高中物理 1.3 感应电流的方向课件 粤教版选修32.ppt

目标导航 预习导引 目标导航 预习导引 一 二 一 楞次定律1 楞次定律 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 2 楞次定律的适用范围 所有判断感应电流方向的情况 电磁感应中 若电路不闭合 穿过回路的磁通量变化时 是否还会产生 阻碍 作用 为什么 答案 不会 若电路不闭合 无感应电流 即无感应电流产生的磁场 所以不会产生阻碍原磁场变化的作用 目标导航 预习导引 一 二 二 右手定则1 右手定则 伸开右手 让拇指跟其余四个手指垂直 并且都跟手掌在同一个平面内 让磁感线垂直从手心进入 拇指指向导体运动的方向 其余四指所指的方向就是感应电流的方向 2 右手定则的适用范围 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动 3 右手定则可以看做楞次定律的特殊情况 目标导航 预习导引 一 二 如图所示 水平放置的平行金属导轨的两端接有电阻r 导线ab能在框架上无摩擦地滑动 匀强磁场垂直穿过框架平面 当ab匀速向右移动时 试判断流过r的电流方向 答案 由右手定则可判断流过导线ab的电流方向为b a 所以流过r的电流方向为d r c 知识精要 思考探究 典题例解 一 二 迁移应用 一 楞次定律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引起感应电流的磁通量的变化 1 定律中的因果关系 闭合电路中磁通量的变化是产生感应电流的原因 而结果是出现了感应电流的磁场 2 楞次定律中两磁场间的关系 闭合电路中有两个磁场 一是引起感应电流的磁场 即原磁场 二是感应电流的磁场 当引起感应电流的磁通量 原磁通量 要增加时 感应电流的磁场要阻碍它的增加 两个磁场方向相反 原磁通量要减少时 感应电流的磁场阻碍它的减少 两个磁场方向相同 知识精要 思考探究 典题例解 一 二 迁移应用 3 正确理解 阻碍 的含义 感应电流的磁场阻碍的是引起感应电流的原因 原磁场磁通量的变化 而不是阻碍原磁场 也不是阻碍原磁场的磁通量 阻碍 的具体表现是 当原磁通量增加时 感应电流的磁场与原磁场方向相反 当原磁通量减少时 两磁场方向相同 阻碍不等于阻止 其作用是使磁通量增加或减少变慢 但磁通量仍会增加或减少 知识精要 思考探究 典题例解 一 二 迁移应用 2 楞次定律的应用 1 一般步骤 明确闭合回路 确定原磁场方向 判断闭合回路内原磁场的变化情况 由楞次定律判断感应电流的磁场方向 由安培定则 根据磁场方向判断感应电流方向 2 楞次定律的推广 若由于相对运动导致电磁感应现象 则感应电流的效果阻碍该相对运动 简称口诀 来拒去留 若电磁感应致使回路的面积有收缩或扩张的趋势 则收缩或扩张是为了阻碍回路磁通量的变化 即磁通量增加时 面积有收缩趋势 磁通量减少时 面积有增大趋势 简称口诀 增缩减扩 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 楞次定律中的 阻碍 与能量守恒定律统一吗 答案 统一 感应电流的磁场 阻碍 原磁通量的变化正是能量守恒的必然要求 如果变为 推动 磁通量变化 则会出现能量越来越大的结果 违背能量的转化和守恒定律 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 例1 如图所示 一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管 则电路中 导学号51130003 a 始终有感应电流自a向b流过电流表gb 始终有感应电流自b向a流过电流表gc 先有a g b方向的感应电流 后有b g a方向的感应电流d 将不会产生感应电流 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 点拨 分析条形磁铁自左向右穿过螺线管时螺线管内磁通量的变化 磁铁进入螺线管过程 磁通量增大 磁铁从螺线管中穿出的过程 磁通量减少 用楞次定律判断感应电流方向 解析 条形磁铁从左边进入螺线管的过程中 在螺线管内产生的磁场方向向右 穿过螺线管的磁通量不断增加 根据楞次定律 感应电流的方向是a g b 条形磁铁从螺线管中向右穿出的过程中 在螺线管中产生的磁场方向向右 穿过螺线管的磁通量不断减小 根据楞次定律 感应电流的方向是b g a 故选项c正确 答案 c 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 如图所示 电路efgh与闭合导体框abcd处于同一平面内 且彼此靠近 试判断当开关s闭合和断开瞬间 导体框abcd中感应电流的方向 答案 闭合瞬间电流方向是a d c b a断开瞬间电流方向是a b c d a 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 解析 s闭合瞬间 1 穿过回路abcd的磁场是电流i产生的磁场 方向由安培定则判知垂直纸面向外 如图所示 2 闭合s瞬间 穿过回路abcd的原磁场从无到有 故磁通量增大 3 由楞次定律可知感应电流的磁场方向应和b原相反 即垂直纸面向内 4 由安培定则判知导体框abcd中感应电流的方向是a d c b a 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 s断开瞬间 1 穿过回路abcd的原磁场仍是电流i产生的磁场 方向由安培定则判知垂直纸面向外 2 断开s瞬间 穿过回路abcd的原磁场从有到无 故磁通量减小 3 由楞次定律可知感应电流的磁场方向应和b原相同 即垂直纸面向外 4 由安培定则判知导体框abcd中感应电流的方向是a b c d a 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 二 右手定则的理解和应用1 对导体运动方向的理解右手定则中所描述的导体的运动方向 应为导体相对于磁场的运动方向 例如 当闭合电路不动 磁场相对于闭合电路的一部分导体运动时 也可以产生感应电流 一 二 知识精要 2 楞次定律与右手定则的区别与联系 典题例解 迁移应用 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 例2 北半球地磁场的竖直分量向下 如右图所示 在北京某中学实验室的水平桌面上 放置边长为l的正方形闭合导体线圈abcd 线圈的ab边沿南北方向 ad边沿东西方向 下列说法中正确的是 导学号51130004 a 若使线圈向东平动 则b点的电势比a点的电势低b 若使线圈向北平动 则a点的电势比b点的电势低c 若以ab为轴将线圈向上翻转 则线圈中感应电流方向为a b c d ad 若以ab为轴将线圈向上翻转 则线圈中感应电流方向为a d c b a 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 解析 由右手定则知 若使线圈向东平动 线圈的ab边和cd边切割磁感线 c b 点电势高于d a 点电势 故选项a错 同理知选项b错 若以ab为轴将线圈向上翻转 穿过线圈平面的磁通量将变小 由楞次定律可判断线圈中感应电流方向为a b c d a 选项c对 选项d错 答案 c 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 多选 如图所示 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及m n点电势高低的说法正确的是 导学号51130005 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 m端电势高于n端的电势 一 二 知识精要 典题例解 迁移应用 答案 acd解析 磁场方向向下 棒向右运动 由右手定则知棒中感应电流方向是n m 选项a正确 选项b错误 由左手定则知棒受安培力方向向左 选项c正确 因切割磁感线的导体棒mn为电源 电源内部电流方向为电势升高方向 则m端电势高于n端电势 选项d正确 知识链接 案例探究 知识链接 案例探究 规律方法 用楞次定律的推广含义解决感应电流的磁场问题1 通过阻碍相对运动来阻碍磁通量变化当磁体靠近或远离某闭合导体回路时 回路通过与磁体同向的运动来阻碍磁通量变化 当闭合回路的部分导体运动引起磁通量变化时 则另一部分导体与产生感应电流的导体同向运动或有同向运动趋势 此处的同向 指的是方向相同或大致相同 具体方向需根据受力判断 知识链接 案例探究 知识链接 案例探究 如图所示 光滑导轨l1 l2水平地固定在竖直向上的匀强磁场中 a b两导体棒放置在导轨上 并与l1 l2接触良好 现对导体棒b进行如下一些操作 则下列对应导体棒a的运动情况中错误的是 a 导体棒b向右运动时 导体棒a受到向右的力而向右运动b 导体棒b向左运动时 导体棒a受到向左的力而向左运动c 导体棒b运动得越快 导体棒a的加速度越大d 导体棒b 设导体棒b足够长 顺时针方向转动时 导体棒a也顺时针方向转动 知识链接 案例探究 知识链接 案例探究 点拨 解析 当导体棒b向右运动时 由右手定则可以判断导体棒b中感应电流的方向为由l1指向l2 导体棒a中的感应电流方向为由l2指向l1 如图所示 由左手定则知 导体棒a受到向右的安培力而使其向右做加速直线运动 导体棒b受到向左的安培力而阻碍导体棒b向右运动 故选项a正确 同理可知 选项b c正确 当导体棒b顺时针方向转动时 a b两导体棒中感应电流的方向与上图相同 导体棒a仍受到向右的安培力 导体棒a向右做加速直线运动 而不是转动 故选项d不正确 答案 d 知识链接 案例探究 知识链接 案例探究 2 通过改变线圈面积来 反抗 磁通量变化电磁感应致使回路面积有变化趋势时 则收缩或扩张是为了阻碍回路原磁通量的变化 即磁通量增大时 面积有收缩趋势 磁通量减少时 面积有增大趋势 知识链接 案例探究 知识链接 案例探究 如图所示 三个金属环用细线悬挂 与螺线管都垂直且c在螺线管上方正中位置 当滑片p向左滑时 分析a b c环的运动情况