第四节楞次定律精选文档.ppt

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1、第四节楞次定律本讲稿第一页，共四十五页第四章电磁感应第三节楞次定律本讲稿第二页，共四十五页教教 学学 目目 标标 （一）知识与技能（一）知识与技能1掌握楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流方向。2培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力。3能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向4掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。（二）过程与方法（二）过程与方法1通过实践活动，观察得到的实验现象，再通过分析论证，归纳总结得出结论。2通过应用楞次定律判断感应电流的方向，培养学生应用物理规律解决实际问题的能力。本讲稿第三页，共四十五页（三）情感、态度与价值观（三）情

2、感、态度与价值观在本节课的学习中，同学们直接参与物理规律的发现过程，体验了一次自然规律发现过程中的乐趣和美的享受，并在头脑中进一步强化“实践是检验真理的唯一标准”这一辩证唯物主义观点。教学重点教学重点1楞次定律的获得及理解。2应用楞次定律判断感应电流的方向。3利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。教学难点教学难点楞次定律的理解及实际应用。教学方法教学方法发现法，讲练结合法 教学用具教学用具干电池、灵敏电流表、外标有明确绕向的大线圈、条形磁铁、导线。本讲稿第四页，共四十五页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、通电螺线管的磁感线方向怎样判断、通电螺线管的磁感线

3、方向怎样判断?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?本讲稿第五页，共四十五页本讲稿第六页，共四十五页 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,就就有感应电流有感应电流.产生感应电流的条件产生感应电流的条件是：是：本讲稿第七页，共四十五页插入和拔出磁铁时插入和拔出磁铁时,电流方向一电流方向一样吗样吗?本讲稿第八页，共四十五页当闭合导体的一部分做切当闭合导体的一部分做切割磁感线的运动时，怎样判断割磁感线的运动时，怎样判断感应电流的方向感应电流的方向?假定导体棒假定导体棒AB向右运动向右运动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、穿过这个闭合电

4、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、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、导体棒、导体棒AB中的感应电流沿哪个方向中的感应电流沿哪个方向?ABEF增大增大垂直纸面垂直纸面向外向外向上向上本讲稿第九页，共四十五页本讲稿第十页，共四十五页如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框一个矩形闭合导线框abcd,沿纸面由位置沿纸面由位置1(左左)匀速运动到位置匀速运动到位置2(右右)，则，则()A.导线框进入磁场时，感应电流方向为导线框进入磁场时，感应电流方

5、向为abcdaB.导线框离开磁场时，感应电流方向为导线框离开磁场时，感应电流方向为adcbaC.导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右D.导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左例与练例与练3解析：线圈进入磁场时，磁通量增加，由楞次定律可以判断感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，再运用安培定则可以确定感应电流的方向为adcba，选项A错误.同理可以判断B是错误的.应用楞次定律的内容可知感应电流在磁场中所受的安培力总是阻碍线框运动的，C项错误，D选项正确.答案：D本讲稿第十一页，共四十五页举一反三、举一反三

6、、矩形线框向右匀速运动经过一匀强磁场，设线框矩形线框向右匀速运动经过一匀强磁场，设线框中产生的逆时针的电流为正值，则线框中感应电中产生的逆时针的电流为正值，则线框中感应电流随时间变化的情况是图中的：流随时间变化的情况是图中的：本讲稿第十二页，共四十五页猜想与假设：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因素有关能与哪些因素有关?原磁场的方向原磁场的方向磁通量的变化磁通量的变化本讲稿第十三页，共四十五页1、感应电流的方向与、感应电流的方向与原磁场的方向原磁场的方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?器材

7、器材?电路电路?实验方案实验方案?本讲稿第十四页，共四十五页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、灵敏电路计本讲稿第十五页，共四十五页本讲稿第十六页，共四十五页+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本讲稿第十七页，共四十五页NS+G本讲稿第十八页，共四十五页由实验，你可以总结出感应电流的方向由实验，你可以总结出感应电流的方向由什么因素决定吗由什么因素决定吗?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与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磁通量变化的关系吗?本讲稿第十九页，共四十五页

8、很难！很难！是否可以通过一个中介是否可以通过一个中介感应电流的磁感应电流的磁场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,感应电流的磁感应电流的磁场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,又跟引起又跟引起磁通量变化的磁场有关系磁通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!本讲稿第二十页，共四十五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）线线圈

9、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本讲稿第二十一页，共四十五页B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本讲稿第二十二页，共四十五页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“增反减

10、同增反减同”本讲稿第二十三页，共四十五页 楞次楞次(18041865)俄国物理学家俄国物理学家和地球物理学家和地球物理学家.16岁时以优异成绩岁时以优异成绩从中学毕业后进入大学从中学毕业后进入大学,26岁当选为岁当选为俄国科学院候补院士俄国科学院候补院士,30岁时升为正岁时升为正式院士式院士,并被其他院士推选为圣彼并被其他院士推选为圣彼得堡大学第一任校长得堡大学第一任校长.学生中的学生中的“物理学家物理学家”楞次在中学时期就酷爱物理学，成绩突出。楞次在中学时期就酷爱物理学，成绩突出。1820年他以年他以优异成绩考入杰普特大学，学习自然科学。优异成绩考入杰普特大学，学习自然科学。1823年他还在

