4.3楞次定律(问题探究式)
4.3楞次定律
4.3楞次定律制作人:陈冬冬 日期:2012-11-13【自主学习】 一、楞次定律 1、实验探究过程请同学们按照课本第10页(图4.3—2)的实验记录将实验结果填入下表:(1)当线圈内磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向什么关系?感应电流的磁场是有助于磁通量增加还是阻碍磁通量增加? (2)当线圈内磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向什么关系?感应电流的磁场是有助于磁通量增加还是阻碍磁通量增加? 3、(1)哪个物理学家总结了楞次定律?(2)楞次定律的内容是什么?(3)你对楞次定律内容中的“阻碍”如何理解?4、阅读课本第11页“思考与讨论”,从能量守恒的角度理解“阻碍”。
当磁铁从线圈中抽出时, 能转化为 能。
线圈对磁铁的作用力为 (引力或斥力),磁铁克服 力做功。
当磁铁插入线圈时, 能转化为 能。
线圈对磁铁的作用力为 (引力或斥力),磁铁克服 力做功。
例1、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I ,如图,当甲环中电流逐渐增大时,请判断:乙环中感应电流的方向。
例2、如图,在长直载流导线附近有一个矩形线圈ABCD ,线圈与导线始终在同一个平面内。
线圈在导线的右侧向左平移时,请判断:线圈中产生的感应电流的方向。
5、应用楞次定律的步骤:⑴⑵⑶⑷⑸二、右手定则1、阅读课本第12页“思考与讨论”,回答下列问题⑴我们研究的是哪个闭合导体回路?⑵当导体棒AB向右运动时,穿过这个闭合导体回路的磁通量是增大还是减小?⑶感应电流的磁场应该是沿哪个方向的?⑷导体棒AB中的感应电流是沿哪个方向的?⑸导体棒AB向左运动呢?2、右手定则⑴内容:【针对练习】1、如图16所示,一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合线圈,则流过表的感应电流方向是()A.始终由a流向b B.始终由b流向aC.先由a流向b,再由b流向aD.先由b流向a,再由a流向b2、如图所示,一个水平放置的矩形线圈abcd,在细长水平磁铁的S极附近竖直下落,由位置Ⅰ经位置Ⅱ到位置Ⅲ。
课件10:4.3 楞次定律
例题2: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,并总结判断感 应电流的步骤。
分析:
1、原磁场的方向: 向里
I
v 2、原磁通量变化情况: 减小
3、感应电流的磁场方向: 向里
4、感应电流的方向: 顺时针
例题3:如图中的A和B都是很轻的铝环,环A是闭合的, 环B是断开的,永磁铁的任一极来接近A环、原理A环、 移近B环、远离B环时,分别会产生什么现象?
答: ABCD中感应电流方向:A→B→C→D→A
ABFE中感应电流方向:A→B→F→E→A
AB中感应电流方向:A→B
2、如图所示,光滑固定导体轨M、N水平放置,两根导
体棒P、Q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 (AD)
A.P、Q将互相靠拢 B.P、Q相互相远离 C.磁铁的加速度仍为g D.磁铁的加速度小于g
向
感应电流 的方向
楞次定律描述的 就是这三个量之
间的关系
例题1: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M、N 两个线圈,当M线圈电路中的开关断开 的瞬间,线圈N中的感应电流沿什么 方向?
分析: 合上开关时,线圈N中磁感线: 向下 开关断开瞬间,线圈N中磁通量减少 感应电流的磁场应阻碍磁通量减少,所以: 感应电流产生的磁场方向向下 根据右手螺旋定则,线圈N中感应电流方向:如图
谁阻碍? 感应电流产生的磁场
阻碍谁? 原磁场的磁通量变化
如何阻碍? “增反减同”
能否阻止?
不能阻止,只是减缓原磁场 的磁通量的变化过程
三、应用楞次定律判定感应电流方向的四个步骤
明确 研究 的对 象是 哪一 个闭 合电
高中物理 4.3楞次定律详解
高中物理| 4.3楞次定律详解楞次定律1磁通量1.概念:在磁感应强度为B的匀强磁场中,与磁场方向垂直的面积S与B的乘积。
2.公式:Φ=BS。
3.适用条件(1)匀强磁场。
(2)S为垂直磁场的有效面积。
4.磁通量是标量。
5.物理意义:相当于穿过某一面积的磁感线的条数.如图所示,矩形abcd、abb′a′、a′b′cd的面积分别为S1、S2、S3,匀强磁场的磁感应强度B与平面a′b′cd垂直,则:(1)通过矩形abcd的磁通量为BS1cosθ或BS3。
(2)通过矩形a′b′cd的磁通量为BS3。
(3)通过矩形abb′a′的磁通量为0。
6.磁通量变化:ΔΦ=Φ2-Φ1。
2电磁感应现象1.定义当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中有感应电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应。
2.条件(1)条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
(2)例如:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动。
3.实质产生感应电动势,如果电路闭合,则有感应电流.如果电路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流。
3感应电流方向的判定1.楞次定律(1)内容: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)适用范围:一切电磁感应现象。
2.右手定则(1)内容:如图,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)适用情况:导线切割磁感线产生感应电流。
用右手定则时应注意①主要用于闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动时,产生的感应电动势与感应电流的方向判定。
②右手定则仅在导体切割磁感线时使用,应用时要注意磁场方向、运动方向、感应电流方向三者互相垂直。
③当导体的运动方向与磁场方向不垂直时,拇指应指向切割磁感线的分速度方向。
④若形成闭合回路,四指指向感应电流方向;若未形成闭合回路,四指指向高电势。
⑤“因电而动”用左手定则;“因动而电”用右手定则。
课件12:4.3 楞次定律
F
向右 向里 增大 向外 A→B
B
v A
向左 向里 减少 向里 B→A
二、右手定则 判定方法: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,让磁感线从手心垂直进入, 大拇指指向导体运动的方向,其余四指所指的方向就 是感应电流的方向.
适用范围:适用于闭合电路 一部分导线切割磁感线产生 感应电流的情况.
的电流。请判断,线圈在向哪个方向移动?
分析: 研究对象——矩形线圈
如图
载流直导线一侧磁感线分布:如图
由线圈中感应电流的方向,由右手螺
旋定则可以判断感应电流磁场方向:如图
楞次定律——感应电流磁场应阻碍磁通量变化 线圈是向左移动的!
