高中物理 第4章 电磁感应 第3节 楞次定律课件 新人教版选修32.ppt

第四章 电磁感应 第三节楞次定律 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 知识自主梳理 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 知识点1 2 分析归纳 1 线圈内磁通量增加时 图甲 乙 向下 向上 向上 向下 阻碍 2 线圈中磁通量减少时 图丙 丁 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 向下 向下 向上 向上 阻碍 b a 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 楞次定律 知识点2 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 知识点3 垂直 平面内 手心 导线运动 四指所指 切割磁感线 重点难点突破 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 一 对楞次定律的理解 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 第3个解析 若线圈闭合进入磁场时 由于产生电磁感应现象 根据楞次定律可判断线圈相对传送带向后滑动 若线圈不闭合 进入磁场时 不会产生感应电流 故线圈相对传送带不发生滑动 所以从图中可以看出 第3个线圈是不合格线圈 二 右手定则与左手定则的比较 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 右 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 三 一定律三定则 的应用技巧 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 考点题型设计 题型1应用楞次定律判定感应电流的方向 c 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 a 解析 根据右手螺旋定则可知 线圈m左端是s极 右端是n极 现将变阻器r1的滑片从a端逐渐向b端移动的过程中 电阻减小 电流增大 磁场增强 导致向左穿过线圈n的磁通量增大 则由楞次定律可得 r2中有电流 方向由c流向d 故a正确 b c d错误 故选a 题型2右手定则的应用 b 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 a 解析 磁铁产生的磁场如图所示 线圈从位置1到位置3的过程中 ab边和cd边均切割磁感线 但ab边离磁极近 由右手定则可判感应电流方向沿abcd方向 故选a 题型3楞次定律的推广应用 ad 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 ac 解析 在一个周期之内 穿过铝线圈的磁通量先增大 后减小 再增大 最后又减小 穿过铝线圈磁场方向不变 磁通量变化趋势改变 感应电流方向发生改变 因此在一个周期内 感应电流方向改变4次 故a正确 由楞次定律可知 磁铁靠近铝线圈时受到斥力作用 远离铝线圈时受到引力作用 故b错误 根据楞次定律可知 感应电流总是阻碍磁铁的相对运动 感应电流对磁铁的作用力总是阻力 故c正确 d错误 故选ac 题型4探究 应用 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 bcd 解析 合上开关s的瞬间 金属环中向右的磁通量增大 根据楞次定律 从右侧看 环中产生沿顺时针方向的感应电流 选项a错误 由于电阻率 铜 铝 先后放上用横截面积相等的铜和铝导线制成的形状 大小相同的两个闭合环 铜环中产生的感应电流大于铝环中产生的感应电流 由安培力公式可知 铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力 选项b正确 根据楞次定律的推广含义可知选项c d正确 易错案例剖析