高二物理选修3-1 4.3楞次定律.ppt

1、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?2、产生感应电流的条件是什么、产生感应电流的条件是什么?只要只要穿过穿过闭合电路闭合电路的的磁通量变化磁通量变化,就就有有感应电流感应电流.安培定则（右手螺旋定则）安培定则（右手螺旋定则）NS+G实验器材：条形磁铁、螺线管、灵敏电流计实验器材：条形磁铁、螺线管、灵敏电流计猜想与假设：猜想与假设：你认为感应电流的方向可你认为感应电流的方向可能与哪些外部因素有关能与哪些外部因素有关?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、感应电流的方向与、感应电流的方向与原磁场的方原磁场的方向向有什么关系有什么关系?2、感应电流的方向与、感应电流的方向与磁通量的变磁通量的变化化有什么关系有什么关系?由实验，你可以总结出感应电流的方由实验，你可以总结出感应电流的方向由什么因素决定吗向由什么因素决定吗?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与磁通量变化的关系吗?示意图示意图感感应应电电流流的的磁磁场场方方 向向感感应应电电流流方方向向(俯俯视视）线线圈圈中中磁磁通通量量 的的变变化化线线圈圈中中磁磁场场的的方方向向 S 极拔出极拔出 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NGGNGSG原原磁磁场场方方向向原原磁磁场场磁磁通通量量 的的变变化化“增增 反反 减减 同同”1、内容内容：感应电流的磁场感应电流的磁场 总要总要 阻碍阻碍引起引起感应电流感应电流的的 磁通量的变化磁通量的变化楞次楞次楞次楞次“增反减同增反减同”2、理解、理解“阻碍阻碍”：谁起阻碍作用谁起阻碍作用?阻碍什么阻碍什么?阻碍不是阻止阻碍不是阻止如何阻碍如何阻碍?感应电流的磁场感应电流的磁场引起感应电流的磁通量的引起感应电流的磁通量的变化变化“增反减同增反减同”使磁通量的变化使磁通量的变化变慢变慢结果如何结果如何?从从相对运动相对运动看看:GNSSNNGNGSGNSSSN3、拓展拓展：感应电流的磁场总要感应电流的磁场总要阻碍阻碍相对运动相对运动.“来拒去留来拒去留”楞次定律应用步骤：楞次定律应用步骤：思考1：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。分析：分析：B B原原的方向的方向 ，向里向里原原变化情况变化情况 。减小减小I I感感的的B B感感方向方向 ，向里向里I I感感的方向的方向 。顺时针顺时针Iv v原磁场方向？原磁场方向？原磁通量变化？原磁通量变化？确定研究对象：确定研究对象：感应电流磁场方向感应电流磁场方向判断感应电流方向判断感应电流方向楞次定律楞次定律右手螺旋定则右手螺旋定则例：如上右图所示，正方形线框例：如上右图所示，正方形线框例：如上右图所示，正方形线框例：如上右图所示，正方形线框abcdabcdabcdabcd的边长为的边长为的边长为的边长为d d d d，向，向，向，向右通过宽为右通过宽为右通过宽为右通过宽为L L L L的匀强磁场，且的匀强磁场，且的匀强磁场，且的匀强磁场，且dLdLdLd V Vb b，都向右，都向右B B、V Va a V Vb b，都向左，都向左C C、V Va a=V Vb b，都向右，都向右DD、V Va a V Vb b，a a向左，向左，b b向右向右法拉第圆盘发电机法拉第圆盘发电机请判断通过请判断通过R的电流方向的电流方向4 4、寻找等效电源、寻找等效电源电势高低的判定电势高低的判定例、在北半球地磁场竖直分量向下。飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞机高度不变。由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差，设飞行员左方机翼末端处的电势为U1，右方机翼末端处的电势为U2（）A若飞机从西往东飞，U1比高U2B若飞机从东往西飞，U2比U1高C若飞机从南往北飞,U1比U2高D若飞机从北往南飞，U2比U1高结论结论（1）北北半球飞行员半球飞行员左左边的边的机翼电势机翼电势高高，右边低右边低 （2）南南半球飞行员半球飞行员右右边的边的机翼电势机翼电势高高，左边低，左边低四、在磁场对感应电流的安培力作用下的运动四、在磁场对感应电流的安培力作用下的运动问题：问题：（1 1）线圈会产生什么方向电流）线圈会产生什么方向电流（2 2）线圈会怎样动）线圈会怎样动（3 3）为什么会这样动？）为什么会这样动？（4 4）动就结果是想要达到什么目的？）动就结果是想要达到什么目的？例、如图所示，螺线管例、如图所示，螺线管B置于闭合金属圆环置于闭合金属圆环A的轴线上，当的轴线上，当B中通过的电流中通过的电流 I 减小时（减小时（）A、环、环A有缩小的趋势有缩小的趋势B、环、环A有扩张的趋势有扩张的趋势C、螺线管、螺线管B有缩短的趋势有缩短的趋势D、螺线管、螺线管B有伸长的趋势有伸长的趋势AD“增反减同增反减同”“来拒去留来拒去留”“增缩减扩增缩减扩”共同的目的：共同的目的：阻碍磁通量变化阻碍磁通量变化楞次定律的几种表述楞次定律的几种表述在磁场对感应电流的安培力作用下的运动在磁场对感应电流的安培力作用下的运动两种判断方法：两种判断方法：（1）从动力学角度）从动力学角度 （2）从运动目的角度）从运动目的角度例如图所示例如图所示,在一蹄形磁铁两极之间放一个矩形线在一蹄形磁铁两极之间放一个矩形线框框abcd。