楞次定律的应用方法
电磁感应中的楞次定律的实验验证与应用
电磁感应中的楞次定律的实验验证与应用楞次定律是电磁感应的基本定律之一,它描述了电磁感应中的电动势和电流的产生关系。
通过实验验证楞次定律的适用性和应用,可以更好地理解和应用电磁感应原理。
一种常见的验证楞次定律的实验是利用恒强磁场和匀速运动的导体实验。
实验装置包括一个平行磁场的恒强磁铁和一根可以在磁场中自由运动的导体。
首先,将导体置于磁场中,并使之保持匀速直线运动,此时由于导体切割磁场线产生感应电动势。
进一步,通过连接导体两端的电路,可以观察到感应电动势引起的电流。
在实验过程中,可以通过一系列探究来验证楞次定律。
例如,改变导体的速度、磁场的强度或者导体与磁场的相对角度等因素,观察感应电流的变化。
实验结果表明,感应电动势和产生的电流都与上述因素有关,符合楞次定律的规律。
根据楞次定律,感应电动势的大小与导体速度、磁场强度、导体与磁场的相对角度以及导体的长度等因素有关系。
在实验验证的基础上,楞次定律的应用十分广泛。
一个重要的应用是发电机的原理。
发电机利用动磁场切割导线产生感应电动势,通过导线两端的电路产生电流,从而实现电能的转换。
根据楞次定律,当导线在磁场中切割线条越多,产生的感应电动势越大,电流也相应增大。
因此,通过控制磁场和导线的运动方式,可以实现不同功率和频率的发电机。
另外,楞次定律还可以应用于电动机的原理。
电动机与发电机相反,它利用电流在磁场中的作用力,实现电能向机械能的转换。
根据楞次定律,通过改变电流的方向和大小,可以改变电动机的运动方式和速度。
电动机的应用非常广泛,从家用电器到工业机械都有它的身影。
此外,楞次定律还被应用于电磁感应传感器和电磁感应计算器等设备中。
电磁感应传感器利用楞次定律实现对物理量的测量,如流量、温度和压力等。
电磁感应计数器则是在楞次定律的基础上实现的,它利用导体切割磁场产生的感应电动势来统计物体的数量。
综上所述,楞次定律通过实验验证得以验证其适用性,同时也在各种应用中得以应用。
楞次定律的应用
楞次定律的应用回顾深化:1、右手定则、左手定则、安培定则的应用比较: 关键是抓住因果关系(1) 因电而生磁(I →B )→安培定则;(2) 因动而生电(v 、B →I 安)→右手定则;(3) 因电而受力(I 、B →F 安)→左手定则.磁感应强度为B 的匀强磁场仅存在于边长为2L 的正方形范围内,有一个电阻为R 、边长为L 的正方形导线框abcd,沿垂直于磁感线方向,以速度v 匀速通过磁场,如图9-1-14所示,从ab 进入磁场时开始计时,到线框离开磁场为止.(1)画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象;(2)判断线框中有无感应电流.若有,答出感应电流的方向.【解析】(1)如图9-1-15所示(2)线框进入磁场阶段,电流方向逆时针;线框在磁场中运动阶段,无电流;线框离开磁场阶段,电流方向顺时针.2.楞次定律的推广含义的应用① 阻碍原磁通量的变化,即“增反减同”;② 阻碍相对运动,即“来拒去留”;③ 使线圈面积有扩大或缩小的趋势,即“大小小大”;④ 阻碍导体中原来的电流发生变化,即“自感现象”.感应电流方向的判定-----(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”.(2009年广州模拟)电阻R 、电容器C 与一线圈连成闭合回路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N 极朝下,如图12-1-6所示.现使磁铁开始自由下落,在N 极接近线圈上端的过程中,流过R 的电流方向和电容器极板的带电情况是( )【解析】 在N 极接近线圈上端的过程中,通过线圈的磁感线方向向下,磁通量增大,由楞次定律可判定流过线圈的电流方向向下,外电路电流由b 流向a ,同时线圈作为电源,下端应为正极,则电容器下极板电势高,带正电.【答案】 从b 到a ,下极板带正电图9-1-14图9-1-15如图9-1-8所示,A、B是两根互相平行的、固定的长直通电导线,二者电流大小和方向都相同.一个矩形闭合金属线圈与A、B在同一平面内,并且ab边保持与通电导线平行,线圈从图中的位置1匀速向左移动,经过位置2,最后到位置3,其中位置2恰在A、B的正中间,则下面的说法中正确的是()A.在位置2这一时刻,穿过线圈的磁通量为零B.在位置2这一时刻,穿过线圈的磁通量的变化率为零C.从位置1到位置3的整个过程中,线圈内感应电流的方向发生了变化D.从位置1到位置3的整个过程中,线圈受到的磁场力的方向保持不变解析:由右手螺旋定则知A正确,此时穿过线圈的磁通量的变化率最大;从位置1到位置3的整个过程中,穿过线圈的磁通量是先向外逐渐减小到零,然后向里逐渐增大,由楞次定律知C错,D对.答案:AD2.利用楞次定律判断导体的运动-----(2)阻碍(导体的)相对运动——“来拒去留”.如图9-1-9所示,老师做了一个物理小实验让学生观察:一轻质横杆两侧各固定一金属环,横杆可绕中心点自由转动,老师拿一条形磁铁插向其中一个小环,后又取出插向另一个小环,同学们看到的现象是()A.磁铁插向左环,横杆发生转动B.