(共43张PPT)
楞次定律
人教版 高二
新知导入
那么感应电流的方向遵循什么规律呢?感应电流的方向与哪些因素有关?
这就是我们这节课的探究课题著名的楞次定律。
如图所示,条形磁铁向线圈中插入或抽出时,两种情况下电流表的指针偏转的方向不同,这说明感应电流的方向并不相同。
新知讲解
一、影响感应电流方向的因素
知识回顾:产生感应电流的条件是什么?
穿过闭合回路的磁通量变化是产生感应电流的条件。
如图条形磁体的N极或S极插入闭合线圈时,穿过线圈的磁通量————,会产生感应电流
增大
v
新知讲解
N极或S极抽出时,穿过线圈的磁通量————也会产生感应电流。
v
减小
思考:那么,闭合回路产生感应电流的方向与哪些因素有关?
新知讲解
实验:探究影响感应电流方向的因素
1.实验目的
(1)感应电流的方向与原磁场的方向有什么关系
(2)感应电流的方向与磁通量的变化有什么关系
2.实验器材
电流表、线圈、电流表、电线
新知讲解
3.实验步骤
(1)把条形磁铁的N极分别插入线圈和从线圈中拔出,记下电流表的偏转方向。
(2)将磁铁翻转,然后把S极分别插入线圈和从线圈中拔出,记下电流表的偏转方向。
(3)根据电流表的偏转方向推出感应电流的方向,根据右手螺旋定则就能判定感应电流的磁场方向。
示意图 感应电流的磁场方向与原磁场方向
原磁场方向
感应电流的方向
感应电流的磁场方向
新知讲解
表1:磁通量增大时的情况
向下
向下
向上
向上
相反
逆时针(俯视)
顺时针(俯视)
新知讲解
示意图 感应电流的磁场方向与原磁场方向
原磁场方向
感应电流的方向
感应电流的磁场方向
表2:磁通量减小时的情况
向上
向上
向下
向下
逆时针(俯视)
顺时针(俯视)
相同
合作探究
思考讨论1:当穿过线圈的磁通量增大时,感应电流的磁场与磁体磁场的方向是相同的,还是相反的?是有助于磁通量的增大,还是阻碍了磁通量的增大?
参考答案:如图磁体磁场的方向向下,由图中感应电流的方向,用右手螺旋定则就能判定感应电流的磁场方向向上,即:感应电流的磁场与磁体磁场的方向相反的,所以阻碍了磁通量的增大。
合作探究
思考讨论2:当穿过线圈的磁通量减小时,感应电流的磁场与磁体磁场的方向是相同的,是有助于磁通量的减小,还是阻碍了磁通量的减小?
参考答案:如图磁体磁场的方向向下,由图中感应电流的方向,用右手螺旋定则就能判定感应电流的磁场方向向下,即:感应电流的磁场与磁体磁场的方向相同的,所以阻碍了磁通量的减小。
模拟实验视频
新知讲解
新知讲解
思考讨论:概括以上的实验结果,能得出什么结论?
(1)当引起感应电流的磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反。
即:感应电流阻碍了磁通量的增加。
(2)当引起感应电流的磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。
即:感应电流阻碍了磁通量的减少。
可用四字归纳:增反减同
新知讲解
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要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,这就是楞次定律。
2.对楞次定律的理解
①从磁通量变化来看:感应电流总要阻碍磁通量的变化;
(增“反” 减“同” )。
②阻碍不是相反也不是阻止,只能减缓原磁场的磁通量的变化,并不能阻止磁通量的变化。
新知讲解
S
N
N
S
S
N
N
S
N
S
S
N
S
N
N
S
③从导体和磁体相对运动角度看:感应电流总要阻碍磁体和导体间的相对运动。(来“拒” 去 “留”)
新知讲解
视频:楞次定律演示实验
新知讲解
3.楞次定律与能量守恒
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。
感应电流沿着楞次定律所述的方向,是能量守恒定律的必然结果。
例如:把磁极插入线圈或从线圈内抽出时,推力或拉力都必须做机械功,做功过程中消耗的机械能转化成感应电流的电能。
G
G
思考与讨论:如图所示用绳吊起一个铝环,用磁体的任意一极去靠近铝环,会产生什么现象?把磁极从靠近铝环处移开,会产生什么现象?解释发生的现象。
N
S
参考答案:磁铁的任一极靠近铝环时,铝环将远离磁铁;
磁铁从靠近铝环处移开,铝环将靠近磁铁
合作探究
原因:用磁铁的任一极(如N极)靠近铝环时,穿过铝环中的磁通量增加,根据楞次定律,铝环中将产生感应电流,阻碍磁铁与铝环靠近,使磁铁与铝环靠近得更缓慢,故铝环将远离磁铁;
N
S
同理,当磁铁远离铝环时,铝环中产生感应电流,阻碍铝环与磁铁远离,使磁铁与铝环远离得更缓慢,故铝环将靠近磁铁。
合作探究
新知讲解
3.用楞次定律判定感应电流的方向
用楞次定律可以判定感应电流的方向,那么通过下面实例你能总结处理这类问题的思路吗?
