楞次定律_上课用1

1、4.3楞次定律1 1、电流的磁效应和电磁感应现象、电流的磁效应和电磁感应现象? ?2 2、通电螺线管的磁感线方向怎样判断、通电螺线管的磁感线方向怎样判断? ?3 3、产生感应电流的条件是什么、产生感应电流的条件是什么? ?插入和拔出磁铁时插入和拔出磁铁时, ,电流方向一样吗电流方向一样吗? ?如何判定感应电流的方向？如何判定感应电流的方向？猜想与假设：猜想与假设： 你认为感应电流的方向可能与哪些你认为感应电流的方向可能与哪些因素有关因素有关? ?原磁场的方向原磁场的方向磁通量的变化磁通量的变化1 1、感应电流的方向与原磁场的方向有什、感应电流的方向与原磁场的方向有什么关系么关系? ?2 2、感

2、应电流的方向与磁通量的变化有什、感应电流的方向与磁通量的变化有什么关系么关系? ?探究目标：探究目标：NS+ +G实验器材：条形磁铁、螺线管、灵敏电路计实验器材：条形磁铁、螺线管、灵敏电路计+ +G左进左偏左进左偏 右进右偏右进右偏用试触法用试触法NS+ +G由实验，你可以总结出感应电流的方向由什么因由实验，你可以总结出感应电流的方向由什么因素决定吗素决定吗?上面的实验用简单的图表示为：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通量变化的关系吗?分析实验现象：分析实验现象：很难！很难！ 是否可以通过一个中介是否可以通过

3、一个中介感应电流的磁场感应电流的磁场来描述感应电流与磁通量变化的关系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而感应电流本身也能产生磁场,感应电流的磁场感应电流的磁场方向既跟感应电流的方向有联系方向既跟感应电流的方向有联系,又跟引起磁通又跟引起磁通量变化的磁场有关系量变化的磁场有关系.下面就来分析这三者之间的关系下面就来分析这三者之间的关系! !示意图示意图感 应 电 流感 应 电 流磁 场 方 向磁 场 方 向感 应 电 流感 应 电 流方向方向(俯视）俯视）线圈中磁通线圈中磁通量 的 变 化量 的

4、 变 化线圈中磁场线圈中磁场的方向的方向 S 极插入极插入 N 极拔出极拔出 N 极插入极插入向下向下减小减小顺时针顺时针向下向下向上向上向上向上减小减小顺时针顺时针逆时针逆时针向下向下向上向上增加增加S向下向下增加增加逆时针逆时针向上向上NGGNGG原磁场方原磁场方向向原 磁 场 磁原 磁 场 磁通 量 变 化通 量 变 化 S 极拔出极拔出SB感感原原增增减减与与B原原与与B原原阻碍阻碍变化变化反反同同1 1、内容：、内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场感应电流的磁场总总要要阻碍阻碍引起感应电流的磁通量的变化引起感应电流的磁通量的变化“增反减同增反减同”

5、一、楞次定律一、楞次定律2 2注意：明确各个物理量之间的关系注意：明确各个物理量之间的关系当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合回路中会产生感应电流，而感应电流与其闭合回路中会产生感应电流，而感应电流与其他电流一样，也会产生磁场，即感应电流的磁他电流一样，也会产生磁场，即感应电流的磁场，这样回路中就存在两个磁场场，这样回路中就存在两个磁场原来的磁原来的磁场场( (产生感应电流的磁场产生感应电流的磁场) )和感应电流的磁场和感应电流的磁场3 3透彻理解楞次定律中透彻理解楞次定律中“阻碍阻碍”的含义的含义(1)(1)谁起阻碍作用？要明确起阻碍作用的是谁起阻

6、碍作用？要明确起阻碍作用的是“感应电流的磁场感应电流的磁场”(2)(2)阻碍什么？感应电流的磁场阻碍的是阻碍什么？感应电流的磁场阻碍的是“引引起感应电流的磁通量的变化起感应电流的磁通量的变化”，而不是阻碍原磁，而不是阻碍原磁场，也不是阻碍原磁通量场，也不是阻碍原磁通量(3)(3)怎样阻碍？当引起感应电流的磁通量怎样阻碍？当引起感应电流的磁通量( (原磁原磁通量通量) )增加时，感应电流的磁场就与原磁场的方向增加时，感应电流的磁场就与原磁场的方向相反，感应电流的磁场相反，感应电流的磁场“反抗反抗”原磁通量的增加；原磁通量的增加；当原磁通量减少时，感应电流的磁场就与原磁场当原磁通量减少时，感应电流

