高中物理电磁感应第4章.第3节楞次定律

1、首 页上一页 下一页末 页 同步导同步导 学方案学方案 课后强课后强 化演练化演练 首 页上一页 下一页末 页 第第3 3节楞次定律节楞次定律 首 页上一页 下一页末 页 首 页上一页 下一页末 页 11实验探究实验探究 将螺线管与电流计组成闭合回路，分别将将螺线管与电流计组成闭合回路，分别将n n极、极、s s极极 插入、抽出线圈，如图所示，记录感应电流方向如下：插入、抽出线圈，如图所示，记录感应电流方向如下： 教 材 要 点 解 读 对应学生用书对应学生用书p6 首 页上一页 下一页末 页 首 页上一页 下一页末 页 2 2分析分析 (1)(1)线圈内磁通量增加时的情况线圈内磁通量增加时的

2、情况 图号图号磁场方向磁场方向感应电流的方向感应电流的方向 感应电流的磁感应电流的磁 场方向场方向 甲甲向下向下逆时针逆时针(俯视俯视)向上向上 乙乙向上向上顺时针顺时针(俯视俯视)向下向下 首 页上一页 下一页末 页 (2)(2)线圈内磁通量减少时的情况线圈内磁通量减少时的情况 图号图号磁场方向磁场方向感应电流的方向感应电流的方向 感应电流的感应电流的 磁场方向磁场方向 丙丙向下向下顺时针顺时针(俯视俯视)向下向下 丁丁向上向上逆时针逆时针(俯视俯视)向上向上 首 页上一页 下一页末 页 3.3.归纳结论归纳结论 当线圈内磁通量增加时，感应电流的磁场阻碍磁通量当线圈内磁通量增加时，感应电流的

3、磁场阻碍磁通量 的增加；当线圈内磁通量减少时，感应电流的磁场阻碍磁的增加；当线圈内磁通量减少时，感应电流的磁场阻碍磁 通量的减少通量的减少 首 页上一页 下一页末 页 11楞次定律的内容楞次定律的内容 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碍引起感应电流的磁通量的变化 2 2对楞次定律的理解对楞次定律的理解 (1)(1)因果关系：楞次定律反映了电磁感应现象中因果关系：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

4、果，结果反过来影响原因果，原因产生结果，结果反过来影响原因 首 页上一页 下一页末 页 (2)(2)对对“阻碍阻碍”的理解的理解 首 页上一页 下一页末 页 3 3楞次定律中的楞次定律中的“阻碍阻碍”作用，正是能的转化和守恒作用，正是能的转化和守恒 定律的反映，在克服这种阻碍的过程中，其他形式的能转定律的反映，在克服这种阻碍的过程中，其他形式的能转 化为电能化为电能 首 页上一页 下一页末 页 阻碍不是阻碍不是“阻止阻止”，阻碍也不是，阻碍也不是“相反相反”，就磁通量而，就磁通量而 言，感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化言，感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化(增增 反减同反减同)

5、首 页上一页 下一页末 页 11内容内容 伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手 掌在同一个平面内让磁感线从掌心进入，并使拇指指向掌在同一个平面内让磁感线从掌心进入，并使拇指指向 导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方 向，如图所示向，如图所示 首 页上一页 下一页末 页 2 2适用情况适用情况 适用于闭合电路中部分导体切割磁感线产生感应电流适用于闭合电路中部分导体切割磁感线产生感应电流 的情况的情况 首 页上一页 下一页末 页 右手定则与楞次定律的结果一致，在导体切割磁感右手定

6、则与楞次定律的结果一致，在导体切割磁感 线时，用右手定则判断感应电流方向更简便线时，用右手定则判断感应电流方向更简便 首 页上一页 下一页末 页 3 3楞次定律与三个定则的比较楞次定律与三个定则的比较 在研究电磁感应现象时，经常用到右手螺旋定则、左在研究电磁感应现象时，经常用到右手螺旋定则、左 手定则，右手定则及楞次定律等规律要想灵活运用手定则，右手定则及楞次定律等规律要想灵活运用“三三 定则一规律定则一规律”，就必须明确这些规律的区别与联系，就必须明确这些规律的区别与联系 (1)(1)“三定则一规律三定则一规律”应用于不同的现象应用于不同的现象 基本现象基本现象应用的定则或规律应用的定则或规

