教科版选修3-2高中物理 第1章 第4节 楞次定律课件(共32张PPT)

(共32张PPT)
第一章
电磁感应
目标定位
1.正确理解楞次定律的内容及其本质.
2.掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式.
3.能够熟练运用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向.
学案4　楞次定律
知识探究
自我检测
如图1所示的电路中，G为电流计(已知电流由左接线柱流入，指针向左偏，由右接线柱流入，指针向右偏)，当ab在磁场中切割磁感线运动时，指针的偏转情况如表所示.
一、右手定则
知识探究
问题设计
图1
导体棒ab的运动 指针偏转方向 回路中电流方向
向右 向左 顺时针
向左 向右 逆时针
分析磁场方向、导体切割磁感线运动方向和感应电流方向之间的关系并总结规律.
答案　磁场方向、导体切割磁感线运动方向和感应电流方向之间的关系满足右手定则.
1.右手定则：将右手手掌伸平，使大拇指与其余并拢的四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线 ，大拇指指向
方向，这时四指的指向就是 的方向，也就是 的方向.(注意等效电源的正、负极)
2.适用条件：只适用于导体在磁场中做 运动的情况.
3.当切割磁感线时四指的指向就是 的方向，即 的方向(在等效电源内，从负极指向正极).
要点提炼
从手心穿入
导体运动
感应电流
感应电动势
切割磁感线
感应电流
感应
电动势
二、楞次定律
根据如图2甲、乙、丙、丁所示进行电路图连接与实验操作，并填好实验现象记录表格.
问题设计
图2
　　 操作方法
填写内容　　 甲 乙 丙 丁
S极
插入线圈 S极
拔出线圈 N极
插入线圈 N极
拔出线圈
原磁场的方向
原磁场的磁通量变化
感应电流方向
(俯视)
(俯视)
(俯视)
(俯视)
感应电流的磁场方向
原磁场与感应电流的磁场方向的关系
向上
向上
向下
向下
减小
增加
减小
增加
顺时针
逆时针
逆时针
顺时针
向下
向下
向上
向上
相反
相同
相同
相反
(1)分析感应电流的磁场方向是否总是与原磁场方向相反或相同？什么时候相反？什么时候相同？感应电流的磁场对原磁场磁通量变化有何影响？
答案　不一定，有时相反，有时相同；闭合回路中原磁场的磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反；闭合回路中原磁场的磁通量减小时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同；感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化.
(2)分析当磁铁靠近或远离线圈时两者的相互作用有什么规律？
答案　当条形磁铁插入时，磁铁与线圈的磁极是同名磁极相对；当条形磁铁拔出时，磁铁与线圈的磁极是异名磁极相对.即两者靠近时，相互排斥；两者远离时，相互吸引.感应电流总要阻碍原磁场的相对运动.
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是要阻碍 的磁通量的变化.
2.楞次定律中“阻碍”的含义：
(1)谁在阻碍—— 的磁场.
(2)阻碍什么——阻碍的是穿过回路的 ，而不是磁通量本身.
要点提炼
引起感应电流
感应电流
磁通量的变化
(3)如何阻碍——当原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向 ；当原磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向 ，“阻碍”不一定是感应电流的磁场与原磁场的方向相反，而是“增反减同”.
(4)阻碍效果——阻碍并不是阻止，最终增加的还是增加，减小的还是减小，只是 了原磁场的磁通量的变化.
相反
相同
延缓
3.(1)楞次定律是普遍适用的.既可判断因磁场变化在闭合电路中产生的感应电流的方向，又可判断在磁场中运动的一段导体中产生的感应电流的方向.
(2)右手定则只能判断在磁场中运动的一段导体中产生的感应电流的方向.
三、楞次定律的应用
在长直通电导线附近有一闭合线圈abcd，如图3所示.当直导线中的电流强度I逐渐减小时，试判断线圈中感应电流的方向.
问题设计
图3
请从解答此题的实践中，体会用楞次定律判定感应电流方向的具体思路.
答案　线圈abcd中感应电流方向为顺时针方向.
若要判定感应电流的方向，需先弄清楚感应电流的磁场方向.根据楞次定律“阻碍”的含义，则要先明确原磁场的方向及其磁通量的变化情况.
应用楞次定律判断感应电流方向的步骤：
(1)明确研究对象是哪一个闭合电路.
(2)明确 的方向.
(3)判断闭合回路内原磁场的 是增加还是减小.
(4)由 判断感应电流的磁场方向.
(5)由 判断感应电流的方向.
要点提炼
原磁场
磁通量
楞次定律
安培定则
典例精析
一、右手定则的应用
例1　下列图中表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景，导体ab上的感应电流的方向为a→b的是(　　)
解析　题中四图都属于闭合电路的一部分导体切割磁感线，应用右手定则判断可得：A中感应电流的方向为a→b，B中感应电流的方向为b→a，C中感应电流沿a→d→c→b→a方向，D中感应电流的方向为b→a.故选A.