例1: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,当线圈M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?
S
M
N
新知讲解
分析与解答
首先明确,我们用楞次定律研究的对象是线圈N和电流表组成的闭合导体回路。
线圈M中的电流在铁环中产生的磁感线是
B0
Ii
S
M
N
顺时针方向的如图,这些磁感线穿过线圈N的方向是向下的,即线圈N中原磁场B0 的方向是向下的。
新知讲解
开关断开的瞬间,铁环中的磁场迅速减弱,线圈N中的磁通量减小。感应电流的磁场Bi 要阻碍磁通量的减小,所以,
B0
Ii
S
M
N
Bi的方向与B0 的方向相同,即线圈N中Bi 的方向也是向下的。
根据右手螺旋定则,由Bi 的方向判定,线圈N中感应电流Ii 应沿图所示的方向。
新知讲解
例2:如图所示,在通有电流 I 的长直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。线圈在导线的一侧,垂直于导线左右平移时,其中产生了A→B→C→D→A方向的电流。已知距离载流直导线较近的位置磁场较强。请判断:线圈在向哪个方向移动?
I
A D
B C
新知讲解
分析与解答
选择矩形线圈为研究对象,画出通电直导线一侧的磁感线分布如图,磁感线方向垂直纸面向里,用“×” 表示。已知矩形线圈中感应电流的方向是A→B→C→D→A,根据右手螺旋定则,感应电流的磁场方向是垂直纸面向外的(即指向读者的,用矩形中心的圆点“· ”表示)。
×
×
×
×
×
×
×
×
I
A D
B C
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
·
新知讲解
根据楞次定律,感应电流的磁场应该是阻碍穿过线圈的磁通量变化的。现在已经判明感应电流的磁场从纸面内向外指向读者,是跟原来磁场的方向相反的。因此线圈移动时通过它的磁通量一定是在增大。这说明线圈在向左移动。
I
A D
B C
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
·
×
×
×
×
×
×
×
×
合作探究
归纳总结
楞次定律判定感应电流的方向的方法步骤:
(1)确定穿过闭合电路的磁场方向和磁通量是增大还是减小。
(2)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。
(3)根据感应电流的磁场方向利用右手螺旋定则来判定感应电流的方向。
楞次定律描述的就是磁通量的变化、感应电流的磁场方向和感应电流的方向这三个量之间的关系。
三、右手定则
新知讲解
请用楞次定律分析,当闭合导体回路的一部分做切割磁感线的运动时,如何判定感应电流的方向。
例题:如图所示,假定导体棒 CD 向右运动。
(1)我们研究的是哪个闭合导体回路?
研究对象:EFCD闭合导体回路
E
D
F
C
B
V
新知讲解
(2)当导体棒 CD 向右运动时,穿过这个闭合导体回路的磁通量是增大还是减小?
E
D
F
C
穿过这个闭合导体回路的磁通量是增大的。
B
V
新知讲解
(3)感应电流的磁场应该是沿哪个方向的?
由于穿过这个闭合导体回路的磁通量是增大的,根据楞次定律感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,所以是垂直于纸面向外。
E
D
F
C
(4)导体棒 CD 中的感应电流是沿哪个方向的?
根据右手螺旋定则可知导体棒 CD 中的感应电流的方向C→D。
B
V
1.右手定则
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。
新知讲解
2.适用条件
适用于闭合电路中部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。
新知讲解
E
D
F
C
用右手定则判断导体棒 CD 中的感应电流是沿哪个方向的?
B
V
导体棒 CD 中的感应电流的方向C→D。
特别提醒!
1.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。
2.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。
新知讲解
阅读课文说一说什么是归纳推理?归纳推理与演绎推理有什么不同?