11、三年年他还在三年级读书，就因为物理成绩优秀被校方选中，以物理学家的身分级读书，就因为物理成绩优秀被校方选中，以物理学家的身分参加了环球考察。参加了环球考察。1828年年2月月16日，楞次向彼得堡皇家科学院日，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，被接收为科学院作了考察成果汇报，由于报告生动、出色，被接收为科学院研究生。研究生。楞次楞次本讲稿第二十四页，共四十五页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?阻碍不是相反、阻碍不是阻止阻碍不是相反、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

12、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?本讲稿第二十五页，共四十五页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阻碍碍相对运动相对运动.“来拒去留来拒去留”本讲稿第二十六页，共四十五页本讲稿第二十七页，共四十五页思考题思考题：通电直导线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、原磁场的方向：、原磁场的方向：向

13、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：、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二十八页，共四十五页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?楞楞次次定定律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安培培定定则则本讲稿第二十九页，共四十五页法拉第最初发现电磁感应现象的实验法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示，软铁环上绕有如图所示，软铁环上绕有A、B两个线两个线圈，当圈，当A线圈电路中的开关断开的瞬线圈电路中的开关断开的瞬间，线圈间，线圈B中的感应电流沿什么

14、方向中的感应电流沿什么方向?例题例题1本讲稿第三十页，共四十五页感感I感感“增反减同增反减同”本讲稿第三十一页，共四十五页如图所示如图所示,在长直载流导线附近有一个矩在长直载流导线附近有一个矩形线圈形线圈ABCD,线圈与导线始终在同一线圈与导线始终在同一个平面内个平面内.线圈在导线的右侧平移时线圈在导线的右侧平移时,其中其中产生了产生了ABCDA方向的电流方向的电流.请请判断，线圈在向哪个方向移动判断，线圈在向哪个方向移动?分析：分析：研究对象研究对象矩形线圈矩形线圈由线圈中感应电流的方向，据右手螺旋由线圈中感应电流的方向，据右手螺旋定则可以判断感应电流磁场方向：定则可以判断感应电流磁场方向：

15、楞次定律楞次定律原磁通量变化原磁通量变化原磁通量变化原磁通量变化:线圈是向左移动的！线圈是向左移动的！线圈是向左移动的！线圈是向左移动的！例题例题2原磁场的方向：原磁场的方向：向里向里向外向外增大增大“增反减同增反减同”本讲稿第三十二页，共四十五页 “增反减同增反减同”、“来拒去留来拒去留”、“增缩减扩增缩减扩”,这些现象的这些现象的共同本共同本质质是什么？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楞次定律是能量守恒定律 在在电磁感应现象中的反映电磁感应现象中的反映.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?本讲稿第三十三页

16、，共四十五页I感感 B感感 产生产生阻碍阻碍产产生生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、楞次定律中的、楞次定律中的因果关系因果关系：“来拒去留来拒去留”“增缩减扩增缩减扩”本讲稿第三十四页，共四十五页如何判定如何判定 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本讲稿第三十五页，共四十五页1、楞次定律适用于楞次定律适用于由磁通量变化引起由磁通量变化引起感应电流的感应电流的一切情况一切情况;右手定则右手定则

17、只适只适用于用于导体切割磁感线导体切割磁感线.“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、在判断、在判断导体切割磁感线导体切割磁感线产生的感产生的感应电流时应电流时右手定则与楞次定律是等效右手定则与楞次定律是等效的的,右手定则比楞次定律方便右手定则比楞次定律方便.本讲稿第三十六页，共四十五页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，在细长磁铁的N极附极附近竖直下落，由图示位置近竖直下落，由图示位置经过位置经过位置到位置到位置，位，位置置和位置和位置都很靠近位置都很靠近位置 在这个过程中，线圈在这个过程中，线圈中感应电流：中感应电流：A.沿沿abc

18、d流动流动 B.沿沿dcba流动流动C.从从到到是沿是沿abcd流动，流动，从从到到是沿是沿dcba流动流动D.从从到到是沿是沿dcba流动，流动，从从到到是是 沿沿 abcd 流动流动 NabcdA例与练例与练1本讲稿第三十七页，共四十五页 如图如图,M、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线线圈与电池、电键、变阻器相连圈与电池、电键、变阻器相连,N线圈与线圈与R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R的感的感应电流什么方向应电流什么方向?B感感BI例与练例与练

19、2本讲稿第三十八页，共四十五页下图为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的竖直分量向下图为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的竖直分量向下下.飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞机高度不变，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设飞行员左方机翼末端处的电势为端处的电势为U1，右方机翼末端处的电势为，右方机翼末端处的电势为U2()A.若飞机从西往东飞，若飞机从西往东飞，U1比比U2高高B.若飞机从东往西飞，若飞机从东往西飞，U2比比U1高高C.若飞机从南往北飞，若飞机从南往北飞，U1比

