高中物理人教版第四章第3节楞次定律课件

1、第3节第四章理解教材新知把握热点考向应用创新演练知识点一知识点二考向一考向二随堂基础巩固课时跟踪训练考向三返回返回返回返回返回返回 1. 1.楞次定律的内容是：楞次定律的内容是：感应电流具有这样感应电流具有这样 的方向，即感应电流的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引的磁场总要阻碍引 起感应电流的磁通量起感应电流的磁通量的变化。的变化。 2. 2.楞次定律可广义地表楞次定律可广义地表述为：感应电流的述为：感应电流的 “效果效果”总是要反抗总是要反抗( (或阻碍或阻碍) )引起感引起感应电流的应电流的“原因原因”， 常见的有三种：常见的有三种： 阻碍原磁通量的变化阻碍原磁通量的变化(“(“增反减增反

2、减同同”) )； 阻碍导体的相对运动阻碍导体的相对运动(“(“来拒去来拒去留留”) )； 通过改变线圈面积来通过改变线圈面积来“反抗反抗”(“(“增增缩减扩缩减扩”) )。3 3闭合导体回路的一部分做切割磁感线闭合导体回路的一部分做切割磁感线运动时，可用右手定运动时，可用右手定 则判断感应电流的方向。则判断感应电流的方向。返回返回返回返回 自学教材自学教材 1 1探究感应电流的方向探究感应电流的方向 (1)(1)实验器材：条形磁铁、电流表、线圈、导线、一节实验器材：条形磁铁、电流表、线圈、导线、一节干电池干电池( (用来查明线圈中电流的流向与电流表中指针偏转方用来查明线圈中电流的流向与电流表中

3、指针偏转方向的关系向的关系) )。 (2)(2)实验现象：如图实验现象：如图4 43 31 1所示，在四种情况下，将实所示，在四种情况下，将实验结果填入下表：验结果填入下表：图图4 43 31 1返回返回线圈内磁通量增加时的情况：线圈内磁通量增加时的情况：图号图号磁场磁场方向方向感应电流感应电流的方向的方向感应电流感应电流的磁场方向的磁场方向甲甲 逆时针逆时针(俯视俯视) 乙乙 顺时针顺时针(俯视俯视) 向下向下向上向上向上向上向下向下返回返回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感应电流的方向的方向感应电流的感应电流的磁场方向磁场方向丙丙 顺时针

4、顺时针(俯视俯视) 丁丁 逆时针逆时针(俯视俯视) 向下向下向下向下向上向上向上向上返回返回 (3) (3)实验结论：实验结论： 表述一：当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场表述一：当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向与原磁场的方向 ；当穿过线圈的磁通量减少时，感应；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向电流的磁场与原磁场的方向 。 表述二：当磁铁靠近线圈时，两者表述二：当磁铁靠近线圈时，两者 ；当磁铁远离；当磁铁远离线圈时，两者线圈时，两者 。 2 2楞次定律楞次定律 感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总要阻碍引感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场

5、总要阻碍引起感应电流的起感应电流的 。 相反相反相同相同相斥相斥相吸相吸磁通量的变化磁通量的变化返回返回 重点诠释重点诠释 1 1对楞次定律的理解对楞次定律的理解 (1)(1)因果关系：因果关系： 闭合导体回路中原磁通量的变化是产生感应电流的原因，闭合导体回路中原磁通量的变化是产生感应电流的原因，而感应电流的磁场的产生是感应电流存在的结果，即只有当而感应电流的磁场的产生是感应电流存在的结果，即只有当闭合导体回路中的磁通量发生变化时，才会有感应电流的磁闭合导体回路中的磁通量发生变化时，才会有感应电流的磁场出现。场出现。返回返回(2)(2)对对“阻碍阻碍”的理解：的理解：返回返回 (3)“ (3)

