《楞次定律》课件1

1、教师用书独具演示,课标要求 1了解探究楞次定律的实验 2理解楞次定律的内容及实质 3理解右手定则，能熟练应用楞次定律和右手定则判定电流的方向 4体验楞次定律实验探究过程，提高分析、归纳、概括能力,4 楞次定律,课标解读 1正确理解楞次定律的内容及其本质 2能熟练运用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向 教学地位 本节知识是高考命题的重点，但很少单独命题，往往与其他知识相结合，以选择题或计算题的形式出现.,新课导入建议 上节课我们在学习产生感应电流的条件的探究实验时，同学们是否注意到这样一个问题：不同情况下，电流表的指针偏转方向会不同，即感应电流的方向不同，那么感应电流的方向与哪些因素有关？遵循

2、什么规律呢？,教学流程设计,课前预习安排：1.看教材2.填写【课前自主导学】(同学之间可进行讨论),步骤1：导入新课，本节教学地位分析,步骤2：老师提问，检查预习效果(可多提问几个学生),步骤3：师生互动完成“探究1”互动方式(除例1外可再变换命题角度，补充一个例题以拓展学生思路),步骤4：教师通过例题讲解总结应用楞次定律判断感应电流方向过程和方法,步骤5：让学生完成【迁移应用】检查完成情况并点评,步骤6：师生互动完成“探究2”(方式同完成探究1相同),步骤7：师生互动完成“探究3”(方式同完成“探究2”相同),步骤8：完成“探究4”(重在讲解规律方法技巧),步骤9：指导学生完成【当堂双基达标

3、】验证学习情况,步骤10：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课时作业】,演示结束,1.基本知识 将右手手掌伸平，使大拇指与其余并拢的四指 ，并与手掌在同一平面内，让磁感线从 穿入，大拇指指向方向，这时四指的指向就是 的方向，也就是的方向,右手定则,垂直,手心,导体运动,感应电流,感应电动势,2思考判断 (1)右手定则只适用于匀强磁场() (2)导体不垂直切割磁感线时，不能用右手定则判断感应电流的方向() (3)右手定则是用来判断磁场B，切割磁感线的速度v，感应电流I三者方向关系的(),3.探究交流 什么情况下用左手定则，什么情况下用右手定则？ 【提示】在利用左、右手定

4、则时，一定要明确现象的本质，因动而生电：右手定则；因电而受力：左手定则.,1.基本知识 (1)实验探究 将螺线管与电流计组成闭合导体回路，分别将条形磁铁的N极、S极插入、抽出线圈，如图141所示，记录感应电流方向如下,楞次定律,图141,(2)实验记录,向下,向上,向上,向下,阻碍,向下,向下,向上,向上,阻碍,(3)实验结论：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；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 ,相反,相同,(4)楞次定律 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 运用楞次定律判定感应电流方向的思维程序图,阻碍,变化

5、,2思考判断 (1)楞次定律中“阻碍”的意思就是“阻止”() (2)感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化() (3)感应电流的磁场方向总是与引起它的磁场方向相反() 3探究交流 楞次定律和右手定则的使用范围有什么不同？ 【提示】楞次定律适用于一切电磁感应现象而右手定则只适用于导体切割磁感线的情况.,【问题导思】 1楞次定律反映出什么样的因果关系？ 2阻碍是否是阻止？阻碍是否就一定是相反？ 3如何理解“阻碍磁通量变化的原因”？,楞次定律的理解,1楞次定律中“两个磁场”间的因果关系,2对“阻碍”的理解,3“阻碍”的三种表现形式 (1)阻碍原磁通量的变化“增反减同” (2)阻碍(导体的)相对运动“来

