物理人教版（2019）选择性必修第二册2.1楞次定律（共21张ppt）

(共21张PPT)
第二章 电磁感应
2.1 楞次定律
学习目标
1、经历探究和推理分析得出楞次定律的过程，体会归纳推理的方法和提升科学探究的能力
2、理解楞次定律，知道楞次定律是能量守恒的反映，会用楞次定律判断感应电流的方向
3、理解右手定则，知道右手定则是楞次定律的一种具体表现形式，会用右手定则判断感应电流的方向
复习回顾
在电磁感应现象中，产生感应电流的条件
闭合线圈；
磁通量发生变化
问题：感应电流的方向和什么因素有关？
甲
乙
丙
丁
N
S
B
B’
B’
S
N
B
S
N
B
N
S
B
B’
B’
靠近，磁通量增大
B’和B方向相反
远离，磁通量减小
B’和B方向相同
远离，磁通量减小
B’和B方向相同
靠近，磁通量增大
B’和B方向相反
I
I
I
结论：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
2、确定电表指针偏转和电流方向的关系
1、确定线圈的绕向
一、感应电流方向和决定因素关系的分析
I
1、内容：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场的磁通量的变化
俄国物理学家
楞次
2、理解：
(1)两个磁场：
(2)阻碍磁通量变化：
①阻碍：阻碍是延缓变化，使变化更慢，不是阻止变化。
②阻碍谁：是激发磁场阻碍磁通量变化，不是激发磁场阻碍原磁场变化。
③如何阻碍：
Φ增大时，产生与原磁场方向相反的激发磁场，反抗它的增大。
Φ减小时，产生与原磁场方向相同的激发磁场，补偿它的减少。
简记为：增反减同
二、楞次定律
激发磁场B’：感应电流产生的磁场（结果）
原磁场B：引起感应电流的磁场（原因）
(3)楞次定律的本质：楞次定律是能量守恒定律在电磁感应中的具体体现，电磁感应过程实现了其它形式能量转化为电能，正是由于阻碍磁通量变化的的过程中消耗了其它形式能量，从而产生了电能。
(4)楞次定律没有直接指出感应电流方向，但告诉判断感应电流方向方法
应用楞次定律判断感应电流方向的流程
①首先确认要判断的是哪个穿过闭合回路，穿过回路的原磁场B方向和磁通量的增减
②再次由楞次定律根据增反减同的原则，判断感应电流的磁场B’方向，
③最后根据安培定则（右手螺旋定则），判断感应电流I方向。
练习、如图所示，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abcd B.若线圈竖直向下平动，无感应电流 C.当线圈以ad边为轴转动时，其中感应电流方向是abcdD.当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是abcd
AB
练习、（多选）如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示。在0～T/2时间内，直导线中电流方向向上，下列说法正确的是（　　）
A．0～T/2时间内，线框内感应电流方向为顺时针
B．0～T/2时间内，线框内感应电流方向为逆时针
C．T/2～T时间内，线框内感应电流方向为顺时针
D．T/2～T时间内，线框内感应电流方向为逆时针
BD
练习、如图所示，矩形线框abcd与长直导线在同一平面内，长直导线中通有向上的恒定电流I。当矩形线框从长直导线的右侧运动到左侧的过程中线框内感应电流的方向为( )
A.先dcba，后一直abcd
B.先dcba，再abcd，后dcbaC.先abcd，后一直dcba
D.先abcd，再dcba，后abcd
D
练习、如图所示，当导体棒AB分别向右和向左做切割磁感线运动时，感应电流方向如何
磁场B方向、切割磁感线方向即速度V方向、感应电流I方向三者关系如何？
G
A
B
E
F
G
A
B
E
F
I
I
内容：伸开右手，让大拇指和四指垂直共面，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。
三、右手定则
练习、两根相互平行的金属导轨水平放置于图所示的匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动．当AB在外力F 作用下向右运动时，下列正确的是(　 )
A．导体棒CD内有电流通过，方向是D→C
B．导体棒CD内有电流通过，方向是C→D
C．磁场对导体棒CD的作用力向右
D．磁场对导体棒AB的作用力向左
BC
1. “增反减同”法
感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量(原磁场磁通量)的变化.
(1)当原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反.
(2)当原磁场磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同.
口诀记为“增反减同”.
