2019-2020学年高二物理人教版选修3-2课件第四章 3楞次定律

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3 楞次定律
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2.(多选)某同学用如图所示的实验装置探究电磁感应现象,该同学 第一步探究出,当有电流从电流计的正极流入时,指针向右偏转。 接下来该同学进行了一系列的操作,则下列关于操作中电流计指针 偏转的描述正确的有( )
A.当把磁铁N极向下插入线圈时,电流计指针向左偏转 B.当把磁铁S极向下插入线圈时,电流计指针向左偏转 C.保持磁铁在线圈中静止,电流计指针不发生偏转 D.将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动,电流计向左偏转
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3.楞次定律与右手定则的区别及联系
研究 区 对象 别 适用
范围
应用
联系
楞次定律
右手定则
整个闭合回路
闭合回路的一部分,即做切 割磁感线运动的导体
各种电磁感应现象
只适用于导体在磁场中做 切割磁感线运动的情况
用于磁感应强度 B 随时 间变化而产生的电磁 感应现象较方便
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知识归纳 1.楞次定律 (1)内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍 引起感应电流的磁通量的变化。 (2)简化表述:原磁场磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场方 向相反,原磁场磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场方向相同。 (3)适用情况:所有电磁感应现象。
解析:先根据楞次定律“来拒去留”判断线圈的N极和S极,A中线圈
上端为N极,B中线圈上端为N极,C中线圈上端为S极,D中线圈上端
为S极,再根据安培定则确定感应电流的方向,A、B错误,C、D正确。
答案:CD
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3.(多选)磁场垂直穿过一个圆形线圈,由于磁场的变化,在线圈中 产生顺时针方向的感应电流,如图所示,则以下说法正确的是( )
答案:D 应用楞次定律判断感应电流方向的步骤
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变式训练1(多选)如图所示,通电直导线L和平行直导线放置的闭 合导体框abcd,当通电导线L运动时,以下说法正确的是( )
A.当导线L向左平移时,导体框abcd中感应电流的方向为abcda B.当导线L向左平移时,导体框abcd中感应电流的方向为adcba C.当导线L向右平移时(未到达ad),导体框abcd中感应电流的方向 为abcda D.当导线L向右平移时(未到达ad),导体框abcd中感应电流的方向 为adcba
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1.根据楞次定律可知感应电流的磁场一定是( ) A.阻碍引起感应电流的磁通量 B.与引起感应电流的磁场反向 C.阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D.与引起感应电流的磁场方向相同 解析:根据楞次定律,感应电流的磁场阻碍的是引起它的磁通量的 变化,而不是引起它的磁通量。分析易知A、B、D项错误,C项正确。 答案:C
A.感应电流方向是N→M B.感应电流方向是M→N C.安培力水平向左 D.安培力水平向右 解析:由右手定则知,MN中感应电流方向是N→M,A正确;再由左 手定则可知,MN所受安培力方向垂直导体棒水平向左,C正确。故 选A、C。 答案:AC
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自我检测 1.正误判断。 (1)感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。 () 解析:原磁场引起回路磁通量增加时,感应电流磁场与原磁场方 向相反,原磁场引起磁通量减少时,两磁场方向相同。
答案:×
(2)电路不闭合,穿过回路的磁通量变化时,也会产生“阻碍”作用。 ()
核心素养思维导图
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一、楞次定律 1.内容: 感应电流具有这样的方向,感应电流的磁场总要阻碍引起感应电 流的磁通量的变化。 2.适用情况:所有电磁感应现象。 二、右手定则 1.内容 伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个 平面内;让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时 四指所指的方向就是感应电流的方向。 2.适用范围 适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。
答案:BC
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楞次定律 问题探究
根据如图甲、乙、丙、丁所示进行电路图连接与实验操作,并填 好实验现象记录表格。
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甲
乙
丙丁
条形磁铁运动的情况
N 极向下 插入线圈
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“阻碍”不是“阻止”。引起感应电流的磁场仍然变化了, 是阻而未止。“阻碍”并不意味着“相反”,当原磁场磁通量减少 时,“阻碍”意味着“相同”。
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典例剖析 【例题1】1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上,A线圈与电 源、滑动变阻器R组成一个回路,B线圈与开关S、电流表G组成另 一个回路,如图所示。通过多次实验,法拉第终于总结出产生感应 电流的条件。关于该实验,下列说法正确的是 ( )
答案:×
(4)感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化。 ( ) 解析:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 答案:√
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2.(多选)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拔出,线圈和电流表构成的闭合 回路中就会产生感应电流,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( )
用于导体切割磁感线产生 的电磁感应现象较方便
右手定则是楞次定律的特例
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典例剖析