6、拒去留” (3)回路面积有增大或减小的趋势来反抗磁通量的变化“增缩减扩”,1阻碍不是阻止，是阻而不止 2阻碍的是导体和磁体间的相对运动，而不一定阻碍运动,如图142所示，在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向西稳定、强大的直流电流，现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏的检流计，图中未画出)检测此通电直导线的位置，若不考虑地磁场的影响，在检测线圈位于水平面内，从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过直导线的上方移至距直线很远处的过程中，俯视检测线圈，其中的感应电流的方向是(),图142 A先顺时针后逆时针 B先逆时针后顺时针 C先逆时针后顺时针，然后再逆时针 D先顺时针后逆

7、时针，然后再顺时针,【审题指导】解答本题时应注意以下三点： (1)电流产生的磁场在空间的分布情况 (2)线圈运动过程中，穿过线圈的磁通量如何变化 (3)根据“阻碍”效果确定感应电流的方向 【解析】根据通电直导线周围的磁感线的特点，检测线圈由远处移至直导线正上方时，穿过线圈的磁场有向下的分量，磁通量先增加后减小，由楞次定律和安培定则可知，线圈中的电流方向先逆时针后顺时针当检测线圈由直导线正上方移至远处时，穿过线圈的磁场有向上的分量，磁通量先增加后减小，由楞次定律和安培定则可知，线圈中的电流方向先顺时针后逆时针，所以C正确 【答案】C,1一金属圆环水平固定放置现将一竖直的条形磁铁，在圆环上方沿圆环

8、轴线从静止开始释放，在条形磁铁穿过圆环的过程中，条形磁铁与圆环() A始终相互吸引 B始终相互排斥 C先相互吸引，后相互排斥 D先相互排斥，后相互吸引,【解析】当条形磁铁靠近圆环时，产生感应电流，感应电流在磁场中受到安培力的作用，由楞次定律可知，安培力总是“阻碍变化”，因此，条形磁铁靠近圆环时，受到排斥力；当磁铁穿过圆环远离圆环时，受到吸引力，D正确 【答案】D,【问题导思】 1利用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤是什么？ 2楞次定律有哪些应用？,楞次定律的应用,1判断回路运动情况及回路面积的变化趋势的一般步骤,2楞次定律的应用 (1)楞次定律的含义 感应电流的效果总是反抗(或阻碍)引起感应

9、电流的原因 (2)运动情况的判断第一种方法 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简记口诀：“来拒去留”,(3)面积变化趋势的判断第二种方法 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，即磁通量增大时，面积有收缩趋势，磁通量减少时，面积有扩张趋势简记口诀：“增缩减扩”,判断回路面积变化趋势时，若闭合回路所围面积内存在两个方向的磁场，则不宜采用简记口诀判断，应采用一般步骤判断例如，套在通电螺线管上的回路，在通电螺线管中电流变化时面积的变化趋势，应采用一般步骤判断,如图143所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置于导轨上，形

10、成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时() AP、Q将相互靠拢 BP、Q将相互远离 C磁铁的加速度仍为g D磁铁的加速度小于g,图143,【审题指导】(1)根据楞次定律判断出感应电流的方向 (2)运用左手定则判断出受力方向 (3)根据楞次定律的阻碍效果得出结论 【解析】法一：设磁铁下端为N极，如图所示，根据楞次定律可判断出P、Q中感应电流方向，根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向，可见P、Q将相互靠拢，由于回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律知磁铁将受到向上的反作用力，从而加速度小于g，当S极为下端时，可得出同样的结果,法二：根据楞次定律的另一种表述感应电流的效果总是要反抗产

11、生感应电流的原因，本题的“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将相互靠近且磁铁的加速度小于g. 【答案】AD,楞次定律的逆向应用法 楞次定律的一般应用是已知原磁场的变化，分析感应电流的方向及其所受安培力或由于受安培力而引起的运动趋势，但有些情况恰恰相反，已知感应电流或感应电流所受安培力的方向等“感应结果”，分析“感应原因”即原磁场的变化，与前者相比，后者可称为逆向题目，解答此类题目有两种思路，一种是由结果入手，逆向推理，分析产生的原因，称为“逆推法”；另一种是假设某选项正确，把该选项按正向推理分析，符合题设条件者正确，称为“验

