高中物理第三章电磁感应楞次定律课件新人教选修21.ppt

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1、4.4 4.4 楞次定律楞次定律2021/8/11 星期三1为什么在线圈内有电流？为什么在线圈内有电流？插入和拔出磁铁时，电流方向一样吗？插入和拔出磁铁时，电流方向一样吗？如何判断出感应电流的方向呢？如何判断出感应电流的方向呢？演示演示2021/8/11 星期三2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：电流从电流计的结论：电流从电流计的正正接线柱流入，指针向接线柱流入，指针向正正向偏向偏转，电流从电流计的转，电流从电流计的负负接线柱流入，指针向接线柱流入，指针向负负向偏转向偏转2021/8/11 星期三3N NS SN N极极向

2、下向下插入插入拔出感应电流方向（俯视）逆时逆时针针顺时针顺时针穿过回路磁通量的变化增大增大减小减小原磁场方向向下向下向下向下感应电流磁场方向向上向上向下向下N NS S_+_+2021/8/11 星期三4S SN NS S极极向下向下插入插入拔出感应电流方向（俯视）顺时顺时针针逆时针逆时针穿过回路磁通量的变化增大增大减小减小原磁场方向向上向上向上向上感应电流磁场方向向下向下向上向上S SN N_+_+2021/8/11 星期三5GN NS SGS SN NGS SN NGN NS S感应电流方向（俯视）逆时针逆时针顺时针顺时针顺时针顺时针逆时针逆时针穿过回路磁通量的变化增大增大减小减小增大增大

3、减小减小原磁场方向向下向下向下向下向上向上向上向上感应电流磁场方向向上向上向下向下向下向下向上向上思考：感应电流方向有什么规律？思考：感应电流方向有什么规律？2021/8/11 星期三6GN NS SGS SN NGS SN NGN NS S感应电流方向（俯视）逆时针逆时针顺时针顺时针顺时针顺时针逆时针逆时针穿过回路磁通量的变化增大增大增大增大减小减小减小减小原磁场方向向下向下向上向上向下向下向上向上感应电流磁场方向向上向上向下向下向下向下向上向上思考：感应电流方向有什么规律？思考：感应电流方向有什么规律？2021/8/11 星期三7一、楞次定律一、楞次定律感应电流具有这样的方向，即感应电流感

4、应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要的磁场总要阻碍阻碍引起感应电流的磁通量引起感应电流的磁通量的变化的变化1、内容：、内容：2、对、对“阻碍阻碍”的理解：的理解：明确明确原磁场原磁场与与感应电流的磁场感应电流的磁场间的因果关系间的因果关系l谁起阻碍作用？谁起阻碍作用？l阻碍什么？阻碍什么？l阻碍是阻止吗？阻碍是阻止吗？l“阻碍阻碍”就是感应电流的磁场总与原磁场的就是感应电流的磁场总与原磁场的方向相反吗？方向相反吗？感应电流产生的磁场感应电流产生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”否，只是使磁通量的变化变慢否，只是使磁通量的变化变慢不一定不一定!2

5、021/8/11 星期三8从另一个角度认识楞次定律从另一个角度认识楞次定律在下面四个图中标出线圈上的在下面四个图中标出线圈上的N N、S S极极GN NS SGS SN NGS SN NGN NS SN NS SN NN NN NS SS SS S移近时移近时斥力斥力阻碍相互靠近阻碍相互靠近移去时移去时引力引力阻碍相互远离阻碍相互远离感应电流的效果总是阻碍导体和引感应电流的效果总是阻碍导体和引起感应电流的磁体间的相对运动起感应电流的磁体间的相对运动楞次定律表述二：楞次定律表述二：“来拒去留来拒去留”2021/8/11 星期三9思考与讨论思考与讨论如图如图A A、B B都是很轻的铝环，环都是很轻

6、的铝环，环A A是闭合的，环是闭合的，环B B是断是断开的，用磁铁的任一极去接近开的，用磁铁的任一极去接近A A环，会产生什么现环，会产生什么现象？把磁铁从象？把磁铁从A A环移开，会产生什么现象？磁极移环移开，会产生什么现象？磁极移近或远离近或远离B B环，又会发生什么现象？解释所发生的环，又会发生什么现象？解释所发生的现象现象2021/8/11 星期三102021/8/11 星期三11 楞次楞次(18041865)俄国物理学家。俄国物理学家。1804年年2月月24日生于德日生于德尔帕特（今爱沙尼亚共和国的塔都）。尔帕特（今爱沙尼亚共和国的塔都）。1820年入德尔帕特大学；年入德尔帕特大学；

