高中物理第四章电磁感应第3讲楞次定律课件新人教版选修3_2

第四章电磁感应 第3讲楞次定律 内容索引 知识探究 题型探究 达标检测 知识探究 1 一 楞次定律 根据如图1甲 乙 丙 丁所示进行电路图连接与实验操作 并填好实验现象 图1 向下 向上 向下 向上 增加 减少 减少 向上 向上 向下 向下 相反 相反 相同 相同 1 楞次定律的内容 感应电流具有这样的方向 即感应电流的磁场总要阻碍 2 楞次定律的理解 当磁通量增加时 感应电流的磁场与原磁场方向 当磁通量减少时 感应电流的磁场与原磁场方向 即增减 引起感应电流的磁通量的变化 相反 相同 反 同 判断下列说法的正误 1 感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反 2 感应电流的磁场可能与引起感应电流的磁场方向相同 3 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化 4 所有的电磁感应现象都可以用楞次定律判断感应电流方向 2 感应电流I的方向 原磁场B的方向 导体棒运动的速度v的方向三者之间满足什么关系 根据课本右手定则 自己试着做一做 1 请用楞次定律判断感应电流的方向 二 右手定则 如图2所示 导体棒ab向右做切割磁感线运动 图2 感应电流的方向a d c b a 答案 满足右手定则 答案 右手定则 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 让磁感线从掌心进入 并使指向导线运动的方向 这时所指的方向就是感应电流的方向 垂直 四指 拇指 判断下列说法的正误 1 右手定则只能用来判断导体垂直切割磁感线时的感应电流方向 2 所有的电磁感应现象 都可以用右手定则判断感应电流方向 3 当导体不动 而磁场运动时 不能用右手定则判断感应电流方向 2 题型探究 一 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 2 阻碍 的含义 1 谁阻碍 感应电流产生的磁场 2 阻碍谁 阻碍引起感应电流的磁通量的变化 3 如何阻碍 当原磁通量增加时 感应电流的磁场方向与原磁场方向相反 当原磁通量减少时 感应电流的磁场方向与原磁场方向相同 4 阻碍效果 阻碍并不是阻止 结果增加的还是增加 减少的还是减少 注 从相对运动的角度看 感应电流的效果是阻碍相对运动 例1 多选 关于楞次定律 下列说法正确的是A 感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化B 闭合电路的一部分导体在磁场中运动时 必受磁场阻碍作用C 原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时 感应电流的磁场与原磁场反向D 感应电流的磁场总是跟原磁场反向 阻碍原磁场的变化 答案 解析 感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 选项A正确 闭合电路的一部分导体在磁场中平行磁感线运动时 不受磁场阻碍作用 选项B错误 原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时 感应电流的磁场与原磁场反向 选项C正确 当原磁场增强时感应电流的磁场跟原磁场反向 当原磁场减弱时感应电流的磁场跟原磁场同向 选项D错误 二 楞次定律的应用 例2 多选 如图3所示 闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在有界匀强磁场中 将它从匀强磁场中匀速拉出 以下各种说法中正确的是 图3 A 向左拉出和向右拉出时 环中的感应电流方向相反B 向左或向右拉出时 环中感应电流方向都是沿顺时针方向的C 向左或向右拉出时 环中感应电流方向都是沿逆时针方向的D 将圆环左右拉动 当环全部处在磁场中运动时 圆环中无感应电流 答案 解析 将金属圆环不管从哪边拉出磁场 穿过闭合圆环的磁通量都要减少 根据楞次定律可知 感应电流的磁场要阻碍原磁通量的减少 感应电流的磁场方向与原磁场方向相同 应用安培定则可以判断出感应电流的方向是顺时针方向的 选项B正确 A C错误 另外在圆环离开磁场前 穿过圆环的磁通量没有改变 该种情况无感应电流 D正确 楞次定律应用四步曲 1 确定原磁场方向 2 判定产生感应电流的磁通量如何变化 增大还是减小 3 根据楞次定律确定感应电流的磁场方向 增反减同 4 判定感应电流的方向 该步骤也可以简单地描述为 一原二变三感四螺旋 一原 确定原磁场的方向 二变 确定磁通量是增加还是减少 三感 判断感应电流的磁场方向 四螺旋 用右手螺旋定则判断感应电流的方向 针对训练 2015 宁波高二月考 如图4所示 金属环所在区域存在着匀强磁场 磁场方向垂直纸面向里 当磁感应强度逐渐增大时 内 外金属环中感应电流的方向为 图4 A 外环顺时针 内环逆时针B 外环逆时针 内环顺时针C 内 外环均为逆时针D 内 外环均为顺时针 答案 解析 首先明确研究的回路由外环和内环共同组成 回路中包围的磁场方向垂直纸面向里且内 外环之间的磁通量增加 由楞次定律可知两环之间的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反 垂直于纸面向外 再由安培定则判断出感应电流的方向是 在外环沿逆时针方向 在内环沿顺时针方向 故选项B正确 三 右手定则的应用1 右手定则和楞次定律实质是等效的 但在判断闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流方向时较为方便 2 右手定则反映了磁场方向 导体运动方向和电流方向三者之间的相互垂直关系 1 大拇指的方向是导体相对磁场切割磁感线的运动方向 既可以是导体运动而磁场未动 也可以是导体未动而磁场运动 还可以是两者以不同速度同时运动 2 四指指向电流方向 切割磁感线的导体相当于电源 例3 多选 下列图中表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景 导体ab上的感应电流方向为b a的是 答案 解析 题中四图都属于闭合电路的一部分导体切割磁感线 应用右手定则判断可得 A中电流方向为a b B中电流方向为b a C中电流方向沿a d c b a D中电流方向为b a 故选B C D 达标检测 3 A 若磁场方向垂直线圈向里 则此磁场的磁感应强度是在增强B 若磁场方向垂直线圈向里 则此磁场的磁感应强度是在减弱C 若磁场方向垂直线圈向外 则此磁场的磁感应强度是在增强D 若磁场方向垂直线圈向外 则此磁场的磁感应强度是在减弱 1 多选 磁场垂直穿过一个圆形线圈 由于磁场的变化 在线圈中产生顺时针方向的感应电流 如图5所示 则以下说法正确的是 答案 解析 1 2 3 4 图5 1 2 3 4 线圈所产生的感应电流方向为顺时针方向 由安培定则知感应电流的磁场方向垂直纸面向里 由楞次定律中 增反减同 可知 原因可能是方向垂直纸面向里的磁场正在减弱或是方向垂直纸面向外的磁场正在增强 故选B C A 穿过线圈的磁通量变大B 穿过线圈的磁通量变小C 从上向下看 线圈感应电流方向为顺时针D 从上向下看 线圈感应电流方向为逆时针 2 2016 诸暨市期末 多选 如图6所示 线圈放置在水平桌面上 S极向下的条形磁铁沿线圈轴线向桌面运动 此过程中 以下判断正确的是 1 2 3 4 图6 答案 A 感应电流方向是N MB 感应电流方向是M NC 安培力水平向左D 安培力水平向右 3 多选 如图7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 答案 解析 1 2 3 4 图7 1 2 3 4 由右手定则知 MN中感应电流方向是N M A正确 再由左手定则可知 MN所受安培力方向垂直导体棒水平向左 C正确 故选A C A 圆环中磁通量不变 环上无感应电流产生B 整个环