12、证法”,2(2013绵阳中学高二检测)如图144所示，通电螺线管置于闭合金属环a的轴线上，当螺线管中电流I减小时(),图144,A环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的减小 B环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的减小 C环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的增大 D环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的增大 【解析】由于电流I减小，闭合金属环的磁通量变小，故环通过减小面积来阻碍磁通量减小，即环有缩小的趋势，A项正确 【答案】A,【问题导思】 1什么情况下利用左手定则判断？ 2什么情况下利用右手定则判断？ 3左、右手定则的本质区别是什么？,楞次定律与右手定则的区别与联系,楞次定律与右手定则的区别及联系,1判断导体切割磁感线产

13、生感应电流的方向时用右手定则，判断该部分导体或其余部分所受安培力方向时用左手定则，可以简单总结为“因动而(产生)电用右手(定则)，因电而(产生)动用左手(定则)” 2判断通电直导线、环形电流及通电螺线管的磁场方向时虽然也用右手来判断，但名称不是右手定则，而是安培定则，五指指向所表示的物理意义也不相同,如图145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.整个装置处于竖直向下的匀强磁场中现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(),图145,A感应电流方向是NM B感应电

14、流方向是MN C安培力水平向左 D安培力水平向右 【审题指导】(1)感应电流方向应用右手定则判断 (2)MN所受安培力的方向应用左手定则判断,【解析】方法一：由右手定则易知，MN中感应电流方向是NM，再由左手定则可判知，MN所受安培力方向垂直棒水平向左 方法二：由楞次定律知，感应电流的产生，必然阻碍引起感应电流的原因本题中，感应电流是由于MN相对于磁场向右运动引起的，则安培力必然阻碍这种相对运动，由安培力既垂直于电流又垂直于磁场方向可判知，MN所受安培力方向必然垂直于MN水平向左，再由左手定则，容易判断出感应电流的方向是NM，故正确选项为A、C. 【答案】AC,3(2013雅安中学高二检测)如

15、图146所示，匀强磁场与圆形导体环平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时(),图146,A圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生 B整个环中有顺时针方向的电流 C整个环中有逆时针方向的电流 D环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流,【解析】方法一：导体ef将圆环分成两部分，导体向右移动时，右边的磁通量减小，左边的磁通量增加，根据楞次定律，左边电流沿顺时针方向，右边电流沿逆时针方向，故D正确 方法二：导体ef切割磁感线，相当于电源，圆形导体环两侧相当于外电路，由右手定则，可确定电流由ef，所以左边电流沿顺时针方向，右边电流沿逆时针方向，故D正确 【答案】D,(2013

16、成都七中高二检测)如图147所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经标出左线圈连着平行导轨M和N，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒ab，金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中下列说法中正确的是(),综合解题方略三定则一定律的比较,图147,A当金属棒ab向右匀速运动时，a点电势高于b点，c点电势高于d点 B当金属棒ab向右匀速运动时，b点电势高于a点，c点与d点等电势 C当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，c点电势高于d点 D当金属棒ab向右加速运动时，b点电势高于a点，d点电势高于c点,【审题指导】金属棒ab切割磁感线时，金属棒相当于电源，左侧线圈相当于外电路；对

17、于右侧部分，线圈相当于电源，电阻相当于外电路 【规范解答】当金属棒ab向右匀速运动而切割磁感线时，金属棒中产生恒定的感应电动势，由右手定则判断电流方向由ab.根据电流从电源(ab相当于电源)正极流出沿外电路回到电源负极的特点，可以判断b点电势高于a点又左线圈中的感应电动势恒定，则感应电流也恒定，所以穿过右线圈的磁通量保持不变，不产生感应电流，c点与d点等电势,当金属棒ab向右做加速运动时，由右手定则可推断ba，电流沿逆时针方向由金属棒运动的速度增大，可知金属棒ab两端的电压不断增大，那么左边电路中的感应电流也不断增大，由安培定则可判断它在铁芯中的磁感线方向是沿逆时针方向的，并且场强不断增强，所

