楞次定律(公开课) -

线圈中感应电流的方向始终为顺时针方向
例7、如图所示，匀强磁场B中，放置一水平 光滑金属框架，有一根金属棒ab与导轨接触 良好，在外力F的作用下匀速向右运动，分析 此过程中能量转化的情况。
a
F
1、由右手定则判定ab棒上感应 电流的方向应由b a 2、由左手定则判断ab在磁场 中受到的安培力的方向是水平 向左的。
实验器材：条形磁铁、螺线管、灵敏电路计
N S
G
+
观察螺线管绕法
N 极插入
N
S 极插入
S
G G
N 极拔出
N
S 极拔出
S
G
示意图
G
线 圈中原磁 原磁场方向 场 的 方 向 线 原圈 磁中 场磁 磁通 通 量 量的 的变 变化 化 感应电流方 向(俯视） 感应电流的 磁 场 方 向
向下 增加
向上
增加
向下 减小
3、拓展：
N N S S
N
G G
S
G
S
G
N S
S
N
N
从相对运动看: “来拒去留” 感应电流的磁场总阻碍相对运动.
楞次定律可以看成是能量守恒定律
在电磁感应现象中的反映。
如何理解楞次定律符合能量守恒定律？
从楞次定律可知，感应电流总要阻碍磁铁相 对于螺线管的运动。 当把磁铁移进螺线管时，外力要克服磁铁和 螺线管间的斥力做功，消耗机械能，产生的电
“四指”和“手掌”的放法和意义 是相同的，唯一不同的是拇指的意 义.
例与练2
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
×
•
×
•
×
G
•
×
•
×
•
×
×
×
A
I
×
×
D
B S
例1、如图所示，条形磁铁水平放置，金属圆 环环面水平，从条形磁铁附近自由释放，分 析俯视时下落过程中圆环中的电流方向。
1.4 楞次定律
用试触法
G
+
观察现象并总结： 电流从哪边流进，指针就向哪边偏。
1、右手定则: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.
• 如图所示，当滑片向右移动过程中，圆环 将如何运动？
• 在光滑水平面上放着两个完全相同的金属 环a和b，当一条形磁铁的N极竖直向下靠近 两环时，a，b将如何运动？桌面对环的弹 力将如何变？
3.应用举例
例1.如图所示，光滑水平导 d a v 轨处于竖直向下的匀强磁 F 场B中，导棒ab、cd静置 b c 于导轨上，并于导轨垂直， B 当cd在外力F作用下，以 速度V匀速运动时， 发电机 电动机 求:(1)闭合电路中的感应电流 a d 方向？
“增缩减扩”
“增反减同”、 “来拒去留”、 “增缩减扩”,这些现象的共同本质 是什么？ 阻碍磁通量的变化
【例3】如图5所示，ab是一个 可以绕垂直于纸面的轴O转动的 闭合矩形导体线圈，当滑动变阻 器R的滑片P自左向右滑动过程中， 线圈ab将 ( ) B
A、静止不动 B、顺时针转动
O b
a
P
电源
图5
例题 1、如图所示，裸金属线组成滑框， ab可滑动，其电阻为r，长为L，串接 电阻R，匀强磁场为B，当ab以V向右 匀速运动过程中， （1）、求ab间感应电动势。 （2）、用右手定则判断ab中感应电流的方向， 并判断ab两点电势的高低。
（3）、求ab间的电压。
（4）、保证ab匀速运动，求所加外力F。 （5）、求电阻R的功率。
b
外力做正功，消耗外界能量，完全用来克服安培 力做功，转化成闭合回路中的电能，最后转化 成内能。
21.现将电池组、滑线变阻器、带铁 2005年北京卷21. 芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如下图连接，在开 关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当 他将滑线变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指 针和右偏转。由此可以判断 （ B ） A.线圈A向上移动或滑动变阻器滑动端P向右加速滑 动，都能引起电流计指针向左偏转 B.线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流 计指针向右偏转 C.滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动， 都能使电流计指针静止在中央 D.因为线圈A、线圈B的绕线 方向未知，故无法判断电流计 指针偏转的方向
例1、如图所示，Ｌ1、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４为四个 线圈，Ｌ２与Ｌ３连通且相距很远。当滑动变 阻器的滑片Ｐ向右移动，使其阻值均匀减小时， 试分析线圈Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４电流情况。 Ｐ Ｌ1 Ｌ
４
Ｌ２
Ｌ３
例2：一无限长导线通有如图电流，有一矩形 线框与其共面，当电流I突然减少时，线框 会产生______方向的电流。线框将如何运 动？
逆时针
向上
顺时针
向下
顺时针
向下
逆时针
向上
B感
与
B原 反
阻碍
与 B原 同
Φ原
增 减 变化
1、内容：
“增反减同”
感应电流的磁场
引起感应电流的
总要
阻碍
磁通量的变化
楞次(1804～1865)俄国物理学家和地球物 理学家.