参考答案:归纳推理是从一类事物的部分对象所具有的某种属性出发,推理出这类事物的所有对象都具有共同属性的推理方法,也就是由具体结论推理出一般规律的方法。
演绎推理不同的是,归纳推理是从物理现象出发研究问题,而演绎推理则是由已知物理规律出发研究问题。
新知讲解
课堂练习
1.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做切割磁感线运动时,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.感生电流的磁场总是跟原磁场反向,阻碍原磁场
A
课堂练习
2.如图所示,AOC是光滑的直角金属导轨,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,ab是一根金属直棒,如图立在导轨上,它从静止开始在重力作用下运动,运动过程中a端始终在
AO上,b端始终在OC上,直到ab完全落在OC上,整个装置放在一匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,则ab棒在运动过程中
课堂练习
A.感应电流方向始终是b→a
B.感应电流方向先是b→a,后变为a→b
C.棒受磁场力方向与ab垂直,如图中箭头所示方向
D.棒受磁场力方向与ab垂直,开始如图中箭头所示方向,后来变为与箭头所示方向相反
下列说法正确的是( )
B
课堂练习
3.如图所示,螺线管CD的导线绕法不明。当磁体AB插入螺线管时,电路中有图示方向的感应电流产生。下列关于螺线管极性的判断正确的是( )
A.C端一定是N极
B.C端的极性一定与磁体B端的极性相同
C.C端一定是S极
D.因螺线管的绕法不明确,无法判断极性
B
课堂练习
4.如图所示,铝环A用轻线静止悬挂于长直螺线管左侧,且与螺线管共轴,下列判断正确的是( )
A.闭合开关瞬间,环A将向右摆动
B.断开开关瞬间,环A的面积有收缩趋势
C.保持开关闭合,将滑动变阻器的滑片迅
速向右滑,从左往右看A环中将产生顺时针方
向的感应电流
D.保持开关闭合,将滑动变阻器的滑片迅速向左滑,环A将向右摆动
C
课堂总结
楞次定律
探究影响感应电流方向的因素
右手定则:适用于闭合电路中部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。
磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反。
磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。
楞次定律
感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
用楞次定律判定感应电流的方向的基本思路
板书设计
一、影响感应电流方向的因素
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要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,这就是楞次定律。
2. 用楞次定律判定感应电流的方向。
1.通过闭合电路的磁场方向。
2.通过闭合电路的磁通量的变化。
板书设计
三、右手定则
1.内容: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.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。
作业布置
1.完成课后习题1.2.3.4.5题
2.做本节的同步练习册
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php中小学教育资源及组卷应用平台
2.1楞次定律
教学设计
课题 楞次定律 单元 2 学科 物理 年级 高二
学习目标 1.理解楞次定律的内容2.会用楞次定律解答有关问题3.通过实验的探索,培养学生的实验操作、收集、处理信息能力
重点 应用楞次定律判断感应电流的方向
难点 楞次定律的理解及实际应用
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 如图所示,条形磁铁向线圈中插入或抽出时,两种情况下电流表的指针偏转的方向不同,这说明感应电流的方向并不相同。那么感应电流的方向遵循什么规律呢?感应电流的方向与哪些因素有关?这就是我们这节课的探究课题著名的楞次定律。 观察图片思考 为引出本节课题做铺垫