20、比U2高高D.若飞机从北往南飞，若飞机从北往南飞，U2比比U1高高例与练例与练4解析：我国位于地球的北半球，北半球的地磁场的竖直分量向下解析：我国位于地球的北半球，北半球的地磁场的竖直分量向下.当飞行员伸出自己的右手，掌心向当飞行员伸出自己的右手，掌心向上上(磁感线穿过手心磁感线穿过手心)，大拇指指向飞机的飞行方向，大拇指指向飞机的飞行方向(也就是机翼切割磁感线的运动方向也就是机翼切割磁感线的运动方向)，此时四指指向，此时四指指向飞行员的左侧飞行员的左侧(也就是电源中的电流方向，或电源正极也就是电源中的电流方向，或电源正极)，所以不管飞行员沿什么方向飞行，左方机翼末，所以不管飞行员沿什么方向飞

21、行，左方机翼末端处的电势都高于右方机翼的末端处的电势端处的电势都高于右方机翼的末端处的电势.正确选项为正确选项为A、C.本讲稿第三十九页，共四十五页如图所示，光滑固定导轨如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒水平放置，两根导体棒P、Q平平行放于导轨上，形成一个闭合回路行放于导轨上，形成一个闭合回路.当一条形磁铁从高处下落接当一条形磁铁从高处下落接近回路时，则近回路时，则A.P、Q将相互靠拢将相互靠拢B.P、Q将彼此远离将彼此远离C.磁铁的加速度为磁铁的加速度为gD.磁铁的加速度小于磁铁的加速度小于g例与练例与练5“来拒去留来拒去留”“增缩减扩增缩减扩”思考：思考：1.下图中，若磁场不

22、变，使下图中，若磁场不变，使Q 向右运动，向右运动，则则P将向将向 运动。运动。2.若条形磁铁向上运动，若条形磁铁向上运动，PQ将如何运动？将如何运动？答：分别向两边远离答：分别向两边远离 右右本讲稿第四十页，共四十五页二次感应问题二次感应问题例例1：如图，导轨间有垂直纸面向里的磁场，电磁铁：如图，导轨间有垂直纸面向里的磁场，电磁铁A和圆形金属和圆形金属环环B紧靠在一起，则下列导体棒的运动情况中金属环紧靠在一起，则下列导体棒的运动情况中金属环B中有感应电中有感应电流的是：流的是：A导体棒向右做加速运动过程中导体棒向右做加速运动过程中B导体棒向右做减速运动过程中导体棒向右做减速运动过程中C导体棒

23、向右做匀速运动过程中导体棒向右做匀速运动过程中D导体棒突然运动或突然停止运动导体棒突然运动或突然停止运动本讲稿第四十一页，共四十五页例例2、如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动、如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒的金属棒PQ、MN，当，当PQ在外力作用下运动时，在外力作用下运动时，MN在磁场在磁场力作用下向右运动力作用下向右运动.则则PQ所做的运动可能是所做的运动可能是()A.向右匀加速运动向右匀加速运动B.向左匀加速运动向左匀加速运动C.向右匀减速运动向右匀减速运动D.向左匀减速运动向左匀减速运动BC本讲稿第四十二页，共四十五页电磁感应与力学问题的综合应用电磁感

24、应与力学问题的综合应用如如图图甲所示，两根足甲所示，两根足够长够长的直金属的直金属导轨导轨MN、PQ平行放置在平行放置在倾倾角角为为的的绝绝缘缘斜面上，两斜面上，两导轨间导轨间距距为为l。M、P两点两点间间接有阻接有阻值为值为R的的电电阻。一根阻。一根质质量量为为m的均匀直金属杆的均匀直金属杆ab放在两放在两导轨导轨上，并与上，并与导轨导轨垂直，垂直，导轨导轨和金属杆的和金属杆的电电阻可忽略。整套装置阻可忽略。整套装置处处于磁感于磁感应应强强度度为为B的匀的匀强强磁磁场场中，磁中，磁场场方向垂直斜方向垂直斜面向下。面向下。让让ab杆沿杆沿导轨导轨由静止开始下滑，由静止开始下滑，导轨导轨和金属杆

25、接触良好，不和金属杆接触良好，不计计它它们们之之间间的摩擦，重力加速度的摩擦，重力加速度为为g。（1）由）由b向向a方向看到的装置如方向看到的装置如图图乙所示，乙所示，请请画出画出ab杆下滑杆下滑过过程中某程中某时时刻的受力示意刻的受力示意图图；（2）在加速下滑）在加速下滑时时，当，当ab杆杆的速度大小的速度大小为为时时，求，求ab杆中杆中的的电电流及其加速度的大小；流及其加速度的大小；（3）求在下滑）求在下滑过过程中，程中，ab杆杆可以达到的速度最大可以达到的速度最大值值。本讲稿第四十三页，共四十五页本讲稿第四十四页，共四十五页电磁感应与电路问题的综合应用电磁感应与电路问题的综合应用本讲稿第四十五页，共四十五页