高二物理选修3-2第一章第3节《楞次定律》模块讲义

楞次定律

学习目标

1、通过实验探究归纳出判断感应电流方向的规律——楞次定律。

2、准确理解楞次定律的内容及其本质。

3、能使用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向。

知识网络预览

知识精讲

一、实验探究感应电流的方向——楞次定律

1、选旧干电池用试触的方法查明电流方向与电流表指针偏转方向的关系。

2、闭合电路的磁通量发生变化的情况：

甲图：当把条形磁铁N极插入线圈时，穿过线圈的磁通量增加，由实验可知，这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向。

乙图：当把条形磁铁N极拔出线圈时，穿过线圈的磁通量减少，由实验可知，这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向。

丙图：当把条形磁铁S极插入线圈时，穿过线圈的磁通量增加，由实验可知，这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向。

丁图：当把条形磁铁S极拔出线圈中时，穿过线圈的磁通量减少，由实验可知，这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向。

3. 楞次定律的内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要防碍引起感应电流的磁通量的变化。

二、楞次定律的应用

三、右手定则的内容

伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感应线从掌心进入，并使拇指指向方向，其余四指指的方向就是的方向。

例题精讲

知识点一准确理解楞次定律

1、内容

感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要防碍引起感应电流的磁通量的变化。

2、因果关系

闭合导体回路中磁通量的变化是因，产生感应电流是果；原因产生结果，结果又反过来影响原因。

3、“防碍”二字的含义

楞次定律中的“防碍”作用，正是能量守恒定律的反映，在克服这种防碍的过程中，其他形式的能转化为电能。

楞次定律的理解——“防碍”的含义

4、弄清“防碍”与“阻止”“相反”的区别

(1) 防碍不是阻止，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) 防碍不是相反。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磁场方向相同(增反减同)。

(3) 涉及相对运动时，防碍的是导体与磁体的相对运动，而不是防碍导体或磁体的运动。

5、楞次定律的推广

对楞次定律中“防碍”的含义能够推广为感应电流的效果总是防碍产生感应电流的原因：

(1) 防碍原磁通量的变化——“增反减同”；

(2) 防碍相对运动——“来拒去留”；

(3) 使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”；

(4) 防碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”。

【名师点睛】

如果问题不涉及感应电流的方向，则用楞次定律的推广含义实行研究，能够使分析问题的过程简化。

6、应用楞次定律的一般步骤

使用楞次定律判定感应电流的思路，能够概括为以下方框图：

上图描述了磁通量变化、磁场方向、感应电流方向三个因素的关系，只要知道了其中任意两个因素，就能够确定第三个因素。

7、回路运动情况、面积变化趋势的判断方法

电磁感应现象中，产生感应电流的导体在磁场中要受到安培力，从而产生运动及回路面积变化趋势。判断运动或面积变化趋势的方法有：

(1) 一般方法

(2) 根据楞次定律的广义表述判断

①若是因为相对运动产生电磁感应现象，则感应电流所产生的力的效果防碍相对运动(来拒去留)。

②电磁感应现象中，回路面积变化总要防碍磁通量的变化(增缩减扩)。

例1、如图所示，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，以下各种说法中准确的是( )

A.向左拉出和向右拉出时，环中的感应电流方向相反

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的

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的

D.环在出磁场之前，就已经有感应电流

例2、如图所示，当磁铁运动时，流过电阻的电流是由A经R到B，则磁铁可能是( )

A. 向下运动

B. 向上运动

C. 向左平移

D. 以上都不可能

例3、如图所示，当条形磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是( )