高中物理课件——楞次定律
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楞次定律
复习提问
1.感应电流的产生条件是什么?
只要闭合电路的磁通量发生变化
2.怎样判定通电螺线管内部磁场的方向?在图1 中画出线圈内部的磁感线。
问题:条形磁铁的N极插入或拔出线圈,有什么现象?这 意味着什么?
如何判定感应电流的方向呢?
N S
G
+
G
试 触
+
!
问题:灵敏电流计中电流的流入方向和指针偏转 方向有什么关系?
例5、
I
F
F
I
例6、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
1、由右手定则判定ab棒上感应
F
电流的方向应由b a
b
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。
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。
感应电流方 向(俯视)
感应电流的 磁场方向
增加
逆时增针
向上
向下 减小
顺时反针
向下
向上
增加
顺减时针
向下
向上 减小
同逆时针
向上
感应电流的磁场怎样影响原磁场磁通量的变化? 感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的变化。
楞次定律:
感应电流的磁场总是
阻碍引起感应电流的磁 通量的变化。
楞次 (1Leabharlann Baidu04~1865), 俄国物理学家和地球 物理学家
左进左偏 右进右偏
S
N
-G
+
S N
-G
+
在图中标出感应电流的方向
S
N
S
N
N
S
N
S
的感
方 应 逆时针 顺时针 顺时针
向电 流
中介——感应电流的磁场
的 原 向下
变磁 化场
增加
向上 增加
向下 减少
逆时针
向上 减少
示意图
N 极插入
N
N 极拔出
N
G
G
S 极插入
S
S 极拔出
S
G
G
原磁场方向
向下
原磁场的磁 通变化
如何判定 I 方向
楞次定律
磁通量变化
相对运动
增反减同
来阻去留
结果阻碍原因 能量守恒
例7、如图所示,平行光滑金属导轨A、B上放 置两根铜棒a 、 b。当磁铁N极从上向下插入铜 棒a 、 b中时,铜棒a、b是否会运动? 如果运 动将怎样运动?
S
讨论:
A
N
aF
Fb
B
(1)如果将磁铁N极从铜棒a 、 b中拔出呢?
理解应用
练习3:如图,在长直载流导线附近有一个矩形线圈 ABCD,线圈与导线始终在同一个平面内。线圈在导线 的右侧向左平移时,请判断:线圈中产生的感应电流 的方向。已知距离载流直导线较近的位置,磁场较强。
①线圈原磁场的方向 : 向里
②磁通量变化:
增加
③感应电流的磁场方向 :向外
④感应电流的方向: ABCDA
3、感应电流的磁场方向:向里
4、感应电流的方向:顺时针
用楞次定律判定感应电流方向的 一般步骤
1.确定穿过电路原磁场的方向. 2.确定穿过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, “增反减同”. 4.应用安培定则,确定感应电流的方向.
总而言之,理解“阻碍”含义时要明确:
感
I感
练习2.
下列关于楞次定律的说法正确的是( E) A.感应电流的磁场总跟引起感应电流的磁场方向相反 B.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量 C.感应电流的磁场总要阻止引起感应电流的磁通量的变化 D.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场 E. 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
线圈所在空间内的磁场分布如图,
●
●
a
c
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
b
d
方向为顺时针方向;
●
●
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。
①谁起阻碍作用——感应磁场 ②阻碍的是什么——原磁场的磁通量变化 ③怎样阻碍——“增反减同”,来“拒” 去
“留” ④阻碍的结果怎样——减缓原磁场的磁通
量的变化
例2、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 下落过程中圆环中的电流方向。
水平放置的矩形线框abcd 经Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置竖直 下落过程中感应电流的 方向如何变化。
线圈中感应电流的方向始终为顺时针方向
例5、
I
F
I
右手定则
1.右手定则是应用楞次定律中的特例. 在导体做切割磁感线运动时,可以用
右手定则简单地判断出感应电流的方向.
2.右手定则: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.
N
a b
d Ⅰ
c
Ⅱ
N
Ⅲ
逆 时 针
逆 时 针
例3、如图所示,固定的金属环和螺线管正对 放置。螺线管中有电流。要使金属环中出现如 图所示的感应电流,则螺线管中的电流方向和 大小如何?
分析:
a
b
1、若螺线管中的电流是从a流进,b流出,
电流应变小;
2、若螺线管中的电流是从b流进,a流出,
电流应增大。
例4、 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,其感应电流的方向是?
“阻碍”更不是“阻止”。感应电流的 磁场对原磁通量的变化所起的阻碍作用不能 改变磁通量变化的趋势,仅起到一种延缓作 用.
楞次定律的应用:
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:
1、原磁场的方向:向里
I
v 2、原磁通量变化情况:减小
思考: 1、谁起阻碍作用 ?阻碍什么 ?怎么阻碍?
2、“阻碍”的实质 ?
从相对运动看,感应电流的磁场总是 阻碍相对运动。
来阻去留
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。
对楞次定律的进一步理解:
(1)引起感应电流的磁通量是指原磁通量. (2)“阻碍”并不是“相反”。当磁通量增
加时,感应电流的磁场与原磁场方向相反; 磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场方 向相同。 “阻碍”的是“变化”
(2)如果将磁铁S极从铜棒a 、 b中拔出呢?
S N
例8、如图所示,轻质铝环套在光滑导轨上, 当N极靠近铝环时,铝环将如何运动?
讨论: (1)如果将磁铁S极靠近铝环呢? (2)如果是两个铝环呢?