7、律 运动电荷、电流产生的磁场运动电荷、电流产生的磁场右手螺旋定则右手螺旋定则 磁场对运动电荷、电流的作磁场对运动电荷、电流的作 用力用力 左手定则左手定则 电磁电磁 感应感应 导线切割磁感线导线切割磁感线右手定则右手定则 闭合回路磁通量变化闭合回路磁通量变化楞次定律楞次定律 首 页上一页 下一页末 页 (2)(2)左手定则与右手定则的区别左手定则与右手定则的区别 比较项目比较项目右手定则右手定则左手定则左手定则 作用作用 判断磁场判断磁场b、速度、速度v、 感应电流感应电流i方向关系方向关系 判断磁场判断磁场b、电流、电流i、 磁场力磁场力f方向方向 已知条件已知条件 运动方向、磁场方运动方向

8、、磁场方 向、感应电流方向任向、感应电流方向任 知其中二个知其中二个 电流方向、磁场方电流方向、磁场方 向、磁场力方向任知向、磁场力方向任知 二个二个 图例图例 因果关系因果关系因动而电因动而电因电而动因电而动 应用实例应用实例发电机发电机电动机电动机 首 页上一页 下一页末 页 使用时左手定则和右手定则很容易混淆，为了便于使用时左手定则和右手定则很容易混淆，为了便于 区分，可把两个定则简单地总结为区分，可把两个定则简单地总结为“通电受力用左手，运通电受力用左手，运 动生电用右手动生电用右手”简称为简称为“通电左，生电右通电左，生电右” 首 页上一页 下一页末 页 (3)(3)楞次定律与右手定

9、则的比较楞次定律与右手定则的比较 楞次定律楞次定律右手定则右手定则 区区 别别 研究研究 对象对象 整个闭合回路整个闭合回路 闭合回路的一部闭合回路的一部 分，即做切割磁分，即做切割磁 感线运动的导体感线运动的导体 适用适用 范围范围 各种电磁感应现象各种电磁感应现象 只适用于导体在只适用于导体在 磁场中做切割磁磁场中做切割磁 感线运动的情况感线运动的情况 应用应用 用于磁感应强度用于磁感应强度b随时随时 间变化而产生的电磁间变化而产生的电磁 感应现象较方便感应现象较方便 用于导体切割磁用于导体切割磁 感线产生的电磁感线产生的电磁 感应现象较方便感应现象较方便 联系联系右手定则是楞次定律的特例

10、右手定则是楞次定律的特例 首 页上一页 下一页末 页 解 题 方 法 指 导 对应学生用书对应学生用书p7 如图所示，磁如图所示，磁 场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向 均匀分布，水平方向非均匀分布一铜均匀分布，水平方向非均匀分布一铜 制圆环用丝线悬挂于制圆环用丝线悬挂于oo点，将圆环拉至点，将圆环拉至 位置位置aa后无初速度释放，在圆环从后无初速度释放，在圆环从aa摆摆 向向bb的过程中的过程中() 首 页上一页 下一页末 页 a a感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针 b b感应电流方向一直是逆时针感应电流方向一直是逆时

11、针 c c感应电流方向先顺时针后逆时针再顺时针感应电流方向先顺时针后逆时针再顺时针 d d感应电流方向一直是顺时针感应电流方向一直是顺时针 【分析分析】解答本题时应注意以下几点：解答本题时应注意以下几点： (1)(1)在虚线两侧磁场方向不同，且沿水平方向非在虚线两侧磁场方向不同，且沿水平方向非 均匀分布；均匀分布； (2)(2)圆环摆动过程中要注意磁通量的变化特点圆环摆动过程中要注意磁通量的变化特点 首 页上一页 下一页末 页 【解析解析】在竖直虚线左侧，圆环向右摆时磁通量增在竖直虚线左侧，圆环向右摆时磁通量增 加，由楞次定律可判断，感应电流产生的磁场方向与原磁加，由楞次定律可判断，感应电流产

12、生的磁场方向与原磁 场方向相反，由安培定则可知感应电流方向为逆时针方场方向相反，由安培定则可知感应电流方向为逆时针方 向；摆过竖直虚线时，环中磁通量左减右增相当于方向向向；摆过竖直虚线时，环中磁通量左减右增相当于方向向 外的增大，因此感应电流方向为顺时针方向；在竖直虚线外的增大，因此感应电流方向为顺时针方向；在竖直虚线 右侧向右摆动时，环中磁通量减小，感应电流的磁场与原右侧向右摆动时，环中磁通量减小，感应电流的磁场与原 磁场同向，可知感应电流为逆时针方向，因此只有磁场同向，可知感应电流为逆时针方向，因此只有a a项正项正 确确 【答案答案】a a 首 页上一页 下一页末 页 【方法总结方法总结