思考与讨论 在图中,假定导体棒AB向右运动
E
B
E
v
F
A
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
2.一水平放置的矩形闭合线圈abcd,在细长磁铁的N极
附近竖直下落,由图示位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,
位置Ⅰ和位置Ⅲ都很靠近位置Ⅱ.在这个过程中,线圈
中感应电流( A) A.沿abcd流动 B.沿dcba流动
Ⅰ
a
d
Ⅱ
b
c
Ⅲ
C.从Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动,从Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动
D.从Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动,从Ⅱ到Ⅲ是 沿 abcd 流动
四、感应电动势方向的判断
利用楞次定律可以判断出感应电流的方向,由于在 电源内部电流的方向是从负极到正极,即电源内部 电流方向与电动势方向相同,所以判断出了感应电 流的方向也就知道了感应电动势的方向。
课堂练习
1.如图,当导体棒ab向右运动时,则a、b两点的电势
学案9:4.3楞次定律
4.3楞次定律知识点一 实验:探究感应电流方向的规律 1.实验设计将螺线管与电流表组成闭合回路,分别将N 极、S 极插入、抽出线圈,如图所示,记录感应电流方向如下:2.分析论证当穿过线圈的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场的方向相反,这种情况如图甲所示;当穿过线圈的磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场的方向相同,这种情况如图乙所示。
【例1】如图所示,是“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)将实物电路中所缺的导线补充完整。
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后,将线圈L1迅速插入线圈L2中,灵敏电流计的指针将________偏转。
(选填“向左”“向右”或“不”)(3)线圈L1插入线圈L2后,将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时,灵敏电流计的指针将________偏转。
(选填“向左”“向右”或“不”)名师点睛在“研究电磁感应现象”实验中,用线圈产生的磁场模拟条形磁铁的磁场,要注意三点:(1)线圈L2与灵敏电流计直接相连,了解灵敏电流计指针的偏转方向与电流方向之间的关系。
(2)明确线圈L1中电流的变化。
(3)明确线圈L2中磁通量的变化及磁场方向。
知识点二楞次定律及应用当线圈内磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,阻碍磁通量的增加;当线圈内磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,阻碍磁通量的减少。
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。
要点1楞次定律的理解(1)因果关系:应用楞次定律实际上就是寻求电磁感应中的因果关系,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,结果又反过来影响原因。
(2)楞次定律中“阻碍”的含义角度来看,感应电流的效果总要阻碍相对运动,因此产生感应电流的过程实质上是能量转化和转移的过程。
【例2】关于楞次定律,下列说法中正确的是()A.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强B.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱C.感应电流的磁场总是和原磁场方向相反D.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化要点2楞次定律的应用应用楞次定律判断感应电流方向的步骤:(1)明确研究对象是哪一个闭合电路(2)确定原磁场的方向;(3)明确闭合回路中磁通量变化的情况;(4)应用楞次定律的“增反减同”,确定感应电流的磁场的方向;(5)应用安培定则,确定感应电流的方向。
课件8:4.3楞次定律
例1 (多选)在电磁感应现象中,下列说法中错误的是( ) A.感应电流的磁场总是阻碍原来磁通量的变化 B.闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流 C.闭合线框放在变化的磁场中做切割磁感线运动,一定 能产生感应电流 D.感应电流的磁场总是跟原来磁场的方向相反
11
【思路点拨】 (1)产生感应电流的条件是:穿过闭合电路的 磁通量发生变化.Βιβλιοθήκη 第4章 电磁感应 第3节 楞次定律
学习目标 1.理解楞次定律的内容,能运用楞次定律判断感应电流的方 向,解答有关问题.(重点) 2.理解楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的反映.( 难点) 3.掌握右手定则,认识右手定则是楞次定律的一种具体表现 形式.(重点)
2
知识1、楞次定律 1.实验探究 将螺线管与电流计组成闭合回路,如图,分别将N极、S极插 入、拔出线圈,如图所示,记录感应电流方向如下:
24
例4 (多选)如图所示,光滑固定导轨m、n水平放置,两根导体 棒p、q平行放于导轨上,形成一个闭合回路.当一条形磁铁 从高处下落接近回路时( ) A.p、q将互相靠拢 B.p、q将互相远离 C.磁铁的加速度仍为g D.磁铁的加速度小于g
25
【解析】 方法一:假设磁铁的下端为N极,穿过回路的磁通 量增加,根据楞次定律可判断出感应电流的磁场方向向上, 根据安培定则可判断出回路中感应电流的方向为逆时针方向( 俯视).再根据左手定则可判断p、q所受的安培力的方向,安 培力使p、q相互靠拢.由于回路所受的安培力的合力向下, 根据牛顿第三定律知,磁铁将受到向上的反作用力,从而加 速度小于g.若磁铁的下端为S极,根据类似的分析可以得出相 同的结果,所以A、D选项正确.
楞次定律
右手定则
研究 整个闭合回路
4.3 楞次定律
v
I
分析: B原的方向 Φ原变化情况 I感的B感方向 I感的方向 , 。 , 。
• 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。 楞次定律应用步骤:
v
确定研究对象: 原磁场方向? 原磁通量变化?
I
分析: B原的方向 向里 , Φ原变化情况 减小 。 I感的B感方向 向里 , I感的方向 顺时针。
S A B
G
• 问题:当闭合导体电路的一部分做切割磁感线运 动时,怎样判断感应电流方向?
• 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平面内; 让磁感线从掌心穿入,并使拇指指向导体运动方向 这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
4.3 楞次定律
4.3 楞次定律
楞次定律 右手定则 Nhomakorabea• 实验1:探究感应电流方向
实验操作、 现象记录:
思考: 根据实验 记录总结 规律?