7、在大学二年级时由校长推荐参加在大学二年级时由校长推荐参加18231826年年“企业号企业号”单单桅炮舰的全球考察旅行；他设计了海水测深仪等仪器并卓越地桅炮舰的全球考察旅行；他设计了海水测深仪等仪器并卓越地完成了海上物理考察，完成了海上物理考察，1834年起当选为科学院院士；年起当选为科学院院士；18361865年任彼得堡大学教授，年任彼得堡大学教授，1840年任数理系主任，年任数理系主任，1863年任校年任校长。其间还在海军和师范学院任教。长。其间还在海军和师范学院任教。1865年年2月月10日在罗马逝日在罗马逝世。世。楞次从青年时代就开始研究电磁感应现象。楞次从青年时代就开始研究电磁感应现象

8、。1831年法拉第年法拉第发现了电磁感应现象后，当时已有许多便于记忆的发现了电磁感应现象后，当时已有许多便于记忆的“左手定则左手定则”、“右手定则右手定则”、“右手螺旋法则右手螺旋法则”等经验性规则，但是并等经验性规则，但是并没有给出确定感生电流方向的一般法则。没有给出确定感生电流方向的一般法则。1833年楞次在总结了年楞次在总结了安培的电动力学与法拉第的电磁感应现象后，发现了确定感生安培的电动力学与法拉第的电磁感应现象后，发现了确定感生电流方向的定律电流方向的定律楞次定律。这一结果于楞次定律。这一结果于1834年在年在物理学物理学和化学年鉴和化学年鉴上发表。楞次定律说明电磁现象也遵循能量守恒

9、上发表。楞次定律说明电磁现象也遵循能量守恒定律。定律。2021/8/11 星期三121 1、楞次定律的内容：、楞次定律的内容：l从磁通量变化的角度看：从磁通量变化的角度看：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l从导体和磁体的相对运动的角度看：从导体和磁体的相对运动的角度看：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：2 2、楞次定律中的因果关系：、楞次定律中的因果关系：3 3、楞次定律中、楞次定律中“阻碍阻碍”的含意：的含意：I I感感B B感感产生产生阻碍阻碍不是阻止；可理解为不是阻止；可理解为“增反、减同增反、减同”，产生产生“结果结果”反抗反抗

10、“原因原因”2021/8/11 星期三13练习一：练习一：如图如图,当线圈远离通当线圈远离通电导线而去时，线电导线而去时，线圈中感应电流的方圈中感应电流的方向如何？向如何？IABCD远离远离原磁场方向原磁场方向穿过回路磁穿过回路磁通量的变化通量的变化感应电流磁感应电流磁场方向场方向感应电流方感应电流方向向向里向里减少减少向里向里A-C-D-B运用楞次定律判定感应电流方运用楞次定律判定感应电流方向的步骤向的步骤1、明确穿过闭合回路的原磁场方向、明确穿过闭合回路的原磁场方向2、判断穿过闭合回路的磁通量如何变化、判断穿过闭合回路的磁通量如何变化3、由楞次定律确定感应电流的磁场方向、由楞次定律确定感应

11、电流的磁场方向4、利用安培定则确定感应电流的方向、利用安培定则确定感应电流的方向2021/8/11 星期三14知识要点回顾知识要点回顾1 1楞次定律的第一种表述：感应电流具有这样楞次定律的第一种表述：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。电流的磁通量的变化。适用于由磁通量变化引适用于由磁通量变化引起感应电流的各种情况。起感应电流的各种情况。（一）楞次定律（一）楞次定律2 2楞次定律的第二种表述：感应电流的效果总楞次定律的第二种表述：感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因。要阻碍产生感应电流的原因。适用于定性判明感适

12、用于定性判明感应电流所引起的机械效果。应电流所引起的机械效果。2021/8/11 星期三151 1、电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个电动势是、电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个电动势是加强了电源产生的电流，还是削弱了电源的电流？是加强了电源产生的电流，还是削弱了电源的电流？是有利于线圈转动还是阻碍线圈的转动？有利于线圈转动还是阻碍线圈的转动？电动机转动时产生的感应电动势电动机转动时产生的感应电动势削弱削弱了电源的电流，了电源的电流，这个电动势称为这个电动势称为反电动势反电动势。反电动势的作用是。反电动势的作用是阻碍线阻碍线圈的转动圈的转动。这样，线圈要维持原来的转动就必须向电。这样，