7、的磁场就与原磁场的方向相同，感应电流的磁场的方向相同，感应电流的磁场“补偿补偿”原磁通量原磁通量的减少的减少(4)“(4)“阻碍阻碍”不等于不等于“阻止阻止”，当由于原磁通，当由于原磁通量的增加引起感应电流时，感应电流的磁场方向量的增加引起感应电流时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，与原磁场方向相反，其作用仅仅使原磁通量的增其作用仅仅使原磁通量的增加变慢了，但磁通量仍在增加加变慢了，但磁通量仍在增加；当由于原磁通量；当由于原磁通量的减少而引起感应电流时，感应电流的磁场方向的减少而引起感应电流时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，与原磁场方向相同，其作用仅仅使原磁通量的减其作用仅仅使原磁通

8、量的减少变慢了，但磁通量仍在减少少变慢了，但磁通量仍在减少“阻碍阻碍”也并不也并不意味着意味着“相反相反”在理解楞次定律时，不能错误在理解楞次定律时，不能错误地把地把“阻碍阻碍”作用认为感应电流产生磁场的方向作用认为感应电流产生磁场的方向和原磁场方向相反，事实上，它们可能同向，也和原磁场方向相反，事实上，它们可能同向，也可能反向，需根据磁通量的变化情况判断可能反向，需根据磁通量的变化情况判断4 4楞次定律也可以理解为：楞次定律也可以理解为：感应电流的效果感应电流的效果总是要反抗总是要反抗( (或阻碍或阻碍) )引起感应电流的原因引起感应电流的原因常见有以下几种表现：常见有以下几种表现：(1)(

9、1)就磁通量而言，就磁通量而言，总是阻碍引起感应电流的总是阻碍引起感应电流的磁通量磁通量( (原磁通量原磁通量) )的变化的变化 “ “增反减同增反减同”(2)(2)就相对运动而言，就相对运动而言，阻碍导体间的相对运动，阻碍导体间的相对运动，简称口诀：简称口诀：“来拒去留来拒去留”(3)(3)就闭合电路的面积而言，就闭合电路的面积而言，致使电路的面积致使电路的面积有收缩或扩张的趋势收缩或扩张是为了阻碍电有收缩或扩张的趋势收缩或扩张是为了阻碍电路磁通量的变化若穿过闭合电路的磁感线皆朝路磁通量的变化若穿过闭合电路的磁感线皆朝同一个方向，则磁通量增大时，面积有收缩趋势，同一个方向，则磁通量增大时，面

10、积有收缩趋势，磁通量减少时，面积有增大趋势，简称口诀：磁通量减少时，面积有增大趋势，简称口诀：“增缩减扩增缩减扩”(4)(4)就电流而言，就电流而言，感应电流阻碍原电流的变感应电流阻碍原电流的变化即原电流增大时，感应电流的方向与原电流化即原电流增大时，感应电流的方向与原电流方向相反；原电流减小时，感应电流的方向与原方向相反；原电流减小时，感应电流的方向与原电流方向相同，简称口诀：电流方向相同，简称口诀：“增反减同增反减同”（5 5）从能量转化的角度看）从能量转化的角度看产生感应电流的过程，是其它形式的能转化为电产生感应电流的过程，是其它形式的能转化为电能的过程，能的过程，正是能量守恒这一普遍定

11、律在电磁感正是能量守恒这一普遍定律在电磁感应现象中的体现应现象中的体现ABDCPQMNNS如图，在两光滑平行金属导轨上，放置两金属棒如图，在两光滑平行金属导轨上，放置两金属棒PQPQ、MNMN，当把条形磁铁向下靠近回路时，两棒的，当把条形磁铁向下靠近回路时，两棒的运动情况如何？运动情况如何？B原原B感感i感感下下增加增加上上逆时针逆时针FFABNSDCPQMN增增缩缩减减扩扩动画演示动画演示例例、如图、如图, ,导线导线ABAB和和CDCD互相平行互相平行, ,在闭合开在闭合开关关S S时导线时导线CDCD中感应电流的方向如何中感应电流的方向如何? ?ABSCDGI 思考题：思考题：通电直导线

