物理选修人教新课标楞次定律课件

1、第四章电磁感应第四章电磁感应第三节楞次定律第三节楞次定律 1通过实验探究归纳出判断感应电流方向的规律楞次定律(重点) 2理解楞次定律中“阻碍”的含义，并能说出“阻碍”的几种常见表现(难点) 3能够熟练应用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向(重点、难点) 一、探究感应电流的方向 1实验探究 实验前先查明线圈中电流的方向与电流表指针偏转方向的关系，然后观察记录以下四种情况(如图) 2实验记录与分析图号磁场方向感应电流方向(俯视)感应电流的磁场方向归纳总结甲逆时针感应电流的磁场 磁通量的增加乙顺时针向下向下向上向上向上向上向下向下阻碍阻碍图号磁场方向感应电流方向(俯视)感应电流的磁场方向归纳总结丙

2、顺时针感应电流的磁场 磁通量的减少丁逆时针向下向下向上向上向下向下向上向上阻碍阻碍 有同学猜想“感应电流的方向应由引起感应电流的磁场的方向决定”，为验证这一猜想，应将前面的4组实验记录如何分组比较？结论是什么？ 提示：应将甲、丙分为一组比较分析，将乙、丁分为一组比较分析，比较可得：感应电流的方向并不是由原磁场方向决定的，因为原磁场方向向下时，感应电流的方向可以是逆时针也可以是顺时针，同样，原磁场方向向上时，感应电流的方向可以是逆时针，也可以是顺时针 二、楞次定律 1内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要 引起感应电流的磁通量的 2运用楞次定律判定感应电流方向的思路阻碍阻碍变化变化

3、三、右手定则 1使用范围：判定闭合电路中的部分导线做 运动时产生的感应电流的方向 2使用方法：伸开右手让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线垂直从 进入， 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. 切割磁感线切割磁感线手心手心大拇指大拇指四指四指 一、对楞次定律内容的理解 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，原因产生结果，结果反过来影响原因 2对“阻碍”的理解 二、楞次定律的应用 1应用楞次定律的一般步骤 运用楞次定律判定感应电流的思路，可以概括为以下方框图： 上图描述了磁通量变化、磁场方向、感应电流

4、方向三个因素的关系，只要知道了其中任意两个因素，就可以确定第三个因素 2电磁感应现象中“阻碍”作用的拓展 电磁感应现象中，感应电流产生的效果总要反抗(或阻碍)引起感应电流的原因，常见的“阻碍”现象有以下几种：引起感应电流的原因感应电流产生的效果如何“阻碍”口诀原磁通量变化产生磁场产生的磁场方向在磁通量增加时与原磁场方向相反，反之相同增反减同 3.回路运动情况、面积变化趋势的判断方法 电磁感应现象中，产生感应电流的导体在磁场中要受到安培力，从而产生运动及回路面积变化趋势判断运动或面积变化趋势的方法有： (1)一般方法 (2)根据楞次定律的广义表述判断 若是由于相对运动产生电磁感应现象，则感应电流

5、所产生的力的效果阻碍相对运动(来拒去留) 电磁感应现象中，回路面积变化总要阻碍磁通量的变化(增缩减扩) 三、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、左手定则、右手定则及楞次定律等规律要想灵活运用“三定则一规律”，就必须明确这些规律的区别与联系 1“三定则一规律”应用于不同的现象基本现象应用的定则或规律运动电荷、电流产生的磁场右手螺旋定则磁场对运动电荷、电流的作用力左手定则 2.左手定则与右手定则的区别比较项目右手定则左手定则作用判断磁场B、速度v、感应电流I方向关系判断磁场B、电流I、磁场力F方向已知条件运动方向、磁场方向、感应电流方向任知其中二个电流方向、磁场方

6、向、磁场力方向任知其中二个图例 3楞次定律与右手定则的关系楞次定律右手定则研究对象整个闭合导体回路闭合导体回路的一部分适用范围磁通量变化引起感应电流的各种变化情况一段导线在磁场中做切割磁感线运动关于对楞次定律的理解，下列说法正确的是 A感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量的变化 B感应电流的磁场方向，总是跟原磁场方向相同 C感应电流的磁场方向，总是跟原磁场方向相反 D感应电流的磁场方向可以跟原磁场方向相同，也可以相反 对楞次定律内容的理解 思路点拨：在楞次定律中，要明确感应电流的磁场阻碍原磁场的变化，当磁通量增加，阻碍其增加，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；磁通量减少时阻碍其减小