讲授新课 一、影响感应电流方向的因素知识回顾:产生感应电流的条件是什么?穿过闭合回路的磁通量变化是产生感应电流的条件。如图条形磁体的N极或S极插入闭合线圈时,穿过线圈的磁通量————,会产生感应电流答案:增大N极或S极抽出时,穿过线圈的磁通量______也会产生感应电流。答案:减小思考:那么,闭合回路产生感应电流的方向与哪些因素有关?实验:探究影响感应电流方向的因素1.实验目的(1)感应电流的方向与原磁场的方向有什么关系 (2)感应电流的方向与磁通量的变化有什么关系 2.实验器材电流表、线圈、电流表、电线3.实验步骤(1)把条形磁铁的N极分别插入线圈和从线圈中拔出,记下电流表的偏转方向。(2)将磁铁翻转,然后把S极分别插入线圈和从线圈中拔出,记下电流表的偏转方向。(3)根据电流表的偏转方向推出感应电流的方向,根据右手螺旋定则就能判定感应电流的磁场方向。表1:磁通量增大时的情况示意图感应电流的磁场方向与原磁场方向原磁场方向向下向上相反感应电流的方向逆时针(俯视)顺时针(俯视)感应电流的磁场方向向上向下表2:磁通量减小时的情况示意图感应电流的磁场方向与原磁场方向原磁场方向向上向下相同感应电流的方向逆时针(俯视)顺时针(俯视)感应电流的磁场方向向上向下 思考讨论1:当穿过线圈的磁通量增大时,感应电流的磁场与磁体磁场的方向是相同的,还是相反的?是有助于磁通量的增大,还是阻碍了磁通量的增大? 参考答案:如图磁体磁场的方向向下,由图中感应电流的方向,用右手螺旋定则就能判定感应电流的磁场方向向上,即:感应电流的磁场与磁体磁场的方向相反的,所以阻碍了磁通量的增大。思考讨论2:当穿过线圈的磁通量减小时,感应电流的磁场与磁体磁场的方向是相同的,是有助于磁通量的减小,还是阻碍了磁通量的减小?出示视频:模拟实验思考讨论:概括以上的实验结果,能得出什么结论?(1)当引起感应电流的磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反。即:感应电流阻碍了磁通量的增加。(2)当引起感应电流的磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。 即:感应电流阻碍了磁通量的减少。可用四字归纳:增反减同二、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要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,这就是楞次定律。2.对楞次定律的理解①从磁通量变化来看:感应电流总要阻碍磁通量的变化; (增“反” 减“同” )②阻碍不是相反也不是阻止,只能减缓原磁场的磁通量的变化,并不能阻止磁通量的变化。③从导体和磁体相对运动角度看:感应电流总要阻碍磁体和导体间的相对运动。(来“拒” 去 “留”)视频:楞次定律演示实验3.楞次定律与能量守恒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。感应电流沿着楞次定律所述的方向,是能量守恒定律的必然结果。例如:把磁极插入线圈或从线圈内抽出时,推力或拉力都必须做机械功,做功过程中消耗的机械能转化成感应电流的电能。思考与讨论:如图所示用绳吊起一个铝环,用磁体的任意一极去靠近铝环,会产生什么现象?把磁极从靠近铝环处移开,会产生什么现象?解释发生的现象。参考答案:磁铁的任一极靠近铝环时,铝环将远离磁铁;磁铁从靠近铝环处移开,铝环将靠近磁铁原因:用磁铁的任一极(如N极)靠近铝环时,穿过铝环中的磁通量增加,根据楞次定律,铝环中将产生感应电流,阻碍磁铁与铝环靠近,使磁铁与铝环靠近得更缓慢,故铝环将远离磁铁。同理,当磁铁远离铝环时,铝环中产生感应电流,阻碍铝环与磁铁远离,使磁铁与铝环远离得更缓慢,故铝环将靠近磁铁。3.用楞次定律判定感应电流的方向用楞次定律可以判定感应电流的方向,那么通过下面实例你能总结处理这类问题的思路吗?例1: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,当线圈M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?分析与解答首先明确,我们用楞次定律研究的对象是线圈N和电流表组成的闭合导体回路。线圈M中的电流在铁环中产生的磁感线是顺时针方向的如图,这些磁感线穿过线圈N的方向是向下的,即线圈N中原磁场B0 的方向是向下的。开关断开的瞬间,铁环中的磁场迅速减弱,线圈N中的磁通量减小。感应电流的磁场Bi 要阻碍磁通量的减小,所以, Bi的方向与B0 的方向相同,即线圈N中Bi 的方向也是向下的。根据右手螺旋定则,由Bi 的方向判定,线圈N中感应电流Ii 应沿图所示的方向。例2:如图所示,在通有电流 I 的长直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。线圈在导线的一侧,垂直于导线左右平移时,其中产生了A→B→C→D→A方向的电流。已知距离载流直导线较近的位置磁场较强。请判断:线圈在向哪个方向移动?