物理人教版（2019）选择性必修第二册2.1楞次定律（共29张ppt)
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）选择性必修第二册2.1楞次定律（共29张ppt) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 20.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-01-31 19:21:29 | ||
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文档简介
(共29张PPT)
§1 楞次定律
高二物理（人教版2019）
选择性必修 第二册
第二章 电磁感应
思考与讨论：
线圈和电流表相连，把磁体的某一个磁极向线圈中插入、从线圈中抽出时，电流表的指针发生了偏转，但两种情况下偏转的方向不同，这说明感应电流的方向并不相同。感应电流的方向与哪些因素有关？
新课引入
G
N
S
+
+
G
N
S
一、影响感应电流方向的因素
1.实验准备：确定线圈导线的绕向
新课讲授
一、影响感应电流方向的因素
2.实验探究1：用试触的方法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系
+
G
新课讲授
一、影响感应电流方向的因素
3.实验探究2：将电流表和螺线管连成如图所示的电路，并进行实验
+
G
N
S
新课讲授
实验演示
新课讲授
(1)S极的插入和拔出
原磁场方向 磁通量的变化 感应电流的方向（线圈中） 感应电流磁场的方向
S极插入
S极拔出
向右
增大
顺时针（从右向左看）
向左
向右
减小
逆时针（从右向左看）
向右
S
N
S
N
新课讲授
N
S
N
S
(2)N极的插入和拔出
原磁场方向 磁通量的变化 感应电流的方向（线圈中） 感应电流磁场的方向
N极插入
N极拔出
向左
增大
逆时针（从右向左看）
向右
向左
减小
顺时针（从右向左看）
向左
新课讲授
新课讲授
原磁场方向 磁通量的变化 感应电流的方向（线圈中） 感应电流磁场的方向
S极插入
S极拔出
N极插入
N极拔出
向右
增大
顺时针（从右向左看）
向左
向右
减小
逆时针（从右向左看）
向右
向左
增大
逆时针（从右向左看）
向右
向左
减小
顺时针（从右向左看）
向左
4.实验结论
(1)磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场方向相反；
(2)磁通量减小时,感应电流的磁场与原磁场方向相同。
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。
2.对“阻碍”的理解：
谁阻碍？
阻碍谁？
能否阻止？
如何阻碍？
感应电流产生的磁场
引起感应电流的磁通量的变化
“增反减同”
否，只是使磁通量的变化变慢
二、楞次定律
新课讲授
【例题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
新课讲授
M
N
B原
B感
总结：判断感应电流方向的步骤：
明确研
究的对
象是哪
一个闭
合电路
该电路磁通
量如何变化
该电路磁场
的方向如何
根据楞次定律
判定感应电
流磁场方向
判定感应
电流方向
根据
右手
螺旋
定则
新课讲授
【例题2】如图所示,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，垂直于导线左右平移时,其中产生A→B→C→D→A方向的电流. 请判断，线圈在向哪个方向移动
分析：
研究对象——矩形线圈
楞次定律——阻碍原磁通量变化:
线圈是向左移动的！
原磁场方向：
向外
增大
“增反减同”
感应电流的磁场：
向里
新课讲授
3.从能量守恒的角度认识楞次定律
新课讲授
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。
根据能量守恒定律，能量不可能无中生有，当产生的感应电流通过闭合回路时，回路中的电阻会因为感应电流的流过而产生热量，这部分热量只能从其他形式的能量转化而来。
比如我们开始的演示实验中，把磁极插入或拔出线圈时，推力或拉力都必须做机械功，做功的过程中消耗的机械能转化成感应电流的电能。
思考与讨论：
新课讲授
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
实验演示
新课讲授
观察实验，看你是否可以解释其中的原因。
新课讲授
4.从相对运动角度认识楞次定律
(1)结论：感应电流的效果总是阻碍导体和引起感应电流的磁体间的相对运动。
(2)口诀：“来拒去留”
新课讲授
(3)情怀：相见时，难！别，亦难！
思考与讨论：当闭合导体的一部分做切割磁感线的运动时，怎样判断感应电流的方向
1、我们研究的是哪个闭合电路
2、穿过这个闭合电路的磁通量是增大还是减小
3、感应电流的磁场应该是沿哪个方向
4、导体棒AB中的感应电流沿哪个方向
CDEF
增大
向外
向上
三、右手定则
新课讲授
2.适用范围：闭合电路一部分导体切割磁感线产生感应电流.
