2.1 楞次定律 课件 2023-2024学年高二物理人教版（2019）选择性必修2(共25张PPT)

(共25张PPT)
第1节 楞次定律
第二章 电磁感应
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。
1.通过实验探究总结出楞次定律。
2.会用楞次定律解答有关问题。
知识点一：影响感应电流方向的因素
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，穿过线圈的磁通量增大，会产生感应电流
v
v
N极或S极抽出时，穿过线圈的磁通量减小也会产生感应电流。
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
探究感应电流的方向与原磁场的方向、磁通量的变化的关系
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。
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)
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
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？
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？
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
模拟实验视频
4.实验结论
（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
知识点二：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。
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”)
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。
G
G
4.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。
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
练一练
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棒在运动过程中下列说法正确的是（　　）
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
B
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。
知识点三：右手定则
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。
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。
1.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
练一练
2.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
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