磁铁插向右环,横杆发生转动C.无论磁铁插向左环还是右环,横杆都不发生转动D.无论磁铁插向左环还是右环,横杆都发生转动解析:由于左环没有闭合,在磁铁插入过程中,不产生感应电流,故横杆不发生转动.故A、D两项都错误;由楞次定律知道,感应电流导致的结果总是阻碍引起感应电流的原因,磁体与线圈之间发生相对运动时,感应电流施加的磁场力总是阻碍磁极相对运动的.右环闭合,相当于一线圈,在磁铁插入过程中,产生感应电流,横杆将发生转动.故C项错误,只有B 项正确.答案:B如图9-1-7所示,在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B,导轨与直导线平行且在同一水平面内,在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时,导体ab和cd的运动情况是()解析:电流增强时,电流在abdc回路中产生的垂直向里的磁场增强,回路磁通量增大,根据运动阻变法,可知回路要减小面积以阻碍磁通量的增加,因此,两导体要相向运动,相互靠拢.(2009年高考海南卷)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12-1-8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()【解析】由楞次定律及左手定则可知:只要线圈中电流增强,即穿过N的磁通量增加,则N受排斥而向右,只要线圈中电流减弱,即穿过N的磁通量减少,则N受吸引而向左.故C选项正确.【答案】在S已向a闭合的情况下,将R的滑动头向c端移动时3.楞次定律和左、右手定则的综合应用如图12-1-10所示,两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向在图中已经标出.左线圈连着平行导轨M和N,导轨电阻不计,在导轨垂直方向上放着金属棒ab,金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中,下列说法中正确的是()【解析】当金属棒ab向右匀速运动切割磁感线时,金属棒产生恒定感应电动势,由右手定则判断电流方向由a→b.根据电流从电源(ab相当于电源)正极流出沿外电路回到电源负极的特点,可以判断b点电势高于a点.又左线圈中的感应电动势恒定,则感应电流也恒定,所以穿过右线圈的磁通量保持不变,不产生感应电流,c点与d点等电势,故B正确.当金属棒ab向右加速运动时,由右手定则可推断φb>φa,电流沿逆时针方向,又由E=Blv可知ab导体两端的E不断增大,那么左边电路中的感应电流也不断增大,由安培定则可判断它在铁芯中的磁感线是沿逆时针方向的,并且磁感应强度不断增强,所以右边电路的线圈中向上的磁通量不断增加.由楞次定律可判断右边电路的感应电流应沿逆时针方向,而在右边电路中,感应电动势仅产生于绕在铁芯上的那部分线圈上,把这个线圈看成电源,由于电流是从c沿内电路(即右线圈)流向d,所以d点电势高于c点,故D正确.【答案】BD(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势,即“大小小大”;如图9-1-10所示,通电螺线管置于闭合金属环a的轴线上,当螺线管中电流I减小时() A.环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的减小B.环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的减小C.环有缩小的趋势以阻碍原磁通量的增大D.环有扩大的趋势以阻碍原磁通量的增大解析:由于电流I减小,闭合金属环的磁通量变小,故环通过减小面积来阻碍磁通量减小,即环有缩小的趋势,A项正确.答案:A如图9-1-11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()A.向右加速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向左减速运动执因搜果法:解析:由右手定则,PQ向右加速运动,穿过L1的磁通量向上且增加,由楞次定律和左手定则可判断MN向左运动,故A项错.若PQ向左加速运动,情况正好和A项相反,故B项对.若PQ向右减速运动,由右手定则,穿过L1的磁通量向上且减小,由楞次定律和左手定则可判知MN向右运动,故C项对.若PQ向左减速运动,情况恰好和C项相反,故D项错,故选B、C.答案:BC如图9-1-12所示,在匀强磁场中放有平行铜导轨,它与大导线圈M相连接,要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在导轨中的裸金属棒ab的运动情况是(两导线圈共面放置)()A.向右匀速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向右加速运动解析:欲使N产生顺时针方向的感应电流,感应电流的磁场垂直纸面向里,由楞次定律可知有两种情况:一是M中有顺时针方向逐渐减小的电流,使其在N中的磁场方向向里,且磁通量在减小,二是M中有逆时针方向逐渐增大的电流,使其在N中的磁场方向向外,且磁通量在增大.因此,对于前者应使ab向右减速运动,对于后者则应使ab向左加速运动.应选B、C.答案:BC。