1.内容：伸开右手,使拇指与其余四指垂直,并且都与手掌在同一平面内; 让磁感线从掌心进入, 拇指指向导体运动的方向, 指所指的方向就是感应电流的方向.
三、右手定则
新课讲授
①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.
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.
3.右手定则与楞次定律的关系：
三、右手定则
新课讲授
1．如图所示，矩形导线框abcd与长直导线MN放在同一水平面上，ab边与MN平行，且MN靠近ab边放置，导线MN中通有向上的电流，当MN中的电流增大时，下列说法正确的是（ ）
A．导线框abcd中没有感应电流
B．导线框abcd中有顺时针方向的感应电流
C．导线框所受的安培力的合力方向水平向左
D．导线框所受的安培力的合力方向水平向右
C
课堂练习
【答案】C
【详解】AB．直导线中通有向上且增大的电流，根据安培定则知，通过线框的磁场方向垂直纸面向里，且增大，根据楞次定律知导线框abcd中感应电流的方向为逆时针方向，故AB错误；
CD．根据左手定则知，ab边所受安培力方向水平向左，cd边所受安培力方向水平向左，则线框所受安培力的合力方向水平向左，故C正确，D错误。
故选C。
课堂练习
2．如图所示，金属棒ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则（ ）
A．ab棒不受安培力作用
B．ab棒a端的电势比b端低
C．ab棒中感应电流的方向由b到a
D．螺线管产生的磁场，A端为N极
C
课堂练习
【答案】C
【详解】A．金属棒ab沿导轨向右运动时，所受安培力方向向左，以“阻碍”其运动，故A错误；
B．根据右手定则可知，流过金属棒ab的感应电流的方向是从b流向a，ab棒相当于电路中的电源，在电源内部，电流是从负极（低电势）流向正极（高电势），即a端电势更高，故B错误；
CD．流过螺线管的电流方向是从A端到达B端，根据右手螺旋定则可知，螺线管的A端为S极，故C正确，D错误。
故选C。
课堂练习
3．长直导线固定在绝缘水平面上，通有如图所示电流，矩形金属线框ABCD放在长直导线右侧水平面上，AB与长直导线平行，金属棒MN垂直放在金属线框上，并与AB平行，用力使金属棒在金属线框上向右平移，金属线框不动，则下列判断正确的是（ ）
A．MN中有从M到N的感应电流
B．AB边受到向右的安培力
C．CD边受到向左的安培力
D．AD边和BC边不受安培力作用
B
课堂练习
【答案】B
【详解】A．根据安培定则可知导线右侧的磁感应强度方向垂直纸面向里，根据右手定则可知MN中有从N到M的感应电流，故A错误；
BCD．根据前面分析可知，AB中有从A到B的感应电流，DC中有从D到C的感应电流，根据左手定则可知AB边和CD边都受到向右的安培力，AD和BC中有电流且处于磁场中，则也会受到安培力的作用，故B正确，CD错误。
故选B。
课堂练习
4．如图，线圈A、铁芯M、线圈B都可自由移动，S合上后要使B中有感应电流且流过电阻R的电流方向为a→b，可采用的办法是（ ）
A．使B迅速靠近A
B．断开电源开关S
C．将铁芯M插入
D．将铁芯M抽出
AC
课堂练习
【答案】AC
【详解】A．由题意可知，流过电阻R的电流方向为a→b，根据右手螺旋定则，线圈B中感应电流的磁场方向是水平向左，因此原磁场水平向左减弱或水平向右增强。根据右手螺旋定则可知，线圈A在B中产生的磁场方向是水平向右，当使B迅速靠近A时，穿过线圈B的磁通量向右且增大，因此R中的感应电流方向为a→b，故A正确；
B．当断开电源开关时，穿过线圈B的磁通量向右减小，因此R中的感应电流方向为b→a。故B错误；
CD．当将铁芯M插入时，穿过线圈B的磁通量向右增加，因此R中的感应电流方向为a→b，将铁芯M抽出时，R中电流反向，故C正确；D错误。
故选AC。
课堂练习
§1 楞次定律
高二物理（人教版2019）
选择性必修 第二册
第二章 电磁感应
思考与讨论：
线圈和电流表相连，把磁体的某一个磁极向线圈中插入、从线圈中抽出时，电流表的指针发生了偏转，但两种情况下偏转的方向不同，这说明感应电流的方向并不相同。感应电流的方向与哪些因素有关？
