高中物理 第四章 电磁感应（第2课时）楞次定律课件 新人教版选修32.ppt

第2课时楞次定律 研究学考 把握考情 知识点一实验 探究感应电流方向的规律 基础梳理 1 实验设计将螺线管与电流表组成闭合回路 分别将n极 s极插入 抽出线圈 如图1所示 记录感应电流方向如下 图1 2 分析论证 3 归纳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 这种情况如图2甲所示 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 这种情况如图2乙所示 相反 相同 图2 要点精讲 例1 如图3所示 是 研究电磁感应现象 的实验装置 图3 1 将实物电路中所缺的导线补充完整 2 如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下 那么合上开关后 将线圈l1迅速插入线圈l2中 灵敏电流计的指针将 偏转 选填 向左 向右 或 不 3 线圈l1插入线圈l2后 将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时 灵敏电流计的指针将 偏转 选填 向左 向右 或 不 解析 1 补充的实物电路如图所示 2 已知闭合开关瞬间 线圈l2中的磁通量增加 产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转 当开关闭合后 将线圈l1迅速插入线圈l2中时 线圈l2中的磁通量增加 由已知条件可知产生的感应电流也应使灵敏电流计的指针向右偏转 3 滑动变阻器的滑片迅速向右移动 线圈l1中的电流变小 线圈l2中的磁场方向不变 磁通量减小 则灵敏电流计的指针向左偏转 答案 1 如解析图 2 向右 3 向左 名师点睛在 研究电磁感应现象 实验中 用线圈产生的磁场模拟条形磁铁的磁场 要注意三点 1 线圈l2与灵敏电流计直接相连 了解灵敏电流计指针的偏转方向与电流方向之间的关系 2 明确线圈l1中电流的变化 3 明确线圈l2中磁通量的变化及磁场方向 知识点二楞次定律及应用 基础梳理 当线圈内磁通量增加时 感应电流的磁场方向与原磁场方向 阻碍磁通量的 当线圈内磁通量减少时 感应电流的磁场方向与原磁场方向 阻碍磁通量的 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 相反 增加 相同 减少 阻碍 变化 要点精讲 要点1楞次定律的理解 1 因果关系 应用楞次定律实际上就是寻求电磁感应中的因果关系 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 结果又反过来影响原因 2 楞次定律中 阻碍 的含义 3 从磁通量变化的角度来看 感应电流总要阻碍磁通量的变化 从导体和磁体相对运动的角度来看 感应电流的效果总要阻碍相对运动 因此产生感应电流的过程实质上是能量转化和转移的过程 例2 关于楞次定律 下列说法中正确的是 a 感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强b 感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱c 感应电流的磁场总是和原磁场方向相反d 感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化解析楞次定律的内容 感应电流具有这样的方向 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化 故选d 答案d 要点2楞次定律的应用应用楞次定律判断感应电流方向的步骤 1 明确研究对象是哪一个闭合电路 2 确定原磁场的方向 3 明确闭合回路中磁通量变化的情况 4 应用楞次定律的 增反减同 确定感应电流的磁场的方向 5 应用安培定则 确定感应电流的方向 例3 如图4所示 试判定当开关s闭合和断开瞬间 线圈abcd中的感应电流方向 图4 解析当s闭合的瞬间 穿过回路的磁场是电流i产生的磁场 方向垂直纸面向外 如图所示 且磁通量增大 由楞次定律知感应电流磁场方向应和b原相反 即垂直纸面向里 由安培定则判知线圈abcd中感应电流方向是a d c b a 当s断开时 穿过回路的原磁场仍是电流i产生的磁场 方向垂直纸面向外 且磁通量减小 由楞次定律得知感应电流磁场方向应和b原相同 即垂直纸面向外 由安培定则判知感应电流方向是a b c d a 答案s闭合时 感应电流方向为a d c b as断开时 感应电流方向为a b c d a 名师点睛判断感应电流的三部曲 一原 确定原磁场的方向及磁通量变化情况 二感 根据楞次定律确定感应电流磁场的方向 三螺旋 由安培定则确定感应电流的方向 例4 2016 浙江苍南期中 如图5所示 光滑固定导轨m