四、楞次定律的推广应用（推论）
练习、如图所示，三个线圈在同一平面内，当I减小时，关于a、b线圈中的感应电流方向，以下说法正确的是
A. 都为顺时针方向
B. a线圈中为顺时针方向，b线圈中为逆时针方向
C. 都为逆时针方向
D. a线圈中为逆时针方向，b线圈中为顺时针方向
D
练习、(多选)如图所示，用绳吊起一个铝环，用条形磁体的N极去靠近铝环，直至从右侧穿出的过程中
A.磁体从左侧靠近铝环时，铝环向右摆动
B.磁体在右侧远离铝环时，铝环向左摆动
C.磁体从左侧靠近铝环时，铝环A端为N极
D.磁体在右侧远离铝环时，B端为S极
AC
2.“来拒去留”法
由于磁场与导体的相对运动产生电磁感应现象时，产生的感应电流与磁场间有力的作用，这种力的作用会“阻碍”相对运动.口诀记为“来拒去留”.
练习、(多选)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
磁体从高处下落接近回路时(重力加速度为g)
A.p、q将互相靠拢
B.p、q将互相远离
C.磁体的加速度仍为g
D.磁体的加速度小于g
AC
3.“增缩减扩”法
就闭合电路的面积而言，收缩或扩张是为了阻碍穿过电路的原磁通量的变化.若穿过闭合电路的磁通量增加，面积有收缩趋势；若穿过闭合电路的磁通量减少，面积有扩张趋势.口诀记为“增缩减扩”.
说明　此法只适用于回路中只有一个方向的磁感线的情况.
练习、如图所示，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，能观察到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
C
4.“增离减靠”法
若磁场变化且线圈回路可移动，当磁场增强使得穿过线圈回路的磁通量增加时，线圈将通过远离磁体来阻碍磁通量增加；反之，当磁场减弱使得穿过线圈回路的磁通量减少时，线圈将通过靠近磁体来阻碍磁通量减少.口诀记为“增离减靠”.
楞次定律和推论总结：
（1）增反减同：指出判断感应电流方向方法
（2）来拒去留：感应电流使磁体和闭合回路间的产生磁场力和安培力
（3）增缩减扩、增离减靠、增小减大：是安培力作用在回路导线上产生的形变或运动效果。
（4）实际问题中安培力产生的效果往往同时具有运动和形变效果，判断时要根据线圈平面所受安培力和其它力的实际情况进行具体分析。
总而言之：电磁感应现象中，线圈平面受安培力作用而产生的运动与形变都朝着阻碍磁通量的变化趋势进行。
练习、　(多选)如图所示，在水平木质桌面上平放一个铜质圆环，在它上方近处有一个N极朝下的条形磁体，铜环始终静止.关于铜环对桌面的压力F和铜环重力G的大小关系，下列说法中正确的是
A.当条形磁体靠近铜环时，F＞G
B.当条形磁体远离铜环时，F＜G
C.无论条形磁体靠近还是远离铜环，F＝G
D.无论条形磁体靠近还是远离铜环，F＞G
BC
练习、如图所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁体.下列选项能使流过电阻的感应电流的方向由b到a，且线圈与磁体相互排斥的是
A.S极向下，磁体向下运动
B.S极向下，磁体向上运动
C.N极向下，磁体向下运动
D.N极向下，磁体向上运动
A
练习、如图所示，通电螺线管中间正上方和左侧分别用绝缘细线静止悬挂着铝环a和b，两环平面与螺线管的中心轴线都垂直，b环的圆心在螺线管的中心轴上.当滑动变阻器R的滑片P向左滑动时，下列关于两环中产生的感应电流方向和受到的安培力
方向的说法正确的是
A.电流方向相同，受力方向a环向上、b环向右
B.电流方向相同，受力方向a环向下、b环向左
C.电流方向相反，受力方向a环向下、b环向右
D.电流方向相反，受力方向a环向上、b环向左
D
A．P、Q将相互靠拢
B．P、Q将相互远离
C．磁铁的加速度仍为g
D．磁铁的加速度小于g
练习、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，当一条形磁铁从高处下落接近回路时(　　)
AD
练习、如图水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力的作用下运动时，MN在磁场力的作用下向右运动，则PQ 所做的运动可能是 (　　)
A．向右加速运动 B．向左匀速运动
C．向右匀速运动 D．向左减速运动
AD