2.1楞次定律 课件（37张PPT）

(共37张PPT)
第二章 电磁感应
S
N
+
G
2.1楞次定律
朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还。两岸猿声啼不住，轻舟已过万从山。
——李白
课前导入
三峡发电机组
三峡发电量（亿千瓦）
三峡不仅风景秀丽，更为祖国的建设做着巨大的贡献，三峡水电站32台发电机，总装机容量2250万千瓦。
电厂里巨大的发电机怎么会发出这么多电来
磁生电有什么规律呢
（1）电路闭合
（2）磁通量发生变化
感应电流的产生条件是什么？
感应电流的方向与哪些因素有关
感应电流
磁通量变化
条件
S
N
+
G
+
+
左进左偏,右进右偏.
试触!
实验1：找出电流表中指针偏转方向和电流方向的关系
结论：电流从哪侧接线柱流入，指针就向哪一侧偏。
探究影响感应电流方向的因素
-
+
探究影响感应电流方向的因素
观察：感应电流与磁通量变化有什么关系
把条形磁铁的N极、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，然后推算出电流方向。
示意图
感应电流方向(俯视）
S 极拔出
S 极插入
N 极拔出
N 极插入
向下
减小
顺时针
向上
向上
减小
顺时针
逆时针
增加
S
向下
增加
逆时针
N
G
G
G
原磁场方向
原磁场磁通量的变化
S
N
G
感应电流会产生磁场
示意图
感应电流的磁场方向
感应电流方向(俯视）
S 极拔出
S 极插入
N 极拔出
N 极插入
向下
减小
顺时针
向下
向上
向上
减小
顺时针
逆时针
向下
向上
增加
S
向下
增加
逆时针
向上
N
G
G
N
G
G
原磁场方向
原磁场磁通量的变化
S
增 反 减 同
阻碍
增加
阻碍减少
二、楞次定律
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。。
闭合电路磁通量的变化
原磁场
感应电流
产生
阻碍
激 发
引起
感应电流磁场
（增反减同）
（电流磁效应）
N
G
因果关系
1.理解“阻碍”
①谁在阻碍
②阻碍什么
（阻碍不一定相反、阻碍不是阻止）
③如何阻碍
感应电流产生的磁场
磁通量变化
“增反减同”
④结果如何
I感应
B感应
ΔΦ
产生
阻碍
引起
减缓原磁场的磁通量的变化
二、楞次定律：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。。
N
G
楞次定律符合能量守恒：
由于电阻的存在，感应电流在闭合回路流动会有将产生热量。根据能量守恒，产生的电能是从机械能转化而来的。
从楞次定律可知，感应电流总要阻碍磁铁相对螺线管的运动。
二、楞次定律
阻碍
Φ↑
阻碍
Φ↓
来拒去留
磁铁靠近
排斥
磁铁离开
吸引
S
N
S
N
二、楞次定律的几种表现形式
神奇的实验
来拒去留
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
F
F
a
b
A
B
N
S
增缩减扩
I
I
二、楞次定律的几种表现形式
讨论：
（1）如果将磁铁N极从铜棒a 、 b中拔出呢？
（2）如果将磁铁S极从铜棒a 、 b中拔出呢？
判断感应电流方向的步骤
①方向：
②变化：
③阻碍：
利用安培右手定则判断感应电流方向
明确原磁场方向
判断磁通量如何变化
利用增反减同确定感应电流的磁场方向
④一抓：
二、楞次定律
S
N
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？
铁环：磁场可以沿着铁心传递
例题
S
M
N
B0
Ii
↑
顺时针
例题
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。线圈在导线的一侧左右平移时，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
线圈在向左移动。
A
B
C
D
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，其感应电流的方向如何
a
c
b
d
●
●
●
●
●
●
●
●
线圈中感应电流的方向始终为顺时针方向
例题
假定导体棒CD向右运动，判断导体棒CD中的感应电流是沿哪个方向的。
（沿CD棒向上）
I
三、右手定则
I
磁感线垂直从手心进入
大拇指：导体运动的方向
四指：感应电流的方向。
我们还学过左手定则，那什么时候用哪只手呢？
1.右手定则与左手定则
右手定则
判断导体切割磁感线产生电流的方向
判断电流磁效应产生的磁感线的方向
判断通电导线在磁场中所受安培力的方向
判断运动电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向
左手定则
简单概括：
“力”→“丿”向左边→左手
“电和线”→“し”都是向右边→右手
“四指”和“手掌”的放法和意义是相同的，唯一不同的是拇指的意义。
右手定则与楞次定律
楞次定律 右手定则
区别 研究对象
适用范围
应用
联系 整个闭合导体回路
切割磁感线运动的导体
各种电磁感应现象
只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的情况
右手定则是楞次定律的特例
磁感应强度随时间变化
导体切割磁感
在图中CDEF是金属框，框内存在着如图所示的匀强磁场。当导体MN向右移动时，请用楞次定律判断MNDC和MNEF两个电路中感应电流的方向。
I
MNDC中感应电流方向：顺时针
MNEF中感应电流方向：逆时针
如图所示，导体AB、CD可在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
　AD
在图中，线圈M和线图P绕在同一个铁芯上。
(1)当闭合开关S的一瞬间，线圈P中感应电流的方向如何
(2)当断开开关S的一瞬间，线圈P中感应电流的方向如何