n水平放置 两根导体棒p q平行放置在导轨上 形成一个闭合回路 一条形磁铁从高处下落接近回路时 a p q将相互靠近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 图5 解析方法一 设磁铁的下端为n极 如图所示 根据楞次定律可判断出p q中的感应电流方向 根据左手定则可判断p q所受安培力的方向 可见 p q将相互靠近 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 从而使加速度小于g 当磁铁的下端为s极时 根据类似的分析可得到相同的结论 故选项a d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 本题中 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将互相靠近且磁铁的加速度小于g 故选项a d正确 答案ad 名师点睛楞次定律的两种表述 1 阻碍 表述法 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原磁通量的变化 即 增反减同 2 效果 表述法 感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因 如 来拒去留 阻碍导体的相对运动 增缩减扩 磁通量增加 则回路面积有收缩的趋势 磁通量减少 则回路有扩张的趋势 自感现象 线圈自感电流阻碍自身电流的变化 知识点三右手定则及应用 基础梳理 1 使用范围 判定导线时感应电流的方向 2 使用方法 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 切割磁感线运动 垂直 掌心 导线运动 四指 即学即练 如图6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中感应电流沿a b方向 cd中沿c d方向 由左手定则判定cd受到向右的安培力作用而向右运动 答案ad 图6 1 下列各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 将条形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 各图中分别标出了条形磁铁的极性 条形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 其中正确的是 解析根据楞次定律可确定感应电流的方向 以选项c为例 当条形磁铁向下运动时 线圈原磁场的方向向上 穿过线圈的磁通量增加 感应电流产生的磁场方向向下 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 条形磁铁与线圈相互排斥 运用以上分析方法可知 选项c d正确 选项a b错误 答案cd 2 关于楞次定律和感应电流 下列说法正确的是 a 应用楞次定律时 需要明确两个磁场 即原磁场和感应电流的磁场 且感应电流的磁场总是要阻碍原磁场磁通量的变化b 应用楞次定律时 需要明确闭合回路中的磁通量是增加了还是减少了 进而判断感应电流的磁场方向c 楞次定律是用来判断感应电流方向的一个实验定律d 感应电流的磁场阻碍磁通量的变化 经历足够长的时间最终会阻止磁通量的变化 解析楞次定律是用来判断感应电流方向的一个实验定律 选项c正确 在应用楞次定律时 需要明确两个磁场 即原磁场和感应电流的磁场 明确磁通量的变化情况 感应电流的磁场总是要阻碍磁通量的变化 但不能阻止磁通量的变化 选项a b正确 选项d错误 答案abc 3 如图7所示 在同一铁芯上绕两线圈 单刀双掷开关原来连接触点1 现在把它扳向触点2 则在此过程中 流过电流r的感应电流的方向是 a 先由p到q 再由q到pb 先由q到p 再由p到qc 始终由q到pd 始终由p到q 图7 解析从触点1到触点2 分为两个物理过程 其一 离开触点1而未接触点2 左边线圈中电流正在减小 穿过线圈的磁通量在减少 由楞次定律可知感应电流方向为由q到p 其二 与触点2接触而电路尚未稳定 左边线圈电流反向且不断增大 由楞次定律可知感应电流方向仍由q到p 故选c 答案c 4 如图8所示 匀强磁场与圆形导体环所在平面垂直 导体ef与环接触良好 当ef向右匀速运动时 a 圆环中磁通量不变 环上无感应电流产生b 整个环中有顺时针方向的电流c 整个环中有逆时针方向的电流d 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解析由右手定则知ef上的电流由e f 故右侧的电流方向为逆时针 左侧的电流方向为顺时针 选d 答案d 图8 5 如图9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