答案　A
二、对楞次定律的理解
例2　关于楞次定律，下列说法中正确的是 (　　)
A.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强
B.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱
C.感应电流的磁场总是和原磁场方向相反
D.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化
解析　楞次定律的内容：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，故选D.
D
三、楞次定律的应用
例3　如图4所示，通电导线旁边同一平面有
矩形线圈abcd，则(　　)
A.若线圈向右平动，其中感应电流方向是a→b→c→d
B.若线圈竖直向下平动，无感应电流产生
C.当线圈以ad边为轴转动时转动角度小于90°，其中感应电流方向是a→b→c→d
D.当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是a→b→c→d
图4
解析　先由右手螺旋定则判断出导线产生的原磁场在线圈处垂直纸面向里，当线圈向右平动时，通过线圈的磁通量减小，感应电流的磁场与原磁场方向相同，感应电流的方向为a→d→c→b，A错.
若线圈竖直向下平动时，磁通量不变，无感应电流产生，B正确.
当线圈以ad边为轴转动时，其中感应电流方向是a→d→c→b，C错.
当线圈向导线靠近时，磁通量增大，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，感应电流的方向是a→b→c→d，D正确.
答案　BD
课堂要点小结
1
2
3
4
自我检测
1.(对楞次定律的理解)关于楞次定律，下列说法正确的是 (　　)
A.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
B.闭合电路的一部分导体在磁场中运动时，必受磁场阻碍作用
C.原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原
磁场同向
D.感应电流的磁场总是跟原磁场反向，阻碍原磁场的变化
解析　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，选项A正确；
闭合电路的一部分导体在磁场中平行磁感线运动时，不受磁场阻碍作用，选项B错误；
原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场反向，选项C错误；
当原磁场增强时感应电流的磁场与原磁场反向，当原磁场减弱时与原磁场同向，选项D错误.
答案　A
1
2
3
4
1
2
3
4
2. 磁场垂直穿过一个圆形线框，由于磁场的变
化，在线框中产生顺时针方向的感应电流，
如图5所示，则以下说法正确的是(　　)
A.若磁场方向垂直线框向里，则此磁场的磁感应强度是在增强
B.若磁场方向垂直线框向里，则此磁场的磁感应强度是在减弱
C.若磁场方向垂直线框向外，则此磁场的磁感应强度是在增强
D.若磁场方向垂直线框向外，则此磁场的磁感应强度是在减弱
图5
1
2
3
4
答案　BC
解析　感应电流的方向为顺时针方向，由安培定则知感应电流的磁场垂直纸面向里，由楞次定律中的“增反减同”可知，可能是方向垂直纸面向里的磁场正在减弱或是方向垂直纸面向外的磁场正在增强，正确选项应为B、C.
1
2
3
4
3. (楞次定律的应用)如图6所示，在水平面上有一个闭合的线圈，将一根条形磁铁从线圈的上方插入线圈中，在磁铁进入线圈的过程中，线圈中会产生感应电流，磁铁会受到线圈中电流的作用力，若从线圈上方俯视，关于感应电流和作用力的方向，以下判断正确的是 (　　)
图6
1
2
3
4
A.若磁铁的N极向下插入，线圈中产生顺时针方向的感应电流
B.若磁铁的S极向下插入，线圈中产生顺时针方向的感应电流
C.无论N极向下插入还是S极向下插入，磁铁都受到向下的引力
D.无论N极向下插入还是S极向下插入，磁铁都受到向上的斥力
1
2
3
4
解析　若磁铁的N极向下插入，穿过线圈的磁通量增加，磁场方向向下，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向向上，由右手螺旋定则知，线圈中产生逆时针方向的感应电流，故A错误；
若磁铁的S极向下插入，穿过线圈的磁通量增加，磁场方向向上，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向向下，由右手螺旋定则知，线圈中产生顺时针方向的感应电流，故B正确；
1
2
3
4
通电线圈的磁场与条形磁铁相似，根据安培定则判断可知，当N极向下插入时，线圈上端相当于N极，当S极向下插入时，线圈上端相当于S极，存在斥力，故C错误，D正确.
导体与磁体的作用力也可以根据楞次定律的另一种表述判断：感应电流的磁场总要阻碍导体与磁体间的相对运动，无论N极向下插入还是S极向下插入，磁体与线圈的相对位置都在减小，故磁体与线圈之间存在斥力.
答案　BD
1
2
3
4
4. (右手定则的应用)如图7所示，光滑平行金属
导轨PP′和QQ′，都处于同一水平面内，P和
Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的
匀强磁场中.现在将垂直于导轨放置一根导体棒
MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，以下关于导体棒MN中感应电流的方向和它所受安培力的方向的说法正确的是(　　)
图7
1
2
3
4
A.感应电流方向是N→M
B.感应电流方向是M→N
C.安培力水平向左
D.安培力水平向右
解析　由右手定则知，MN中感应电流方向是N→M，再由左手定则可知，MN所受安培力的方向垂直导体棒水平向左，故选A、C.
答案　AC