楞次定律的应用
楞次定律的应用楞次定律反映了感应电流的方向与磁通量变化间的关系,可结合右手螺旋法则、左手定则等判断法则,确定感应电流的方向或感应电动势的正极、负极。
运用楞次定律解题的关键是集中全力去分析所研究的那一瞬间的情况。
分析穿过所研究的闭合回路所包围面积的磁通量的变化情况。
这需要树立正确的时间观念和空间观念。
应用楞次定律的解题步骤为:画出引起感应电流的原磁场的磁感线,并使之穿过所研究的闭合回路所包围的面积;根据楞次定律画出穿过该闭合回路所包围面积的感应电流的磁场的磁感线;根据感应电流的磁场方向,借助于右手螺旋法则,确定感应电流的方向。
[例1]如图1所示,试画出闭合电键K时,线圈B中感应电流的方向。
分析:由于题还没有导线明显地做切割磁感线运动,所以,本题解题的出发点应为楞次定律,并依据上述解题步骤求解。
解:根据楞次定律判断感应电流的方向。
(按照楞次定律的解题步骤)1.画出闭合电键K时,通电线圈A中的电流的方向,依据右手螺旋法则,画出线圈A的磁场(原磁场)的磁感线,并使这些磁感线穿过所研究的线圈B所包围的面积,如图2实线所示。
2.闭合电键K,穿过所研究的线圈B的磁通量由零增至某一值,即磁通量增大。
3.根据楞次定律,在线圈B中产生感应电流,感应电流磁场的磁感线方向应与原磁场的磁感线方向相反,如图2虚线所示。
4.因为在通电线圈内部,磁感线从S极到N极,可标出线圈B中感应电流磁场的N极和S极,借助于右手螺旋法则,判断出感应电流的方向,如图2所示。
[例2]如图3所示,当可移动导线段AB向右平移时,图中小磁针的指向如何?若AB向左平移呢?分析:可移动导线段AB向右平移,穿过闭合回路的磁通量增大,有感应电流产生,可依据楞次定律判断感应电流的方向。
解:可移动导线段AB向右平移,切割磁感线运动,根据右手定则,画出AB中感应电流的方向。
如图4所示,通过线圈C中的电流的磁场在线圈D处将增强。
根据楞次定律。
1.画出线圈C中的电流的磁场的磁感线,并使之穿过线圈D所包围的面积;3.根据楞次定律画出线圈D中的感应电流磁场的磁感线,如图4虚线所示;4.借助于右手螺旋法则,画出线圈D中的感应电流的方向,如图4所示。
楞次定律应用
一、运用"感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电 流的磁通量"的变化判断感应电流的方向时,一般 应分四步进行: (1)明确所研究的闭合回路原磁场方向; (2)确定回路中磁通量的变化(增加或减少)情 况; (3)由椤次定律判断感应电流的磁场方向; (4)利用安培定则确一平面内,直导线中通有恒定 电流I,当线框由左向右匀速通过直 导线时,线框中的感应电流的方向是 怎样的?
• 例2、M和N是绕在一个环形铁芯上的两个 线圈,绕法和接法如图3所示,现将开关K 从a处断开,然后合向b处,在此过程中, 通过R2的电流方向是() • A.先由c流向d,后由c流向d • B.先由c流向d,后由d流向C • C.先由d流向c,后由d流向c • D.先由d流向c,后由c流向d
练习1、如图所示,两条互相平行的导线M、N中 通过大小相等、方向相同的电流,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,则在移动 过程中线框中的感应电流的方向为( ) • A.先顺时针后逆时针 • B.先逆时针后顺时针 • C.一直是逆时针 • D.一直是顺时针
• 楞次定律的使用步骤
楞次定律的推广含义
感应电流的效果总要阻碍引起感应电流产生的原因
回路运动情况: 回路面积变化趋势:
练习2、如图,金属环A用轻线悬挂,与长
直螺线管B共轴,并位于其左侧.若变阻器
滑片P向左移动,则金属环A将向
________(填“左”或“右”)运动,并 ________(填“收缩”或“扩张”)趋势.
如右图所示,光滑固定导轨 M、N 水平放置, 两根导体棒 P、Q 平行放置在导轨上,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 )
楞次定律的应用
闭合回路的整体与部分 ②从适用范围来看:
一般与特殊
例4、如图,导体棒AB在金属框CDEF上 从左向右移动,试判断E、F间和C、D 间的电流方向
A
C
F
G E
G
v
D B
例5、如图示,当条形磁铁做下列运动时,线圈 中感应电流方向是(从左向右看)( AD)
A、磁铁靠近线圈时,电流方向是逆时针 B、磁铁靠近线圈时,电流方向是顺时针 C、磁铁远离线圈时,电流方向是逆时针 D、磁铁远离线圈时,电流方向是顺时针
第四节 愣次定律的应用
一、应用楞次定律判定感应电流的方向的步骤 :
(1)先确定原磁场方向。 (2)确定磁通量的变化趋势(增大或减小)。 (3)确定感应电流产生的磁场方向。 (4)用上)运动
时,试确定回路中感应电流的方向
S
S
S
N
N
S
例2:确定线圈B中感应电流的方向
? 例6、如图所示,两导轨光滑,当给CD一 个向右运动的初速度v时,它们将如何运动?