• 实验结论:
• 楞次定律: 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。
• 思考1:通电直导线与矩形线圈在同一平面内,当线圈远
楞次定律 感应电流磁场方向 右手螺旋定则 判断感应电流方向
• 思考2:如图所示,软铁环上绕有A、B两个线圈, 当A线圈电路中的开关断开的瞬间,线圈B中的感 应电流沿什么方向? 分析:
S A B
G
• 思考2:如图所示,软铁环上绕有A、B两个线圈, 当A线圈电路中的开关断开的瞬间,线圈B中的感 应电流沿什么方向? 分析:
高中物理人教版选修3-2课件:4.3 楞次定律(两篇)
123
(4)弄清“阻碍”与“阻止”“相反”的区别
①阻碍不是阻止,最终引起感应电流的磁通量还是发生了变化,
是“阻而未止”。
②阻碍不是相反。当引起感应电流的磁通量增加时,感应电流的
磁场与引起感应电流的原磁场方向相反;当引起感应电流的磁通量 减少时,感应电流的磁场与引起感应电流的原磁场方向相同(增反 减同)。
123
(4)实验分析
①线圈内磁通量增加时的情况
图号
磁场 方向
感应电流的 感应电流的 方向(俯视) 磁场方向
甲 向下 逆时针 向上
乙 向上 顺时针 向下
归纳总结
感应电流的磁场阻碍磁 通量的增加
②线圈内磁通量减少时的情况
图号
磁场 方向
感应电流 感应电流的 方向(俯视) 磁场方向
归纳总结
丙 向下 顺时针 向下
②从阻碍相对运动的角度来看,可理解为“来拒去留”。楞次定律
的这个结论可以用能量守恒来解释:既然有感应电流产生,就有其 他形式的能转化为电能。又由于感应电流是由相对运动引起的,所 以只能是机械能转化为电能,因此机械能减少。磁场力对物体做负 功,是阻力,表现出的现象就是阻碍相对运动。
123
③从改变线圈面积的角度来看,可理解为“增缩减扩”。若穿过闭
③涉及相对运动时,阻碍的是导体与磁体间的相对运动,而不是
阻碍导体或磁体的运动。
123
2.楞次定律与右手定则的区别 (1)从研究对象上说,楞次定律研究的是整个闭合电路,右手定则 研究的是闭合电路的一部分,即一段做切割磁感线运动的导体。 (2)从适用范围上说,楞次定律可应用于由磁通量变化引起感应电 流的各种情况,右手定则只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线 运动的情况。 (3)有的问题只能用楞次定律不能用右手定则,有的问题则两者都 能用,究竟选用楞次定律还是右手定则,要具体问题具体分析。例 如:
4.3楞次定律
向上 增加 顺时针
向下 减小 顺时针
向上 减小 逆时针
向上
向下
向下
向上
楞次定律
1.楞次定律 :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。 原磁场的
楞次
楞次定律
2.理解“阻碍”:
①谁在阻碍?
②阻碍什么? 感应电流的磁场
引起感应电流的原磁场磁通量的变化
③如何阻碍?
楞次定律——感应电流磁场应阻碍磁通量变化 线圈是向左移动的!
楞次定律的表现形式(应用) ③
“增缩减扩”
4
如图所示,平行光滑金属导 轨A、B上放置两根铜棒a、 b。当磁铁N极从上向下插 入铜棒a 、b中时,铜棒a、 A b是否会运动? 如果运动 B 将怎样运动?
S
N
a
F
F
b
讨论:(1)如果将磁铁N极从铜棒a 、 b中拔出呢? (2)如果将磁铁S极从铜棒a 、 b中拔出呢?
N
楞次定律的表现形式(应用)
思考3:
楞次定律的表现形式有 哪些?
楞次定律的表现形式(应用)
①“增反减同”
例2 :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A、B两个线圈,当A线圈电路中的开关断 开的瞬间,线圈B中的感应电流沿什么方向?
楞次定律的表现形式(应用)
感
I感
B原
楞次定律的表现形式(应用)
小结
1.“增反减同”、 “来拒去留”、 “增缩减扩”,这些现象 的共同本质是什么?
阻碍原磁场磁通量的变化 2. 这些现象的背后原因是什么? 楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的反映.
4.3 楞次定律
实验探究
教学设计2:4.3楞次定律
3 楞次定律一、内容及其解析1.内容:《楞次定律》是人教版高中物理选修3—2第四章第三节的内容,教学大纲要求为Ⅱ级,为较高要求层次。
电磁感应现象揭示了电和磁之间的密切联系,在电磁学部分中起着承上启下的作用。
电磁感应不仅是电场和磁场的综合和扩展,也是学习交变电流、电磁振荡和电磁波的基础。
通过本节课学生应会熟练运用楞次定律判断感应电流的方向;培养学生观察、分析、总结、归纳的逻辑思维能力。
2.解析:楞次定律是本章教学的重点和难点。
一是楞次定律将学生知识范围内有关“场”的概念从“静态场”过渡到“动态场”,而且它涉及的物理量多(磁场方向、磁通量的变化,线圈绕向、电流方向等),关系复杂,为教学带来了很大的难度;二是规律比较隐蔽,其抽象性和概括性很强。
因此,学生理解楞次定律有较大的难度,成为本章的难点。
本节课的主要任务是引导学生通过实验探究过程,总结出感应电流的方向所遵循的一般规律――楞次定律,并对定律内容有初步的认识,在探究楞次定律后,通过应用楞次定律进行有关判断,可以帮助学生深刻理解楞次定律,顺利突破这一难点。
二、教学目标1、知识与技能(1)通过实验探究得出感应电流的方向与磁通量变化的关系,并会叙述楞次定律的内容。
(2)通过实验过程的回放分析,体会楞次定律内容中“阻碍”二字的含义,感受“磁通量变化”的方式和途径。
(3)通过实验现象的直观比较,进一步体会感应电流产生的过程仍遵循能量转化和守恒定律。
2、过程与方法(1)体验楞次定律实验探究过程。
(2)培养学生对物理现象的观察的能力和对实验数据的分析、归纳、概括、表述的能力。
3、情感态度价值观热情:在实验设计,操作过程中逐步积蓄探究热情,培养学生勇于探究的精神;参与:养成主动参与科学研究的良好学习习惯;交流:在自由开放平等的探究交流空间,能互相配合,互相鼓励,友好评价,和谐相处。
体现我校自主互助学习型课题的理念。
三、教学问题诊断分析1.“楞次定律”其理论的抽象性和知识的复杂性比前面知识高了一个层次.前面学习的“电场”和“磁场”只局限于从“静态场”方面考虑,而“楞次定律”所涉及的是变化的磁场与感应电流的磁场之间的相互关系,是一种“动态场”,“由静到动”是一个大的飞跃,学生要难理解得多。
4.3 楞次定律
从上到 从下到 从下到 从上到 下 上 上 下
感应电流 磁场方向
向上
向下
向下
向上
推理与结论
结论1: 当磁铁插入线圈时,穿过线圈的磁通量增
加,这时感应电流的磁场方向跟原磁场方 向相反,以反抗原磁通量的增加。
结论2: 当磁铁拔出线圈时,穿过线圈的磁通量
减小,这时感应电流的磁场方向跟原磁 场方向相同,以补偿原磁通量的增加。
楞次定律
问题:感应电流的产生条件是什么?