18、以右边的线圈中向上的磁通量不断增加由楞次定律可判断右边电路中的感应电流的方向应沿逆时针方向，而在右线圈绕成的电路中，感应电动势仅产生在绕在铁芯上的那部分线圈上把这个线圈看做电源，由于电流是从c沿内电路(即右线圈)流向d，所以d点电势高于c点综上所述，选项B、D正确 【答案】BD,1规律比较 2.因果关系 (1)因电而生磁(IB)安培定则； (2)因动而生电(v、BI安)右手定则； (3)因电而受力(I、BF安)左手定则；,【备课资源】(教师用书独具) 楞次简介 一、生平简介 楞次(18041865)，俄国物理学家和地球物理学家.1804年2月24日(旧历12日)生于多尔帕特(今爱沙尼亚的塔尔图

19、)，1820年以优异成绩从中学毕业后进入多尔帕特大学.19岁时被推荐为地球物理观测员参加了俄国主办的由O.E.科采布率领的“普雷德普里阿蒂”号单桅帆船第二次全球性科学航行(18231865).18291830年去高加索考察并进行地磁观测，精确测定里海海平面的变化和提取石油及天然气样品.18361865年任圣彼得堡大学教授，其间还兼任海军和师范等院校物理学教授.1865年2月10日在意大利罗马逝世,二、科学成就 1在电磁学方面的成就：1833年发现感应电动势阻止产生这一感应的磁铁或线圈的运动，此结论于1834年发表，后称为楞次定律.18421843年独立于J.P.焦耳并更为精确地建立了电流与其所

20、产生的热量的关系，后被称为焦耳定律，或焦耳楞次定律他还研究并定量地比较了不同金属线的电阻率，确定了电阻与温度的关系；建立了电磁铁吸引力与磁化电流的二次方成正比的定律.,1832年致力于电学量和磁学量的冲击法测量的理论和应用研究.1844年导出包含电动势和电阻的归一并联电路中电流分布的定律，但1845年后，G.R.基尔霍夫却获得了更有普遍意义的电路定律在电化学方面，他确立了伽伐尼电池中电动势的相加性，阴极和阳极上极化电动势的相加定律，以及每一电极的极化电动势和起始电极电势的相加定律,2地球物理方面的贡献：在地球物理方面，他积累了大量而可靠的观测数据；在全球性科学航行中，他测量了深海的海水比重和温

21、度：发现并正确地解释了大西洋和太平洋赤道南北的海水含盐量较高，且大西洋的比太平洋的高，而印度洋含盐量低的现象，还注意到在一定纬度下，海洋表面的水温高于水上面的空气温度；1845年在他的倡导和协助下组织了俄国地理学会,三、趣闻轶事 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年他以优异的成绩考入多尔帕特大学，学习自然科学.1823年他还在三年级读书时，就因为物理成绩优秀而被校方选中，以物理学家的身份参加了环球考察.1826年，他考察归来后在一所中学教物理，同时认真总结整理考察成果.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

22、学院研究生.1830年他当选为科学院候补院士，1834年接替刚去世的彼得洛夫，升为正式院士.,1关于对楞次定律的理解，下面说法中正确的是() 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,【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正确 【答案】E1,2如图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或从线圈中拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流下列各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中表示正确的是(),【解析】根据楞次定律可确定感应电流的方向：对C选项，当磁铁向下运动时：(1)闭合线圈原磁场的方向向上；(2)穿过闭合线圈的磁通量的变化增加；(3)感应电流产生的磁场方向向下；(4)利用安培定则判断感应电流的方向与图中箭头方向相同线圈的上端为S极，磁铁与线圈相互排斥综合以上分析知，选项C正确，同理D正确 【答案】CD,3如图148所示，平行导体滑轨MM、NN水平放置，固定在匀强磁场中，