磁铁拔出螺线管 探究 如图丙所示 螺线管a 滑动变阻器 电源 开关组成一个回路 a放在螺线管b内 b与电流表组成 个闭合回路 然后进行如下操作 闭合和断开开关瞬间 闭合开关 a中电流稳定后 闭合开关 a中电流稳定后 再改变滑动变阻器的阻值 可以观察到 请在 1 2 3 中填写探究中的序号 1 在探究 中 闭合回路会产生感应电流 2 在探究 中 闭合回路会产生感应电流 3 在探究 中 闭合回路会产生感应电流 4 从以上探究中可