高中物理选修楞次定律精选文档.ppt

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1、高中物理选修楞次定律本讲稿第一页，共三十页+G如何判定感应电流的方向呢？如何判定感应电流的方向呢？NS本讲稿第二页，共三十页用用试试触触的的方方法法确确定定电电流流方方向向与与电电流流计计指指针针偏偏转转方向的关系。方向的关系。结论：电流从灵敏电流计的结论：电流从灵敏电流计的哪边流入，指针就偏向哪边。哪边流入，指针就偏向哪边。实验观察实验观察:本讲稿第三页，共三十页NS+G电流计左偏电流计左偏 螺线管中电流螺线管中电流(俯视俯视)顺时针顺时针电流计右偏电流计右偏 螺线管中电流螺线管中电流(俯视俯视)逆时针逆时针实验准备实验准备本讲稿第四页，共三十页实验现象为：实验现象为：可以根据图示概括出感应

2、电流的方向与磁通量变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？化的关系吗？本讲稿第五页，共三十页很难！很难！所以我们可以通过一个所以我们可以通过一个中介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。磁铁在线圈中磁场的变化在线圈中产生了感应电磁铁在线圈中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，感应电流的磁场流，而感应电流本身也能产生磁场，感应电流的磁场方向既跟感应电流的方向有联系，又跟引起磁通量变方向既跟感应电流的方向有联系，又跟引起磁通量变化的磁场有关系。化的磁场有关系。下面就来分析这三者之间的关系！下面就

3、来分析这三者之间的关系！本讲稿第六页，共三十页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）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NGGNGG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S本讲稿第七页，共三十页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一、楞次定律内容一、楞次定律内容 1 1、磁磁通通量量变变化

4、化的的角角度度：感感应应电电流流的的磁磁场场总总要要阻阻碍碍磁磁通量的变化即通量的变化即“增反减同增反减同”2 2、导导体体和和磁磁体体的的相相对对运运动动的的角角度度：感感应应电电流流所所受受的安培力总要阻碍相对运动即的安培力总要阻碍相对运动即“来拒去留来拒去留”本讲稿第八页，共三十页二、楞次定律的理解二、楞次定律的理解1 1、谁阻碍谁？、谁阻碍谁？感应电流的磁场感应电流的磁场阻碍阻碍引起产生引起产生感应电流的磁场感应电流的磁场2 2、阻碍什么？、阻碍什么？磁通量的磁通量的变化变化。本讲稿第九页，共三十页3 3、如何、如何“阻碍阻碍”？：？：“增反减同增反减同”“”“来拒去留来拒去留”阻碍不

5、是阻止、阻碍不是相反阻碍不是阻止、阻碍不是相反使磁通量的变化使磁通量的变化变慢变慢能否阻止能否阻止?为何阻碍？为何阻碍？能量的转化或转移，能量守恒能量的转化或转移，能量守恒本讲稿第十页，共三十页思考与讨论思考与讨论 当手持条形磁铁使它的一个磁极靠近闭当手持条形磁铁使它的一个磁极靠近闭合线圈的一端时，线圈中产生了感应电流，合线圈的一端时，线圈中产生了感应电流，获得了电能。从能量守恒的角度看，这必定获得了电能。从能量守恒的角度看，这必定有其他形式的能在减少，或者说，有外力对有其他形式的能在减少，或者说，有外力对磁体磁体线圈这个系统做了功。线圈这个系统做了功。你能不能用楞次定律做出判断，手持磁你能不

6、能用楞次定律做出判断，手持磁铁时我们克服什么力做功？铁时我们克服什么力做功？重力和磁场力，人的能量转化成磁铁的机重力和磁场力，人的能量转化成磁铁的机械能和线圈的电能械能和线圈的电能本讲稿第十一页，共三十页思考题思考题：本讲稿第十二页，共三十页思考题思考题：通电直导线与矩形线圈在同一平面内，当线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，并总结圈远离导线时，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。判断感应电流方向的步骤。vI分析分析：1、原磁场的方向：、原磁场的方向：向里向里2、原磁通量变化情况：、原磁通量变化情况：减小减小3、感应电流的磁场方向

7、：、感应电流的磁场方向：向里向里4、感应电流的方向：、感应电流的方向：顺时针顺时针本讲稿第十三页，共三十页三、应用楞次定律的步骤：三、应用楞次定律的步骤：1 1、明确研究的对象是哪一个闭合电路。、明确研究的对象是哪一个闭合电路。2 2、明确穿过该闭合电路的原磁场的方向。、明确穿过该闭合电路的原磁场的方向。3 3、判断穿过该闭合电路的磁通量如何变化。、判断穿过该闭合电路的磁通量如何变化。4 4、由楞次定律判断出感应电流所产生的磁场方、由楞次定律判断出感应电流所产生的磁场方向。向。5 5、利用右手螺旋定则确定出感应电流的方向。、利用右手螺旋定则确定出感应电流的方向。本讲稿第十四页，共三十页楞次定律