A
C
v
B
D
导轨
A
A
B
B
A中电流增大时 A中电流减小时
例3:确定导体在磁场中做切割磁感线 运动时,产生的感应电流的方向
B
v
A
二、右手定则:
1、内容:
伸开右手,让大拇指跟其它四个手指 垂直,且都在手掌的同一平面内,让磁感 线垂直穿入手心,拇指指向导体的运动方 向,其余四指所指的方向就是感应电流的 方向。
2、适用条件:导体切割磁感线而产生感 应电流方向的判定。
楞次定律及应用
例1.如图1—1所示,一水平放置的矩形线圈
abcd,在细长的磁铁的N极附近竖直下落,保持
bc边在纸外,ad边在纸内,从图中的位置Ⅰ经过
位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ,在这个
过程中,线圈中感应电流A( ) A.沿abcd流动
Ⅰ
a
d
B.沿dcba流动
N
C.由Ⅰ到Ⅱ都是abcd流动, b
的方向相反吗? 不一定! “增反减同”
阻碍是阻止吗?否,只是使磁通量的变化变慢
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 移去时
斥力 引力
阻碍相互靠近 阻碍相互远离
楞次定律表述二: 感应电流的效果总是阻碍导体和引 “来拒去留” 起感应电流的磁体间的相对运动
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。
二、重点·难点·疑点解释
(一)怎样正确理解楞次定律第一种表述?
1.围绕“两个磁场”来理解楞次定律。所 谓“两个磁场”是指原磁场(引起感应电 流的磁场)和感应磁场(由感应电流产生 的磁场)楞次定律直接反映了两磁场之间 关系,即感应电流产生的磁场总要阻碍原 磁场的磁通量的变化。并没有直接指明感 应电流的方向。
(三)楞次定律与右手定则在判定感 应电流的方向问题上有无区别?
▪ 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。
▪ 楞次定律可适用于由磁通量变化引起感应 电流的各种情况,而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,导线不动时不能应用,因此右手定则 可以看作楞次定律的特殊情况。
2楞次定律应用
A.沿 abcd 方向 B.沿 dcba 方向 C.由Ⅰ到Ⅱ是沿 abcd 方向,由Ⅱ到Ⅲ是沿 dcba 方向 D.由Ⅰ到Ⅱ是沿 dcba 方向,由Ⅱ到Ⅲ是沿 abcd 方向
解析 由条形磁铁的磁场(如下图所示)可知, 线圈在位置Ⅱ 时穿过矩形闭合线圈的磁通量最少.当线圈从位置Ⅰ到Ⅱ,穿 过 abcd 自下而上的磁通量减少,感应电流的磁场阻碍其减少, 则在线圈中产生感应电流的方向为 abcd;当线圈从位置Ⅱ到 Ⅲ,穿过 abcd 自上而下的磁通量增加,由楞次定律可知感应 电流的方向是 abcd.故此题的答案为 A.
一、电磁感应现象 1.电磁感应 (1)定义:只要穿过闭合回路的磁通量发生变化,闭合回路 中就有电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应, 产生的电流叫做感应电流. (2)条件:闭合回路中磁通量发生变化.
2.引起磁通量 Φ 变化的常见情况 (1)电路中部分导线做切割磁感线运动或回路面积 S 变化 导致 Φ 变化. (2)回路中磁感应强度 B 随时间或位置变化导致 Φ 变化. (3)线圈在磁场中转动(B 与 S 的夹角发生变化)导致 Φ 变 化.
【答案】D
考点二 楞次定律的理解和应用 对楞次定律中“阻碍”的理解 谁阻 是感应电流的磁通量阻碍引起感应电流的磁场(原磁场) 碍谁 的磁通量变化 阻碍 阻碍的是磁通量的变化,而不是阻碍磁通量本身 什么 当磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向 如何 相反;当磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场 阻碍 的方向相同,即“增反减同” 阻碍 阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化快慢,这种 效果 变化将继续进行,最终结果不受影响
(2)楞次定律与右手定则: 一般与特殊的关系, 可交叉使用, 互为检验,灵活应用.当闭合电路中磁通量的变化量是由导体 切割磁感线而引起的,感应电流的方向优先用右手定则判定, 而变化的磁场产生感应电流的方向用楞次定律判定较简便.