(1)闭合电路
(2)磁通量发生变化
观察实验
发现规律
多媒体实验室
N
N极插入 N极抽出
S N
S极插入
S极抽出
磁铁运动 情况
N极插入
N极抽出
S极插入
S极抽出
原磁场
向下
增加
相 反
向下 减少
相 同
向上 增加
相 反
向上 减少
相 同
线圈磁通 量的变化
感应电流 通过电流 表的流向
ABCD中感应电流方向:A→B→C→D→A ABFE中感应电流方向:A→B→F→E→A
思考:能否用其他方法判断?
右手定则
1、内容:伸开右手,使拇 指与其余四指垂直,并且都与 手掌在同一平面内; 让磁感线从掌心进入, 拇指指向导体运动的方向, 四指所指的方向就是感应电流的方向.
2、适用范围:闭合电路一部分导体切割 磁感线产生感应电流.
“增反减同”:产生感生磁场阻碍 磁通量变化 “来拒去留”:产生安培力阻碍相 对运动,来阻碍磁通量变化 “增缩减扩”:改变在磁场中的面 积阻碍磁通量变化
【例 】如图所示,一根长直导线与一个矩形线圈 在同一平面内,长直导线中的电流 I 向上,当 I 减 小,判断矩形线圈中感应电流的方向。
4.3楞次定律
原磁场与感应电流的磁场方向关系
磁体间的相互作用情况
二、实验结论
楞次定律:对“阻碍”的理解:
①谁在阻碍?②阻碍什么?
③如何阻碍?
④能否阻止?2、楞次定律有两层含义:
①从磁通量变化的角度来看,
②从导体和磁体的相对运动的角度来看,
三、总结应用楞次判断感应电流方向的主要步骤:
【范例精析】
例1、
5
一环形线圈放在匀强磁场中,第一秒内磁感线垂直线圈平面向里,磁感应强度随时间的变化关系如图所示,则第二秒内线圈中感应电流大小变化和方向是:()
(A)逐渐增加逆时针(B)逐渐减小顺时针
(C)大小恒定顺时针(D)大小恒定逆时针
6
如图所示,Q为用毛皮摩擦过的橡胶圆盘,由于它的转动,使得金属环P中产生了逆时针方向的电流,则Q盘的转动情况是:
(A)向下运动(B)向上运动
(C)若N极在下,向下运动(D)若S极在下,向下运动
3
如图所示,a、b两个同心圆线圈处于同一水平面内,在线圈a中通有电流I,以下哪些情况可以使线圈b有向里收缩的趋势()
(A)a中的电流I沿顺时针方向并逐渐增大
(B)a中的电流I沿顺时针方向并逐渐减小
(C)a中的电流沿逆时针方向并逐渐增大
(A)顺时针加速转动(B)逆时针加速转动
(C)顺时针减速转动(D)逆时针减速转动
7
如图所示,条形磁铁从h高处自由下落,中途穿过一个固定的空心线圈,K断开时,落地时间为t1,落地速度为V1;K闭合时,落地时间为t2,落地速度为V2,则:t1t2,v1v2。
8
如图所示,在两根平行长直导线M、N中,通过同方向、同强度的电流,导线框ABCD和两导线在同一平面内。线框沿着与两导线垂直的方向,自右向左在两导线间匀速移动。在移动过程中,线框中产生感应电流的方向是()
课时作业26:4.3楞次定律
第3节楞次定律基础过关1.根据楞次定律知,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方向相反C.阻碍引起感应电流磁场的磁通量的变化D.与引起感应电流的磁场方向相同解析由楞次定律可知,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,并不是阻碍原磁场的磁通量,感应电流的磁场可能与原磁场的方向相同,也可与原磁场方向相反,故选项C正确。
答案C2.如图1所示,一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中,环中的感应电流(自左向右看)()图1A.沿顺时针方向B.先沿顺时针方向后沿逆时针方向C.沿逆时针方向D.先沿逆时针方向后沿顺时针方向解析条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中,向右的磁通量一直增加,根据楞次定律,环中的感应电流(自左向右看)为逆时针方向。
选项C正确。
答案C3.某磁场磁感线如图2所示,有一铜线圈自图示a处落至b处,在下落过程中,自上向下看,线圈中的感应电流方向是()图2A.始终顺时针B.始终逆时针C.先顺时针再逆时针D.先逆时针再顺时针解析自a点落至图示位置时,穿过线圈的磁通量增加,由楞次定律判断知,线圈中感应电流方向为顺时针,自图示位置落至b点时,穿过线圈的磁通量减少,由楞次定律判断知,线圈中感应电流方向为逆时针,选项C正确。
答案C4.(多选)两根互相平行的金属导轨水平放置于如图3所示的匀强磁场中,在导轨上导体棒ab和cd可以自由滑动。
当ab在外力F作用下向右运动时,下列说法正确的是()图3A.cd内有电流通过,方向是d→cB.cd向左运动C.磁场对cd作用力向左D.磁场对ab作用力向左解析为了判断cd内电流方向,首先判断ab内的电流方向,因为ab在外力F 作用下向右做切割磁感线运动,根据右手定则判断可知电流的方向是b→a,ab 起着电源作用,电流从a端流出,回路的电流方向是b→a→d→c→b,所以A是正确的;由左手定则可知,cd受安培力向右,ab受安培力向左,所以选项D是正确的。
4.3楞次定律
3、拓展:
N N S
N
G G
s
G
s
G
S
N
s
N
N
s
从相对运动看:
“来拒去留”
感应电流的磁场律可以看成是能量守
恒定律在电磁感应现象中的反映。
思考题:
明 确 研 究 对 象
原磁场 方向? 原磁通 量变化 ?
