2018版高中物理人教版选修3-2课件课课件43楞次定律5172

归纳总结
丙 向下 顺时针 向下
感应电流的磁场阻碍磁通
丁 向上 逆时针 向上
量的减少
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感应电流的磁场方向与原磁场方向总是相同或相反吗? 提示:不是,由上面的探究实验分析可知,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。可概括为“增反减同”。
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类型一 类型二 类型三 类型四 类型五
答案:AD 题后反思安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律是用来研 究不同因果关系问题的规律,搞清它们的适用范围是正确应用的关 键。
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答案:B 题后反思应用楞次定律判断感应电流方向时,首先应明确原磁场 的方向和原磁通量的增减,然后根据楞次定律的“增反减同”判断感 应电流的磁场方向,最后由安培定则判断感应电流的方向。
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类型一 类型二 类型三 类型四 类型五
类型二 左、右手定则的应用 【例题2】(多选)如图所示,导体AB、CD可在处于匀强磁场的两 水平轨道上自由滑动,且两水平轨道在中央交叉处互不相通。当导 体棒AB向左移动时( ) A.AB中感应电流的方向为A到B B.AB中感应电流的方向为B到A C.CD向左移动 D.CD向右移动 点拨:“因动而生电”类问题用右手定则,“因电而受力”类问题用左 手定则。 解析:由右手定则可判断AB中感应电流方向为A到B,从而CD中电 流方向为C到D。导体CD所受安培力方向由左手定则判断知向右, 所以CD向右移动。
通电导线所 受安培力:安 培力方向、 电流方向、 磁场方向三 者互判
因果关系
因动而生 电
因磁而生 电
因电而生磁 因电而受力
应用实例 发电机 变压器
电磁继电器
电动机、磁 电式仪表
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①若是导体不动,回路中的磁通量变化,要用楞次定律判断感应
电流的方向,而不能用右手定则判断;
②若是回路中的一部分导体做切割磁感线运动产生感应电流,用
右手定则判断较为简便,用楞次定律也能进行判断,但较为麻烦。
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3 楞次定律
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1.楞次定律 体验楞次定律的实验探究过程;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;理解楞次定律是能量 守恒定律在电磁感应现象中的反映。 2.右手定则 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; 能运用右手定则判断因导体做切割磁感线运动而产生的感应电流 的方向。
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(3)实验记录 分别将条形磁铁的N极、S极插入或抽出线圈,如图所示,记录感 应电流的方向如下。
探究感应电流方向的实验记录
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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
合回路的磁通量增加时,面积有收缩的趋势;若穿过闭合回路的磁 通量减少时,面积有扩大的趋势。
④从阻碍电流变化的角度来看,可理解为“增反减同”。当原电流
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3.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的方向,这时 四指所指的方向就是感应电流的方向。
楞次定律与右手定则在使用范围上有什么区别? 提示:楞次定律适用于一切电磁感应现象,而右手定则只适用于 导体切割磁感线的情况。
种阻碍的过程中,其他形式的能转化为电能。
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②“阻碍”的几个层次
谁阻 碍谁
是感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化
阻碍 什么
阻碍的是磁通量的变化,而不是阻碍磁通量本身
如何 阻碍
如图所示,当导体棒向左平动切割磁感线而产生感应电流时,用 右手定则可判断出感应电流的方向是a→b,再利用左手定则可判断 出ab所受安培力的方向为水平向右(与导体相对磁场运动的方向相 反,这一现象也进一步说明了感应电流在电磁感应现象的“阻碍”作 用),还可利用安培定则判断出ab中感应电流的磁场方向。
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增大时,感应电流的方向与原电流方向相反;当原电流减小时,感应 电流的方向与原电流方向相同。(这种情况将在第6节自感现象中 遇到)
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例如,在如图所示的电路中,abcd是一个可绕垂直于纸面的轴O转 动的闭合矩形导线框,E是电源,当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑 动时,电路中电流减小,线框所在位置的磁感应强度B减小,穿过线框 的磁通量减少,这时线框就以增大有效面积的方式来阻碍磁通量的 减少,于是线圈将顺时针转动。
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类型一 类型二 类型三 类型四 类型五
点拨:将环拉出时,穿过圆环的磁通量减少,由楞次定律即可判断 出感应电流的磁场方向,进而由安培定则判断出感应电流方向。
解析:将金属圆环不管从哪边拉出磁场,穿过闭合圆环的磁通量 都要减少,根据楞次定律可知,感应电流的磁场要阻碍原磁通量的 减少,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,应用安培定则可以 判断出感应电流的方向是沿顺时针方向的,选项B正确,选项A、C 错误;另外,圆环在磁场中运动时,穿过圆环的磁通量没有改变,该情 况无感应电流,故选项D错误。
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2.楞次定律 感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总是阻碍引起感应 电流的磁通量的变化。
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3.右手定则、楞次定律、安培定则、左手定则的应用比较
比较项目 右手定则 楞次定律 安培定则 左手定则
适用 范围
导体切割 磁感线: 速度方 向、磁场 方向、感 应电流方 向三者互 判
回路中磁 通量变化 产生感应 电流时,原 磁场方 向、感应 电流磁场 方向互判
通电导线、 圆环产生磁 场时,磁场 方向、电流 方向互判
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1.对楞次定律的进一步理解 (1)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。 (2)“阻碍”二字的含义
①楞次定律中的“阻碍”作用,正是能量守恒定律的反映,在克服这
类型一 类型二 类型三 类型四 类型五
触类旁通若例题1中开始时金属圆环处于磁场左边界左侧,圆环 向右运动至穿出磁场过程中,试判断感应电流的方向。
答案:穿进时,感应电流方向沿逆时针方向;穿出时,感应电流方向 沿顺时针方向。
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类型三 楞次定律推广含义的应用 【例题3】(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将相互靠拢 B.P、Q将相互远离 C.磁铁的加速度仍为g D.磁铁的加速度小于g 点拨:楞次定律的推广含义——感应 电流的效果总要反抗感应电流的产生原因。
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(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)。
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。
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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。
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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:
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(3)“阻碍”的表现 从能量守恒定律的角度,楞次定律可广义地表述为感应电流的 “效果”总是要反抗(或阻碍)引起感应电流的原因,常见的情况有以 下四种:
①从阻碍磁通量变化的角度来看,可理解为“增反减同”。当引起
感应电流的磁通量增加时,感应电流的磁场就与原磁场的方向相反; 当引起感应电流的磁通量减少时,感应电流的磁场就与原磁场的方 向相同。
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(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
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1.实验探究感应电流的方向 (1)实验准备 用试触的方法明确电流方向与电流表指针偏转方向之间的关系。 (2)实验装置 将螺线管与电流计组成闭合电路,如图所示。
实验装置
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类型一 楞次定律的应用 【例题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,以下各种说法中正确的是 ()
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.环在磁场中运动时,就已经有感应电流了
当原磁场磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场的方 向相反;当原磁场磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁 场的方向相同,即“增反减同”
结果 阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化,使磁通量增加或 如何 减少变慢,但这种变化将继续进行,最终结果不受影响
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