13、线圈要维持原来的转动就必须向电动机提供电能，动机提供电能，电能转化为其它形式的能。电能转化为其它形式的能。2 2、如果电动机因机械阻力过大而停止转动，会发生什么、如果电动机因机械阻力过大而停止转动，会发生什么情况？这时应采取什么措施？情况？这时应采取什么措施？电动机停止转动，这时就没有了反电动势，线圈电电动机停止转动，这时就没有了反电动势，线圈电阻一般都很小，线圈中阻一般都很小，线圈中电流会很大电流会很大，电动机可能会烧，电动机可能会烧毁。这时，应毁。这时，应立即切断电源立即切断电源，进行检查。，进行检查。反电动势反电动势2021/8/11 星期三16 3 3、应用楞次定律判断感应电流方向的、

14、应用楞次定律判断感应电流方向的 基本步骤：基本步骤：（1 1）明确穿过闭合电路原磁场的方向。）明确穿过闭合电路原磁场的方向。（2 2）明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少。）明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少。（3 3）根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。）根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。（4 4）利用安培定则确定感应电流的方向。）利用安培定则确定感应电流的方向。2021/8/11 星期三172021/8/11 星期三182021/8/11 星期三19 1、如如图图所所示示，当当条条形形磁磁铁铁突突然然向向闭闭合合铜铜环环运运动动时时，铜铜环环里里产产生生的的感感应应电电流流的的方方

15、向向怎怎样样？铜铜环环运运动动情情况况怎样？怎样？课堂训练课堂训练原磁场原磁场方向方向穿过回路穿过回路磁通量的磁通量的变化变化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向左向左增加增加向右向右 前前 后后顺时针顺时针铜环向右运动铜环向右运动研究对象：铜环研究对象：铜环2021/8/11 星期三20原磁场原磁场方向方向穿过回路穿过回路磁通量的磁通量的变化变化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向外向外增加增加向里向里DC课堂训练课堂训练2 2、如图，导线、如图，导线ABAB和和CDCD互相平行，试确定在闭合互相平行，试确定在闭合和断开开关和断开开关S S时导线时

16、导线CDCD中感应电流的方向。中感应电流的方向。ABSCDG研究对象：研究对象：上边的闭合回路上边的闭合回路2021/8/11 星期三213、如图，在水平光滑的两根金属导轨上放置两根导体、如图，在水平光滑的两根金属导轨上放置两根导体棒棒AB、CD，当条形磁铁插入与拔出时导体棒如何运，当条形磁铁插入与拔出时导体棒如何运动？（不考虑导体棒间的磁场力）动？（不考虑导体棒间的磁场力）ABCD插入时：插入时：AB、CD相向运动相向运动拔出时：拔出时：AB、CD相互远离相互远离课堂训练课堂训练2021/8/11 星期三22N4、一水平放置的矩形闭合线圈、一水平放置的矩形闭合线圈abcd，在细长磁铁的，在细

17、长磁铁的N极附近竖极附近竖直下落，由图示位置直下落，由图示位置经过位置经过位置到位置到位置，位置，位置和位置和位置都很都很靠近位置靠近位置在这个过程中，线在这个过程中，线圈中感应电流：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.从从到到是沿是沿abcdabcd流动，从流动，从 到到是沿是沿dcbadcba流动流动D.D.从从到到是沿是沿dcbadcba流动，从流动，从 到到是是 沿沿 abcd abcd 流流 动动 NabcdA课堂训练课堂训练2021/8/11 星期三232021/8/11 星期三24（二）右手定则（二）右手定则1 1判

18、定方法判定方法：伸开右手，让大拇指跟其余四：伸开右手，让大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线磁感线从从手心手心垂直进入，垂直进入，大拇指大拇指指向导体指向导体运动的方向运动的方向，其余，其余四指四指所指的方向就是所指的方向就是感感应电流的方向应电流的方向。2 2适用范围适用范围：适用于闭合电路：适用于闭合电路一部分导线一部分导线切割磁感线切割磁感线产生感应电流的情况。产生感应电流的情况。2021/8/11 星期三25（三）楞次定律与右手定则的比较（三）楞次定律与右手定则的比较1、楞次定律可适用于由磁通量变化引起感应电楞次定律可适用于由磁通量变化引起感应电流的各种情况，而右手定则只适用于一部分导流的各种情况，而右手定则只适用于一部分导体在磁场中做切割磁感线运动的情况，导线不体在磁场中做切割磁感线运动的情况，导线不动时不能应用，因此动时不能应用，因此右手定则可以看作楞次定右手定则可以看作楞次定律的特殊情况。律的特殊情况。2、在判断由、在判断由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，而右手定则比而右手定则比楞次定律更方便。楞次定律更方便。2021/8/11 星期三262021/8/11 星期三27