学习技巧:“楞次定律”应用的“四步曲”
“楞次定律”的应用的“四步曲”“楞次定律”是判断感生电流的方向的规律,是“电磁感应”一章的重点,也是高考的热点。
一、愣次定律的内容感生电流的方向,总是使自己的磁场阻碍引起感生电流的磁通量的变化。
关键词:感生电流,磁场,阻碍,磁通量,变化。
它的意思是:如果引起感生电流的磁通量在增加,则感生电流的磁场与引起感生电流的磁场方向相反;如果引起感生电流的磁通量在减少,则感生电流的磁场与引起感生电流的磁场方向相同。
二、“楞次定律”的应用的“四步曲”在应用楞次定律判断感生电流的方向时,通常采取以下四步:1.确定引起感生电流的磁场(称为原磁场)的方向。
2.确定引起感生电流的磁通量在怎样变化,即是在增加,还是在减少?3.用楞次定律判断感生电流的方向,即如果原磁场的磁通量在增加,则感生电流的磁场与原磁场方向相反;如果原磁场的磁通量在减少,则感生电流的磁场与原磁场方向相同。
4.根据感生电流的磁场的方向,用安培定则判定感生电流的方向。
三、“楞次定律”的应用的“四步曲”的程序在应用楞次定律解题时,上述四步的先后不是固定不变的,其程序通常有以下几种:1.已知原磁场的方向,求感生电流的方向。
例1.如图1-1所示,一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场中,磁场的方向垂直于线圈所在的平面(纸面)向里,磁感应强度B随时间t变化的规律如图1-2所示,以I 表示线圈中的感生电流,以图1-1中线圈上箭头所示的方向的电流为正方向,则以下的I-t图中正确的是图1-3中的()图1-1图1-2A BC D图1-3解:0-1s,原磁场向里,原磁场的磁通量增加,据楞次定律,感生电流的磁场向外,据安培定则,感生电流方向为负。
1-2s,原磁场向里,原磁场的磁通量减少,据楞次定律,感生电流的磁场向里,据安培定则,感生电流方向为正。
2-3s,原磁场为0,感生电流为0。
3-4s,原磁场向里,原磁场的磁通量增加,据楞次定律,感生电流的磁场向外,据安培定则,感生电流方向为负。
楞次定律简单应用
楞次定律简单应用
楞次定律是电磁学中的一条基本定律,它描述了磁场的变化会产生电场。
这个定律可以被应用到很多不同的情境中,下面举两个简单的应用例子:
1. 电磁感应:当磁场中的磁通量发生变化时,会在导体中感应出一定的电动势。
这是楞次定律的一个重要应用,可以用来制造发电机和变压器等电力设备。
2. 感应加热:在感应加热设备中,通过变化的磁场感应出涡流,从而产生热量。
这个过程也符合楞次定律,因为磁场的变化导致了电流的产生。
这些都是楞次定律在实际应用中的简单例子,但这个定律还有许多其他的重要应用,比如电磁波传播和超导等领域。
通过理解和应用这个定律,我们可以更好地理解电磁学的基本原理,并将它们应用到实际的技术问题中。
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楞次定律的应用
楞次定律的应用楞次定律的应用在高中物理知识中是一个难点,也是考试的热点。
教材中对楞次定律的描述是:感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
它适用于一般情况的感应电流方向的判定。
应用楞次定律的基本程序:第一步,先分析清楚原磁场的有无和方向。
第二步,确定原磁通量是增强还是减弱。
第三步,利用“增反减同”的原理判定感应电流的磁场方向。
第四步,最终确定感应电流的方向。
针对实际情况,楞次定律的“阻碍”主要表现在以下几个方面;1、就磁通量的变化而言1、当原磁场的磁通量增大时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反。
2、当原磁场的磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同。
概括起来,即为“增反减同”,由此方法判定出感应电流的磁场方向,进而由安培定则判断出感应电流的方向。
例如:如图所示,矩形线圈abed有一半面积在磁场中,则以下运动中,能产生沿adCba方向的感应电流的是()A.向左平动B.向右平动C.以bC边为轴转动(转角小于600)D.以ab边为轴转动答案:B解析:向右平动,则线圈磁通量增大,感应电流的磁场与原磁场方向相反。
即垂直于纸面向外,则判断出感应电流方向沿adCba2、就导体和磁场的相对运动而言可概括为阻碍所有的相对运动,“来拒去留”,“敌进我退”,或“敌退我追”例如:闭合铝环穿在一根光滑绝缘杆上,当条形磁铁自左向右靠近铝环时,铝环怎样运动?解析:当条形磁铁靠近铝环时,铝环会产生感应电流,阻碍其靠近,从而阻碍铝环中磁通量的增大,则铝环向右运动3、就闭合电路的面积而言当穿过闭合回路的磁通量增大时,则回路的面积减小,从而阻碍磁通量的增大。
概括为“增缩减扩例如:水平面上有两根平行金属导轨上有两根金属杆ab,cd当一条形磁铁垂直于abed平面向下运动时,ab杆,Cd杆怎样运动?解析:当条形磁铁向下运动时,闭合回路中的磁通量会增大,为了阻碍其增大,则回路面积会减小,所以,ab杆向右运动,cd杆向左运动。
第三节楞次定律-感应电动势的方向
第四节楞次定律的应用
重难点分析
1.楞次定律的应用步骤:第一找到穿过闭合电路的原磁场方向,第二原磁通的变化,第三应用楞次定律判断感应电流所激发的磁场的方向,第四由安培右手定则根据感应电流所激发的磁场的方向找出感应电流的方向。
2.通过教材上的三个例题学会楞次定律。
三个例题又各有自己的侧重点,例一除了应用楞次定律外,还从阻碍相对运动方面分析。
例二除了应用楞次定律外,由于两个线圈套在一起磁场与电流的关系是一致的,因此,也可以直接找到电流的关系,即原电流增大时,感应电流与原电流反向,原电流减小时,感应电流与原电流同向。
例三可以先复习初中的知识,在导线切割磁感线时,使用右手定则判断感应电流的方向。
再用磁通量变化的方法来判断,是符合楞次定律的。
右手定则可以看作楞次定律的特殊情况。
3.电磁感应现象带有相当的综合性。
除去同时要判断感应电流的产生、感应电流的方向和感应电动势的大小外,还需要计算电路中的电流、电压,这就需要与电路计算相综合;还需要判断导线所受的安培力,这就需要磁场中安培力的知识;还需要计算机械力做功、功率、这就需要力学的知识;有时磁场的变化是用图象给出的,还需要图象的知识,等等。