新课引入
G
N
S
+
+
G
N
S
一、影响感应电流方向的因素
1.实验准备：确定线圈导线的绕向
新课讲授
一、影响感应电流方向的因素
2.实验探究1：用试触的方法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系
+
G
新课讲授
一、影响感应电流方向的因素
3.实验探究2：将电流表和螺线管连成如图所示的电路，并进行实验
+
G
N
S
新课讲授
实验演示
新课讲授
(1)S极的插入和拔出
原磁场方向 磁通量的变化 感应电流的方向（线圈中） 感应电流磁场的方向
S极插入
S极拔出
向右
增大
顺时针（从右向左看）
向左
向右
减小
逆时针（从右向左看）
向右
S
N
S
N
新课讲授
N
S
N
S
(2)N极的插入和拔出
原磁场方向 磁通量的变化 感应电流的方向（线圈中） 感应电流磁场的方向
N极插入
N极拔出
向左
增大
逆时针（从右向左看）
向右
向左
减小
顺时针（从右向左看）
向左
新课讲授
新课讲授
原磁场方向 磁通量的变化 感应电流的方向（线圈中） 感应电流磁场的方向
S极插入
S极拔出
N极插入
N极拔出
向右
增大
顺时针（从右向左看）
向左
向右
减小
逆时针（从右向左看）
向右
向左
增大
逆时针（从右向左看）
向右
向左
减小
顺时针（从右向左看）
向左
4.实验结论
(1)磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场方向相反；
(2)磁通量减小时,感应电流的磁场与原磁场方向相同。
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。
2.对“阻碍”的理解：
谁阻碍？
阻碍谁？
能否阻止？
如何阻碍？
感应电流产生的磁场
引起感应电流的磁通量的变化
“增反减同”
否，只是使磁通量的变化变慢
二、楞次定律
新课讲授
【例题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
新课讲授
M
N
B原
B感
总结：判断感应电流方向的步骤：
明确研
究的对
象是哪
一个闭
合电路
该电路磁通
量如何变化
该电路磁场
的方向如何
根据楞次定律
判定感应电
流磁场方向
判定感应
电流方向
根据
右手
螺旋
定则
新课讲授
【例题2】如图所示,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，垂直于导线左右平移时,其中产生A→B→C→D→A方向的电流. 请判断，线圈在向哪个方向移动
分析：
研究对象——矩形线圈
楞次定律——阻碍原磁通量变化:
线圈是向左移动的！
原磁场方向：
向外
增大
“增反减同”
感应电流的磁场：
向里
新课讲授
3.从能量守恒的角度认识楞次定律
新课讲授
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。
根据能量守恒定律，能量不可能无中生有，当产生的感应电流通过闭合回路时，回路中的电阻会因为感应电流的流过而产生热量，这部分热量只能从其他形式的能量转化而来。
比如我们开始的演示实验中，把磁极插入或拔出线圈时，推力或拉力都必须做机械功，做功的过程中消耗的机械能转化成感应电流的电能。
思考与讨论：
新课讲授
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
实验演示
新课讲授
观察实验，看你是否可以解释其中的原因。
新课讲授
4.从相对运动角度认识楞次定律
(1)结论：感应电流的效果总是阻碍导体和引起感应电流的磁体间的相对运动。
(2)口诀：“来拒去留”
新课讲授
(3)情怀：相见时，难！别，亦难！
思考与讨论：当闭合导体的一部分做切割磁感线的运动时，怎样判断感应电流的方向
1、我们研究的是哪个闭合电路
2、穿过这个闭合电路的磁通量是增大还是减小
3、感应电流的磁场应该是沿哪个方向
4、导体棒AB中的感应电流沿哪个方向
CDEF
增大
向外
向上
三、右手定则
新课讲授
2.适用范围：闭合电路一部分导体切割磁感线产生感应电流.