7、，感应电流的磁场与原磁场方向相同 解析：根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍原磁场的磁通量的变化，A项正确；感应电流的磁场方向在磁通量增加时与原磁场方向相反，在磁通量减小时与原磁场方向相同，B、C项错误，D项正确 答案：AD 【题后总结】不能简单地认为感应电流的磁场方向和原来磁场方向是相同还是相反，还要看原磁场是如何变化的，如果原磁场增加，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反，阻碍原磁场的增加；如果原来磁场减小，感应电流产生的磁场方向和原磁场方向相同，阻碍原来的磁场减弱，即感应电流产生的磁场总是阻碍原磁场的变化 【针对训练】 1.关于楞次定律，可以理解为() A感应电流的磁场总是阻碍原磁场 B感

8、应电流产生的效果总是阻碍导体与磁体间的相对运动 C若原磁通量增加，感应电流的磁场与原磁场同向；若原磁通量减少，感应电流的磁场跟原磁场反向 D感应电流的磁场总是与原磁场反向 解析：感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化，但阻碍不等于反向，楞次定律的另一种表述为“感应电流产生的效果总是阻碍导体与磁体间的相对运动” 答案：B如图所示，用一根长为L质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d0L.先将线框拉开到如图所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦力，下列说法正确的是 应

9、用楞次定律判断感应电流方向 A金属线框进入磁场时感应电流的方向为abcda B金属线框离开磁场时感应电流的方向为adcba C金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等 D向左摆动进入或离开磁场的过程中，所受安培力方向向右；向右摆动进入或离开磁场的过程中，所受安培力方向向左 思路点拨：解决此题按以下步骤：明确原磁场方向；明确原磁通量的变化；确定感应磁场方向；确定感应电流的方向 解析：当线框进入磁场时，dc边切割磁感线，由楞次定律可判断，感应电流的方向为：adcba；当线框离开磁场时，同理可判断其感应电流的方向为：abcda，故A、B选项错；线框dc边(或ab边)进入磁场或离开磁场

10、时，都要切割磁感线产生感应电流，机械能转化为电能，故dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小不相等，C错；由“来拒去留”知，D对 答案：D 【题后总结】楞次定律是用来判断感应电流方向的，但定律中并没有直接给出感应电流的方向，要学会理清定律中所叙述的两个磁场，即感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，并严格按照楞次定律的分析步骤进行 【针对训练】 2.如图所示，闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中，将它从匀强磁场中匀速拉出则以下各种说法正确的是() A向左拉出和向右拉出时，环中感应电流的方向相反 B向左或向右拉出时，环中感应电流的方向都是沿顺时针方向 C向左或向右拉出时，环中感

11、应电流的方向都是沿逆时针方向 D圆环拉出磁场过程中，圆环全部处在磁场中运动时，也有感应电流 解析：圆环中感应电流的方向，取决于圆环中磁通量变化的情况不论向左或向右将圆环拉出磁场，圆环中垂直纸面向里的磁感线都要减少由楞次定律可知，感应电流产生的磁场与原来磁场方向相同，即都垂直纸面向里，应用右手定则可以判断出感应电流方向为顺时针方向 圆环全部处在磁场中运动时，虽然导线做切割磁感线运动，但环中磁通量不变只有圆环离开磁场，环的一部分在磁场中，另一部分在磁场外时，环中磁通量才发生变化，环中才有感应电流故B选项正确 答案：B 应用楞次定律判断导体的运动和回路面积的变化 导体环A固定在竖直平面内，导体环B与