分析与解答选择矩形线圈为研究对象,画出通电直导线一侧的磁感线分布如图,磁感线方向垂直纸面向里,用“×” 表示。已知矩形线圈中感应电流的方向是A→B→C→D→A,根据右手螺旋定则,感应电流的磁场方向是垂直纸面向外的(即指向读者的,用矩形中心的圆点“· ”表示)。根据楞次定律,感应电流的磁场应该是阻碍穿过线圈的磁通量变化的。现在已经判明感应电流的磁场从纸面内向外指向读者,是跟原来磁场的方向相反的。因此线圈移动时通过它的磁通量一定是在增大。这说明线圈在向左移动。归纳总结楞次定律判定感应电流的方向的方法步骤:(1)确定穿过闭合电路的磁场方向和磁通量是增大还是减小。(2)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。(3)根据感应电流的磁场方向利用右手螺旋定则来判定感应电流的方向。楞次定律描述的就是磁通量的变化、感应电流的磁场方向和感应电流的方向这三个量之间的关系三、右手定则请用楞次定律分析,当闭合导体回路的一部分做切割磁感线的运动时,如何判定感应电流的方向。例题:如图所示,假定导体棒 CD 向右运动。(1)我们研究的是哪个闭合导体回路?研究对象:EFCD闭合导体回路(2)当导体棒 CD 向右运动时,穿过这个闭合导体回路的磁通量是增大还是减小?穿过这个闭合导体回路的磁通量是增大的。(3)感应电流的磁场应该是沿哪个方向的?由于穿过这个闭合导体回路的磁通量是增大的,根据楞次定律感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,所以是垂直于纸面向外。(4)导体棒 CD 中的感应电流是沿哪个方向的?根据右手螺旋定则可知导体棒 CD 中的感应电流的方向C→D。1.右手定则伸开右手,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.适用条件适用于闭合电路中部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。用右手定则判断导体棒 CD 中的感应电流是沿哪个方向的?导体棒 CD 中的感应电流的方向C→D。特别提醒!1.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。2.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。阅读课文说一说什么是归纳推理?归纳推理与演绎推理有什么不同?归纳推理是从一类事物的部分对象所具有的某种属性出发,推理出这类事物的所有对象都具有共同属性的推理方法,也就是由具体结论推理出一般规律的方法。演绎推理不同的是,归纳推理是从物理现象出发研究问题,而演绎推理则是由已知物理规律出发研究问题。课堂练习1.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做切割磁感线运动时,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.感生电流的磁场总是跟原磁场反向,阻碍原磁场【答案】A2.如图所示,AOC是光滑的直角金属导轨,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,ab是一根金属直棒,如图立在导轨上,它从静止开始在重力作用下运动,运动过程中a端始终在AO上,b端始终在OC上,直到ab完全落在OC上,整个装置放在一匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,则ab棒在运动过程中下列说法正确的是( )A.感应电流方向始终是b→aB.感应电流方向先是b→a,后变为a→bC.棒受磁场力方向与ab垂直,如图中箭头所示方向D.棒受磁场力方向与ab垂直,开始如图中箭头所示方向,后来变为与箭头所示方向相反【答案】B3.如图所示,螺线管CD的导线绕法不明。当磁体AB插入螺线管时,电路中有图示方向的感应电流产生。下列关于螺线管极性的判断正确的是( )A.C端一定是N极 B.C端的极性一定与磁体B端的极性相同C.C端一定是S极 D.因螺线管的绕法不明确,无法判断极性【答案】B4.如图所示,铝环A用轻线静止悬挂于长直螺线管左侧,且与螺线管共轴,下列判断正确的是( )A.闭合开关瞬间,环A将向右摆动B.断开开关瞬间,环A的面积有收缩趋势C.保持开关闭合,将滑动变阻器的滑片迅速向右滑,从左往右看A环中将产生顺时针方向的感应电流D.保持开关闭合,将滑动变阻器的滑片迅速向左滑,环A将向右摆动【答案】C 学生回忆产生感应电流的条件:穿过闭合回路的磁通量变化学生动手操作并记录实验现象学生填写表格磁通量增大时的情况和磁通量减小时的情况学生思考讨论学生思考讨论学生归纳总结学生理解楞次定律阅读课文了解楞次定律与能量守恒学生思考与讨论:在教师引导下学生完成例题1在教师引导下学生完成例题1归纳总结楞次定律判定感应电流的方向的方法步骤利用楞次定律分析闭合导体回路的一部分做切割磁感线运动时的相关问题。