楞 次 定 律 感应电流 磁场方向
安 培 定 则 感应电 流方向
A
I感
感
B
G
“增反减同”
思考与讨论 在图中,假定导体棒AB向右运动
E B E B
v
v
F
A
F
A
向右
向左
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
向里
增大
向里
减少
向外
A-B
向里
B-A
1、右手定则:I 伸开右手,使拇 指与其余四指垂直,并且都与 手掌在同一平面内; 让磁感线从掌心进入, v 拇指指向导体运动的方向, B 四指所指的方向就是感应电流的方向.
楞次定律
如何判定感应电流的方向呢?
N
S
G
+
实验准备 电流流向与指针偏转方向
G
+
左进左偏
右进右偏
实验准备
电流计右偏 螺线管中电流(俯 视) 逆时针 电流计左偏 螺线管中电流( 俯视) 顺时针
G
+
N 极插入 N 极拔出 极插入 S 极拔出 磁通量增加时, B感与SB 方向相反 原
磁通量减小时, B 与 B 方向相 感 原 示意图 同 感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化
高中物理(4.3楞次定律)理解要点与例题解答
[自主学习]注意:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,是“阻碍”“变化”,不是阻止变化,阻碍的结果是使磁通量逐渐的变化。
如果引起感应电流的磁通量增加,感应电流的磁场就跟引起感应电流的磁场方向相反,如果引起感应电流的磁通量减少,感应电流的磁场方向就跟引起感应电流的磁场方向相同。
楞次定律也可理解为“感应电流的磁场方向总是阻碍相对运动”。
1.磁感应强度随时间的变化如图1所示,磁场方向垂直闭合线圈所在的平面,以垂直纸面向里为正方向。
t1时刻感应电流沿方向,t2时刻感应电流,t3时刻感应电流;t4时刻感应电流的方向沿。
2.如图2所示,导体棒在磁场中垂直磁场方做切割磁感线运动,则a、b两端的电势关系是。
[典型例题]例1 如图3所示,通电螺线管置于闭合金属环A的轴线上,A环在螺线管的正中间;当螺线管中电流减小时,A环将:(A)有收缩的趋势 (B)有扩张的趋势(C)向左运动(D)向右运动分析:螺线管中的电流减小,穿过A环的磁通量减少,由楞次定律感应电流的磁场阻碍磁通量的减少,以后有两种分析:(1)感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相同,感应电流的磁感线也向左,由安培定则,感应电流沿逆时针方向(从左向右看);但A环导线所在处的磁场方向向右(因为A环在线圈的中央),由左手定则,安培力沿半径向里,A环有收缩的趋势。
(2)阻碍磁通量减少,只能缩小A环的面积,因为面积越小,磁通量越大,故A 环有收缩的趋势。
A正确例2 如图4所示,在O点悬挂一轻质导线环,拿一条形磁铁沿导线环的轴线方向突然向环内插入,判断导线环在磁铁插入过程中如何运动?分析:磁铁向导线环运动,穿过环的磁通量增加,由楞次定律感应电流的磁场阻碍磁通量的增加,导线环向右运动阻碍磁通量的增加,导线环的面积减小也阻碍磁通量的增加,所以导线环边收缩边后退。
此题也可由楞次定律判断感应电流的方向,再由左手定则判断导线环受到的安培力,但麻烦一些。
[针对训练]1.下述说法正确的是:(A)感应电流的磁场方向总是跟原来磁场方向相反(B)感应电流的磁场方向总是跟原来的磁场方向相同(C)当原磁场减弱时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同(D)当原磁场增强时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同2.关于楞次定律,下列说法中正确的是:(A)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强(B)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱(C)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化(D)感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化3.如图5所示的匀强磁场中,有一直导线ab在一个导体框架上向左运动,那么ab导线中感应电流方向(有感应电流)及ab导线所受安培力方向分别是:(A)电流由b向a,安培力向左(B)电流由b向a,安培力向右(C)电流由a向b,安培力向左(D)电流由a向b,安培力向右4.如图6所示,若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ,则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)是:(A)有顺时针方向的感应电流(B)有逆时针方向的感应电流(C)先逆时针后顺时针方向的感应电流(D)无感应电流5.如图7所示,螺线管中放有一根条形磁铁,当磁铁突然向左抽出时,A点的电势比B点的电势;当磁铁突然向右抽出时,A点的电势比B点的电势。
4.3 楞次定律
●
NN
●
●
Ⅰ
d
Ⅱ
c
Ⅲ
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
即:“来拒去留”适用于定性判明感应电
流所引起的机械效果。
思考与讨论
如图A、B都是很轻的铝环,环A是闭合的,环B是 断开的,用磁铁的任一极去接近A环,会产生什么现象? 把磁铁从A环移开,会产生什么现象?磁极移近或远离 B环,又会发生什么现象?解释所发生的现象。
练习:
如图,当线圈远离通电导 I 线而去时,线圈中感应 A C 电流的方向如何?