可以通过各种类型的例题来进行综合。
楞 次 定 律 的 应 用(jiaoshi)
楞 次 定 律 的 应 用高二拓中专题七1、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阻碍引起感应电流的磁通量的变化,这就是楞次定律。
楞次定律解决的是感应电流的方向问题。
它关系到两个磁场:感应电流的磁场(新产生的磁场)和引起感应电流的磁场(原来就有的磁场)。
前者和后者的关系不是“同向”或“反向”的简单关系,而是前者“阻碍”后者“变化”的关系。
而“阻碍”不是“阻止”。
2、归纳应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤:(1)明确原磁场的方向。
(2)明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少。
(3)根据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。
【例1】 如图所示,试判定当开关S 闭合和断开瞬间,线圈ABCD 的电流方向。
(忽略导线GH 的磁场作用)解:当S 闭合时感应电流方向是A →D →C →B 。
当S 断开时感应电流方向是A →B →C →D 。
3、楞次定律的推广:(1)从“阻碍磁通量变化”的角度来看――“增反减同”。
引起磁通量变化的原因有如下几种cos n BS BS I F φθφεφθ⎧⎫→⎧⎪⎪⎪→⎨⎪⎪==→→→→→⇒⎨⎬⎪→⎩⎪⎪⎪⎪→⎩⎭整体平动改变B 运动可动边平动改变S 阻碍转 动改变形变-收缩或扩张改变S【例2】如图所示,通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd .则 ( ABC )A.若线圈向右平动,其中感应电流方向是a →b →c →dB.若线圈竖直向下平动,无感应电流产生C.当线圈以ab 边为轴转动时,其中感应电流方向是a →b →c→dD.当线圈向导线靠近时,其中感应电流方向是a →b →c →d【例3】 如图所示,固定于水平面上的光滑平行导电轨道AB 、CD 上放着两根细金属棒ab 、cd .当一条形磁铁自上而下竖直穿过闭合电路时,两金属棒ab 、cd 将如何运动?磁铁的加速度仍为g 吗?【例4】如图所示,ab 是一个可绕垂直于纸面O 轴转动的闭合矩形线框,当滑动变阻器R 的滑片P 自左向右滑动时,线框ab 将( C )A 、保持静止不动B 、逆时针转动C 、顺时针转动D 、发生转动,但因电源极性不明,无法确定转动方向。
92. 高中物理中的楞次定律如何应用?
92. 高中物理中的楞次定律如何应用?一、关键信息1、楞次定律的定义和原理定义:____________________________原理:____________________________2、常见的应用场景电磁感应现象中的应用:____________________________电路中感应电流方向的判断:____________________________磁场变化与导体运动的关系:____________________________3、解题方法和步骤确定研究对象和物理过程:____________________________分析磁通量的变化:____________________________根据楞次定律判断感应电流的方向:____________________________应用右手定则进一步确定感应电流的方向:____________________________4、实例分析实例一:____________________________实例二:____________________________实例三:____________________________二、协议内容11 楞次定律的介绍楞次定律是电磁学中的一个重要定律,它指出了感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
这一定律反映了电磁感应现象中的能量守恒和转化规律。
111 楞次定律的定义楞次定律是指: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。
112 楞次定律的原理当穿过闭合回路的磁通量发生变化时,回路中就会产生感应电流。
感应电流的磁场会对原磁场产生反作用,以阻碍磁通量的变化。
这种阻碍作用不是阻止,而是延缓磁通量的变化过程。
12 常见的应用场景121 电磁感应现象中的应用在电磁感应现象中,如导体在磁场中运动、磁场强度的变化等,都可以运用楞次定律来判断感应电流的方向。
楞次定律的应用
当闭合导体的一部分做 切割磁感线的运动时,怎样 判断感应电流的方向? 假定导体棒AB向右运动
1、我们研究的是哪个闭合电路?
ABEF
2、穿过这个闭合电路的磁通量是增大还是减小? 增大
3、感应电流的磁场应该是沿哪个方向? 垂直纸面向外
4、导体棒AB中的感应电流沿哪个方向?
向上
右手定则
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.
楞次定律的应用
复习
楞次定律:感应电流的磁场总是要阻碍引 起感应电流的磁通量的变化。 应用楞次判断感应电流的方法: (1)明确原磁场的方向; (2)穿过闭合回路的磁通量是增大还是减小; (3)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向; (4)根据右手螺旋定则判断出感应电流方向。
对楞次定律的理解
从磁通量的变化角度来看,感应电流 总要阻碍磁通量的变化
从导体和磁体的相对运动的角度来看, 感应电流总要阻碍相对运动。 从能量转换的角度来分析:楞次定律是 能量守恒定律在电磁感应现象中的具体表现
练习:
如图所示,光滑且固定的两平行导轨水平 放置,两根导体棒ab、cd平行地跨放在导轨上, 形成一个闭合回路。当一条形磁铁从回路正上 方迅速接近回路时,导体棒ab、cd的运动情况 是( ) B A、互相远离; B、相互靠拢; C、都不动; a c D、都向右运动。
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”.
