物理人教版（2019）选择性必修第二册2.1楞次定律（共30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30张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 47.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-03-12 16:43:10 | ||
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文档简介
(共30张PPT)
第一节
楞次定律
第二章 电磁感应
学习目标
1
新课讲解
3
新课导入
2
经典例题
4
课堂练习
5
本课小结
6
目录
学习目标
1.探究影响感应电流方向的因素，理解楞次定律。
2.能用能量的观点解释楞次定律。
3.知道右手定则并能用右手定则判断导线切割磁感线产生的感应电流的方向。
新课导入
这首人们耳熟能详的唐诗，曾给我们带来多少愉悦和幻想呀！如今，诗人笔下的三峡，不仅风景秀丽依然，更在为祖国的建设作着巨大的贡献。
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？这一章我们将进一步去认识电与磁的规律。
朝辞白帝彩云间，
千里江陵一日还。
两岸猿声啼不住，
轻舟已过万重山。
早发白帝城
新课讲解
线圈与电流表相连，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？
问题
穿过闭合回路的磁通量变化是产生感应电流的条件，所以感应电流的方向可能与磁通量的变化有关。
感应电流的方向与磁通量的变化（增加或减少）有什么关系呢？
感应电流方向与磁通量的变化有什么关系？
思考
感应电流产生的条件：
只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。
表一 线圈内磁通量增加时的情况 原磁场方向B0 感应电流的方向 感应电流的磁场方向B
图一
图二
实验分析
——Φ增加
图二
S
N
B0
向下
逆时针（俯视）
B
向上
向上
顺时针（俯视）
B
向下
B与B0反向
实验分析
——Φ减少
B与B0反向
表二 线圈内磁通量减少时的情况 原磁场方向B0 感应电流的方向 感应电流的磁场方向B
图三
图四
图三
向下
顺时针（俯视）
B
向下
图四
向上
逆时针（俯视）
B
向上
实验分析
——Φ增加
B与B0反向
v
图五
表三 闭合线框内磁通量增加时的情况 原磁场方向B0 感应电流的方向 感应电流的磁场方向
图五
图六
v
图六
垂直纸面向里
逆时针
垂直纸面向外
垂直纸面向外
顺时针
垂直纸面向里
实验分析
——Φ减少
B与B0反向
v
图七
表二 线框内磁通量减少时的情况 磁场方向B0 感应电流的方向 感应电流的磁场方向B
图七
图八
垂直纸面向里
顺时针
垂直纸面向里
v
图八
垂直纸面向外
逆时针
垂直纸面向外
一、楞次定律
1.内容：
2.理解：
1)阻碍的含义：
2)阻碍过程中体现了能量转化和守恒定律，在克服阻碍过程中其他形式的能转化为电能。
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。
阻碍既不是“相反”，也不是“阻止”，
而是，反抗“变大”，反抗“变小”
1）明确所研究的闭合回路，判断原磁场方向
2）判断闭合回路内原磁场的磁通量的变化
3）由楞次定律判断感应电流的磁场方向
4）由安培定则和感应电流的磁场方向，
判断出感应电流的方向
B0方向
Φ的变化
B方向
I感方向
Φ增加，B与B0反向→I感
Φ减少，B与B0同向→I感
4.应用
研究对象：
N线圈中原磁场方向：
N线圈中磁通量变化：
N线圈中感应电流的磁场方向：
N线圈中感应电流的方向：
例1 如图所示，开关S断开瞬间，线圈N中感应电流沿什么方向？
S
M
N
B0
Ii
↑
向下
N线圈与电流表组成的闭合回路
减少
向下
顺时针
原磁场方向：
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
例2 线圈在导线的一侧左右平移时，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？
●
D
A
B
C
感应电流磁场方向：
●
×
B与B0方向相反，说明磁通量Φ变大
线圈向左移动
解析：
二 右手定则-导体切割磁感线
E
F
v
B
A
1.由楞次定律判断感应电流方向
↑
伸开右手，使拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
在右图中，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？
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？
3. 感应电流的磁场应该是沿哪个方向的？
4. 导体棒CD 中的感应电流是沿哪个方向的？
回路CDEF
增大
逆时针
C-D
思考
1.阻碍磁通量的变化
S
N
1.磁铁靠近超导环，超导环中感应电流方向如何？
研究对象：
原磁场方向：
磁通量变化：
感应电流的磁场方向：
超导环
向下
Φ增加
向上
感应电流的方向：
逆时针
思考
1）用磁铁的任意一极去接近A环，会产生什么现象？
2.A和B都是铝环，环A是闭合的，环B是闭合的横梁可以绕中间的支点转动。解释下面发生的现象.
磁极靠近A环，A环中磁通量增加，为了阻碍磁通量的增加，A环要反抗磁铁的靠近，所以A环远离磁铁.
把磁铁从A环移开，会产生什么现象？
磁极远离A环，A环中磁通量减少，为了阻碍磁通量的减少，A环要反抗磁铁的远离，所以A环远离磁铁.