【例题2】 下图表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切 割磁感线运动的情景,其中能产生由a到b的感应电流的是( )
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答案:AD
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右手定则
问题探究 在下图中,假定导体棒AB向右运动。
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1.我们研究的是哪个闭合电路? 2.当导体棒AB向右运动时,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的? 4.导体棒AB中的感应电流是沿哪个方向的? 要点提示:1.ABEF 2.增大 3.垂直纸面向外 4.A→B
A.闭合开关S的瞬间,电流表G中有a→b的感应电流
B.闭合开关S的瞬间,电流表G中有b→a的感应电流
C.闭合开关S后,在增大电阻R的过程中,电流表G中有a→b的感应
电流
D.闭合开关S后,在增大电阻R的过程中,电流表G中有b→a的感应
电流
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解析:当导线L向左平移时,闭合导体框abcd中磁场减弱,磁通量减 少,abcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍磁通量的减少,由于 导线L在abcd中磁场方向垂直纸面向里,所以abcd中感应电流的磁 场方向应为垂直纸面向里,由安培定则可知感应电流的方向为 abcda,选项A正确;当导线L向右平移时,闭合电路abcd中磁场增强, 磁通量增加,abcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍原磁通量的 增加,可知感应电流的磁场为垂直纸面向外,再由安培定则可知感 应电流的方向为adcba,选项D正确。
A.若磁场方向垂直线圈向里,则此磁场的磁感应强度是在增强 B.若磁场方向垂直线圈向里,则此磁场的磁感应强度是在减弱 C.若磁场方向垂直线圈向外,则此磁场的磁感应强度是在增强 D.若磁场方向垂直线圈向外,则此磁场的磁感应强度是在减弱
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解析:所产生的感应电流为顺时针方向,由安培定则知感应电流 的磁场垂直线圈向里,由楞次定律中的“增反减同”可知,可能是方向 垂直线圈向里的磁场正在减弱或是方向垂直线圈向外的磁场正在 增强,故B、C正确。
S 极向下 插入线圈
S 极向 上拔出 线圈
N 极向 上拔出 线圈
原磁场方向(向上或向下) 向下 向上 向下 向上
穿过线圈的磁通量变化情况 (增加或减少)
增加
增加
减少 减少
感应电流的方向(在螺线管 上俯视)
逆时针
顺时针
顺时针 逆时针
感应电流的磁场方向(向上 或向下)
向上
向下
向下 向上
原磁场与感应电流磁场的方 向关系
解析:回路中的“阻碍”是由感应电流的磁场产生的,若回路不闭合, 就无感应电流,因此不会产生阻碍作用。
答案:×
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(3)引起感应电流的磁场变化很快时,感应电流的磁场与引起感应 电流的磁场方向相反。 ( )
解析:感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场变化的快慢无 关。
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2.对楞次定律的理解 (1)因果关系:楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系,原磁
场磁通量发生变化是原因,产生感应电流是结果,原因产生结果,结
果反过来影响原因。
(2)对“阻碍”的理解
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相反
相反
相同 相同
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(1)请根据上表所填内容分析,感应电流的磁场方向是否总是与原 磁场方向相反或相同?什么时候相反?什么时候相同?感应电流的磁 场对原磁场磁通量变化有何影响?
(2)分析当磁铁靠近或远离线圈时两者的相互作用有什么规律? 要点提示:(1)不一定,有时相反,有时相同;闭合回路中原磁场的磁 通量增加时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反;闭合回 路中原磁场的磁通量减少时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方 向相同;感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化。 (2)当条形磁铁插入时,磁铁与线圈的磁极是同名磁极相对;当条 形磁铁拔出时,磁铁与线圈的磁极是异名磁极相对。即:两者靠近 时,相互排斥;两者远离时,相互吸引。感应电流总要阻碍原磁场的 相对运动。
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核心素养培养目标
1.理解楞次定律并能用楞 次定律判断感应电流的方 向。 2.知道右手定则并能用右 手定则判断导线切割磁感 线产生的感应电流方向。 3.从楞次定律的因果关系, 培养学生逻辑思维的核心 素养。 4.从楞次定律的不同的表 述形式,培养学生多角度 认识问题和高度概括的核 心素养。
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解析:由右手定则判知,A中感应电流方向为a→b,B、C、D中均 为b→a。
答案:A
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变式训练2(多选)如图所示,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( )
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解析:在滑片不动的情况下,A线圈中通过的是恒定电流,产生的磁 场是恒定的,所以B线圈中不产生感应电流,所以选项A、B错误;在 滑片移动增大电阻R的过程中,A线圈中通过的是逐渐减弱的电流, 即线圈B处于逐渐减弱的磁场中,由安培定则和楞次定律可判断得 知,电流表中的电流从b→a,故选项C错误,D正确。
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3 楞次定律
பைடு நூலகம்
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知识归纳 1.右手定则:伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手 掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动 的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。 2.当切割磁感线时四指的指向就是感应电流的方向,即感应电动 势的方向(注意等效电源内部感应电流方向由负极指向正极)。