楞次定律的应用(12个经典例题)
06
结论
楞次定律的重要性和应用价值
楞次定律是电磁学中的基本定律之一,它描述了磁场变化的 感应电动势的方向和大小。这个定律在实践中有着广泛的应 用,如发电机、变压器、感应电机等。
楞次定律的应用价值在于,它提供了判断感应电动势方向的 方法,从而可以预测电磁感应现象中的电流和电压的变化, 进一步指导电路设计、电机控制等领域的工作。
对未来学习和研究的建议
可以通过阅读经典的电磁学教材和文献,了解楞次定 律在不同领域的应用实例,加深对其重要性的认识。 同时,也可以尝试探索楞次定律在其他领域的应用, 如生物医学、材料科学等。
楞次定律的应用(12个经 典例题)
• 引言 • 楞次定律的基本概念 • 楞次定律的应用场景 • 经典例题解析 • 楞次定律的应用技巧 • 结论
01
引言
主题简介
楞次定律是电磁学中的基本定律 之一,它描述了磁场变化的感应
电流方向。
通过应用楞次定律,可以解决一 系列与电磁感应相关的物理问题。
本文将通过12个经典例题来展 示楞次定律的应用。
楞次定律的实质是:当磁通量增加时 ,感应电流产生的磁场与原磁场方向 相反;当磁通量减少时,感应电流产 生的磁场与原磁场方向相同。
掌握定律的实质有助于正确判断感应 电流的方向,从而准确分析电磁感应 现象。
分析磁场和电流的变化趋势
分析磁场和电流的变化趋势是应用楞次定律的关键步骤,需要明确磁通量的变化 情况,以及感应电流的方向与原磁场方向的关系。
Hale Waihona Puke 定律的表述表述一感应电流的方向总是阻碍原磁场的变化。
楞次定律的应用
六.增斥减吸
如图所示,当滑动变阻器的滑片向右滑行时, 如图所示,当滑动变阻器的滑片向右滑行时, 下面线圈中的电流减小, 下面线圈中的电流减小,则上面的线圈中产生的感 应电流的磁场将与下面线圈的磁场相互吸引( 应电流的磁场将与下面线圈的磁场相互吸引(可等 效条形磁铁处理) 效条形磁铁处理)
六.增斥减吸
三.来拒去留 从力的角度看是阻碍相对运动
例3.如图所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运 如图所示,当磁铁突然向铜环运动时, 如图所示 动情况是( 动情况是 A ) A.向右摆动 B.向左摆动 C.静止 D.不能判定
四.向磁感应强度大或小的地方移动来阻碍
例4.如图所示,竖直放置的长直导线通以恒定电流, 4.如图所示,竖直放置的长直导线通以恒定电流, 如图所示 有一矩形线框与导线处于同一平面内,当电流增大时, 有一矩形线框与导线处于同一平面内,当电流增大时, 线框的运动情况是( 线框的运动情况是( ) A A.向右运动 B.向左运动 C.向上运动 D.向下运动
二.右手定则
判定方法:伸开右手, 判定方法: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, 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, 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. 这时四指所指的方向就是感应电流的方向. 适用范围: 适用范围:适用于闭 合电路一部分导线切 合电路一部分导线切 割磁感线产生感应电 割磁感线产生感应电 流的情况. 流的情况.
五.通过改变面积来阻碍
如图所示, 例5.如图所示,若水平桌面上是四根可以自由移动而 如图所示 无摩擦的金属棒(彼此间接触良好 彼此间接触良好), 无摩擦的金属棒 彼此间接触良好 ,则当条形磁铁从 上方快速靠近时(不是穿过 四根棒的运动为( 不是穿过)四根棒的运动为 上方快速靠近时 不是穿过 四根棒的运动为 B ) B.互相靠拢 A.互相远离 . C.不动 D.不能判断 . .