对楞次定律中“阻碍”二字的理解？
（1）搞清阻碍关系（谁阻碍谁？）：感应电流的“磁 场”阻碍原磁场的“磁通量的变化”，不是阻碍 “磁通量”； （2）怎样阻碍：若原磁场变化引起闭合电路的磁通量 增加，则感应电流的磁场方向与原磁场方向相反， “反抗”增加；若原磁场变化引起闭合电路的磁通 量减少，则感应电流的磁场方向与原磁场方向相同， “补偿”减少； “反抗”与 “补偿”均为“阻碍”。 结论：增反减同； （3）阻碍不是阻止：“阻碍”与“阻止”程度不同。 “阻碍”只能起防碍作用，但闭合电路的磁通量仍 再变化；“阻止”则使闭合电路的磁通量不再变化， 因而感应电流便随即消失，故只能阻碍不能阻止。
S
N
逆 时 针
S N
逆 时 针
例4、如图所示，当滑动变阻器R的滑片 向 右 滑 动 时 ， 则 流 过 R′ 的 电 流 方 向 是 _____。
B原 B感 I感
滑动变阻器R的滑片向右 滑动时，A中电流减小 A的磁场减弱
R’中感应电流方向从b 到a
B中磁通量减小
B中感应磁场方向与原 磁场方向相同
● ●
线圈所在空间内的磁场分布如图， 当线圈从左往右运动时，穿过它的磁通量 先减小，原磁场方向为垂直纸面向里， 所以感应磁场方向为垂直纸面向里，由安培 定则可知，感应电流方向为顺时针方向；
a
c
● ●
●
●
b
d
●
● 后来磁通量又逐渐增大，原磁场方向为垂直纸面 向外，所以感应磁场方向为垂直纸面向里，由安培 定则可知，感应电流方向为顺时针方向。
能是从机械能转化而来的。
当让磁铁离开螺线管时，外力要克服磁铁和
螺线管间的引力做功，消耗机械能，产生的电
能是从机械能转化而来的。
思考题：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方向的步骤。
分析：
I
v
1、原磁场的方向： 向里 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
I感
阻碍磁通量增大
产生反方向的磁场
A．磁铁靠近线圈时，电流方向是逆时针的 B．磁铁靠近线圈时，电流方向是顺时针的 C．磁铁向上平动时，电流方向是逆时针的 D．磁铁向上平动时，电流方向是顺时针的
感应电流的磁场
例6、两平行长直导线都通以相同电流，线圈 abcd与导线共面，当它从左到右在两导线之间 移动时，其感应电流的方向如何?
明 确 研 究 对 象
原磁场 方向?
楞 次 定 律 感应电流 磁场方向
安 培 定 则 感应电 流方向
原磁通 量变化?
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?
I感
感
“增反减同”
例2、试判断线圈中感应电流的方向。 从右侧看
分析通过R的 电流的方向
L
I
例 3 、如图所示，当条形磁铁做下列运动时， 线圈中的感应电流方向应是（从左向右看）： A．磁铁靠近线圈时，电流方向是逆时针的 B．磁铁靠近线圈时，电流方向是顺时针的 C．磁铁向上平动时，电流方向是逆时针的 D．磁铁向上平动时，电流方向是顺时针的
从左侧看
B原
磁铁靠近线圈 时磁通量增大
C、逆时针转动
D、发生转动，但因电源的极性不明，无法确定转动方向
1、楞次定律适用于由磁通量变化引 起感应电流的一切情况;右手定则 只适用于导体切割磁感线. “右手定则”是“楞次定律”的特例. 2、在判断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, 右手定则比楞次定律方便.
判断“力”用“左手”, 判断“电”用“右手”.
I感 磁通量增大 B原 B感 阻碍磁通量增大
B原 N S
产生反方向的磁场
感应电流的磁场
增反减同
“来拒去留”
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 s C．磁铁的加速度仍为g D．磁铁的加速度小于g N
V
(2)导棒ab的运动方向？
b
FA FA
百度文库
V
c
F
应用举例 下一片
应用举例
例2. 甲、乙两块完全相同的 电流表如图连接。若向右拔 动乙表指针，求：甲表指针 怎样偏转？
理论分析：向右拔动乙表指针产生感应
电流（相当于发电机），而感应电流又要 阻碍引起感应电流的相对运动，即阻碍向 右拔动。感应电流方向应该是从乙表“—” 端流进，“+”端流出。此时，感应电流使 甲表指针偏转（相当于电动机），甲表指 针左偏。 注意：电流从那边进，指针向那边偏。
向上 减小
逆时针
向上
顺时针
向下
顺时针
向下
逆时针
向上
N 极插入
N
S 极插入
S
G G
N 极拔出
N
S 极拔出
S
G
示意图
G
线 圈中原磁 原磁场方向 场 的 方 向 线 原圈 磁中 场磁 磁通 通 量 量的 的变 变化 化 感应电流方 向(俯视） 感应电流的 磁 场 方 向
向下 增加
向上
增加
向下 减小
向上 减小
G
甲 电动机
G
乙 发电机
实验验证：