感应电流的方向
第三节 探究感应电流的方向
3.楞次定律的应用 .楞次定律的应用 (1)应用楞次定律判断感应电流方向的四个步骤: ①明确原磁场的方向; ②明确穿过闭合回路的磁通量是在增加还是在减少; 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,判断感应电流的方向.
(2)感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.这 句话高度概括了楞次定律,但是由于产生感应电流的情景有好多种, 所以楞次定律的应用也有好几种,主要有以下两种: 1.增反减同 2.“来拒去留”.
答案
B
点拨 在此问题中,感应电流的磁场对磁通量变化的阻碍体现在金属 环的面积变化上.
例6 有两个闭合矩形线圈A和B如图所示, 线圈A中通以顺时针方向的电流,线圈B 没通电流.当线圈A向线圈B靠近时,下 列判断正确的是( ) A.线圈B中产生顺时针方向的电流 B.线圈B中产生逆时针方向的电流 C.线圈B要离开线圈A C B A D.线圈B要靠近线圈A 【解析】 线圈A产生的磁场垂直纸面向外穿过线圈B,当线圈A向线圈 B靠近时,根据楞次定律,线圈B中产生顺时针方向的电流,又由于要 阻碍相对运动的缘故,同时线圈B要离开线圈A,A、C选项正确
答案 答案AC 点拨 此问题先由楞次定律判断B线圈中的感应电流的方向,然后由阻 碍的思想在此体现为两线圈相互排斥.
目录
例4
如右图所示,均匀金属棒ab位于桌面上
方的正交电磁场中,且距桌面的高度小于ab棒长. 当棒从水平状态由静止开始下落时,棒两端落到 桌面的时间先后是( A.a先于b ) B.b先于a C.a、b同时 D.无法确定
【解析】当ab棒从水平状态由静止开始下落时,ab棒做切割磁感线 运动,由右手定则可判断,感应电流方向由a向b,但ab棒未连成电 路,故b端将聚集正电荷,a端将聚集负电荷,同时ab棒又处于竖直 向下的匀强电场中,在电场力的作用下,b端将先落到桌面. 答案 B
感应电流的方向例题解析
c
d
答:分别向两边远离
例2.如图所示,一水平放置的圆形通电线圈I固定, 有另一个较小的线圈 II从正上方下落,在下落过程中 线圈II的平面保持与线圈I的平面平行且两圆心同在一 竖直线上,则线圈II从正上方下落到穿过线圈I直至在 下方运动的过程中,从上往下看线圈II:( C ) (A)无感应电流; (B)有顺时针方向的感应电流; (C)有先顺时针后逆时针的感应电流; I (D)有先逆时针后顺时针的感应电流。
B. 逆时针方向转动
O
b
ω
a
C. 顺时针方向转动
D. 无法确定
解:感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因, 即阻碍相对运动。
例7. 在水平面上有一固定的U形金属框架,框架 上置一金属杆ab,如图示(纸面即水平面),在垂 直纸面方向有一匀强磁场,则以下说法中正确的是: ( B D ) A. 若磁场方向垂直纸面向外并增加时, 杆ab将向右移动。 B. 若磁场方向垂直纸面向外并减少时, 杆ab将向右移动。 C. 若磁场方向垂直纸面向里并增加时, a 杆ab将向右移动。 D.若磁场方向垂直纸面向里并减少时, 杆ab将向右移动。 b 点拨:Φ=BS,杆ab将向右移动 , S增大, Φ增大,只有B减小,才能阻碍Φ增大
例 1. 在同一铁芯上绕着两个线圈,单刀双掷开关 原来接在点 1 ,现把它从 1 扳向 2 ,试判断在此过程中, 在电阻R上的电流方向是:(如图所示) (
(A) 先由PQ,再由QP;
(B) 先由QP,再由PQ;
C
)
(C) 始终由QP;
(D) 始终由PQ。 A 1 B
2
P
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Q
P159/例1. 导线框abcd与直导线在同一平面内,直导线 中通有恒定电流I,当线框自左向右匀速通过直导线的 过程中,线框中感应电流如何流动?