6、“阻碍阻碍”的表现形式：的表现形式： 就磁通量而言，感应电流的磁场总是阻碍原磁场就磁通量而言，感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化磁通量的变化( (增反减同增反减同) )。 由于相对运动导致的电磁感应现象，感应电流的由于相对运动导致的电磁感应现象，感应电流的效果阻碍相对运动效果阻碍相对运动( (来拒去留来拒去留) )。 电磁感应致使回路面积有变化趋势时，则面积收电磁感应致使回路面积有变化趋势时，则面积收缩或扩张是为了阻碍回路磁通量的变化缩或扩张是为了阻碍回路磁通量的变化( (增缩减扩增缩减扩) )。返回返回2 2应用楞次定律判断感应电流方向的思路应用楞次定律判断感应电流方向的思路(1)(1

7、)明确研究对象是哪一个闭合电路。明确研究对象是哪一个闭合电路。(2)(2)明确原磁场的方向。明确原磁场的方向。(3)(3)判断原磁场的磁通量是增加还是减少。判断原磁场的磁通量是增加还是减少。(4)(4)由楞次定律判断感应电流的磁场方向。由楞次定律判断感应电流的磁场方向。(5)(5)由安培定则判断感应电流的方向。由安培定则判断感应电流的方向。返回返回1.1.如图如图4 43 32 2所示，两个相同的铝环穿所示，两个相同的铝环穿 在一根光滑杆上，将一根条形磁铁向在一根光滑杆上，将一根条形磁铁向 左插入铝环的过程中，两环的运动情左插入铝环的过程中，两环的运动情 况是况是( () ) A A同时向左运

8、动，间距增大同时向左运动，间距增大 B B同时向左运动，间距不变同时向左运动，间距不变 C C同时向左运动，间距变小同时向左运动，间距变小 D D同时向右运动，间距增大同时向右运动，间距增大 图图4 43 32 2返回返回解析：解析：将一根条形磁铁向左插入铝环的过程中，两个环中将一根条形磁铁向左插入铝环的过程中，两个环中均产生感应电流。根据楞次定律，感应电流将阻碍与磁体均产生感应电流。根据楞次定律，感应电流将阻碍与磁体间的相对运动，所以两环均向左运动。靠近磁体的环所受间的相对运动，所以两环均向左运动。靠近磁体的环所受的安培力大于另一个，又可判断两环在靠近。选项的安培力大于另一个，又可判断两环在

9、靠近。选项C C正确。正确。答案：答案：C C返回返回 自学教材自学教材 1 1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；让磁感线从掌在同一个平面内；让磁感线从 进入，并使拇指指向进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时导线运动的方向，这时 所指的方向就是感应电流的所指的方向就是感应电流的方向。方向。 2 2适用范围适用范围 适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。情况。掌心掌心四指四指返回返回 重点诠释重点诠释 在研究电磁感应现象时，经常用到右手螺旋定则、左在

10、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“三三定则一定律定则一定律”，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。返回返回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定律应用的定则或定律运动电荷、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、电流的作用力磁场对运动电荷、电流的作用力左手定则左手定则电磁感应电磁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

11、律楞次定律返回返回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比较项目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、感应电流应电流I三者的方向关系三者的方向关系判断磁场判断磁场B、电流、电流I、磁、磁场力场力F三者的方向关系三者的方向关系已知已知条件条件运动方向、磁场方向、运动方向、磁场方向、感应电流方向任知其中感应电流方向任知其中二个二个电流方向、磁场方向、电流方向、磁场方向、磁场力方向任知二个磁场力方向任知二个返回返回比较项目比较项目右手定则右手定则左手定则左手定则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

12、机发电机电动机电动机返回返回3 3楞次定律与右手定则的关系楞次定律与右手定则的关系楞次定律楞次定律右手定则右手定则研究对研究对象象整个闭合导体回路整个闭合导体回路闭合导体回路的一部分闭合导体回路的一部分适用范适用范围围磁通量变化引起感应磁通量变化引起感应电流的各种变化情况电流的各种变化情况一段导线在磁场中做切一段导线在磁场中做切割磁感线运动割磁感线运动关系关系右手定则是楞次定律的特殊情况右手定则是楞次定律的特殊情况返回返回2 2如图如图4 43 33 3所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向 垂直纸面向外。一个矩形闭合导线框垂直纸面向外。一个矩形闭合导线框ab