学生记忆右手定则学生理解记忆学生练习 温故而知新为下面实验做铺垫锻炼学生的实际操作能力和观察能力掌握感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系加深对磁通量增大,感应电流的磁场与磁体磁场的方向相反的,所以阻碍了磁通量的增大这一现象的认识加深对磁通量减小,感应电流的磁场与磁体磁场的方向相同,所以阻碍了磁通量的增大这一现象的认识锻炼学生的语言表达能力,和归纳总结能力了解阻止的含义锻炼学生的自主学习能力锻炼学生应用楞次定律解释相关现象,锻炼学生的语言表达能力体会楞次定律判定感应电流的方向的方法步骤锻炼学生利用楞次定律解决问题的能力以及逻辑思维能力和语言表达能力,锻炼学生的语言表达能力锻炼学生利用楞次定律解决问题的能力为下面.和右手定则的对比做铺垫为了让学生理解应用右手定则知道在判断导体切割磁感线产生的感应电流时右手定则比楞次定律方便巩固本节知识
课堂小结 梳理自己本节所学知识进行交流 根据学生表述,查漏补缺,并有针对性地进行讲解补充。
板书 一、影响感应电流方向的因素1.通过闭合电路的磁场方向。2.通过闭合电路的磁通量的变化。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要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,这就是楞次定律。2. 用楞次定律判定感应电流的方向三、右手定则1.内容: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.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。
G
G
楞次定律
探究影响感应电流方向的因素
磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反。
磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。
感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
右手定则:适用于闭合电路中部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。
用楞次定律判定感应电流的方向的基本思路
楞次定律
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
2.1楞次定律
1. 如图所示,用绝缘丝线悬吊一个闭合轻质金属环,当一条形磁铁靠近圆环时,在这一过程中( )
A.通过圆环的磁通量不变
B.圆环中产生逆时针方向的电流
C.圆环静止不动
D.圆环向远离磁铁的方向摆动
2.如图所示,CDEF是一个矩形金属框,当导体棒AB向右移动时,回路中会产生感应电流,则下列说法中正确的是( )
A.导体棒中的电流方向为B→A
B.电流表A1中的电流方向为F→E
C.电流表A1中的电流方向为E→F
D.电流表A2中的电流方向为D→C
3. 航母上舰载机电磁弹射的驱动原理如图所示,当闭合开关S,固定线圈中突然通过直流电流时,线圈左侧的金属环被弹射出去,则( )
A.闭合开关S的瞬间,从左侧看金属环中的感应电流沿逆时针方向
B.若将电池正负极调换后,金属环弹射方向将改变
C.若将金属环置于线圈的右侧,金属环将向左弹射
D.若将金属环置于线圈的右侧,金属环将向右弹射
4. 如图所示,水平桌面上放有一个闭合铝环,在铝环轴线上方有一个条形磁体。当条形磁体沿轴线竖直向下迅速移动时,下列判断正确的是( )
A.铝环有收缩的趋势,对桌面的压力增大
B.铝环有收缩的趋势,对桌面的压力减小
C.铝环有扩张的趋势,对桌面的压力减小
D.铝环有扩张的趋势,对桌面的压力增大
5. MN、GH为光滑的水平平行金属导轨,ab、cd为跨在导轨上的两根金属杆,匀强磁场垂直穿过MN、GH所在的平面,如图所示,则( )
A.若固定ab,使cd向右滑动,则abdc回路有电流,电流方向由a到b到d到c
B.若ad、cd以相同的速度一起向右滑动,则abdc回路有电流,电流方向由c到d到b到a
C.若ab向左、cd向右同时运动,则abdc回路电流为0
D.若ab、cd都向右运动,且两棒速度vcd>vab,则abdc回路有电流,电流方向由c到d到b到a
6. 为了测量列车运行的速度和加速度大小,可采用如图甲所示的装置,它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在轨道地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(电流测量记录仪未画出)。当列车经过线圈上方时,线圈中产生的电流被记录下来,P、Q为接测量仪器的端口。若俯视轨道平面时强磁体的磁场垂直地面向里(如图乙),则在列车经过测量线圈的过程中,流经线圈的电流方向为( )