简述判断感应电流方向的方法
简述判断感应电流方向的方法判断感应电流方向有两种方法:一是用右手定则,伸开右手,大拇指和其余四指垂直,且在同一平面内,把右手放在磁场中,掌心对着N极,让磁感线垂直穿过掌心,大拇指表示导体运动方向,四指所指是感应电流方向;二是用楞次定律判断,先根据原来磁感线的方向判断磁场是增强还是减弱,利用螺线管定则判断大拇指为磁场方向,剩下的就是感应电流方向。
什么是电流?电磁学上把单位时间里通过导体任一横截面的电量叫做电流强度,简称电流,电流符号为I单位是安培(A),简称“安”,导体中的自由电荷在电场力的作用下做有规则的定向运动就形成了电流。
电学上规定:正电荷定向流动的方向为电流方向。
工程中以正电荷的定向流动方向为电流方向,电流的大小则以单位时间内流经导体截面的电荷0来表示其强弱,称为电流强度,楞次定律:感应电流具有这样的方向,就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
楞次定律是判断感应电流方向的一般法则。
右手定则:伸开右手,使拇指与四指在同一平面内且跟四指垂直,让磁感线垂直穿入手心,使拇指指向导体运动方向,四指方向为感应电流方向。
右手定则只适于判断闭合电路中部分导体做切割磁感线运动。
右手定则判断感应电流的方向与楞次定律是一致的,但比楞次定律简单左手定则(安培定则):已知电流方向和磁感线方向,判断通电导体在磁场中受力方向。
伸开左手,让磁感线穿入手心(手心对准N极,手背对准S极),四指指向电流方向那么大拇指的方向就是导体受力方向。
至于怎么用,“左动右发”,就是,左手“电动机”,右手“发电机”左手定则说的是磁场对电流作用力,或是磁场对运动电荷的作用力。
这是关键右手定则所应用的现象,就是导线在磁场里面,切割磁感线运动的时候,产生的感应电流的运动方向。
例如磁场方向,切割磁感线运动,电动势电动方向这些都是与感应电流有关的。
用右手定则。
感应电流的方向
增反减同
顺时针 增大 向上 向下 减小 向上 向上
G
G
感应电流方 向(俯视) 穿过回路磁 通量的变化 原磁场 方向 感应电流磁 场方向
逆时针 增大 向下 向上
顺时针 减小 向下 向下
逆时针
思考: 思考: 感应电流的磁场总是阻碍 总是阻碍原磁场在线圈中的磁通量的 即:感应电流的磁场总是阻碍原磁场在线圈中的磁通量的 感应电流磁场的方向与原磁场方向及原磁通量的变化关系有什么规 变化(增加或减少) 变化(增加或减少)。 律?
③如何阻碍? 增反减同 如何阻碍?
阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化, 阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化,
④阻碍结果? 这种变化将继续进行,最终结果不受影响。 阻碍结果? 这种变化将继续进行,最终结果不受影响。
类型一: 类型一:楞次定律理解
例题1: 例题 :下列说法正确的是 A、感应电流的磁场总和回路中原磁场的方向相反 、 B、感应电流的磁场总和回路中原磁场的方向在同一条直 、 线上 C、由于感应电流的磁场总阻碍原磁通量变化,所以回路 、由于感应电流的磁场总阻碍原磁通量变化, 中磁通量不变 D、感应电流的磁场可能与原磁场的方向相反也可能相同 、
③如何阻碍? 增反减同 如何阻碍?
阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化, 阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化,
④阻碍结果? 这种变化将继续进行,最终结果不受影响。 阻碍结果? 这种变化将继续进行,最终结果不受影响。
问题讨论: 问题讨论
如何利用楞次定律确定感应电流的方向
1. 判定回路内部原来的磁场方向 判定回路内部 回路内部原来的磁场方向 减小? 2. 判定原来的磁场磁通量的变化 ( 增大 或 减小 ) 判定原来的磁场磁通量的变化 3. 当原来的磁场磁通量增大时,则B感与B原反向 当原来的磁场磁通量增大 则 增大时 当原来的磁场磁通量减小 则 减小时 当原来的磁场磁通量减小时,则B感与B原同向 4. 根据 感的方向,利用安培定则 确定I感方向 根据B 的方向 利用安培定则 确定I 利用安培定则,确定 V
感应电流的方向判定
感应电流的方向判定——右手定则及楞次定律应用【复习目标】会运用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向.【教学重点、难点】楞次定律的推广含义需通过训练来达到深刻理解、熟练掌握的要求【教学过程】一、知识要点回顾(一)感应电动势方向的判定感应电流的方向就是感应电动势的方向。
在内电路中,感应电动势的方向是由电源的负极指向电源的正极,跟内电路的电流方向一致。
产生感应电动势的那部分电路就是电源,感应电流的方向就是电源内部的电流方向。
所以感应电流的方向就感应电动势的方向。
(二)右手定则1.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。
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。
(三)楞次定律1.楞次定律: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。
适用于由磁通量变化引起感应电流的各种情况。
2.楞次定律的推广含意:感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因。
◆阻碍原磁通的变化◆阻碍相对运动——“来拒去留”;或者致使回路面积变化——“增缩减扩”◆阻碍原电流的变化(自感)适用于定性判明感应电流所引起的机械效果。
二、重点·难点·疑点解释(一)怎样正确理解楞次定律?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,再用安培定则进一步判断感应电流的方向2.准确把握定律中阻碍的含义。
(1)“阻碍”不同于阻止。
阻碍——使不能顺利通过或发展;阻止——使不能前进,使停止运动。
比较两词的含义,可以发现阻碍只是起到推迟原磁磁通量的变化的作用,即原磁场的磁通量变化时间延长了,但最终原磁场的磁通量还是按自己的变化趋势进行,感应磁场无法阻止原磁场的磁通量变化。
感应电流方向的判定
感应电流方向的判定(一)对楞次定律的理解1834年德国物理学家楞次通过实验总结出:感应电流的方向总是要使感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
