高中物理 第2章 第2讲 习题课 楞次定律的应用课件 鲁科版选修32.ppt

高中物理 选修3 2 鲁科版 第二章楞次定律和自感现象 第二讲习题课楞次定律的应用 目标定位 楞次定律的应用 1 楞次定律 预习导学 阻碍变化 3 安培定则 右手螺旋定则 右手定则 左手定则 2 应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤 1 闭合电路原磁场 楞次定律的应用 2 磁通量 3 楞次定律 4 安培定则 1 安培 2 左手 3 右手 一 增反减同 法 感应电流的磁场 总是阻碍引起感应电流的磁通量 原磁场磁通量 的变化 课堂讲义 1 当原磁场磁通量增加时 感应电流的磁场与原磁场方向相反 2 当原磁场磁通量减少时 感应电流的磁场方向就与原磁场方向相同 楞次定律的应用 口诀记为 增反减同 例1 如图所示 一水平放置的矩形闭合线圈abcd在细长磁铁的n极附近竖直下落 保持bc边在纸外 ad边在纸内 由图中位置 经过位置 到位置 位置 和位置 都很接近位置 这个过程中线圈的感应电流 a 沿abcd流动b 沿dcba流动c 先沿abcd流动 后沿dcba流动d 先沿dcba流动 后沿abcd流动 课堂讲义 楞次定律的应用 位置 到位置 向上的磁通量减少 楞次定律 感应电流的磁场向上 安培定则 电流沿abcd流动 位置 到位置 向下的磁通量增加 楞次定律 感应电流的磁场向上 安培定则 电流沿abcd流动 二 来拒去留 法 由于磁场与导体的相对运动产生电磁感应现象时 产生的感应电流受到磁场的安培力 这种安培力会 阻碍 相对运动 课堂讲义 楞次定律的应用 口诀记为 来拒去留 例2 如图所示 当磁铁突然向铜环运动时 铜环的运动情况是 a 向右摆动b 向左摆动c 静止d 无法判定 课堂讲义 楞次定律的应用 磁通量增加 来拒去留 楞次定律 铜环向右摆动阻碍磁通量增加 借题发挥假如磁铁的极性不明确 当磁铁向左靠近铜环时 铜环也会向右摆动 三 增缩减扩 法 当闭合电路中有感应电流产生时 电路的各部分导线就会受到安培力作用 会使电路的面积有变化 或有变化趋势 课堂讲义 楞次定律的应用 1 若原磁通量增加 则通过减小有效面积起到阻碍的作用 2 若原磁通量减小 则通过增大有效面积起到阻碍的作用 温馨提示 本方法适用于磁感线单方向穿过闭合回路的情况 口诀记为 增缩减扩 例3 如图所示 在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨a b 导轨与直导线平行且在同一水平面内 在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd 当载流直导线中的电流逐渐增强时 导体ab和cd的运动情况是 a 一起向左运动b 一起向右运动c ab和cd相向运动 相互靠近d ab和cd相背运动 相互远离 课堂讲义 楞次定律的应用 磁通量增大 增缩减扩 楞次定律 面积缩小以阻碍磁通量增大 两导体靠近 借题发挥当磁场变化时 回路通过增大或者缩小面积 起到阻碍变化的作用 概括为 增缩减扩 四 增离减靠 法 发生电磁感应现象时 通过什么方式来 阻碍 原磁通量的变化要根据具体情况而定 可能是阻碍导体的相对运动 也可能是改变线圈的有效面积 还可能是通过远离或靠近变化的磁场源来阻碍原磁通量的变化 课堂讲义 楞次定律的应用 即 1 若原磁通量增加 则通过远离磁场源起到阻碍的作用 2 若原磁通量减小 则通过靠近磁场源起到阻碍的作用 口诀记为 增离减靠 例4 一长直铁芯上绕有一固定线圈m 铁芯右端与一木质圆柱密接 木质圆柱上套有一闭合金属环n n可在木质圆柱上无摩擦移动 m连接在如图所示的电路中 其中r为滑动变阻器 e1和e2为直流电源 s为单刀双掷开关 下列情况中 