楞次定律的应用
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G
; 民办学历 ;
者从九叠天突破到先天.”九长老说道,“呐功效,也太惊人了.说实话,若不是他同事拿出如此多丹‘药’,俺肯定是不会信任.不过现在……”九长老话并没有全部说完,不过罔壹兵,也知道九长老の意思.从他の表情就能够看出,他心中の震动.“事关叠大,走!俺们去见高兰丹师.”罔壹兵呼吸都变 得有些急促.罔壹兵口中の高兰丹师,是壹名三级丹师.浩风城壹共有两位丹师常住,其壹就是高兰丹师,另壹个则算是高兰の弟子,是壹名壹级丹师!高兰在浩风城の地位,那绝对是堪比城主の存在.像罔家呐样の家族,很难请高兰过来,所以罔壹兵随口而出の,就是主动去见高兰.以他の身份,想要见到 高兰,还不是哪个难事.只要高兰没有在炼丹,就应该能见到.九长老也知道罔壹兵想要干哪个,所以直接就跟了出去.高兰の府邸,距离罔家宅院倒是不远.罔壹兵和九长老,来の事候也凑巧,高兰并没有忙别の事情,所以很顺利就见到了高兰.“罔族长来找俺,是有事吗?”高兰满是皱纹の脸上,没有太多 の表情,即便是在罔壹兵面前,架子也是颇大の.事实上,高兰也确实有端架子の本钱.他能呐么快见罔壹兵,已经算是给罔壹兵面子了.以他の地位,就算直接拒绝见面,那罔壹兵也说不出哪个来.壹个二流家族の族长,还不值得高兰去结‘交’.“高兰丹师,俺和九长老过来,是有壹种‘药’剂,想要请高 兰丹师辨认壹下.”罔壹兵没有废话,直接道明了自身の来意.他和高兰之前,也算不上多么熟稔,更不是朋友.所以,也没必要去客套.说得太多,只会让人烦.请高兰帮忙鉴定‘药’剂,鉴定之后,给壹定の报酬便能够了.“‘药’剂?”高兰壹愣.他还真没想到,罔壹兵和罔家九长老来见自身,就是想鉴定 ‘药’剂.如果是鉴定哪个丹‘药’,那还说得过去,现在罔壹兵却说要他鉴定‘药’剂,呐是哪个意思,是在侮辱他呐个三级丹师吗?高兰の脸‘色’,瞬间就黑了下来.“罔族长,你呐是哪个意思?在消遣老夫
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楞次定律的应用方法
摘要:楞次定律是高中物理的重点内容,更是一个难点。
从楞次定律的内容出发,对应用楞次定律的解题方法进行了归纳和简化处理。
关键词:高中物理;楞次定律;磁通量
闭合回路中感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,这就是楞次定律,是高中物理的教学难点,学生只有深入理解楞次定律的意义,才能够灵活的应用。
一、把握楞次定律的关键词
楞次定律中,核心词语是“阻碍”和“变化”。
1.“阻碍”不是“阻止”。
磁通量的变化是引起感应电流的必要条件,若这种变化被“阻止”,则无法产生感应电流;“阻碍”不是“相反”。
如果将阻碍理解成感应电流的磁场总是与原磁场方向相反,则楞次定律就违背了自然界的基本法则——能量守恒定律。
2.“变化”是指原磁场的磁通量的变化,而不是磁感应强度b 的变化。
二、楞次定律的两种应用方法
楞次定律的应用比较灵活,利用楞次定律分析问题的方法分为以下两类:
方法一:根据楞次定律的内容确定解题步骤:
①确定原磁场方向(b原);
②判断穿过闭合回路的原磁通量如何变化:φ增加(δφ>0);φ减少(δφ0):b感与b原方向相反;φ减少(δφ<0):b感与b原方向
相同。
④根据b感的方向,利用右手螺旋定则确定感应电流的方向。
例:条形磁铁正下方有一个闭合线圈,条形磁铁n极向下,由静止开始自由下落,试分析:线圈中产生的感应电流的方向如何?
解析:根据方法一的步骤,分析如下:
第一步:确定原磁场的方向。
在条形磁铁外部,磁感线由n极指向s极,因此在n极正下方的磁场方向为向下;
第二步:确定原磁通量增加还是减少。
在条形磁铁外部,越靠近两极磁感线越密集,磁感应强度越大。
根据题中描述可知,n极逐渐靠近闭合线圈,则穿过闭合线圈的原磁通量增加;
第三步:根据方法一的步骤③,原磁通量增加,则感应电流的磁场(b感)与原磁场(b)方向相反,即b感方向向上;
第四步:根据右手螺旋定则,即可判断出感应电流的方向是逆时针。
通过这一例题可以看出,方法一在应用时推理过程严谨,不容易出错,要求学生思路清晰,基本功扎实。
方法二:楞次定律的简化处理:
1.根据方法一中的步骤③,楞次定律可归纳为:“增反减同”。
“增、减”——原磁通量φ的增加、减少;
“反、同”——b感与b原方向相反、相同。
2.若磁体与闭合回路间有相对运动,楞次定律可演变为:“来拒去留”。
“来”——磁体与闭合回路相互靠近;
“去”——磁体与闭合回路相互远离;
“拒、留”——根据楞次定律的关键词“阻碍”“变化”可知,这两种行为动词描述的是b感对闭合回路产生的作用效果。
靠近则“拒绝”,b感与b方向相反;远离则“挽留”,b感与b方向相同。
上述两点可得出b感的方向,再结合右手螺旋定则即可判断感应电流的方向。
3.若闭合回路具有弹性,可以扩张或缩小,则楞次定律可演变为:“增缩减扩”。
“增、减”——原磁通量φ的增加、减少;“缩、扩”——根据楞次定律中的关键词“阻碍”“变化”可知,这两种行为动词描述的是:弹性回路针对“变化”采取的“阻碍”动作。
方法二比方法一简洁,但要求学生形象思维能力强,头脑灵活。
在高考中楞次定律主要以选择题的形式出现,若采用方法二可以帮助学生节省宝贵的时间。
以上归纳的两种方法各有优劣,学生应该在深入理解楞次定律的基础上,根据自身对知识的掌握程度和思维的灵活性,决定是否
采取巧妙的解法。
教师应该帮助学生认识到,只有适合自己的方法才是最好的解题方法。
(作者单位辽宁省大连市第三中学)。