楞次定律可以简单表达为:感应电流的磁场总是阻碍原磁通的变化。
所谓阻碍原磁通的变化是指:当原磁通增加时,感应电流的磁场(或磁通)与原磁通方向相反,阻碍它的增加;当原磁通减少时,感应电流的磁场与原磁通方向相同,阻碍它的减少。
楞次定律也可以理解为:感应电流的效果总是要反抗(或阻碍)产生感应电流的原因,即只要有某种可能的过程使磁通量的变化受到阻碍,闭合电路就会努力实现这种过程:(1)阻碍原磁通的变化(原始表述);用“增反减同”(2)阻碍相对运动,可理解为“来拒去留”,具体表现为:若产生感应电流的回路或其某些部分可以自由运动,则它会以它的运动来阻碍穿过回路的磁通的变化;若引起原磁通变化为磁体与产生感应电流的可动回路发生相对运动,而回路的面积又不可变,则回路得以它的运动来阻碍磁体与回路的相对运动,而回路将发生与磁体同方向的运动;(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势;(4)阻碍原电流的变化(自感现象)。
利用上述规律分析问题可独辟蹊径,达到快速准确的效果。
3. 当闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时,用右手定则可判定感应电流的方向。
运动切割产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例,所以判定电流方向的右手定则也是楞次定律的特例。
用右手定则能判定的,一定也能用楞次定律判定,只是不少情况下,不如用右手定则判定的方便简单。
反过来,用楞次定律能判定的,并不是用右手定则都能判定出来。
如图所示,闭合图形导线中的磁场逐渐增强,因为看不到切割,用右手定则就难以判定感应电流的方向,而用楞次定律就很容易判定。
要注意左手定则与右手定则应用的区别,两个定则的应用可简单总结为:“因电而动”用左手,“因动而电”用右手,因果关系不可混淆。
针对训练1、2005年全国卷Ⅲ16.如图,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N 极朝下。
感应电流的方向总是使感应电流的磁场阻碍
感应电流的方向总是使感应电流的磁场阻碍
关于对楞次定律的理解,下面说法中正确的是()
A.感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量的变化
B.感应电流的磁场方向,总是跟原磁场方向相同
C.感应电流的磁场方向,总是跟原磁砀方向相反
D.感应电流的磁场方向可以跟原磁场方向相同,也可以相反
分析:根据楞次定律知,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.当磁通量增大时,感应电流的磁场与它相反,当磁通量减小时,感应电流的磁场与它相同.A、感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量的变化.故A正确.B、C、D、感应电流的磁场方向阻碍原磁场磁通量的变化,方向可能与原磁场方向相同,可能相反.故B、C错误,D正确.故选:AD.点评:解决本题的关键掌握楞次定律的内容,知道感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.。
感应电流产生的条件
一、 感应电流产生的条件:1.电磁感应现象:能产生感应电流的现象称电磁感应现象。
2.产生感应电流的条件: 电路闭合;回路中磁通量发生变化;S B ∆=Φ-Φ=∆Φ12BS ∆=S B ∆∆=二、 感应电流方向的判定:1.右手定则:让磁力线穿过手心,大拇指指向导体的运动方向,四指所指的方向就是感应电流的方向。
例:在一个匀强磁场中有一个金属框MNOP ,且MN 杆可沿轨道滑动。
(1) 当MN 杆以速度v 向右运动时,金属框内有没有感应电流?(2) 若MN 杆静止不动而突然增大电流强度I ,金属框内有无感应电流?方向如何?2.楞次定律:感应电流具有这样的方向,就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
(1) 阻碍的理解: 阻碍变化—— 增反减同阻碍不等于阻止,阻碍的是磁通量变化的快慢 阻碍相对运动(敌进我退,敌退我扰)O N MP(2) 应用楞次定律判断感应电流的方法:① 明确原磁场(B 原)方向;② 分析磁通量(ф)的变化;③ 确定感应电流的磁场(B 感)方向,④ 用右手螺旋法则判定感应电流(I 感)的方向。
例:磁通量的变化引起感应电流。
三、 法拉第电磁感应定律:1.在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势,不管电路闭合与否,只要穿过电路的磁通量发生变化,电路中就有感应电动势。
闭合 感应电动势 有电流断开 感应电动势 无电流(1)tn ∆∆Φ=ε (感应电动势与磁通量的变化律成正比)——平均电动势 (2) (3) 自感电动势:tI L ∆∆=ε L 为自感系数(①线圈面积;②匝数;③铁芯。
)电流强度增大时,感应电动势的方向与电流方向相反;电流强度减小时,感应电动势的方向与电流方向相同;阻碍的是电流的变化,电流将继续增大到应该达到的值。
注:自感现象是楞次定律“阻碍”含义的另一体现。
(4) 电磁感应现象中的能量守恒:① 向上平动、向下平动;② 向左平动、向右平动;③ 以AB 为轴向外转动;④ 以BC 为轴向外转动; ⑤ 以导线为轴转动;判断上列情况下的感应电流方向,若两导线呢?I P O M N MN 杆匀速向右运动: BLv t tL v B t S B t =∆∆=∆∆=∆∆Φ=ε (使用于B 、L 、v 相互垂直)(L 为有效长度) v BL =ε 即即=BLv εa b大家再看这个图,ab 杆以速度v 向右运动切割磁力线,ab 杆上产生的感应电流方向是b →a ,在产生感应电流的同时,就会受到磁场对它的力的作用,安培力的方向是垂直于导线向左,为保证ab 向右匀速做切割磁力线运动就必须对ab 施加一个与安培力大小相等,方向相反的外力F 的作用,这样外力F 就要克服安培力做功,维持导体ab 匀速运动。
楞次定律----感应电流方向的判定
(5)如图,金属棒ab在匀强磁场
中沿金属框架向右匀速运动,用右 手定则和楞次定律两种方法判定ab 导体中感应电流的方向。
d
a
v
c
b
小结 判断感应电流的方向:
楞次定律是普遍适用的 ❖导体切割磁感线时用右手定则方便 磁铁和线圈作相对运动时用“来拒去
留”方便
③ 思考题
1、一闭合的铜环放 在水平桌面上,磁 铁向下运动时,环 的面积如何变化?