(2).在判断由导体切割磁感线产生的感应电 流时右手定则与楞次定律是等效的,而右手 定则比楞次定律更方便。
课堂小结:
1、楞次定律的内容:
从磁通量变化的角度看:
感应电流总要阻碍磁通量的变化 即:增反减同
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 即: 来拒去留
2、楞次定律中的因果关系:
B
D
远离
原磁场方向 向里
穿过回路磁 通量的变化
减少
感应电流磁 场方向
向里
感应电流方
向
A-C-D-B
4、应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤: (1)判断穿过闭合电路的原磁场的方向。 (2)判断穿过闭合电路的原磁通量是增加还是减少。 (3)根据楞次定律(增反减同)判断感应电流的磁场 方向。 (4)利用安培定则判断感应电流的方向。
二、右手定则
1、判定方法:伸开右手,让拇指 与其余四个手指垂直,并且都与 手掌在同一平面内,让磁感线从 掌心进入,并使拇指指向导线运 动的方向,其余四指所指的方向 就是感应电流的方向。
2、适用范围:适用于闭合电路一部分导线切 割磁感线产生感应电流的情况。
课时作业20:4.3 楞次定律
题组一对楞次定律的理解和应用1.根据楞次定律知,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方向相反C.阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化D.与引起感应电流的磁场方向相同答案 C解析感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化.2.某实验小组用如图1所示的实验装置来验证楞次定律.当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时,通过电流计的感应电流的方向是()图1A.a→G→bB.先a→G→b,后b→G→aC.b→G→aD.先b→G→a,后a→G→b答案 D解析条形磁铁进入线圈的过程中:①确定原磁场的方向:条形磁铁在穿入线圈的过程中,磁场方向向下.②明确闭合回路中磁通量变化的情况:向下的磁通量增加.③由楞次定律的“增反减同”可知:线圈中的感应电流产生的磁场方向向上.④应用安培定则可以判断感应电流的方向为逆时针(俯视),即:电流的方向从b→G→a.同理可以判断出条形磁铁穿出线圈的过程中,向下的磁通量减少,由楞次定律可得:线圈中将产生顺时针方向的感应电流(俯视),即:电流的方向从a→G→b.3.(多选)如图2所示,圆形闭合线圈内存在方向垂直纸面向外的磁场,磁感应强度随时间变化如图,则下列说法正确的是()图2A.0~1 s内线圈的磁通量不断增大B.第4 s末的感应电动势为0C.0~1 s内与2~4 s内的感应电流相等D.0~1 s内感应电流方向为顺时针答案AD解析0~1 s内磁感应强度不断增大,磁通量不断增大,选项A正确;第4 s末磁感应强度为零,但斜率不为零,感应电动势不为零,选项B错误;0~1 s内与2~4 s内斜率大小不相等,电动势不相等,感应电流不相等,选项C错误;用楞次定律判断,感应电流在0~1 s 内为顺时针,选项D正确.4.1831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3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()图3A.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的感应电流答案 D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.5.(多选)如图4所示,当磁铁运动时,流过电阻的电流是由A经R到B,则磁铁的运动可能是()图4A.向下运动B.向上运动C.向左运动D.以上都不可能答案BC解析本题可通过逆向应用楞次定律来判定.由感应电流方向A→R→B,应用安培定则得知感应电流在螺线管内产生的磁场方向应是从上指向下;运用楞次定律判得螺线管内磁通量的变化应是向下减少或向上增大;由条形磁铁的磁感线分布知,螺线管内原磁场是向下的,故应是磁通量减少,即磁铁向上运动或向左、向右平移,所以正确的选项是B、C.6.如图5所示,闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中,将它从匀强磁场中匀速拉出,以下各种说法中正确的是()图5A.向左拉出和向右拉出时,环中感应电流方向相反B.向左或向右拉出时,环中感应电流方向都是沿顺时针方向C.向左或向右拉出时,环中感应电流方向都是沿逆时针方向D.将圆环拉出磁场的过程中,当环全部处在磁场中运动时,也有感应电流产生答案 B解析圆环中感应电流的方向,取决于圆环中磁通量的变化情况,向左或向右将圆环拉出磁场的过程中,圆环中垂直纸面向里的磁感线的条数都要减少,根据楞次定律可知,感应电流产生的磁场的方向与原磁场方向相同,即都垂直纸面向里,可以判断出感应电流的方向沿顺时针方向.圆环全部处在磁场中运动时,虽然导线做切割磁感线运动,但环中磁通量不变,只有圆环离开磁场,环的一部分在磁场中,另一部分在磁场外时,环中磁通量才发生变化,环中才有感应电流.B选项正确.7.如图6所示,金属线框与直导线AB在同一平面内,直导线中通有电流I,若将线框由位置1拉至位置2的过程中,线框中感应电流的方向是()图6A.先顺时针,后逆时针,再顺时针B.始终顺时针C.先逆时针,后顺时针,再逆时针D.始终逆时针答案 C8.(多选)闭合线圈abcd在磁场中运动到如图7所示位置时,ab边受到的磁场力竖直向上,此线圈的运动情况可能是()图7A.向右进入磁场B.向左移出磁场C.以ab为轴转动D.以cd为轴转动答案BCD9.如图8所示为一个圆环形导体,圆心为O,有一个带正电的粒子沿图中的直线从圆环表面匀速飞过,则环中的感应电流的情况是()图8A.沿逆时针方向B.沿顺时针方向C.先沿逆时针方向后沿顺时针方向D.先沿顺时针方向后沿逆时针方向答案 D解析由于带正电的粒子没有沿圆环的直径运动,所以它产生的磁场的磁感线穿过圆环时不能抵消,所以穿过圆环的磁通量开始时向外增加,然后向外减少,根据楞次定律,圆环中感应电流的方向先沿顺时针方向,后沿逆时针方向,故只有选项D正确.题组二右手定则的应用10.两根相互平行的金属导轨水平放置于图9所示的匀强磁场中,在导轨上与导轨接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动.当AB在外力F作用下向右运动时,下列说法中正确的是()图9A.导体棒CD内有电流通过,方向是D→CB.导体棒CD内有电流通过,方向是C→DC.磁场对导体棒CD的作用力水平向左D.磁场对导体棒AB的作用力水平向右答案 B解析当导体棒AB向右运动时,由右手定则可以判断回路中感应电流方向为A→C→D→B→A,再根据左手定则进一步确定导体棒CD的受力方向水平向右,导体棒AB 受力方向水平向左.11.(多选)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,如图所示,能正确表示感应电流I的方向、磁感应强度B的方向跟导体运动速度方向间关系的是()答案BC解析图A中导体不切割磁感线,导体中无电流;由右手定则可以判断B、C正确;D图中感应电流方向应垂直纸面向外.12.如图11所示,MN、PQ为同一水平面的两平行导轨,导轨间有垂直于导轨平面的磁场(图中未画出),导体ab、cd与导轨有良好的接触并能滑动,当导体ab沿轨道向右滑动时,则()图11A.cd向右滑B.cd不动C.cd向左滑D.无法确定答案 A解析对ab应用右手定则确定回路中电流方向,应用左手定则确定cd受力后的运动方向,与磁场的方向无关.本题也可用“来拒去留”直接判断.13.如图12所示,一个金属圆盘安装在竖直的转动轴上,置于蹄形磁铁之间,两块铜片A、O分别与金属圆盘的边缘和转动轴接触.若使金属圆盘按图示方向(俯视顺时针方向)转动起来,下列说法正确的是()图12A.电阻R中有Q→R→P方向的感应电流B.电阻R中有P→R→Q方向的感应电流C.穿过圆盘的磁通量始终没有变化,电阻R中无感应电流D.调换磁铁的N、S极同时改变金属圆盘的转动方向,R中感应电流的方向也会发生改变答案 B解析根据右手定则可判断出R中有P→R→Q方向的感应电流,B正确,A、C错.D选项中流过R的感应电流方向不变,D错.。
楞次定律(4.3)
三、对楞次定律的理解(感应电流的效果):
1、从磁通量变化的角度来看,感应电流总 要阻碍磁通量的变化。 “增反减同”
2、从相对运动看,感应电流的磁场总是阻碍 相对运动。
“来拒去留”
3、从闭合电路的面积而言,有收缩和扩张的 趋势。 “增缩减扩”
例 N v
练习
N
S
D
A
C B 如图所示四根光滑的金属铝 杆叠放在绝缘水平面上,组 线圈中的电流方向如何? 成一个闭合回路。AB固定, CD可自由移动。一条形磁铁 线圈将如何运动? 的S极正对着回路靠近,问: (1)导体杆对水平面的压力 怎样变化? 增大 沿着AB棒向里运动 (2)C、D杆将怎样运动?