12、与矩形线圈在同一平面内，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，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。并总结判断感应电流方向的步骤。vI分析：分析：1 1、原磁场的方向：、原磁场的方向： 向里向里2 2、原磁通量变化情况：、原磁通量变化情况：减小减小3 3、感应电流的磁场方向：、感应电流的磁场方向：向里向里4 4、感应电流的方向：、感应电流的方向： 顺时针顺时针明明确确研研究究对对象象原磁通原磁通量变化量变化? ?原磁场原磁场方向方向? ?楞次定律楞次定律感应电流感应电流磁场方向磁场方向感应电感应电流方向流方向安培定则安

13、培定则楞次定律的应用步骤楞次定律的应用步骤法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示，软铁环上绕有示，软铁环上绕有A A、B B两个线圈，当两个线圈，当A A线圈线圈电路中的开关断开的瞬间，线圈电路中的开关断开的瞬间，线圈B B中的感应中的感应电流沿什么方向电流沿什么方向? ?例题例题感感I感感“增反减同增反减同”“增反减同增反减同”、 “ “来拒去留来拒去留”、 “增缩减扩增缩减扩”, ,这些现象的共同本质这些现象的共同本质是什么？是什么？阻碍磁通量的变化阻碍磁通量的变化楞次定律是能量守恒定律在电磁楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的反映感应现象中的反

14、映. .为什么会出现这种现象为什么会出现这种现象? ?这些现象的背后原因是什么这些现象的背后原因是什么? ?1 1、楞次定律的内容：、楞次定律的内容：从磁通量变化看：从磁通量变化看：感应电流总要阻碍磁通量的变化感应电流总要阻碍磁通量的变化从相对运动看：从相对运动看：感应电流总要阻碍相对运动感应电流总要阻碍相对运动课堂小结：课堂小结：产生感应电流的过程，是其它形式的能转化为产生感应电流的过程，是其它形式的能转化为电能的过程电能的过程从能量转化的角度看从能量转化的角度看I感感 B感感 产生产生阻碍阻碍产生产生3 3、楞次定律中、楞次定律中“阻碍阻碍”的含意：的含意：不是相反、不是阻止；不是相反、不

15、是阻止；可理解为可理解为“增反减同增反减同”，“结果结果”反抗反抗“原因原因”2 2、楞次定律中的因果关系：、楞次定律中的因果关系：“来拒去留来拒去留”“增缩减扩增缩减扩”如何判定如何判定 I I 方向方向楞次定律相对运动相对运动 增反减同增反减同来拒去留来拒去留磁通量变化磁通量变化 能量守恒能量守恒例、例、 如右图所示，矩形线框与长直导线在同一如右图所示，矩形线框与长直导线在同一平面内，当矩形线框从直导线的左侧运动到右平面内，当矩形线框从直导线的左侧运动到右侧的过程中线框内感应电流的方向为侧的过程中线框内感应电流的方向为( ( ) )A A先顺时针，后逆时针先顺时针，后逆时针B B先逆时针，

16、后顺时针先逆时针，后顺时针C C先顺时针，后逆时针，先顺时针，后逆时针，再顺时针再顺时针D D先逆时针，后顺时针，先逆时针，后顺时针，再逆时针再逆时针C例例 . .如右图所示，光滑固定导轨如右图所示，光滑固定导轨m m、n n水平放水平放置，两根导体棒置，两根导体棒p p、q q平行放于导轨上，形成一平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时路时( ( ) ) 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磁铁的加速度仍为磁铁的加速度仍为g g D D磁铁的加速度小于磁铁的加速度小于g

17、gAD 例例、在图中在图中CDEFCDEF是金属框，当是金属框，当导体导体ABAB向右移动向右移动时，请用楞次定律时，请用楞次定律判断判断ABCDABCD和和ABFEABFE两个电路中两个电路中感感应电流的方向应电流的方向。我们我们能不能用这两个电路能不能用这两个电路中的中的任任一个来判定导体一个来判定导体ABAB中中感应电流的感应电流的方向方向？ABCDABCD中感应电流方向中感应电流方向：A ABCDABCDAABFEABFE中感应电流方向中感应电流方向：A ABFEABFEAABAB中感应电流方向：中感应电流方向：ABAB当当闭合导体的一部分做切割磁闭合导体的一部分做切割磁感线的运动时，