1.内容：伸开右手,使拇指与其余四指垂直,并且都与手掌在同一平面内; 让磁感线从掌心进入, 拇指指向导体运动的方向, 指所指的方向就是感应电流的方向.
三、右手定则
新课讲授
①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.
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.
3.右手定则与楞次定律的关系：
三、右手定则
新课讲授
1．如图所示，矩形导线框abcd与长直导线MN放在同一水平面上，ab边与MN平行，且MN靠近ab边放置，导线MN中通有向上的电流，当MN中的电流增大时，下列说法正确的是（ ）
A．导线框abcd中没有感应电流
B．导线框abcd中有顺时针方向的感应电流
C．导线框所受的安培力的合力方向水平向左
D．导线框所受的安培力的合力方向水平向右
C
课堂练习
【答案】C
【详解】AB．直导线中通有向上且增大的电流，根据安培定则知，通过线框的磁场方向垂直纸面向里，且增大，根据楞次定律知导线框abcd中感应电流的方向为逆时针方向，故AB错误；
CD．根据左手定则知，ab边所受安培力方向水平向左，cd边所受安培力方向水平向左，则线框所受安培力的合力方向水平向左，故C正确，D错误。
故选C。
课堂练习
2．如图所示，金属棒ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则（ ）
A．ab棒不受安培力作用
B．ab棒a端的电势比b端低
C．ab棒中感应电流的方向由b到a
D．螺线管产生的磁场，A端为N极
C
课堂练习
【答案】C
【详解】A．金属棒ab沿导轨向右运动时，所受安培力方向向左，以“阻碍”其运动，故A错误；
B．根据右手定则可知，流过金属棒ab的感应电流的方向是从b流向a，ab棒相当于电路中的电源，在电源内部，电流是从负极（低电势）流向正极（高电势），即a端电势更高，故B错误；
CD．流过螺线管的电流方向是从A端到达B端，根据右手螺旋定则可知，螺线管的A端为S极，故C正确，D错误。
故选C。
课堂练习
3．长直导线固定在绝缘水平面上，通有如图所示电流，矩形金属线框ABCD放在长直导线右侧水平面上，AB与长直导线平行，金属棒MN垂直放在金属线框上，并与AB平行，用力使金属棒在金属线框上向右平移，金属线框不动，则下列判断正确的是（ ）
A．MN中有从M到N的感应电流
B．AB边受到向右的安培力
C．CD边受到向左的安培力
D．AD边和BC边不受安培力作用
B
课堂练习
【答案】B
【详解】A．根据安培定则可知导线右侧的磁感应强度方向垂直纸面向里，根据右手定则可知MN中有从N到M的感应电流，故A错误；
BCD．根据前面分析可知，AB中有从A到B的感应电流，DC中有从D到C的感应电流，根据左手定则可知AB边和CD边都受到向右的安培力，AD和BC中有电流且处于磁场中，则也会受到安培力的作用，故B正确，CD错误。
故选B。
课堂练习
4．如图，线圈A、铁芯M、线圈B都可自由移动，S合上后要使B中有感应电流且流过电阻R的电流方向为a→b，可采用的办法是（ ）
A．使B迅速靠近A
B．断开电源开关S
C．将铁芯M插入
D．将铁芯M抽出
AC
课堂练习
【答案】AC
【详解】A．由题意可知，流过电阻R的电流方向为a→b，根据右手螺旋定则，线圈B中感应电流的磁场方向是水平向左，因此原磁场水平向左减弱或水平向右增强。根据右手螺旋定则可知，线圈A在B中产生的磁场方向是水平向右，当使B迅速靠近A时，穿过线圈B的磁通量向右且增大，因此R中的感应电流方向为a→b，故A正确；
B．当断开电源开关时，穿过线圈B的磁通量向右减小，因此R中的感应电流方向为b→a。故B错误；
CD．当将铁芯M插入时，穿过线圈B的磁通量向右增加，因此R中的感应电流方向为a→b，将铁芯M抽出时，R中电流反向，故C正确；D错误。
故选AC。
课堂练习