13、】 运用楞次定律判定感应电流方向的步骤运用楞次定律判定感应电流方向的步骤 (1)(1)首先弄清原磁场的方向及闭合电路中磁通量首先弄清原磁场的方向及闭合电路中磁通量 的变化情况的变化情况 (2)(2)根据根据“阻碍阻碍”原则，判断出感应磁场的方向原则，判断出感应磁场的方向 (3)(3)由感应磁场的方向，利用安培定则判断出感应由感应磁场的方向，利用安培定则判断出感应 电流的方向电流的方向 首 页上一页 下一页末 页 如图所示，两个大小不同的绝缘金属圆环叠放在一如图所示，两个大小不同的绝缘金属圆环叠放在一 起，小圆环有一半面积在大圆环内，当大圆环通上顺时针起，小圆环有一半面积在大圆环内，当大圆环通上

14、顺时针 方向电流的瞬间，小圆环中感应电流的方向是方向电流的瞬间，小圆环中感应电流的方向是() a a顺时针方向顺时针方向 b b逆时针方向逆时针方向 c c左半圆顺时针，右半圆逆时针左半圆顺时针，右半圆逆时针 d d无感应电流无感应电流 首 页上一页 下一页末 页 解析：解析：根据安培定则得，当大圆环中电流为顺时针方根据安培定则得，当大圆环中电流为顺时针方 向时，圆环所在平面内的磁场是垂直于纸面向里的，而环向时，圆环所在平面内的磁场是垂直于纸面向里的，而环 外的磁场方向垂直于纸面向外，虽然小圆环在大圆环里外外的磁场方向垂直于纸面向外，虽然小圆环在大圆环里外 的面积一样，但环里磁场比环外磁场要强

15、，所以净磁通量的面积一样，但环里磁场比环外磁场要强，所以净磁通量 还是垂直于纸面向里的由楞次定律知，感应电流的磁场还是垂直于纸面向里的由楞次定律知，感应电流的磁场 阻碍垂直纸面向里方向的磁通量的增加，应垂直于纸面向阻碍垂直纸面向里方向的磁通量的增加，应垂直于纸面向 外，再由安培定则得出小圆环中感应电流的方向为逆时针外，再由安培定则得出小圆环中感应电流的方向为逆时针 方向，方向，b b选项正确选项正确 答案：答案：b b 首 页上一页 下一页末 页 如图所示，导体如图所示，导体abab、cdcd可在可在 水平轨道上自由滑动，且两水平轨道在中央交叉处互不相水平轨道上自由滑动，且两水平轨道在中央交叉

16、处互不相 通，当导体棒通，当导体棒abab向左移动时向左移动时() a aabab中感应电流的方向为中感应电流的方向为a a到到b b b babab中感应电流的方向为中感应电流的方向为b b到到a a c ccdcd向左移动向左移动 d dcdcd向右移动向右移动 首 页上一页 下一页末 页 【解析解析】由右手定则可判断由右手定则可判断abab中感应电流中感应电流a ab b， cdcd中电流中电流c cd d，由左手定则可判定，由左手定则可判定cdcd受到向右的安培力受到向右的安培力 作用而向右运动作用而向右运动 【答案答案】adad 首 页上一页 下一页末 页 【方法总结方法总结】 对于

17、导体切割磁感线产生电磁感应的现象，应用右手对于导体切割磁感线产生电磁感应的现象，应用右手 定则判断比较方便；对于磁感应强度定则判断比较方便；对于磁感应强度b b随时间变化所产生随时间变化所产生 的电磁感应现象，应用楞次定律判断比较方便的电磁感应现象，应用楞次定律判断比较方便 首 页上一页 下一页末 页 如图所示，导线如图所示，导线 框框abcdabcd和通电直导线在同一平面内，直和通电直导线在同一平面内，直 导线通有恒定电流并通过导线通有恒定电流并通过adad和和bcbc的中的中 点，当线框向右运动的瞬间，则点，当线框向右运动的瞬间，则() a a线框中有感应电流，且按顺时针方向线框中有感应电

18、流，且按顺时针方向 b b线框中有感应电流，且按逆时针方线框中有感应电流，且按逆时针方 向向 c c线框中有感应电流，但方向难以判断线框中有感应电流，但方向难以判断 d d由于穿过线框的磁通量为零，所以线由于穿过线框的磁通量为零，所以线 框中没有感应电流框中没有感应电流 首 页上一页 下一页末 页 解析：解析：此题可用两种方法求解，借此感此题可用两种方法求解，借此感 受右手定则和楞次定律分别在哪种情况下更受右手定则和楞次定律分别在哪种情况下更 便捷便捷 解法一：首先由安培定则判断通电直导解法一：首先由安培定则判断通电直导 线周围的磁场方向线周围的磁场方向(如图所示如图所示)，因，因abab导导