磁铁和线框都可以绕竖直轴。磁铁和线框都可以绕竖直轴OO自由转动。自由转动。若使蹄形磁铁以某角速度转动时，线框的情况将是若使蹄形磁铁以某角速度转动时，线框的情况将是（）A静止静止B随磁铁同方向转动随磁铁同方向转动C沿与磁铁相反方向转动沿与磁铁相反方向转动D要由磁铁具要由磁铁具体转动方向来决定体转动方向来决定跟而不及跟而不及例如图所示，光滑固定导体轨例如图所示，光滑固定导体轨M M、N N水平放置，水平放置，两根导体棒两根导体棒P P、Q Q平行放于导轨上，形成一个闭平行放于导轨上，形成一个闭合路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时合路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时A AP P、Q Q将互相靠拢将互相靠拢B BP P、Q Q相互相远离相互相远离C C磁铁的加速度仍为磁铁的加速度仍为g gD D磁铁的加速度小于磁铁的加速度小于g gMNPQN例如图例如图11所示，在光滑水平桌面上有两个金属所示，在光滑水平桌面上有两个金属圆环，在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁圆环，在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁铁，当条形磁铁自由下落时，将会出现的情况是铁，当条形磁铁自由下落时，将会出现的情况是 A两金属环将相互靠拢两金属环将相互靠拢 B两金属环将相互排斥两金属环将相互排斥C磁铁的加速度会大于磁铁的加速度会大于g D磁铁的加速度会小于磁铁的加速度会小于g例甲、乙两个同心的闭合金属圆环位于同一平面例甲、乙两个同心的闭合金属圆环位于同一平面内，甲环中通以顺时针方向电流内，甲环中通以顺时针方向电流I，如图，如图15所示，当所示，当甲环中电流逐渐增大时，乙环中每段导线所受磁场甲环中电流逐渐增大时，乙环中每段导线所受磁场力的方向是力的方向是（）A指向圆心指向圆心 B背离圆心背离圆心C垂直纸面向内垂直纸面向内 D垂直纸面向外垂直纸面向外例如图例如图9所示，光滑杆所示，光滑杆ab上套有一闭合金属环，上套有一闭合金属环，环中有一个通电螺线管。现让滑动变阻器的滑片环中有一个通电螺线管。现让滑动变阻器的滑片P迅速滑动，则迅速滑动，则 A当当P向左滑时，环会向左运动，且有扩张的趋势向左滑时，环会向左运动，且有扩张的趋势B当当P向右滑时，环会向右运动，且有扩张的趋势向右滑时，环会向右运动，且有扩张的趋势C当当P向左滑时，环会向左运动，且有收缩的趋势向左滑时，环会向左运动，且有收缩的趋势D当当P向右滑时，环会向右运动，且有收缩的趋势向右滑时，环会向右运动，且有收缩的趋势例、如图所示，通电螺线管左侧和内部分别静止吊一例、如图所示，通电螺线管左侧和内部分别静止吊一环环a和和b，当变阻器，当变阻器R的滑动头的滑动头c向左滑动时向左滑动时(）Aa向左摆，向左摆，b向右摆向右摆Ba向右摆，向右摆，b向左摆向左摆Ca向左摆，向左摆，b不动不动Da向右摆，向右摆，b不动不动三、典例剖析三、典例剖析1 1感应电流方向的判定感应电流方向的判定例例1 1如图如图1 11 1所示，一水平放置的矩形线圈所示，一水平放置的矩形线圈abcdabcd，在细长的磁铁的，在细长的磁铁的N N极附近竖直下落，保持极附近竖直下落，保持bcbc边在纸外，边在纸外，adad边在纸内，从图中的位置边在纸内，从图中的位置经过位置经过位置到位置到位置，位置，位置和和都很靠近都很靠近，在这个过程，在这个过程中，线圈中感应电流（中，线圈中感应电流（）A A沿沿abcdabcd流动流动B B沿沿dcbadcba流动流动C C由由到到都是都是abcdabcd流动，流动，由由到到是是dcbadcba流动流动D D由由到到都是都是dcbadcba流动，流动，由由到到是是abcdabcd流动流动abcdNA3 3电势高低的判定电势高低的判定例例3 3图图3 31 1为地磁场磁感线的示意图，在北半球为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场竖直分量向下。飞机在我国上空匀速巡航，地磁场竖直分量向下。飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞机高度不变。由于地磁场的作机翼保持水平，飞机高度不变。由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差，设飞行员左方机翼末用，金属机翼上有电势差，设飞行员左方机翼末端处的电势为端处的电势为 ,右方机翼末端处的电势为右方机翼末端处的电势为 （）A A若飞机从西往东飞，若飞机从西往东飞，U1U1比高比高U2U2B B若飞机从东往西飞，若飞机从东往西飞，U2U2比比 高高C C若飞机从南往北飞，若飞机从南往北飞，比比U2U2高高D D若飞机从北往南飞，若飞机从北往南飞，U2U2比比 高高SNAC