从左过电流表到右。
开关断开与之相反。
据新闻报道：2020年5月16日，广西玉林一在建工地发生了一起事故，一施工电梯突然失控从高处坠落，此次电梯坠落事故导致了一些人员伤亡。为了防止类似意外发生，某课外研究性学习小组积极投入到如何防止电梯坠落的设计研究中，所设计的防止电梯坠落的应急安全装置如图所示，在电梯轿厢上安装上永久磁铁，电梯的井壁上铺设线圈，该学习小组认为能在电梯突然坠落时减小对人员的伤害。关于该装置，下列说法正确的是（　　）
　C
A．该小组设计原理有问题，当电梯突然坠落时，该装置不可能起到阻碍电梯下落的作用
B．当电梯突然坠落时，该安全装置可使电梯停在空中
C．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，闭合线圈A、B中电流方向相反
D．当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，已经穿过A闭合线圈，所以线圈A不会阻碍电梯下落，只有闭合线圈B阻碍电梯下落
课堂小结
1.楞次定律 ：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。
2.楞次定律的三种描述：增反减同，来拒去留，增缩减扩。
3.楞次定律的应用步骤
①方向：明确原磁场方向
②变化：判断磁通量如何变化
③阻碍：利用增反减同确定感应电流的磁场方向
④一抓：利用安培右手定则判断感应电流方向
4.右手定则
习题课
水平桌面上放一圆形金属导体环,从导体环的中心上方释放一条形磁铁,在条形磁铁向下靠近导体环的过程中,问:
(1)从上向下看导体环中的电流方向是逆时针还是顺时针
(2)导体环内部感应电流的磁感线方向与磁铁磁场的方向相同还是相反
(3)磁铁受到导体环的作用力向哪
(4)导体环有收缩的趋势还是扩张的趋势
(5)导体环对桌面的压力比重力大还是小
(6)磁铁下落过程能量是如何转化的
逆时针
思考：若磁铁向上运动呢
相反
收缩
向上
比重力大
重力势能一部分转化为磁铁的动能,一部分转化为导体环的电能。
S
N
PS：增反减同，来拒去留，增缩减扩
如图所示，老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是(　　)A．磁铁插向左环，横杆发生转动B．磁铁插向右环，横杆发生转动C．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动
D．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动
S
N
A
来拒去留
两个闭合线圈A和B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈B中通以如图2所示的电流，设t=0是电流沿逆时针方向（图中箭头所示）。对于线圈A在0~t1时间内的下列说法中正确的是（ ）
A.顺时针，扩张的趋势 B.顺时针，收缩的趋势
C.逆时针，扩张的趋势 D.逆时针，收缩的趋势
B
A
图1
i
t1
t2
t
O
图2
C
如图所示,一水平放置的矩形闭合线框abcd在细长磁铁的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和位置Ⅲ都非常接近位置Ⅱ,这个过程中线框的感应电流(　　)
A.沿abcd流动
B.沿dcba流动
C.先沿abcd流动,后沿dcba流动
D.先沿dcba流动,后沿abcd流动
A
如图所示,一个闭合矩形金属线圈A与一根绝缘轻杆B相连,轻杆上端O点是一个固定转动轴,转动轴与线圈平面垂直,线圈静止时恰位于蹄形磁铁的正中,线圈平面与磁感线垂直。现使线圈左右摆动,在摆动过程中,线圈所受磁场力的方向是(　　)
A.向左摆动过程中,受力方向向左;向右摆动过程中,受力方向向右
B.向左摆动过程中,受力方向向右;向右摆动过程中,受力方向向左
C.向左摆动过程中,受力方向先向左后向右;
向右摆动过程中,受力方向先向右后向左
D.向左摆动过程中,受力方向先向右后向左;
向右摆动过程中,受力方向先向左后向右
B
来拒去留
如图所示,光滑固定金属导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放在导轨上,形成闭合回路。当一条形磁铁从上方向下迅速接近回路时,可动的两导体棒P、Q将(　　)
A.保持不动　　　　
B.相互远离
C.相互靠近
D.无法判断
C
增缩减扩
一长直铁芯上绕有一固定线圈M,铁芯右端与一木质圆柱密接,木质圆柱上套有一闭合金属环N,N可在木质圆柱上无摩擦移动,M连接在如图所示的电路中,其中R为滑动变阻器,E1和E2为直流电源,S为单刀双掷开关,下列情况中,可观测到N向左运动的是(　　)
A.在S断开的情况下,S向a闭合的瞬间
B.在S断开的情况下,S向b闭合的瞬间
C.在S已向a闭合的情况下,将R的滑片 向c端移动时
D.在S已向a闭合的情况下,将R的滑片 向d端移动时
金属环N向左运动,说明穿过N的磁通量在减少,说明线圈M中的电流在减少
C
如图所示，两个相同的铝环套在一根无限长的光滑杆上，将一条形磁铁向左插入铝环(未穿出)的过程中，两环的运动情况是：( )
(A)同时向左运动，距离增大；
(B)同时向左运动，距离不变；
(C)同时向左运动，距离变小；
(D)同时向右运动，距离增大。
S
N
v
C
如图所示，a和b为两闭合的金属线圈，c为通电线圈，由于c上电流变化，a上产生顺时针方向电流，下列说法中正确的是（ ）
A．c上的电流方向一定是逆时针方向
B．b上可能没有感应电流
C．b上的感应电流可能是
逆时针方向
D．b上的感应电流一定是顺时针方向
D
注意：a和b中同时产生感应电流
“三定则一定律”的综合应用
如图所示装置中,线圈M和线圈N绕在同一个铁芯上,分别与两水平光滑导轨相连接,cd杆光滑且原来静止在水平导轨上,当ab杆由静止向右加速运动时,cd杆将向哪移动
要点提示:向右运动,判断方法如下: