高二物理楞次定律

新课标人教版课件系列 高中物理 选修3 2 4 4 楞次定律 教学目标 一 知识与技能1 掌握楞次定律的内容 能运用楞次定律判断感应电流方向 2 培养观察实验的能力以及对实验现象分析 归纳 总结的能力 3 能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向4 掌握右手定则 并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式 二 过程与方法1 通过实践活动 观察得到的实验现象 再通过分析论证 归纳总结得出结论 2 通过应用楞次定律判断感应电流的方向 培养学生应用物理规律解决实际问题的能力 三 情感 态度与价值观在本节课的学习中 同学们直接参与物理规律的发现过程 体验了一次自然规律发现过程中的乐趣和美的享受 并在头脑中进一步强化 实践是检验真理的唯一标准 这一辩证唯物主义观点 教学重点1 楞次定律的获得及理解 2 应用楞次定律判断感应电流的方向 3 利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向 教学难点楞次定律的理解及实际应用 教学方法发现法 讲练结合法教学用具干电池 灵敏电流表 外标有明确绕向的大线圈 条形磁铁 导线 复习回顾 1 电流的磁效应和电磁感应现象 2 通电螺线管的磁感线方向怎样判断 3 产生感应电流的条件是什么 只要穿过闭合电路的磁通量变化 就有感应电流 产生感应电流的条件是 插入和拔出磁铁时 电流方向一样吗 猜想与假设 你认为感应电流的方向可能与哪些因素有关 1 感应电流的方向与原磁场的方向有什么关系 2 感应电流的方向与磁通量的变化有什么关系 器材 电路 实验方案 探究目标 实验器材 条形磁铁 螺线管 灵敏电路计 确定线圈导线的绕向 负进左偏正进右偏 确定电流方向和电流表指针偏转的关系 用试触法 由实验 你可以总结出感应电流的方向由什么因素决定吗 上面的实验用简单的图表示为 可以根据图示概括出感应电流的方向与磁通量变化的关系吗 分析实验现象 示意图 感应电流方向 俯视 线圈中磁通量的变化 线圈中磁场的方向 S极拔出 S极插入 N极拔出 N极插入 向下 减小 顺时针 向上 向上 减小 顺时针 逆时针 增加 向下 增加 逆时针 原磁场方向 原磁场磁通量的变化 很难 是否可以通过一个中介 感应电流的磁场来描述感应电流与磁通量变化的关系 磁铁磁场的变化在线圈中产生了感应电流 而感应电流本身也能产生磁场 感应电流的磁场方向既跟感应电流的方向有联系 又跟引起磁通量变化的磁场有关系 下面就来分析这三者之间的关系 示意图 感应电流的磁场方向 感应电流方向 俯视 线圈中磁通量的变化 线圈中磁场的方向 S极拔出 S极插入 N极拔出 N极插入 向下 减小 顺时针 向下 向上 向上 减小 顺时针 逆时针 向下 向上 增加 向下 增加 逆时针 向上 原磁场方向 原磁场磁通量的变化 B感 原 增 减 与B原 与B原 阻碍 变化 反 同 1 内容 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 一 楞次定律 楞次 增反减同 楞次 1804 1865 俄国物理学家和地球物理学家 16岁时以优异成绩从中学毕业后进入大学 26岁当选为俄国科学院候补院士 30岁时升为正式院士 并被其他院士推选为圣彼得堡大学第一任校长 学生中的 物理学家 楞次在中学时期就酷爱物理学 成绩突出 1820年他以优异成绩考入杰普特大学 学习自然科学 1823年他还在三年级读书 就因为物理成绩优秀被校方选中 以物理学家的身分参加了环球考察 1828年2月16日 楞次向彼得堡皇家科学院作了考察成果汇报 由于报告生动 出色 被接收为科学院研究生 楞次 2 理解 阻碍 谁起阻碍作用 阻碍什么 阻碍不是相反 阻碍不是阻止 如何阻碍 感应电流的磁场 引起感应电流的磁通量的变化 增反减同 使磁通量的变化变慢 结果如何 从相对运动看 3 拓展 感应电流的磁场总要阻碍相对运动 来拒去留 二 楞次定律的应用 思考题 通电直导线与矩形线圈在同一平面内 当线圈远离导线时 判断线圈中感应电流的方向 并总结判断感应电流方向的步骤 v I 分析 1 原磁场的方向 向里 2 原磁通量变化情况 减小 3 感应电流的磁场方向 向里 4 感应电流的方向 顺时针 明确研究对象 原磁通量变化 原磁场方向 楞次定律 感应电流磁场方向 感应电流方向 楞次定律的应用步骤 安培定则 法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示 软铁环上绕有A B两个线圈 当A线圈电路中的开关断开的瞬间 线圈B中的感应电流沿什么方向 例题1 B原 同向 I感 增反减同 如图所示 在长直载流导线附近有一个矩形线圈ABCD 线圈与导线始终在同一个平面内 线圈在导线的右侧平移时 其中产生了A B C D A方向的电流 请判断 线圈在向哪个方向移动 分析 研究对象 矩形线圈 由线圈中感应电流的方向 据右手螺旋定则可以判断感应电流磁场方向 楞次定律 原磁通量变化 线圈是向左移动的 例题2 原磁场的方向 向里 向外 增大 增反减同 例3 如图所示 光滑固定的金属导轨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将相互靠拢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 a b B 磁铁向下运动 练习3 解析 解法一 设磁铁下端为N极 如右图所示 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 PQ将互相靠拢 由于回路所受安培力的合力向下 由牛顿第三定律 磁铁将受到向上的反作用力 从而加速度小于g 当磁铁下端为S极时 根据类似的分析可得到相同的结果 解法二 根据楞次定律的另一表述 感应电流的效果 总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 答案 AD 来拒去留 练习1 增反减同 来拒去留 增缩减扩 这些现象的共同本质是什么 阻碍磁通量的变化 楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的反映 为什么会出现这种现象 这些现象的背后原因是什么 1 楞次定律的内容 从磁通量变化看 感应电流总要阻碍磁通量的变化 从相对运动看 感应电流总要阻碍相对运动 课堂小结 I感 B感 产生 阻碍 产生 3 楞次定律中 阻碍 的含意 不是相反 不是阻止 可理解为 增反减同 结果 反抗 原因 2 楞次定律中的因果关系 来拒去留 增缩减扩 如何判定I方向 楞次定律 相对运动 增反减同 来拒去留 磁通量变化 能量守恒 当闭合导体的一部分做切割磁感线的运动时 怎样判断感应电流的方向 假定导体棒AB向右运动 1 我们研究的是哪个闭合电路 2 穿过这个闭合电路的磁通量是增大还是减小 3 感应电流的磁场应该是沿哪个方向 4 导体棒AB中的感应电流沿哪个方向 ABEF 增大 垂直纸面向外 向上 三 右手定则 2 适用范围 闭合电路一部分导体切割磁感线产生感应电流 1 右手定则 伸开右手 使拇指与其余四指垂直 并且都与手掌在同一平面内 让磁感线从掌心进入 拇指指向导体运动的方向 四指所指的方向就是感应电流的方向 三 右手定则 例与练1 3 在图中CDEF是金属框 当导体AB向右移动时 请用楞次定律判断ABCD和ABFE两个电路中感应电流的方向 我们能不能用这两个电路中的任一个来判定导体AB中感应电流的方向 ABCD中感应电流方向 A B C D A ABFE中感应电流方向 A B F E A AB中感应电流方向 A B 1 楞次定律适用于由磁通量变化引起感应电流的一切情况 右手定则只适用于导体切割磁感线 右手定则 是 楞次定律 的特例 2 在判断导体切割磁感线产生的感应电流时右手定则与楞次定律是等效的 右手定则比楞次定律方便 右手定则 与 楞次定律 判断 力 用 左手 判断 电 用 右手 左手定则 与 右手定则 四指 和 手掌 的放法和意义是相同的 唯一不同的是拇指的意义 2 如图 导线AB和CD互相平行 在闭合开关S时导线CD中感应电流的方向如何 I 增反减同 例与练2 4 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 由图示位置 经过位置 到位置 位置 和位置 都很靠近位置 在这个过程中 线圈中感应电流 A 沿abcd流动B 沿dcba流动C 从 到 是沿abcd流动 从 到 是沿dcba流动D 从 到 是沿dcba流动 从 到 是沿