8、的应用楞次定律的应用 例例1 1、法拉第最初发现电磁感应现象的、法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示，软铁环上绕有实验如图所示，软铁环上绕有M M、N N两个线两个线圈，当圈，当M M线圈电路中的开关断开的瞬间，线圈线圈电路中的开关断开的瞬间，线圈N N中的感应电流沿什么方向？中的感应电流沿什么方向？本讲稿第十五页，共三十页楞次定律的应用楞次定律的应用例例2 2、如图所示，在长直载流导线附近有一个、如图所示，在长直载流导线附近有一个矩形线圈矩形线圈ABCDABCD，线圈与导线始终在同一个平，线圈与导线始终在同一个平面内。线圈在导线的右侧平移时，其中产面内。线圈在导线的右侧平移时，其中产生了

9、生了ABCDAABCDA方向的电流。请判断，方向的电流。请判断，线圈在向哪个方向移动？线圈在向哪个方向移动？本讲稿第十六页，共三十页原磁场方向穿过回路磁通量的变化感应电流磁场方向感应电流方向向左向左增加增加向右向右顺时针顺时针铜环向右运动铜环向右运动课堂练习课堂练习如图所示，当条形磁铁突然向闭合铜环运动时，如图所示，当条形磁铁突然向闭合铜环运动时，铜环里产生的感应电流的方向怎样？铜环运动情况怎铜环里产生的感应电流的方向怎样？铜环运动情况怎样？样？N NS S本讲稿第十七页，共三十页N Na a a ad d d db b b bc c c c 如如图图所示，一水平放置的矩形所示，一水平放置的矩

10、形闭闭合合线线圈圈abcdabcd，在，在细长细长磁磁铁铁的的N N极附近极附近极附近极附近竖竖竖竖直下落，保持直下落，保持直下落，保持直下落，保持bcbc边边边边在在在在纸纸纸纸外，外，外，外，adad边边边边在在在在纸纸纸纸内，由内，由内，由内，由图图图图中的位置中的位置中的位置中的位置 经过经过经过经过位置位置位置位置经过经过经过经过位置位置位置位置，位置，位置，位置，位置 和位置和位置和位置和位置都很靠都很靠近近，在，在，在，在这这这这个个个个过过过过程中，程中，程中，程中，线线线线圈中感圈中感圈中感圈中感应应应应电电流（流（）A沿沿abcdabcd流流动动 B沿沿沿沿dcbadcba

11、流流动动C C从从 到到到到是沿是沿是沿是沿abcd流流流流动动动动，从，从，从，从到到到到是沿是沿dcbadcba流流流流动动动动D D从从从从 到到到到是沿是沿是沿是沿dcbadcba流流流流动动动动，从，从，从，从到到是沿是沿abcd流流流流动动动动A A本讲稿第十八页，共三十页课堂练习课堂练习 光滑的水平桌面上，有一线圈，空间有光滑的水平桌面上，有一线圈，空间有一竖直向下的匀强磁场，线圈中有无电流一竖直向下的匀强磁场，线圈中有无电流流过？当磁感应强度流过？当磁感应强度B B增强时，线圈中有增强时，线圈中有无电流流过？若有方向如何？线圈的无电流流过？若有方向如何？线圈的面积将怎样变化？面

12、积将怎样变化？面积将有收缩的趋势面积将有收缩的趋势本讲稿第十九页，共三十页 如图，在水平光滑的两根金属导轨上放置两根导如图，在水平光滑的两根金属导轨上放置两根导体棒体棒ABAB、CDCD，试分析，试分析：（：（1 1）当条形磁铁插入与拔出当条形磁铁插入与拔出时导体棒如何运动？（时导体棒如何运动？（2 2）导体杆对水平面的正压）导体杆对水平面的正压力怎样变化？力怎样变化？（不考虑导体棒间的磁场力）（不考虑导体棒间的磁场力）ABCD插入时：相向运动，正压力增加插入时：相向运动，正压力增加拔出时：相互远离，正压力减小拔出时：相互远离，正压力减小“增缩减扩增缩减扩”课堂练习课堂练习本讲稿第二十页，共三