19、 线向右做切割磁感线运动，由右手定则判断线向右做切割磁感线运动，由右手定则判断 感应电流由感应电流由aabb，同理可判断，同理可判断cdcd导线中的导线中的 感应电流方向由感应电流方向由ccdd，adad、bcbc两边不做两边不做 切割磁感线运动，所以整个线框中的感应电切割磁感线运动，所以整个线框中的感应电 流是逆时针方向的流是逆时针方向的 首 页上一页 下一页末 页 解法二：同样由安培定则判断通电直导线周围的磁场解法二：同样由安培定则判断通电直导线周围的磁场 方向，由对称性可知合磁通量方向，由对称性可知合磁通量00；当导线框向右运动；当导线框向右运动 时，穿过线框的磁通量增大时，穿过线框的磁

20、通量增大(方向垂直向里方向垂直向里)，由楞次定，由楞次定 律可知感应电流的磁场方向垂直纸面向外，再由安培定则律可知感应电流的磁场方向垂直纸面向外，再由安培定则 判断出感应电流按逆时针方向故判断出感应电流按逆时针方向故b b选项正确选项正确 答案：答案：b b 首 页上一页 下一页末 页 默 读 联 想 记 忆 对应学生用书对应学生用书p8 磁通量磁通量 磁场磁场 安培安培 首 页上一页 下一页末 页 切割切割 动动 右手右手 首 页上一页 下一页末 页 课 堂 巩 固 训 练 对应学生用书对应学生用书p8 1.1.根据楞次定律知感应电流的磁场一定是根据楞次定律知感应电流的磁场一定是( ) a

21、a阻碍引起感应电流的磁通量阻碍引起感应电流的磁通量 b b与引起感应电流的磁场反向与引起感应电流的磁场反向 c c阻碍引起感应电流的磁通量的变化阻碍引起感应电流的磁通量的变化 d d与引起感应电流的磁场方向相同与引起感应电流的磁场方向相同 首 页上一页 下一页末 页 解析：解析：根据楞次定律的表述可知，感应电流的磁场总根据楞次定律的表述可知，感应电流的磁场总 是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，若原磁通量增加，是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，若原磁通量增加， 则感应电流的磁场方向与其相反，阻碍其增加，反之，感则感应电流的磁场方向与其相反，阻碍其增加，反之，感 应电流的磁场方向与原磁场方向相同，

22、阻碍其减小应电流的磁场方向与原磁场方向相同，阻碍其减小 答案：答案：c c 首 页上一页 下一页末 页 2.2.某磁场的磁感线如图所示，一铜线圈自图示某磁场的磁感线如图所示，一铜线圈自图示a a位位 置到置到b b位置，在下落过程中，自上向下看，线圈中感应电位置，在下落过程中，自上向下看，线圈中感应电 流的方向是流的方向是() a a始终顺时针始终顺时针 b b始终逆时针始终逆时针 c c先顺时针后逆时针先顺时针后逆时针 d d先逆时针后顺时针先逆时针后顺时针 首 页上一页 下一页末 页 解析：解析：分两过程，第一过程：由分两过程，第一过程：由a a下落到磁通量最大下落到磁通量最大 的位置，的

23、位置，增大增大顺时针；第二过程：由磁通量最大的位顺时针；第二过程：由磁通量最大的位 置下落到置下落到b b，减小减小逆时针逆时针 答案：答案：c c 首 页上一页 下一页末 页 3 3(2013(2013延安高二检测延安高二检测)如图如图 所示，光滑平行金属导轨所示，光滑平行金属导轨pqpq和和mnmn，都处，都处 于同一水平面内，于同一水平面内，pp和和mm之间连接一电阻之间连接一电阻 rr，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，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现在垂直于导轨放置一根导体棒abab，用，用 一水平向右的力一水平向右的力ff拉动导体棒，以下关于导拉动导体棒，以下关于导 体棒中感应电流的方向和它所受安培力的方体棒中感应电流的方向和它所受安培力的方 向的说法正确的是向的说法正确的是() a a感应电流方向感应电流方向bbaa b b感应电流方向感应电流方向aabb c c安培力水平向左安培力水平向左 d d安培力水平向右安培力水平向右 首 页上一页 下一页末 页 解析：解析：磁场方