练习1:
如图,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?
复习提问
1.感应电流的产生条件是什么?
只要闭合电路的磁通量发生变化
2.怎样判定通电螺线管内部磁场的方向?在图1 中画出线圈内部的磁感线。
问题:条形磁铁的N极插入或拔出线圈,有什么现象?这 意味着什么?
如何判定感应电流的方向呢?
N S
G
+
G
试 触
+
!
问题:灵敏电流计中电流的流入方向和指针偏转 方向有什么关系?
例5、
I
F
F
I
例6、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
1、由右手定则判定ab棒上感应
F
电流的方向应由b a
b
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。
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。
感应电流方 向(俯视)
感应电流的 磁场方向
增加
逆时增针
向上
向下 减小
顺时反针
向下
向上
增加
顺减时针
向下
向上 减小
同逆时针
向上
感应电流的磁场怎样影响原磁场磁通量的变化? 感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的变化。
楞次定律:
感应电流的磁场总是
阻碍引起感应电流的磁 通量的变化。
楞次 (1Leabharlann Baidu04~1865), 俄国物理学家和地球 物理学家
左进左偏 右进右偏
S
N
-G
+
S N
-G
+
在图中标出感应电流的方向
S
N
S
N
N
S
N
S
的感
方 应 逆时针 顺时针 顺时针
向电 流
中介——感应电流的磁场
的 原 向下
变磁 化场
增加
向上 增加
向下 减少
逆时针
向上 减少
示意图
N 极插入
N
N 极拔出
N
G
G
S 极插入
S
S 极拔出
S
G
G
原磁场方向
向下
原磁场的磁 通变化
如何判定 I 方向
楞次定律
磁通量变化
相对运动
增反减同
来阻去留
结果阻碍原因 能量守恒
例7、如图所示,平行光滑金属导轨A、B上放 置两根铜棒a 、 b。当磁铁N极从上向下插入铜 棒a 、 b中时,铜棒a、b是否会运动? 如果运 动将怎样运动?
S
讨论:
A
N
aF
Fb
B
(1)如果将磁铁N极从铜棒a 、 b中拔出呢?
理解应用
练习3:如图,在长直载流导线附近有一个矩形线圈 ABCD,线圈与导线始终在同一个平面内。线圈在导线 的右侧向左平移时,请判断:线圈中产生的感应电流 的方向。已知距离载流直导线较近的位置,磁场较强。
①线圈原磁场的方向 : 向里
②磁通量变化:
增加
③感应电流的磁场方向 :向外
④感应电流的方向: ABCDA
3、感应电流的磁场方向:向里
4、感应电流的方向:顺时针
用楞次定律判定感应电流方向的 一般步骤
1.确定穿过电路原磁场的方向. 2.确定穿过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, “增反减同”. 4.应用安培定则,确定感应电流的方向.
总而言之,理解“阻碍”含义时要明确:
感
I感
练习2.
下列关于楞次定律的说法正确的是( E) A.感应电流的磁场总跟引起感应电流的磁场方向相反 B.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量 C.感应电流的磁场总要阻止引起感应电流的磁通量的变化 D.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁场 E. 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
线圈所在空间内的磁场分布如图,
●
●
a
c
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
b
d
方向为顺时针方向;
●
●
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。
①谁起阻碍作用——感应磁场 ②阻碍的是什么——原磁场的磁通量变化 ③怎样阻碍——“增反减同”,来“拒” 去
“留” ④阻碍的结果怎样——减缓原磁场的磁通
量的变化
例2、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 下落过程中圆环中的电流方向。
水平放置的矩形线框abcd 经Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置竖直 下落过程中感应电流的 方向如何变化。
线圈中感应电流的方向始终为顺时针方向
例5、
I
F
I
右手定则
1.右手定则是应用楞次定律中的特例. 在导体做切割磁感线运动时,可以用
右手定则简单地判断出感应电流的方向.
2.右手定则: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.
N
a b
d Ⅰ
c
Ⅱ
N
Ⅲ
逆 时 针
逆 时 针
例3、如图所示,固定的金属环和螺线管正对 放置。螺线管中有电流。要使金属环中出现如 图所示的感应电流,则螺线管中的电流方向和 大小如何?
分析:
a
b
1、若螺线管中的电流是从a流进,b流出,
电流应变小;
2、若螺线管中的电流是从b流进,a流出,
电流应增大。
例4、 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,其感应电流的方向是?
“阻碍”更不是“阻止”。感应电流的 磁场对原磁通量的变化所起的阻碍作用不能 改变磁通量变化的趋势,仅起到一种延缓作 用.
楞次定律的应用:
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:
1、原磁场的方向:向里
I
v 2、原磁通量变化情况:减小
思考: 1、谁起阻碍作用 ?阻碍什么 ?怎么阻碍?
2、“阻碍”的实质 ?
从相对运动看,感应电流的磁场总是 阻碍相对运动。
来阻去留
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。
对楞次定律的进一步理解:
(1)引起感应电流的磁通量是指原磁通量. (2)“阻碍”并不是“相反”。当磁通量增
加时,感应电流的磁场与原磁场方向相反; 磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场方 向相同。 “阻碍”的是“变化”
(2)如果将磁铁S极从铜棒a 、 b中拔出呢?
S N
例8、如图所示,轻质铝环套在光滑导轨上, 当N极靠近铝环时,铝环将如何运动?
讨论: (1)如果将磁铁S极靠近铝环呢? (2)如果是两个铝环呢?
练习1:
如图,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?