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.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 选修3 2 电磁感应 第四章 第三节楞次定律 第四章 在电磁感应现象中 大家是否注意到在不同的情况下感应电流的方向是不同的 如图所示 感应电流的方向取决于哪些因素 究竟怎样判断感应电流的方向呢 1 实验探究将螺线管与电流计组成闭合回路 分别将条形磁铁的n极 s极插入 抽出线圈 如图所示 记录感应电流的方向 探究感应电流的方向 2 分析归纳 1 线圈内磁通量增加时 图甲 乙 2 线圈中磁通量减少时 图丙 丁 向下 向上 向上 向下 阻碍 向下 向下 向上 向上 阻碍 3 实验结论当穿过线圈的磁通量增加时 感应电流的磁场与原磁场的方向 a 相同b 相反 当穿过线圈的磁通量减少时 感应电流的磁场与原磁场的方向 a 相同b 相反 b a 楞次定律 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 另一种表达感应电流的效果 总是要 产生感应电流的原因 阻碍 磁通量的变化 反抗 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 让磁感线从 进入 并使拇指指向 的方向 这时 的方向就是感应电流的方向 2 适用情况适用于闭合电路部分导体 产生感应电流的情况 右手定则 垂直 平面内 手心 导线运动 四指所指 切割磁感线 一 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 对楞次定律中 阻碍 的理解 特别提醒 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 3 楞次定律的推广对楞次定律中 阻碍 的含义可以推广为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因 1 阻碍原磁通量的变化 增反减同 2 阻碍相对运动 来拒去留 3 使线圈面积有扩大或缩小的趋势 增缩减扩 4 阻碍原电流的变化 自感现象 增反减同 特别提醒 如果问题不涉及感应电流的方向 则用楞次定律的推广含义进行研究 可以使分析问题的过程简化 4 楞次定律与右手定则的比较 5 楞次定律的使用步骤 答案 d解析 a 在磁铁s极上升过程中 穿过圆环的磁场方向向上 在磁铁远离圆环时 穿过圆环的磁通量变小 由楞次定律可知 从上向下看 圆环中的感应电流沿逆时针方向 故a错误 b 在磁铁s极下落过程中 穿过圆环的磁场方向向上 在磁铁靠近圆环时 穿过圆环的磁通量变大 由楞次定律可知 从上向下看 圆环中的感应电流沿顺时针方向 故b错误 c 在磁铁n极上升过程中 穿过圆环的磁场方向向下 在磁铁远离圆环时 穿过圆环的磁通量变小 由楞次定律可知 从上向下看 圆环中的感应电流沿顺时针方向 故c错误 d 在磁铁n极下落过程中 穿过圆环的磁场方向向下 在磁铁靠近圆环时 穿过圆环的磁通量变大 由楞次定律可知 从上向下看 圆环中的感应电流沿逆时针方向 故d正确 二 右手定则与左手定则的比较 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向右移动答案 ad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 三 一定律三定则 的应用技巧1 应用现象与规律比较 2 应用技巧无论是 安培力 还是 洛伦兹力 只要是 力 都用左手判断 电生磁 或 磁生电 均用右手判断 答案 在开关合上的瞬间 阴极射线向下偏转 小磁针的n极向纸内偏转 当线圈a内的电流稳定以后 阴极射线不偏转 小磁针又回到原来的位置 解析 在开关合上的瞬间 线圈a内有了由小变大的电流 根据安培定则可判断出此时线圈a在铁钉内产生了一个由小变大的向右的磁场 由楞次定律可知 线圈b内感应电流的磁场应该阻碍铁钉内的磁场在线圈b内的磁通量的增加 即线圈b内感应电流的磁场方向是向左的 由安培定则可判断出线圈b内感应电流流经cd时的方向是由c到d 再由安培定则可以知道直导线cd内电流所产生的磁场在其正下方是垂直于纸面向里 上方是垂直纸面向外 因此 阴极射线向下偏转 小磁针n极应该向纸内偏转 线圈a内电流稳定后 cd内不再有感应电流 所以 