A.始终沿逆时针方向
B.先沿顺时针,再沿逆时针方向
C.先沿逆时针,再沿顺时针方向
D.始终沿顺时针方向
7. 如图所示,闭合线圈正上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N极朝下。当磁铁向上运动时( )
A.线圈中产生感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互吸引
B.线圈中产生感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互排斥
C.线圈中产生感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互排斥
D.线圈中产生感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互吸引
8. 如图所示,光滑无电阻的金属框架MON竖直放置,水平方向的匀强磁场垂直MON平面,质量为m的金属棒ab从∠abO=45°的位置由静止释放,两端沿框架在重力作用下滑动。在棒由图示位置滑动到处于水平位置的过程中,ab中感应电流的方向是( )
A.由a到b
B.由b到a
C.先由a到b,再由b到a
D.先由b到a,再由a到b
9. 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,当一条形磁体从高处加速下落接近回路时( )
A.P、Q将互相靠拢
B.P、Q将互相远离
C.磁体的加速度一定大于g
D.磁体的加速度仍等于g
10.如图所示是动圈式麦克风的示意简图,磁体固定在适当的位置,线圈与一个膜片连接,声波传播时可使膜片左右移动,从而引起线圈运动产生感应电流。则线圈( )
A.向右移动时,感应电流从a流向b
B.向左移动时,感应电流从b流向a
C.先向右移动后向左移动时,感应电流一直从a流向b
D.先向右移动后向左移动时,感应电流先从b流向a再从a流向b
11. 从能量角度理解楞次定律感应电流沿着楞次定律所述的方向,是_________定律的必然结果,当磁极插入线圈或从线圈内抽出时,推力或拉力做功,使_________能转化为感应电流的_________能。
12. 将这只电流表接入图所示电路,在闭合开关S的瞬间,电流表指针向左偏,则电源的________端为正极(选填“A”、“B”)
13. 在“探究影响感应电流方向的因素”实验中,某同学忘记记录图中甲乙丙丁四种情况中磁铁的运动情况,请你在每一个图中用箭头标记一下与感应电流方向相匹配的磁铁的运动方向_________________。
14.在图中,线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上。
(1)当闭合开关S的一瞬间,线圈P里有没有感应电流?
(2)当线圈M里有恒定电流通过时,线圈P里有没有感应电流?
(3)当断开开关S的一瞬间,线圈P里有没有感应电流?
(4)在上面三种情况里,如果线圈P里有感应电流,感应电流沿什么方向?
15. 1831年10月28日,法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机(图甲)。它是利用电磁感应的原理制成的,是人类历史上的第一台发电机。据说,在法拉第表演他的圆盘发电机时,一位贵妇人问道:“法拉第先生,这东西有什么用呢?”法拉第答道:“夫人,一个刚刚出生的婴儿有什么用呢?”图乙是这个圆盘发电机的示意图:铜盘安装在水平的铜轴上,它的边缘正好在两磁极之间,两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。使铜盘转动,电阻R中就有电流通过。
(1)说明圆盘发电机的原理。
(2)圆盘如图示方向转动,请判断通过R的电流方向。
参考答案
1.【答案】D
【详解】
A.当S极靠近线圈时,通过圆环的磁通量增加,选项A错误;
B.根据楞次定律,增反减同,圆环中产生向里的磁场,根据右手螺旋定则可知有顺时针方向的感应电流,选项B错误;
CD.根据“来拒去留”,圆环受到与相对运动方向相反的安培力,即向远离磁铁方向摆动,选项C错误,D正确。
故选D。
2.【答案】B
【详解】
ABC.根据右手定则,导体棒中的电流方向为A→B,所以电流表A1中的电流方向为F→E,故A、C错误,B正确;
D.电流表A2中的电流方向为C→D,故D错误。
故选B。
3.【答案】D
【详解】
A.闭合开关S的瞬间,电流从线圈右侧流入,产生的磁场方向向左,由楞次定律可知,金属环中的感应电流方向由左侧看为顺时针,故A错误;