2、固定的长直导线中 电流突然增大时,附 近的导线框abcd整体 受什么方向的力作用?
M
a
d
I
b
c
N
• 楞次定律的两个推论: (1)闭合电路面积的增、减总是要阻碍原 磁通量的变化。
(2)闭合电路的移动(或转动)方向总是 要阻碍原磁通量的变化。
(一般情况下,同一闭合电路会同时存在 上述两种变化)
2.楞次定律第二种表述应用
S
N
S
N
N
A
B
磁铁从线圈中插入时,❖磁铁从螺线管右端拔
Байду номын сангаас标出感应电流的方向。 出时,A、B两点哪点 电势高?
S
N
N
S
N
S
N
+
−
A
B
此时线圈相当于电源,电源内部电流 (感应电流)从负极到正极.
应用楞次定律解决问题
(3)下图中弹簧线圈面积增大时, 判断感应电流的方向是顺时针还是 逆时针。
B
B
I
(4)下图中k接通时乙回路有感应 电流产生吗?方向如何?
M
× × ×
×
B1× ×
N× ×
cB
× × × ×
dB
3、感应电流的方向
2.加深理解 2.加深理解
1)两个磁场:原磁场及感应电流的磁场。 两个磁场:原磁场及感应电流的磁场。 2)因果关系:原磁场磁通量的变化是因;感应电流的产生是果。 因果关系:原磁场磁通量的变化是因;感应电流的产生是果。 3)阻碍关系(谁阻碍谁?):感应电流的“磁场”阻碍原磁场 阻碍关系(谁阻碍谁?):感应电流的“磁场” ?):感应电流的 的“磁通量的变化”,而不是阻碍原磁场,也不是阻碍原磁通 磁通量的变化” 而不是阻碍原磁场, 量。 4)怎样阻碍:若原磁场磁通量增加,则感应电流的磁场方向与 怎样阻碍:若原磁场磁通量增加, 原磁场方向相反;若原磁场磁通量减少, 原磁场方向相反;若原磁场磁通量减少,则感应电流的磁场方 向与原磁场方向相同。 向与原磁场方向相同。 结论:增反减同。 结论:增反减同。 5)阻碍不是阻止:“阻碍”与“阻止”程度不同。“阻碍”只 阻碍不是阻止: 阻碍” 阻止”程度不同。 阻碍” 能是原磁通量的变化变慢,但磁通量仍在变化。 能是原磁通量的变化变慢,但磁通量仍在变化。
左进左偏
右进右偏
2、采用控制变量法探究下列四种情况下感应 电流的方向
二.观察实验,填写表格 观察实验,
条形磁铁运动的情况 原磁场方向 (向上或向下) 向上或向下) 穿过线圈的磁通量变 化情况(增加或减少) 化情况(增加或减少) 电流表指针偏转方向 (向左或向右) 向左或向右) 感应电流的方向 (俯视:顺或逆时针) 俯视:顺或逆时针) 感应电流的磁场方 向(向上或向下) 向上或向下) 感应电流磁场方向 与原磁场方向关系 (相同或相反) 相同或相反) 磁铁与线圈间的作用 情况(吸引或推斥) 情况(吸引或推斥) N极向下 插入线圈 S极向上 拔出线圈 S极向下 插入线圈 N极向上 拔出线圈
(增大,向中间靠拢)
感应电流的方向
“阻碍”不是阻止、相反、削减。它不仅有反抗 的含义,还有补偿的含义。反抗磁通量的增加,补 偿磁通量的减少。❉
2. 楞次定律的简单表述:
N
D、向左减速
L1
M
P
L2
Q
❉
1、楞次定律的内容和“阻碍”的含义 2、楞次定律的几种简单描述。 3、右手定则判断电流方向和电源正极方向的 方法。
❉
B、环有扩张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
3、如图,水平放置的两条光滑轨道上有可以自由移动的
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
√B、向左加速
√C、向右减速
1.内容:伸开右手,让拇指跟其余四个手指垂直, 并且都跟手掌在一个平面内,让磁感线垂直(或倾 斜)从手心进入,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(电源正极方 向)。
2.作用:判断感应电流的方向与磁感线方向、导体 运动方向间的关系
3.适用范围:导体切割磁感线 4.研究对象:回路中的一部分导体
1、楞次定律的内容是什么?阻碍的含义是什么?※ 2、楞次定律有哪几种简单的表述方式?※ 3、使用楞次定律的步骤是什么样的?※ 4、右手定则的内容是什么?它适用于哪种情况?※
练习 总结
二、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 总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
圆环中感应电流的方向
圆环中感应电流的方向,取决于圆环中磁通量的变化的情况,不论向左或向右将圆环拉出磁场,圆环中垂直纸面向里的磁感线都要减少,根据楞次定律可知,感应电流产生的磁场与原来磁场方向相同,即都垂直纸面向里,应用安培定则可以判断出感应电流沿顺时针方向.