13、cdabcd，沿纸面由，沿纸面由 位置位置1(1(左左) )匀速运动到位置匀速运动到位置2(2(右右) )，则，则 ( () )图图4 43 33 3返回返回A A导线框进入磁场时，感应电流方向为导线框进入磁场时，感应电流方向为abcdaabcdaB B导线框离开磁场时，感应电流方向为导线框离开磁场时，感应电流方向为adcbaadcbaC C导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右D D导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左解析：解析：线框进入磁场时线框进入磁场时cdcd边切割磁感线产生感应电流，方向边切

14、割磁感线产生感应电流，方向为为adcbaadcba，根据左手定则可知安培力的方向向左，同理可判，根据左手定则可知安培力的方向向左，同理可判断离开磁场时的情况。断离开磁场时的情况。答案：答案：D D返回返回返回返回 例例11如图如图4 43 34 4所示，磁场垂直于所示，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，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。一铜制圆环用丝线水平方向非均匀分布。一铜制圆环用丝线悬挂于悬挂于O O点，将圆环拉至位置点，将圆环拉至位置a a后无初速度后无初速度释放，在圆环从释放，在圆环从a a摆向摆向b b的过程中的过程中 ( () )A A感应电流方向

15、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图图4 43 34 4返回返回 思路点拨思路点拨 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，且沿水平方向非均匀分在虚线两侧磁场方向不同，且沿水平方向非均匀分布；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。 解析解析 在竖直虚线左侧，圆环向右摆时磁通量增加，

16、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场方由楞次定律可判断，感应电流产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向；摆向相反，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外的增过竖直虚线时，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；在竖直虚线右侧向大，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磁场同右摆动时，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，因此只有向，可知感应电流为逆时

17、针方向，因此只有A A项正确。项正确。 答案答案 A A返回返回 借题发挥借题发挥 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的首先弄清原磁场的方向及闭合电路中磁通量的变化情况。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。返回返回1.如图如图435所示，通电直导线所示，通电直导线L和平行和平行 直导线放置的闭合导体框直导线放置的闭合导体框abcd

18、，当通电，当通电 导线导线L运动时，以下说法正确的是运动时，以下说法正确的是() A当导线当导线L向左平移时，导体框向左平移时，导体框abcd中中 感应电流的方向为感应电流的方向为abcda B当导线当导线L向左平移时，导体框向左平移时，导体框abcd中中 感应电流的方向为感应电流的方向为adcba C当导线当导线L向右平移时，导体框向右平移时，导体框abcd中中 感应电流的方向为感应电流的方向为abcda D当导线当导线L向右平移时，导体框向右平移时，导体框abcd中中 感应电流的方向为感应电流的方向为adcba图图4 43 35 5返回返回解析：解析：当导线当导线L L向左平移时，闭合导体

19、框向左平移时，闭合导体框abcdabcd中磁场减弱，中磁场减弱，磁通量减少，磁通量减少，abcdabcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍磁回路中产生的感应电流的磁场将阻碍磁通量的减少，由于导线通量的减少，由于导线L L在在abcdabcd中磁场方向垂直纸面向里，中磁场方向垂直纸面向里，所以所以abcdabcd中感应电流的磁场方向应为垂直纸面向里，由安中感应电流的磁场方向应为垂直纸面向里，由安培定则可知感应电流的方向为培定则可知感应电流的方向为abcdaabcda，选项，选项A A正确；当导线正确；当导线L L向右平移时，闭合电路向右平移时，闭合电路abcdabcd中磁场增强，磁通量增加，中磁场

20、增强，磁通量增加，abcdabcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍磁通量的增加，回路中产生的感应电流的磁场将阻碍磁通量的增加，可知感应电流的磁场为垂直纸面向外，再由安培定则可知可知感应电流的磁场为垂直纸面向外，再由安培定则可知感应电流的方向为感应电流的方向为abcdaabcda，选项，选项D D正确。正确。答案：答案：ADAD返回返回 例例22 如图如图4 43 36 6所示，光滑固所示，光滑固定的导轨定的导轨m m、n n水平放置，两根导体棒水平放置，两根导体棒p p、q q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时当一条形磁铁从高处