18、怎样判断感应感线的运动时，怎样判断感应电流的方向电流的方向? ?假定导体棒假定导体棒ABAB向右运动向右运动1 1、我们研究的是哪个闭合电路、我们研究的是哪个闭合电路? ?2 2、穿过这个闭合电路的磁通量是增大还是减小、穿过这个闭合电路的磁通量是增大还是减小? ?3 3、感应电流的磁场应该是沿哪个方向、感应电流的磁场应该是沿哪个方向? ?4 4、导体棒、导体棒ABAB中的感应电流沿哪个方向中的感应电流沿哪个方向? ?ABEF增大增大垂直纸面向外垂直纸面向外向上向上三、右手定则三、右手定则2 2、适用范围、适用范围: :闭合电路一部分导体切割磁感闭合电路一部分导体切割磁感线产生感应电流线产生感应

19、电流. .1 1、右手定则、右手定则: :伸开右手伸开右手, ,使拇使拇指与其余四指垂直指与其余四指垂直, ,并且都与并且都与手掌在同一平面内手掌在同一平面内; ; 让磁感让磁感线从掌心进入线从掌心进入, , 拇指指向导拇指指向导体运动的方向体运动的方向, , 四指所指的四指所指的方向就是感应电流的方向方向就是感应电流的方向. . 3、常见的几种切割情况：、常见的几种切割情况：导体平动切割磁感线；导体平动切割磁感线；导体转动切割磁感线；导体转动切割磁感线；导体不动，磁场运动，等效为磁场不动，导体导体不动，磁场运动，等效为磁场不动，导体反方向切割磁感线；反方向切割磁感线；1 1、楞次定律适用于由

20、磁通量变化引起感应电、楞次定律适用于由磁通量变化引起感应电流的一切情况流的一切情况; ;右手定则只适用于导体切割右手定则只适用于导体切割磁感线磁感线. .“右手定则右手定则”是是“楞次定律楞次定律”的特例的特例. .2 2、在判断导体切割磁感线产生的感应电流时、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与楞次定律是等效的, , 右手定则右手定则比楞次定律方便比楞次定律方便. .右手定则与楞次定律右手定则与楞次定律楞次定律、右手定则、左手定则、安培定则的综楞次定律、右手定则、左手定则、安培定则的综合应用合应用1.1.规律比较规律比较楞次定律楞次定律闭合回路磁通量的变化

21、闭合回路磁通量的变化右手定则右手定则部分导体切割磁感线运动部分导体切割磁感线运动电磁电磁感应感应左手定则左手定则磁场对运动电荷、电流的作用力磁场对运动电荷、电流的作用力安培定则安培定则运动电荷、电流产生磁场运动电荷、电流产生磁场应用的定则或应用的定则或定律定律基本现象基本现象2 2应用区别应用区别关键是抓住因果关系：关键是抓住因果关系：(1)(1)因电而生磁因电而生磁( (I IB B)安培定则；安培定则；(2)(2)因动而生电因动而生电( (v v、B BI I)右手定则；右手定则；(3)(3)因电而受力因电而受力( (I I、B BF F安安)左手定则。左手定则。 例例、如图、如图,M,M

22、、N N是套在同一铁芯上的两个线圈是套在同一铁芯上的两个线圈,M,M线圈与电池、电键、变阻器相连线圈与电池、电键、变阻器相连,N,N线圈与线圈与RR连连成一闭合电路成一闭合电路. .当电键合上后当电键合上后, ,将图中变阻器将图中变阻器R R的的滑片向左端滑动的过程中滑片向左端滑动的过程中, ,流过电阻流过电阻RR的感应的感应电流什么方向电流什么方向? ?B感感BI例电阻例电阻R R、电容、电容C C与一线圈连成闭合回路，条形与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，磁铁静止于线圈的正上方，N N极朝下，如图所示。极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落，在现使磁铁开始自由下落，在N N极接近线圈上端的过极接近线圈上端的过程中，流过程中，流过R R的电流方向和电容器极板的带电情况的电流方向和电容器极板的带电情况是是( ( ) )A从从a到到b，上极板带正电，上极板带正电B从从a到到b，下极板带正电，下极板带正电C从从b到到a，上极板带正电，上极板带正电 D从从b到到a，下极板带正电，下极板带正电D例如图所示，一条形磁铁从左向