圆环全部处在磁场中运动时,虽然导线作切割磁感线运动,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.故答案应选B.。
感应电流的方向-楞次定律
目录
• 楞次定律的概述 • 楞次定律的物理原理 • 楞次定律的应用实例 • 楞次定律的拓展与深化 • 实验与探究:楞次定律的验证
01 楞次定律的概述
楞次定律的定义
01
楞次定律
感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
02
总结词
楞次定律是电磁感应现象中感应电流方向遵循的规律,其核心是“感应
楞次定律的意义
总结词
楞次定律是电磁学中的基本定律之一,对于理解电磁感应现象、预测感应电流的方向以及应用电磁感应原理具有 重要意义。
详细描述
楞次定律是电磁学领域中一个非常重要的定律,它揭示了磁场变化与感应电流方向之间的内在关系。通过应用楞 次定律,我们可以预测感应电流的方向,进一步理解和掌握电磁感应现象。此外,楞次定律在电力、电子、通信 等领域有着广泛的应用,为现代科技的发展提供了重要的理论支持。
楞次定律的数学表达式
楞次定律可以用数学表达式表示为:dΦ/dt = -L * di/dt,其中Φ表示磁通量,L表 示电感,i表示电流。
该公式表明,当磁通量发生变化时,感应电流的方向总是要阻碍磁通量的变化, 即感应电流产生的磁场总是要阻碍原磁场的变化。
03 楞次定律的应用实例
交流电机的应用
交流电机是利用楞次定律工作的设备之一。当电机中的线圈 在磁场中旋转时,线圈中会产生感应电流。根据楞次定律, 感应电流的方向会阻碍线圈的旋转,从而产生转矩,使电机 旋转。
04 楞次定律的拓展与深化
楞次定律与法拉第电磁感应定律的关系
楞次定律和法拉第电磁感应定律是电磁学中两个重要的基本定律,它们 之间存在密切的联系。楞次定律描述了感应电流的方向,而法拉第电磁 感应定律描述了感应电动势的大小。
电磁感应 感应电流的方向
线框向左移动 B
C
【练习2】在竖直的匀强磁场中,有一个铜 质线圈绕其水平的中心轴匀速转动。试判
断:线圈在图示位置的感应电流方向。
分析思路
研究对象 (线圈)
B原的方向
B感的方向
I感的方向
Φ原的增减 楞次定律
右手螺旋定则
1. 楞次定律
课堂小结
阻碍
B感
ΔΦ原
“增反减同”
2. 楞次定律的应用步骤
研究对象
选修3-2第一章电磁感应
一、实验探究
一、感应电流的方向
磁铁的运动
N极靠近v铝环 N极远离铝v 环 S极靠近v 铝环 S极远离铝v 环
NS
NS
SN
SN
铝环和磁铁之间 的相互作用(吸
排斥
吸引
排斥
吸引
引或排斥)
标出铝环两端的N 极和S极以及感应
电流的方向
S
B原 BN感 I
v
N
S
N B感I
BS原
v
N
S
N B感I
楞次定律
三、楞次定律的应用
例题: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?
分析思路
S M
I原
I感
B原 N
B感
研究对象 (线圈N)
B原的方向
B感的方向
I感的方向
Φ原的增减
楞次定律
右手螺旋定则
三、楞次定律的应用
BS原v
S
N
S I
BN原
v
S
N
B感
穿过铝环的磁通 量的变化(增加
或减少)
第一节感应电流的方向
2、在判断由导体切割磁感线产生的感应电流时右 在判断由导体切割磁感线产生的感应电流时右 导体切割磁感线产生的感应电流时 手定则与楞次定律是等效的, 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。 定律更方便。
四、感应电动势方向的判断: 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, 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。 了感应电动势的方向。
S
N
N
思考:感应电流方向有什么规律? 思考:感应电流方向有什么规律?