1.楞次定律与右手定则的区别与联系
楞次定律 研究对象 区 别 适用范围 区 别 各种电磁感应现象 整个闭合回路
第四章
电磁感应
右手定则 闭合回路的一部分,即做 切割磁感线运动的导体 只适用于导体在磁场中做 切割磁感线运动的情况
应用
对于磁感应强度随 时间变化而产生的 对于导体棒切割磁感线产 电磁感应现象较方 生的电磁感应现象较方便 便
四、右手定则
B v
A
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 运动方向,这时四指所指的方向就是感应 电流方向
楞次定律与右手定则的比较
1、楞次定律适用于各种电磁感应的情况。 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。 2、右手定则----楞次定律的特殊情况。 在判断由导体切割磁感线产生的感应电流 时,右手定则比楞次定律更方便。
联系
右手定则是楞次定律的特例
栏目 导引
第四章
教学设计12:4.3楞次定律
4.3楞次定律一、课堂教学设计理念和教学思路让学生更好地体验科学探索的方法和过程,发展学生的自主学习能力,提高分析问题、解决问题的能力。
使全身心地投入到学习中,让学生在学习的过程中体验到学习的乐趣和成功。
本节课在教学上采用如下教学流程:演示实验、提出问题——分组探究、做好记录——寻找“中介”、找出关系——、总结规律——规律应用、深化理解。
二、教学目标1.知识与技能:理解楞次定律的内容,能灵活运用楞次定律判断感应电流方向,解决实际问题。
2.过程与方法:体验楞次定律实验探究过程,提高分析、归纳、概括及表达能力。
3.情感、态度、价值观:(1)重温科学家艰辛的研究过程,学习他们对科学严肃认真,不怕困难的态度;(2)学生通过观察分析,体验发现过程中的乐趣和美的享受。
三、教学重、难点重点:学生对楞次定律的理解。
难点:(1)引导学生通过实验探究、总结规律;(2)对楞次定律的灵活应用。
四、教学步骤1. 新课引入通过演示条行磁铁插入、抽出带有灵敏电流计的线圈的螺线管中,电流计的指针偏转方向不同,引出问题——感应电流的方向如何判断。
2. 实验探究师:通过刚才的演示实验,同学们能够判断出电流方向与插入磁铁和抽出磁铁两个相反的状态有关,请同学们猜想电流方向还有可能和什么因素有关。
生:可能还与磁场方向有关。
师:结合学生们的分析,我们通过下面的演示实验来探究感应电流和哪些因素有关,实验过程中同学们注意观察,做好下面的表格记录:(通过学生的回答完成上面表格的填写。
)3.实验分析。
师:请同学们观察表格记录情况,分析各个项目的联系,从而找出规律。
生:通过观察发现,感应电流方向与磁场方向没有什么关系。
师:同学们说得非常好,通过表格记录,我们的确没有找到电流方向与磁场方向的直接关系,请同学们再深入思考一下,能不能找一个“中介”,这个“中介”既与感应电流方向有关又与引起感应电流的磁场的某个因素有关,这样我们就间接地找到了联系。
生:老师,你看能不能用这两项来描述感应电流的关系,我发现磁通量的变化与感应电流有关系,比如表格第一列通过线圈的磁通量增加,产生的感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反,表格第二列通过线圈的磁通量减少,产生的感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反,第三列和第四列感应电流的磁场方向与原磁场的方向也有类似的规律。
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(2)适用情况:所有电磁感应现象.
2.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)适用情况:导体 切割磁感线 产生感应电流.
3、楞次定律中“阻碍”的含义
楞次定律表述三:“增缩减扩”
例7 一长直铁芯上绕有一固定线圈M,铁芯右端与一木 质圆柱密接,木质圆柱上套有一闭合金属环N,N可在木 质圆柱上无摩擦移动,M连接在如图4所示的电路中,其 中R为滑动变阻器,E1和E2为直流电源,S为单刀双掷开关, 下列情况中,可观测到N向左运动的是 ( )
A.在S断开的情况下,S向a闭合的瞬间 B.在S断开的情况下,S向b闭合的瞬间 C.在S已向a闭合的情况下,将R的滑片向c端
移去时
引力
阻碍相互远离
楞次定律表述二: “来拒去留”,总阻碍相对运动。
5
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?铜环运动情况怎样?
NS
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 增加 向右 顺时针
铜环向右运动
思考与讨论
如图A、B都是很轻的铝环,环A是闭合的,环B是断开的, 用磁铁的任一极去接近A环,会产生什么现象?把磁铁从A环 移开,会产生什么现象?磁极移近或远离B环,又会发生什么 现象?
5、在竖直向下的匀强磁场中,放在水平光滑的导轨上的
两平行导线aa′,bb′,其中aa受外力作用而向左运动,试分析
导线bb′向哪边运动?
××
a× × b × ×
××
××
××
v× ×
I
×
F
×F
I
××
M
××
a′ ×
发电机
× b′ × ×
电动机
6.如图7所示,水平桌面上放有一个闭合铝环,在铝环轴线上 方有一个条形磁铁.当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时, 下列判断正确的是 ( ) A.铝环有收缩趋势,对桌面压力减小 B.铝环有收缩趋势,对桌面压力增大 C.铝环有扩张趋势,对桌面压力减小 D.铝环有扩张趋势,对桌面压力增大
A.向右加速运动 B.向左加速运动 C.向右减速运动 D.向左减速运动
1.如图,当线圈远离通电导线而去时,线圈中感应电流的方向如何?