12、A具有共同的圆心，且可以绕A的水平直径ab转动，如图所示，以下可能发生的现象是 A当A中通以逐渐增大的电流时，只要B在水平面内，就可保持不动 B当A中的电流发生变化时，只要B不在水平面内且不与A共面，B就要发生转动 C若A中的电流方向如图所示，且B与A共面，当A中电流I减小时，B环有扩大的趋势 D以上三种情况均不可能发生 思路点拨：解答本题把握以下三点： (1)环A中磁感线的分布特点； (2)环B中磁通量是否变化； (3)环B的运动总是阻碍磁通量的变化 解析：若B在水平面内，无论A中有无电流，穿过B线圈的磁通量总为零，B中无感应电流、不受力，所以B可保持不动，A对若B不在水平面内且不与A共面时

13、，A中电流变化时，穿过线圈B的磁通量变化，为阻碍磁通量的变化，B要发生转动，若B与A共面时，B环所受安培力在B环的平面内，B环不能转动，B对若A与B共面，当A中电流减小时，穿过B环的磁通量减小，为阻碍磁通量减小，B环有扩大的趋势，C对 答案：ABC 【题后总结】此题考查对楞次定律的广义表述的理解和应用电磁感应现象中，由于感应电流引起的回路运动问题，回路面积变化问题都可根据楞次定律的广义表述分析判断 【针对训练】 3.所图所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈，当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判

14、断是() AFN先小于mg后大于mg，运动趋势向左 BFN先大于mg后小于mg，运动趋势向左 CFN先小于mg后大于mg，运动趋势向右 DFN先大于mg后小于mg，运动趋势向右 解析：由题意可判断出在条形磁铁等高快速经过线圈时，穿过线圈的磁通量是先增加后减小，根据楞次定律可判断：在线圈中磁通量增大的过程中，线圈受指向右下方的安培力，在线圈中磁通量减小的过程中，线圈受指向右上方的安培力，故线圈受到的支持力先大于mg后小于mg，而运动趋势总向右，D正确 答案：D 应用楞次定律判断导体的运动和回路面积的变化 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

15、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 A感应电流方向是NM B感应电流方向是MN C安培力方向水平向左 D安培力方向水平向右 思路点拨：解答本题应按以下思路分析： 解析：以导体棒MN为研究对象，其所处位置磁场方向向下，运动方向向右由右手定则可知，感应电流方向是NM；再由左手定则可知，安培力方向水平向左 答案：AC 【题后总结】安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律应用的现象及区别： (1)应用现象基本现象应用的定则或定律运动电荷、电流产生磁场安培定则磁场对运动电荷、电流有作用力

16、左手定则电磁感应部分导体做切割磁感线运动右手定则 (2)应用区别 关键是抓住因果关系： 因电而生磁(IB)安培定则； 因动而生电(v、BI安)右手定则； 因电而受力(I、BF安)左手定则 【针对训练】 4.边长为h的正方形金属导线框，从如图所示位置由静止开始下落，通过一匀强磁场区域，磁场方向水平，且垂直于线框平面，磁场区高度为H，上、下边界如图中虚线所示，且Hh，从线框开始下落到完全穿过磁场区的全过程中() A线框中总有感应电流存在 B线框中感应电流方向是先顺时针后逆时针 C线框中感应电流方向是先逆时针后顺时针 D线框受到磁场力的方向有时向上，有时向下 解析：因为Hh，当线框全部处于磁场区域内

17、时线框内磁通量不变，线框中无感应电流，A错误；根据右手定则可知，线框进入磁场时感应电流是逆时针，线框离开磁场时感应电流是顺时针，C正确，B错误；在C的基础上结合左手定则可知，线框在进出磁场过程中受到磁场力的方向总是向上，D错误 答案：C 误区一：对楞次定律理解不透造成错解 【典型例题】 1.如图中，CDEF为闭合线圈，AB为电阻丝当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感强度的方向是垂直纸面向外时，电源的哪一端是正极？ 解析：当线圈CDEF中的感应电流在G处产生的磁感强度的方向是“”时，它在线圈内部产生磁感强度方向应是“”，AB中增强的电流在线圈内部产生的磁感强度方向是“”，所以，AB中电流的方向是由B流向A，故电源的下端为正极 答案：下端 【误区警示】楞次定律中“感生电流的磁场总是要阻碍引起感生电流的磁通量的变化”，所述的“磁通量”是指穿过线圈内部磁感线的条数，因此判断感应电流方向的位置一般应该选在线圈的内部 误区二：使用楞次定律分析混乱 【典型例题】 2.如图所示，老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