N N S S
G
G
G
G
感应电流方 向(俯视) 穿过回路磁 通量的变化 原磁场 方向 感应电流磁 场方向
逆时针 增大 向下 向上 相反
顺时针 减小 向下 向下 相同
顺时针 增大 向上 向下 相反
逆时针 减小 向上 向上 相同
B感与 原 感与B原 感与 的方向
+
+
结论:电流从电流计的正接线柱流入, 结论:电流从电流计的正接线柱流入,指针向正 向偏转,电流从电流计的负接线柱流入, 向偏转,电流从电流计的负接线柱流入,指针向 负向偏转
N SGBiblioteka +实验观察:
S N
N极 向下
插入
拔出
感应电流方向 逆时针 (俯视)
顺时针
S N
原磁场 方向
向 下
向下
穿过回路磁通 量的变化 增大
一、楞次定律 内容: 内容:感应电流具有这样的方向 即感应电流的磁 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 阻碍引起感应电流的 场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 对“阻碍”的理解: 阻碍”的理解: 谁起阻碍作用? 谁起阻碍作用? 感应电流产生的磁场 阻碍什么? 引起感应电流的磁通量的变化 阻碍什么? 引起感应电流的磁通量的变化 “阻碍”就是感应电流的磁场总与原磁场的 阻碍” 阻碍 方向相反吗? 方向相反吗? 不一定! 不一定! “增反减同” 增反减同” 增反减同 阻碍是阻止吗? 阻碍是阻止吗? 否,只是使磁通量的变化变慢
探究感应电流的方向
相关链接
其二是回路的收缩,由于四根导体杆可以在水平面 内运动,所以它们都得相向运动,互相靠近。
当磁铁离开线圈或 从线圈中拔出时,线圈 中感应电流的磁场方向 跟磁铁的磁场方向相同 (如图乙、丁所示)。
2.推理与结论 当磁铁移近或插入线圈时,穿过线圈的磁通量增加,
这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反,阻碍 磁通量的增加;
当磁铁离开线圈或从中拔出时,穿线圈的磁通量减 少,这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同, 阻碍磁通量减少。
4、应用 磁通量增加 产生 感应电流 产生 感应磁场
阻碍(反抗)磁通量的增加
5、用楞次定律判定感应电流方向的一般步骤
楞
安
次
培
定
定
律
则
确定穿 过回路 原磁场 的方向
判断原磁 场的磁通 量是增加 还是减少
判定感应 电流的磁 场的方向 增反减同
判定感 应电流 的方向
6、右手定则 (1)内容:伸开右手,让拇指跟其余四 个手指垂直,并且都跟手掌在一个平 面内,让磁感线垂直(或倾斜)从手 心进入,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。 (2)作用:判断感应电流的方向与磁感线方向、导体运动 方向间的关系
方向一致,即“增反减同”
是否 “阻止”
“阻碍”不是“阻止”,只是延缓了磁通量 的变化,这种变化将有以下四种情况 ①阻碍原磁通量的变化——“增反减同”。 ②阻碍相对运动——“来拒去留”。 ③使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”。 ④阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”。
例题2:如图所示,四根光滑的金属铝杆叠放在绝缘水平
面上,组成一个闭合回路,一条形磁铁的S极正对着回路
靠近,试分析: (1)导体杆对水平面的正压力怎样变化? (2)导体杆将怎样运动?
1.3 感应电流的方向(郑立驰)
的缠绕有关;
2. 凡是由磁通量的增加引起的感应电流,它所
激发的磁场阻碍原来磁通量的增加;
3. 凡是由磁通量减少引起的感应电流,它所激 发的磁场阻碍原来磁通量的减少。
二.楞次定律
1.内容:感应电流具有这样的方向, 即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。
楞次
【思考】谁起阻碍作用 ?阻碍什么 ?怎么阻碍?
如果环固定,把条形磁铁的N极向左插向圆环时,圆环 的面积有怎样的趋势?如果把条形磁铁从圆环中向右抽 出时,圆环的面积有怎样的趋势?