可观测到n向左运动的是 a 在s断开的情况下 s向a闭合的瞬间b 在s断开的情况下 s向b闭合的瞬间c 在s已向a闭合的情况下 将r的滑片向c端移动时d 在s已向a闭合的情况下 将r的滑片向d端移动时 课堂讲义 楞次定律的应用 增离减靠 楞次定律 穿过n的磁通量在减小 线圈m中电流在减小 只有c项电流是减小的 借题发挥当磁场变化时 导体环通过远离或靠近 起到阻碍变化的作用 概括为 增离减靠 五 安培定则 左手定则 右手定则 楞次定律的区别 1 右手定则是楞次定律的特殊情况 课堂讲义 楞次定律的应用 1 楞次定律的研究对象为整个闭合导体回路 适用于磁通量变化引起感应电流的各种情况 2 右手定则的研究对象为闭合导体回路的一部分 适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动 2 区别安培定则 左手定则 右手定则的关键是抓住因果关系 1 因电而生磁 i b 安培定则 判断电流周围磁感线的方向 2 因动而生电 v b i感 右手定则 导体切割磁感线产生感应电流 3 因电而受力 i b f安 左手定则 磁场对电流有作用力 例5 如图所示 导轨间的磁场方向垂直于纸面向里 当导线mn在导轨上向右加速滑动时 正对电磁铁a的圆形金属环b中 说明 导体棒切割磁感线速度越大 感应电流越大 a 有感应电流 且b被a吸引b 无感应电流c 可能有 也可能没有感应电流d 有感应电流 且b被a排斥 课堂讲义 楞次定律的应用 右手定则 电流方向从n m 且变大 a中磁场向左 且增强 安培定则 楞次定律 b中感应电流产生的磁场向右 b被a排斥 1 1931年 英国物理学家狄拉克从理论上预言 存在只有一个磁极的粒子 即 磁单极子 1982年 美国物理学家卡布莱拉设计了一个寻找磁单极子的实验 他设想 如果一个只有n极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈 那么 从上向下看 超导线圈将出现 a 先有逆时针方向的感应电流 然后有顺时针方向的感应电流b 先有顺时针方向的感应电流 然后有逆时针方向的感应电流c 始终有顺时针方向持续流动的感应电流d 始终有逆时针方向持续流动的感应电流 对点练习 楞次定律的应用 增反减同 法 靠近时 增反减同 b感向上 安培定则 俯视逆时针电流 远离时 增反减同 b感向上 安培定则 俯视逆时针电流 2 如图所示 螺线管cd的导线绕法不明 当磁铁ab插入螺线管时 闭合电路中有图示方向的感应电流产生 下列关于螺线管磁场极性的判断 正确的是 a c端一定是n极b d端一定是n极c c端的极性一定与磁场b端的极性相同d 因螺线管的绕法不明 故无法判断极性 对点练习 楞次定律的应用 来拒去留 法 插入时 来拒去留 楞次定律 c与b极性相反 但由于磁铁极性不明 所以c端极性不能确定 3 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 对点练习 楞次定律的应用 增缩减扩 法 楞次定律 阻碍磁通量的变大 磁通量增大 缩小面积 远离导线 4 如图所示是某电磁冲击钻的原理图 若突然发现钻头m向右运动 则可能是 a 开关s闭合瞬间b 开关s由闭合到断开的瞬间c 开关s已经是闭合的 滑动变阻器滑片p向左迅速滑动d 开关s已经是闭合的 滑动变阻器滑片p向右迅速滑动 对点练习 楞次定律的应用 增离减靠 法 增离减靠 右线圈磁通量变大 a 开关闭合 钻头m向右远离 阻碍磁通量变大 ac正确 c 开关闭合后滑片右移 b d操作与a c相反 错误 楞次定律 5 如图所示 水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒pq mn 当pq在外力的作用下运动时 mn在磁场力的作用下向