21、下落接近回路时( () )A Ap p、q q将互相靠拢将互相靠拢B Bp p、q q将互相远离将互相远离C C磁铁的加速度仍为重力加速度磁铁的加速度仍为重力加速度g gD D磁铁的加速度小于重力加速度磁铁的加速度小于重力加速度g g图图4 43 36 6返回返回 思路点拨思路点拨 有两种方法可以解答本题：有两种方法可以解答本题： (1)(1)直接应用楞次定律，根据楞次定律中的直接应用楞次定律，根据楞次定律中的“阻碍阻碍”直直接判断出闭合回路面积的变化趋势和导体棒的运动趋势接判断出闭合回路面积的变化趋势和导体棒的运动趋势 (2)(2)首先判断出感应电流的方向，再利用左手定则判断首先判断出感应电

22、流的方向，再利用左手定则判断安培力的方向。安培力的方向。 解析解析 条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过闭合条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过闭合回路中的磁通量将增加，根据楞次定律，感应电流产生的回路中的磁通量将增加，根据楞次定律，感应电流产生的磁场将阻碍这一磁通量的增加，具体表现应为：使回路面磁场将阻碍这一磁通量的增加，具体表现应为：使回路面积减小，延缓磁通量的增加；对磁铁产生向上的磁场力，积减小，延缓磁通量的增加；对磁铁产生向上的磁场力，延缓磁铁的下落。故选项延缓磁铁的下落。故选项A A、D D正确。正确。 答案答案 ADAD返回返回 借题发挥借题发挥 发生电磁感应现象时，通过什么方式来发生

23、电磁感应现象时，通过什么方式来“阻碍阻碍”原磁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，也可能是通过改变线圈面积来阻碍原磁通量的变化，运动，也可能是通过改变线圈面积来阻碍原磁通量的变化，即：若原磁通量增加，则通过减小面积起到阻碍的作用；即：若原磁通量增加，则通过减小面积起到阻碍的作用；若原磁通量减小，则通过增大面积起到阻碍的作用。这种若原磁通量减小，则通过增大面积起到阻碍的作用。这种方法用来判断方法用来判断“动动”的问题非常有效。的问题非常有效。返回返回2(2012北京高考北京高考)物理课上，老师做了物理课上，老师做了一一 个

24、奇妙的个奇妙的“跳环实验跳环实验”。如图。如图138所所 示，她把一个带铁芯的线圈示，她把一个带铁芯的线圈L、开关、开关S和和 电源用导线连接起来后，将一金属套电源用导线连接起来后，将一金属套环置环置 于线圈于线圈L上，且使铁芯穿过套环。闭上，且使铁芯穿过套环。闭合开关合开关S的瞬间，套的瞬间，套 环立刻跳起。某同学另找来器材再探环立刻跳起。某同学另找来器材再探究此实验。他连接究此实验。他连接 好电路，经重复试验，线圈上的套环好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动。对比老师均未动。对比老师 演示的实验，下列四个选项中，导致演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可套环未动的原因可 能 是

25、能 是()图图4 43 37 7返回返回A A线圈接在了直流电源上线圈接在了直流电源上B B电源电压过高电源电压过高C C所选线圈的匝数过多所选线圈的匝数过多D D所用套环的材料与老师的不同所用套环的材料与老师的不同解析：解析：无论实验用的是交流电还是直流电，闭合开关无论实验用的是交流电还是直流电，闭合开关S S瞬间，穿过套环的磁通量均增加，只要套环的材料是瞬间，穿过套环的磁通量均增加，只要套环的材料是导体，套环中就能产生感应电流，套环就会跳起。如导体，套环中就能产生感应电流，套环就会跳起。如果套环是塑料材料做的，则不能产生感应电流，也就果套环是塑料材料做的，则不能产生感应电流，也就不会受安培力作用而跳起。所以答案是不会受安培力作用而跳起。所以答案是D D。答案：答案：D D返回返回 例例33如图如图4 43 38 8所示，导体所示，导体ABAB、CDCD可在水平轨道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通，当导体上自由滑动，且两水平轨道在中央交叉处互不相通，当导体棒棒ABAB向左移动时向左移动时 ( ()