a
b
N
s
“阻碍”的含义(楞次定律的另外一种表达) 3、阻碍回路面积的变化 本质上增反减同。 ——增缩减扩。
“阻碍”的含意:
1、阻碍原磁通量的变化 ——增反减同。 2、阻碍相对运动的发生 ——来拒去留。 3、阻碍回路面积的变化 ——增缩减扩。
(1)明确(引起感应电流的)原磁场的方向
(2)明确穿过闭合电路的磁通量(指合磁通量) 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】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:
感应电流产生的磁场
阻碍原磁通量的变化 反抗磁通量的增加,补偿磁通量的减少。
2. 楞次定律的简单表述: 增反减同 即当原磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁 场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流的磁场 方向与原磁场方向相同。 3.适用范围:一切电磁感应现象 4.研究对象:整个回路
5.使用楞次定律的步骤
B b Q
P→M
R
M a P
N
三.右手定则 1.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,让磁感线垂 直从手心进入,拇指指向 导体运动的方向,其余四 指指的就是感应电流的方 向。
判断感应电流的方法
判断感应电流的方法
判断感应电流的方法主要有以下几种:
1. 用右手定则判断感应电流的方向:在磁感线方向上,以右手握住感应线,拇指指向磁感线的方向,四指弯曲的方向即为感应电流的方向。
2. 使用法拉第电磁感应定律:法拉第电磁感应定律指出,当导体内部有磁感线通过、改变磁通量时,会产生感应电流。
根据该定律,如果磁感线密度或磁通量增加,产生的感应电流方向与导体内原有电流方向相同;如果磁感线密度或磁通量减少,产生的感应电流方向与导体内原有电流方向相反。
3. 利用楞次定律:楞次定律表明,感应电流的方向总是使得磁场发生变化的原因得到抵消。
根据楞次定律,当导体内部的磁通量发生变化时,产生的感应电流的方向使得磁场的改变受阻。
根据这一规律,可以判断感应电流的方向。
4. 利用右手螺旋定则:右手螺旋定则适用于螺旋线电荷以及螺旋线磁通产生感应电流的情况。
当右手握住螺旋线,拇指指向螺旋线的方向,四指的弯曲方向即为感应电流的方向。
这些方法可以相互结合使用来判断感应电流的方向。
需要注意的是,以上方法仅适用于满足相关条件的情况,具体问题具体分析。
2.1感应电流的方向
N
利用安培定则判断 感应电流方向
思考3:
楞次定律的表现形式有 哪些?
“来拒去留”
N N S S
N
G G
S
G
S
G
N S
S
N
N
感应电流的磁场总要阻碍相对运动.
如何判定 I 方向
楞次定律
磁通量变化
增反减同
相对运动
来拒去留
能量守恒
思考4:
有没有别的方法 判定电流方向?
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.
第一节 感应电流的方向
德化一中 游晓婷
•
只要使闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路 中就会有感应电流产生. (1)电路闭合 (2)磁通量发生变化
思考1:
N S
如何判定感应电流的方向呢?
G
+
N 极插入
N
S 极插入
S
G G
N 极拔出
N
G
S 极拔出
S
示意图
G
线圈中(原) 磁场的方向 线圈中(原) 磁通量的变化 感应电流方向 ( 俯 视 ) 感应电流的磁 场 方 向
①谁在阻碍? ②阻碍什么? ③如何阻碍?
④结果如何? 感应电流的磁场
引起感应电流的原磁场磁通量的变化
“增反减同” 使磁通量的变化变慢
(阻碍不一定相反、阻碍不是阻止)
判断感应电流的步骤
思考2:
判断感应电流的 一般步骤?
判断感应电流方向的步骤:
明确原磁场方向 明确穿过闭合电路磁 通量是增加还是减少 根据楞次定律确定感 应电流的磁场方向
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I
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N
S
V
I
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例一.试判断下述说法的正确性: 1.当线圈中的磁通量发生变化时,一定有感应电流产 生。(× ) 2.当线圈中的磁通量很大时,就有感应电流。(× ) 3 .线圈中没有感应电流,是因为线圈中没有磁场。 ( ×) 4.闭合线圈中感应电流的磁场总是与原磁场的方向相 反。( × ) 5.当闭合线圈中的磁通量发生变化时,线圈中就有感 应电流产生。 ( √ )
分析实验现象,找出产生感应电流时的条件
问题2:上节课中当磁铁插入和拔出线圈时,灵敏电流计 指针偏转方向相同吗? 本节课中当导体切割磁感线方向不同时,灵敏电流计 指针偏转方向相同吗? 问题3: 感应电流方向与哪些因素有关? 实验演示:
结论:导体切割磁感线产生感应电流的方向与导体 运动方向和磁场方向有关
5、如图AB、CD是彼此平行的可在导轨上无摩擦滑动 的金属棒,导轨的交叉处O点不通电。整个装置水平放 置,并处在竖直方向的匀强磁场中,(BD ) A.当AB向左运动时,CD也会向左运动 B.当AB向左运动时,CD也会向右运动 C.当AB向右运动时,CD也会向右运动 D.当AB向右运动时,CD也会向左运动
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磁感应强度 磁通量(2)
作业:
1、练习册上6页 1----5题; 8页 7,8,9,10题
闭合回路中的磁通量发生变化时,回路中感应电流 的方向遵循什么规律?
演示:请观察磁铁N 极在插入线圈和拔出线圈的过 程中,闭合电路中感应电流的方向相同吗?