阴极射线不偏转 小磁针又回到原来位置 应用楞次定律判定感应电流的方向 a 先顺时针后逆时针b 先逆时针后顺时针c 先逆时针后顺时针 然后再逆时针d 先顺时针后逆时针 然后再顺时针解析 根据通电直导线周围磁感线的特点 检测线圈由远处移至直导线正上方时 穿过线圈的磁场有向下的分量 磁通量先增加后减小 由楞次定律和安培定则 线圈中的电流方向先逆时针后顺时针 当检测线圈由直导线正上方移至远处时 穿过线圈的磁场有向上的分量 磁通量先增加后减小 由楞次定律和安培定则 线圈中的电流方向先顺时针后逆时针 所以c正确 答案 c a 若磁场方向垂直线框向里 则可能是此磁场的磁感应强度在增强b 若磁场方向垂直线框向里 则可能是弹性线框面积增大c 若磁场方向垂直线框向外 且可能是此磁场的磁感应强度在减弱d 若磁场方向垂直线框向外 则可能是弹性线框面积增大答案 d 解析 a 若磁场方向垂直线框向里 当磁感应强度增大时 穿过线圈的磁通量增大 由楞次定律可知 线圈中感应电流沿逆时针方向 故a错误 b 若磁场方向垂直线框向里 当弹性线框面积增大时 穿过线圈的磁通量增大 由楞次定律可知 线圈中感应电流沿逆时针方向 故b错误 c 若磁场方向垂直线框向外 当磁感应强度减弱时 穿过线圈的磁通量减小 由楞次定律可知 线圈中感应电流沿逆时针方向 故c错误 d 若磁场方向垂直线框向外 当弹性线框面积扩大时 穿过线圈的磁通量增大 由楞次定律可知 线圈中感应电流沿逆顺针方向 故d正确 右手定则的应用 a 电阻r中有q r p方向的感应电流b 电阻r中有p r q方向的感应电流c 穿过圆盘的磁通量始终没有变化 电阻r中无感应电流d 调换磁铁的n s极同时改变金属盘的转动方向 r中感应电流的方向也会发生改变 解析 对圆盘来说 从圆心到边上边缘可以理解成为有无数根辐向分布的导体 每根导体都与负载电阻r构成闭合电路 每根导体都处在蹄形磁铁形成的磁场中 当圆盘按图示方向转动时 根据右手定则 可知产生由圆心到边缘的感应电流 即电阻r中有p r q方向的感应电流 故a c错b正确 当调换磁铁的n s极同时改变金属盘的转动方向 根据右手定则 可判定r中感应电流的方向不变 d错误 答案 b 答案 a解析 题目中导体做切割磁感线运动 先由感应电流产生的条件判断是否存在感应电流 再应用右手定则判断感应电流方向 由右手定则可判定a中ab中电流由a向b b中由b向a c中由b向a d中由b向a 故a正确 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 楞次定律的推广应用 解析 方法一 假设磁铁的下端为n极 穿过回路的磁通量增加 根据楞次定律可判断感应电流的磁场方向向上 根据安培定则可判断出回路中感应电流方向为逆时针方向 再根据左手定则可判断p q所受的安培力的方向 安培力使p q相互靠拢 由于回路所受的安培力的合力向下 根据牛顿第三定律知 磁铁将受到向上的反作用力 从而加速度小于g 若磁铁的下端为s极 根据类似的分析可以得出相同的结果 所以a d选项正确 方法二 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 根据 增缩减扩 和 来拒去留 可知p q将相互靠近且磁铁的加速度小于g 答案 ad a 同时向左运动 两环间距变大b 同时向左运动 两环间距变小c 同时向右运动 两环间距变大d 同时向右运动 两环间距变小 答案 b解析 将一根条形磁铁向左插入铝环的过程中 两个环中均产生感应电流 根据楞次定律 感应电流的效果是阻碍与磁体间的相对运动 所以两环均向左运动 又因为两铝环中的感应电流方向相同 两铝环相互吸引 因而两铝环间距离要减小 选项b正确 探究 应用 1 试分析其工作原理 2 灯泡中的电流方向是否变化 解析 1 线圈来回滑动时 穿过线圈的磁通量不断变化 线圈中产生感应电流 灯泡发光 2 线圈由a滑至b过程中 磁场方向向左 穿过线圈的磁通量先减小后增加 根据楞次定律 灯泡中电流方向先由右向左 后由左向右同样可判断线圈由b滑至a过程中 灯泡中电流方向先由右向左 后由左向右 所以线圈中电流方向不断变化 答案 1 见解析 2 变化 答案 4 5 10 5逆时针解析 bs 5 10 5 1 2 0 75wb 4 5 10 5wb由楞次定律可判当把钢窗向内拉开时 钢窗框中感应电流的方向沿逆时针 易错点 对电磁感应现象理解不透彻导致错误 a t1时刻 两环作用力最大b t2和t3时