B.电池正负极调换后,根据“增离减靠”可得,金属环仍将向左弹出,故B错误;
CD.若将金属环放在线圈右侧,根据“增离减靠”可得,金属环将向右运动,故C错误,D正确。
故选D。
4.【答案】A
【详解】
根据楞次定律可知:当条形磁体沿轴线竖直向下迅速移动时,闭合铝环内的磁通量增加,因此铝环有收缩的趋势,同时有远离磁体的趋势,从而阻碍磁通量的增加,故增加了和桌面的挤压程度,从而使铝环对桌面的压力增加,故选项A正确,BCD错误。
故选A。
5.【答案】D
【详解】
A.若固定ab,使cd向右滑动,由右手定则知应产生顺时针方向的电流,故A错误;
B.若ab、cd同向运动且速度大小相同,ab、cd所围的面积不变,磁通量不变,不产生感应电流,故B错误;
C.若ab向左、cd向右同时运动,则abdc回路中有顺时针方向的电流,故C错误;
D.若ab、cd都向右运动,且vcd>vab,则ab、cd所围的面积发生变化,磁通量也发生变化,故由楞次定律可判断出产生由c到d到b到a的电流,故D正确。
故选D。
6.【答案】C
【详解】
列车上强磁体的磁场方向垂直地面向里,在列车经过线圈的过程中,穿过线圈的磁通量先增大后减小,根据楞次定律可知,线圈中的感应电流的方向为先沿逆时针,再沿顺时针方向,ABD错误,C正确。
7.【答案】D
【详解】
当磁铁向上运动时,穿过线圈的磁通量变小,原磁场方向向下,所以感应磁场方向向下,根据右手螺旋定则,拇指表示感应磁场的方向,四指弯曲的方向表示感应电流的方向,故可判断出线圈中产生感应电流的方向与图中箭头方向相反,根据楞次定律“来拒去留”可判断线圈对磁铁的作用是阻碍作用,故磁铁与线圈相互吸引。
故选D。
8.【答案】A
【详解】
以ab棒与金属框架组成的回路为研究对象,由几何知识可知,当∠abO为45°时,回路面积最大,故棒由图示位置开始运动的过程中,穿过回路的磁通量在减小,由楞次定律可知,产生的感应电流方向为顺时针,即ab中感应电流的方向为由a到b,BCD错误,A正确。
故选A。
9.【答案】A
【详解】
AB.当条形磁体从上到下接近闭合回路时,穿过回路的磁通量在不断增加。根据楞次定律可知,感应电流所产生的效果总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化——增加,阻碍磁通量增加可以通过减小回路的面积来实现,故P、Q将互相靠拢,A正确,B错误;
CD.为了反抗磁体下落时磁通量的增加,根据“来拒去留”可知,感应电流的磁场给条形磁体一个向上阻碍其下落的阻力,使磁体下落的加速度小于g,C、D错误。
故选A。
10.【答案】D
【详解】
由图可知,线圈中原磁场方向向右;当线圈向右移动时,穿过线圈的磁通量增加,根据楞次定律,感应电流在线圈中的磁场方向向左,由安培定则可知感应电流方向从b流向a;当线圈向左移动时,穿过线圈的磁通量减少,根据楞次定律,感应电流在线圈中的磁场方向向右,由安培定则可知感应电流从a流向b。
故选D。
11.【答案】能量守恒 机械电 电
12.【答案】A
【详解】
[1]电流表左偏则说明电流由左端流入,开关闭合说明电流增大,则由楞次定律可知,感应电流的磁场与原磁场方向相反,说明原磁场方向向下,由右手螺旋定则可知,电流由上端流入;故A端为正极;
13.【答案】
【详解】
根据楞次定律可知,甲图中螺线管上端为N极,则磁铁向下运动;乙图中螺线管上端为S极,则磁铁向下运动;丙图中螺线管上端为S极,则磁铁向上运动;丁图中螺线管上端为N极,则磁铁向上运动。如图所示;
14.【答案】(1)有;(2)没有;(3)有;(4)见解析
【详解】
(1)当合上开关的一瞬间,线圈M产生磁场,穿过线圈P的磁通量增加,线圈P里有感应电流。
(2)当线圈M里有恒定电流通过时,产生稳定的磁场,线圈P的磁通量不变,没有感应电流
(3)当断开开关的一瞬间,穿过线圈M的磁通量减小,线圈P里有感应电流
(4)当闭合开关S的一瞬间,线圈M产生磁场,穿过线圈P的磁通量增加,根据安培定则知线圈P中磁场方向向右,根据楞次定律判断可知流经电表的电流方向为a→b
断开开关S瞬间,线圈P的磁通量减少,线圈P里有感应电流,根据安培定则知线圈P中原来磁场方向向右,根据楞次定律判断可知流经电表的电流方向为b→a
15.【答案】(1)见解析;(2)
【详解】
(1)圆盘看作是由无数根长度等于半径的紫铜辐条组成的,在转动圆盘时,每根辐条都做切割磁力线的运动。辐条和外电路中的电阻恰好构成闭合电路,电路中便有电流产生了,随着圆盘的不断旋转,总有一些半径做切割磁感线的运动,因此外电路中便有了持续不断的电流
(2)根据右手定则可知,电流从由C流向D,铜盘相当于电源,则流过R的电流方向是
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)