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2、如图,轨道平面与水平面夹角为α,轨道间有不同方 向的匀强磁场。其中(a)中磁场与轨道平面垂直;(b) 磁场竖直向上;(C)中磁场水平向左。当金属棒沿导 轨向下滑动时,杆中电流方向分别是: a→b ;b:_______ b→a ;C:_________ b →a 。 a:______
现象: 产生的感应电流的方向不同。
观察: N 极和S 极插入和拔出过程中,穿过线圈的 磁通量 的变化有什么不同?产生的感应电流的磁场方 向与的变化有什么关系?
将上述实验结果分析填入下表中:
v v v v
原磁场B 的方向 磁通量Ф 的变化 I感的磁场B' 的方向 B' 与B 方向的关系 相反 相同 相反 相同 增加 减少 增加 减少
感应电流的方向
第十一章 B
电磁感应
电磁波
感应电流的方向
(新课教学)产生电磁感应现象吗? 演示实验:
观察电流计指针的偏转情况: 1、当闭合回路中部分导体在磁场中垂直磁感线运动时: 2、当闭合回路中部分导体在磁场中沿磁场方向运动时:
3、当闭合回路中部分导体在磁场中与磁场方向成任意 角度时.
4、下列各图均为闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运
动产生感应电流。试根据图中已知因素在图中标出未知因素。
I
v
B
B
本节主要内容: 1.什么是电磁感应,什么是感应电流。 2.感应电流产生的条件:闭合电路中的磁通量发生变化。 3.感应电流的方向: 当导线切割磁感线运动时,用右手定则判断。
1、如图表示处于匀强磁场中闭合电路一部分导线的截面, 速度V沿纸面内所示方向。下列判断正确的是( C ) A.图(a)中有感应电流,方向向外 × B.图(b)中有感应电流,方向向外 × C.图(C)中无感应电流 √ D.图(d)中a、b、c、d四个位置均无感应电流 ×
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同样,当cd 边向右滑动时,穿过abcd 回路的磁通量 在增加,根据楞次定律,感应电流产生的磁场将阻碍原 磁通量的增加,所以它的方向与原磁场的方向相反,即 垂直纸面向外,又根据安培定则可知,感应电流的方向 仍是由c 指向d 。
小结 本节主要介绍了以下几个内容: 1.什么是电磁感应,什么是感应电流。 2.感应电流产生的条件:闭合电路中的磁通量 发生变化。 3.感应电流的方向: 当导线切割磁感线运动时,用右手定则判断, 当线圈中的磁通量发生变化时,用楞次定律判断。
例 如图所示,当磁铁的N 极插入线圈时,试确定感 应电流的方向。 答:(1)当磁铁N极插入线圈时,线 圈中原磁场的方向向下。
(2) 穿过线圈的磁通量是增加的。 (3) 由楞次定律知感应电流产生 的磁场要阻碍原磁通量的增加,因此 感应电流产生的磁场方向与原磁场方 向相反,即感应电流产生的磁场的方 向向上。 (4) 根据安培定则可以确定,感应电流的方向如图中 箭头所示。
实验结论 ( 1 ) 当原磁场穿过闭合电路的磁通量增加时,感应电 流的磁场就和原磁场方向相反。 ( 2 ) 当原磁场穿过闭合电路的磁通量减少时,感应电 流的磁场就和原磁场方向相同。
楞次定律 : 闭合回路中产生的感应电流的方向,总是使它 的磁场阻碍穿过线圈的原磁通量的变化。 用楞次定律确定感应电流方向的步骤如下: (1) 明确闭合电路中原来的磁场方向; (2) 确定穿过线圈的原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) 根据安培定则确定感应电流的方向。
从另外一个角度来认识楞次定律: 当磁铁插入线圈时磁铁和线圈的磁极是同名 磁极相对,当磁铁从线圈中拔出时磁铁和线 圈的磁极是异名磁极相对。所以,当磁铁下 落时,二者相斥;当拔出磁铁时,二者相吸。 二者间的相互作用力总是阻碍导体和磁体间 的相对运动。
4、画出图中感应电流的方向: ×
· × × · I × × · × × ·
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3、画出图中感应电流的方向: × × × × × × × ×
I
· · · ·
· · ·v ·
× × × ×
×
×
×
×I × × v × × × × × ×
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1.感应电流的方向与磁场方向、 导体切割磁感线方向有关。 2.右手定则
感应电流的方向 闭合回路中一部分导体做切割磁感线运动时,产生的 感应电流的方向可用右手定则确定。 右手定则 伸开右手,使拇指与 其余四指垂直,且都与手掌在 同一平面内,让磁感线垂直穿 入手心,拇指指向导线运动方 向,则四指所指的方向就是导 线中感应电流的方向。
例三 如图所示,abcd 是一个金 属框架,cd 是可动边,框架平面与 G 磁场垂直。当 cd 边向右滑动时 , 请 分别用右手定则和楞次定律来确定 b cd中感应电流的方向。
a
d I c v
d'
c'
答:当cd 边在框架上向右做切割磁感线滑动时,用 右手定则可以确定感应电流的方向是由c 指向d 。