I AC BD
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
● 运用楞次定律判定感应电流方向的步骤
1、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 3、由楞次定律确定感应电流的磁场方向 4、利用安培定则确定感应电流的方向
C.A管是用胶木制成的,B管是用塑料制成的
D.A管是用胶木制成的,B管是用铝制成的
6 如图,在水平光滑的两根金属导轨上放置两根导体棒AB、CD, 当条形磁铁插入与拔出时导体棒如何运动?
插入时:相向运动 拔出时:相互远离
若穿过闭合电路的磁感线皆朝同
B
D
一方向,则磁通量增大时,面积有收缩趋
A
C
势,磁通量减少时,面积有增大趋势
S N
S N
_+
_+
N极 向下
感应电流方 向
(俯视)
穿过回路磁 通量的变化
插入
逆时针
增大
拔出
顺时针
减小
原磁场 方向
向下 向下
感应电流磁 场方向
向上
向下
实验观察2、S极向下
N S
N S
_+
_+
S极 向下
插入
拔出
感应电流方向
(俯视) 顺时针 逆时针
增大 穿过回路磁通 量的变化
原磁场 方向
向上
减小 向上
移动时
D.在S已向a闭合的情况下,将R的滑片向d端
移动时
楞次定律表述四、增离减靠法
四、安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的区别运用
1.右手定则是楞次定律的特殊情况 (1)楞次定律的研究对象为整个闭合导体回路,适用于磁 通量变化引起感应电流的各种情况. (2)右手定则的研究对象为闭合导体回路的一部分,适用 于一段导线在磁场中做切割磁感线运动.
2.区别安培定则、左手定则、右手定则的关键是抓住因果关系
(1)因电而生磁(I→B)→安培定则.(判断电流周围磁感线的方向) (2)因动而生电(v、B→I感)→右手定则.(导体切割磁感线产生感
应电流)
(3)因电而受力(I、B→F安)→左手定则.(磁场对电流有作用力)
综合运用 例8 如图5所示,导轨间的磁场方向垂直于纸面向里.圆形金
谁阻碍谁
感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通 量的变化
阻碍什么 阻碍的是磁通量的变化,而不是磁场本身
当磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相 如何阻碍 反,阻碍其增加;当磁通量减少时,感应电流的磁场方向
与原磁场的方向相同,阻碍其减少,即“增反减同”
结果如何
阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化快慢,这种变 化将继续进行,最终结果不受影响
远离
向里 减少
向里 A-C-D-B
2、如图,导线AB和CD互相平行,在闭合开关S时导线CD 中感应电流的方向如何?
×× ×
×
C•
•
×
A
×G ×
••
××
I
S
×
×
•
×
D
B
3.下图中如磁场增强,感应电流的方向是顺时针 还是逆时针?线圈面积如何变化?
×
B感
B
顺时针,扩张
4.判断C、D两点 电势的高低。
第四章 电磁感应
3 楞次定律
实验演示: 1.观察N极插入和拔出磁铁时,电流方向一样吗?
2.观察S极插入和拔出磁铁时,电流方向一样吗?
引入问题: 1、插入和拔出磁铁时,电流方向一样吗?
2、改变磁场方向时,电流方向一样吗? 猜想与假设:你认为感应电流的方向可能与哪 些因素有关?如何判断?
原磁场的方向
向下 感应电流磁场 方向
向上
N 极插入
示意图
N 极N 插极入
插入
S极 插入
N
S
G
G
N极 拔出
N
G
S极 拔出
S
G
原磁场方向 原磁场磁通量的变化 感应电流方向(俯视)
向下
增加
逆时针
向上
增加
顺时针
感应电流的磁场方向 反向
反向
感应电流的磁场作用 阻碍增加 阻碍增加
向下
减小
顺时针 同向
阻碍减少
向上
减小
逆时针 同向
究
磁场方向 流方向
对 原磁通
象 量变化?
1
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M、N 两个线圈,当M线圈电路中的开关断 开的瞬间,线圈N中的感应电流沿什 么方向?
分析: 合上开关时,线圈N中磁感线:
向下!
开关断开瞬间,线圈N中磁通量: 减少
感应电流的磁场应阻碍磁通 量减少,所以感应磁场方向: 向下! 根据右手螺旋定则,线圈N中感应电流方向: 如图
三、楞次定律与右手定则的比较
1、楞次定律适用范围广,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时
2、在判断由导体切割磁感线产生的感应电流时, 右手定则比楞次定律更方便
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N、S极
S
S
N
N
N
N
N
S
S
S
S
N
G
G
G
G
S
N
N
S
移近时
斥力
阻碍相互靠近
阻碍减少
一、楞次定律
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。
对“阻碍”的理解:
谁在阻碍? 阻碍什么? 如何阻碍?
感应电流产生的磁场 引起感应电流的磁通量的变化 “增反减同”
结果如何?
只是阻碍,不能阻止
明 原磁场 确 方向? 研
楞
安
次
培
定 律
定 则 感应电流 感应电
适用范围:适用于闭合电路一部分导线切割磁感线产 生感应电流的情况.
3
在图中CDEF是金属框,当导体AB向右移动 时,请用楞次定律判断ABCD和ABFE两个电 路中感应电流的方向。我们能不能用这两个 电路中的任一个来判定导体AB中感应电流的 方向?
ABCD中感应电流方向:A→B→C→D→A ABFE中感应电流方向:A→B→F→E→A AB中感应电流方向:A→B
磁通量的变化
实验探究: 1、实验准备
(1)实验器材:条形磁铁、螺线管、灵敏电流计 N S
G
+
(3)如何确定感应电流的方向
_
+
_
G
+
用试触的方法确定电流方 向与电流计指针,指针向右偏转, 电流从电流计的负接线柱流入,指针向左偏转
实验观察1、N极向下
属环B正对电磁铁A,当导线MN在导轨上向右加速滑动时,下列
说法正确的是( )
A.MN中电流方向N→M,B被A吸引
B.MN中电流方向N→M,B被A排斥
C.MN中电流方向M→N,B被A吸引
D.MN中电流方向M→N,B被A排斥
图5
例9.如图9所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移
动的金属棒PQ、MN,当PQ在外力的作用下运动时,MN在 磁场力的作用下向右运动,则PQ所做的运动可能是( )
图7
7.如图,是某电磁冲击钻的原理图,若突然发现钻