13、十页4.3 4.3 楞次定律楞次定律2 2课时课时本讲稿第二十一页，共三十页 当闭合导体的一部分做切割当闭合导体的一部分做切割磁感线的运动时，怎样判断感磁感线的运动时，怎样判断感应电流的方向应电流的方向?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?ABEFABEF增大增大垂直纸面向外垂直纸面向外向上向上

14、思考与讨论：思考与讨论：本讲稿第二十二页，共三十页2 2、适用范围、适用范围:闭合电路闭合电路一部分导体切割磁感一部分导体切割磁感线线产生感应电流产生感应电流.1 1、内容、内容:伸开右手伸开右手,使拇指使拇指与其余四指垂直与其余四指垂直,并且都与并且都与手掌在同一平面内；让手掌在同一平面内；让磁感磁感线线从从掌心掌心进入，进入，拇指拇指指向导指向导体体运动的方向运动的方向,四指四指所指的所指的方向就是方向就是感应电流的方向。感应电流的方向。四、右手定则四、右手定则本讲稿第二十三页，共三十页课堂练习课堂练习 如图如图,当导体棒当导体棒abab向右运动时向右运动时,则则a a、b b两点的电两点

15、的电势哪一点高势哪一点高?Gab导体棒导体棒abab相当于电源相当于电源,在电源内部电流从负极流在电源内部电流从负极流向正极。即向正极。即a a端为电源的正极，端为电源的正极，b b端为电源的负极。端为电源的负极。a a点电势高于点电势高于b b点。点。由楞次定律判断出的感应电流方向就是感应电动由楞次定律判断出的感应电流方向就是感应电动势的方向。势的方向。3 3、四指、四指所指的方向就是所指的方向就是感应电动势的方向。感应电动势的方向。本讲稿第二十四页，共三十页1 1、楞次定律适用于楞次定律适用于由磁通量变化引起感应电由磁通量变化引起感应电流的流的一切情况一切情况；右手定则右手定则只适用于只适

16、用于导体切导体切割磁感线割磁感线。2 2、右手定则与楞次定律、右手定则与楞次定律本质一致，本质一致，“右手定右手定则则”是是“楞次定律楞次定律”的特例。的特例。3 3、在判断、在判断导体切割磁感线导体切割磁感线产生的感应电流时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。五、右手定则与楞次定律五、右手定则与楞次定律本讲稿第二十五页，共三十页1 1、如图、如图2 2所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的铁的 N N 极朝下但未插入线圈内部。当磁铁向上运动时（极朝下但未插入

17、线圈内部。当磁铁向上运动时（）A A线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引相互吸引B B线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥线圈相互排斥C C线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引线圈相互吸引D D线圈中感应电流的方向与图中线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥C本讲稿第二十六页，共三十页2 2、如图、如图3 3所示，两个闭合圆形线圈所示，两

18、个闭合圆形线圈A A、B B的圆心重合，的圆心重合，放在同一水平面内，线圈放在同一水平面内，线圈B B中通以图中所示的交变电中通以图中所示的交变电流，设流，设t t0 0时电流沿逆时针方向（图中箭头所示）。时电流沿逆时针方向（图中箭头所示）。对于线圈对于线圈A A，在，在t t1 1t t2 2时间内，下列说法中正确的是时间内，下列说法中正确的是（）A A有顺时针方向的电流，且有扩张的趋势有顺时针方向的电流，且有扩张的趋势B B有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势C C有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势D D有逆时针方向的电流，

19、且有收缩的趋势有逆时针方向的电流，且有收缩的趋势D本讲稿第二十七页，共三十页3 3、如图，金属环、如图，金属环A A用轻绳悬挂，与长直螺线管用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧，若变阻器滑片共轴，并位于其左侧，若变阻器滑片P P向左移向左移动，则金属环动，则金属环A A将向将向_（填（填“左左”或或“右右”）运动，并有）运动，并有 （填（填“收缩收缩”或或“扩张扩张”）趋势。）趋势。左左收缩收缩本讲稿第二十八页，共三十页4 4、如图、如图,M,M、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连成一闭合电路连成一闭合电路.当电键合上后当电键合上后,将图中变将图中变阻器阻器R R的滑片向的滑片向左端左端滑动的过程中滑动的过程中,流过电阻流过电阻RR的感应电流什么方向的感应电流什么方向?B感感BI本讲稿第二十九页，共三十页5 5、如如图图所所示示，当当磁磁铁铁运运动动时时，流流过过电电阻阻的的电电流流由由A A经经R R到到B B，则则磁磁铁铁的的运运动动可可能能是是()()A A向下运动向下运动 B B向上运动向上运动C C向左平移向左平移 D D向右平移向右平移BCD本讲稿第三十页，共三十页