S
N
2.阻碍相对运动
2）用磁铁的任意一极去接近或离开B环，会产生什么现象？
磁极去接近或离开B环，由于B环断开，没有感应电流，所以B环不动。
来阻去留
判断相对运动时：
S
N
经典例题
1.［多选］关于楞次定律，下列说法中正确的是（ ）
A. 感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相反
B. 感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相同
C. 感应电流的磁场方向与磁通量增大还是减小有关
D. 感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化
CD
解析：感应电流的磁场并不阻碍原磁场，而是阻碍原磁场的变化。感应电流的磁场方向取决于引起感应电流的磁通量是增加还是减小：当磁通量增大时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，当磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，简言之“增反减同”。
2. 如图，矩形金属线框abcd固定在桌面上，直导线MN贴近桌面且通有M向N的恒定电流I。将MN从图中Ⅰ位置匀速平移到Ⅱ位置过程中，线框中感应电流的方向是（ ）
A. 一直沿abcda方向
B. 一直沿adcba方向
C. 先沿adcba方向，后沿abcda方向
D. 先沿abcda方向，再沿adcba方向，后沿abcda方向
D
解析：由安培定则得，通有恒定电流的直导线产生的磁场在导线右边的方向为垂直纸面向外。在导线从图中Ⅰ位置匀速平移到Ⅱ位置过程中，如图所示，可分为4个过程，第1个过程，穿过线框的磁通量向外增加；第2个过程，穿过线框的合磁通量向外减少；第3个过程，穿过线框的合磁通量向里增加；第4个过程，穿过线框的磁通量向里减少。根据楞次定律可知，线框中的感应电流先沿abcda方向，再沿adcba方向，后沿abcda方向。
3.甲、乙两个同心的闭合金属圆环位于同一平面内，甲环中通以顺时针方向的电流I，如图所示，当甲环中电流逐渐增大时，乙环所受磁场力的方向是（ ）
A. 指向圆心 B. 背离圆心
C. 垂直纸面向内 D. 垂直纸面向外
解析：当甲环中电流逐渐增大时，在环内产生的磁场增大，乙环内的磁通量增大，为阻碍磁通量的增大，乙环有面积减小的趋势，故乙环受力的方向指向圆心。
点评： 应用楞次定律的推广表述来解决形变、导体相对运动等与安培力方向有关的问题，能够减少中间环节、化繁为简。
A
当堂检测
1.如图所示，水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系.四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置，两直导线中的电流大小与变化情况完全相同，电流方向如图所示，当两直导线中的电流都增大时，四个线圈abcd中产生逆时针方向（俯视）感应电流的是( )
A.线圈a B.线圈b C.线圈c D.线圈d
1.答案：A解析：由安培定则可知，线圈a中磁场方向垂直纸面向里，当电流增大时，根据楞次定律可知，线圈a中有逆时针方向（俯视）的感应电流，A正确；穿过线圈b、d的磁通量为零，当电流变化时没有感应电流产生，B、D错误；由安培定则可知，线圈c中磁场方向垂直纸面向外，当电流增大时，根据楞次定律可知，线圈c中有顺时针方向（俯视）的感应电流，C错误.
2.如图,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,如图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ,在这个过程中,线圈中感应电流( )
A.沿abcd流动B.沿dcba流动C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动
2.答案：A解析：本题考查用楞次定律判断感应电流的方向,关键要分析清楚矩形线圈由位置Ⅰ到位置Ⅱ和由位置Ⅱ到位置Ⅲ两过程中,穿过线圈的磁感线方向相反.由条形磁铁的磁场可知,线圈在位置Ⅱ时穿过闭合线圈的磁通量最少,为零,故线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ,从下向上穿过线圈的磁通量在减少,线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ,从上向下穿过线圈的磁通量在增加,根据楞次定律可知,感应电流的方向都是沿abcd流动.
3.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
3.答案：B解析：左环没有闭合，在磁铁插入过程中，不产生感应电流，故横杆不发生转动.右环闭合，在磁铁插入过程中，产生感应电流，横杆将发生转动，故B正确，ACD错误.
本课小结
1、楞次定律的内容：
从磁通量变化的角度看：
感应电流总要阻碍磁通量的变化
从导体和磁体的相对运动的角度看：
感应电流总要阻碍相对运动
2、楞次定律中“阻碍”的含意：
不是阻止；可理解为“增反、减同”，
“结果”反抗“原因”
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。
第一节
楞次定律
第二章 电磁感应
学习目标
1
新课讲解
3
新课导入
2
经典例题
4
课堂练习
5
本课小结
6
目录
学习目标
1.探究影响感应电流方向的因素，理解楞次定律。
2.能用能量的观点解释楞次定律。
3.知道右手定则并能用右手定则判断导线切割磁感线产生的感应电流的方向。
新课导入
这首人们耳熟能详的唐诗，曾给我们带来多少愉悦和幻想呀！如今，诗人笔下的三峡，不仅风景秀丽依然，更在为祖国的建设作着巨大的贡献。
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？这一章我们将进一步去认识电与磁的规律。
朝辞白帝彩云间，
千里江陵一日还。
两岸猿声啼不住，
轻舟已过万重山。
早发白帝城
新课讲解
线圈与电流表相连，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？
问题
穿过闭合回路的磁通量变化是产生感应电流的条件，所以感应电流的方向可能与磁通量的变化有关。
感应电流的方向与磁通量的变化（增加或减少）有什么关系呢？
感应电流方向与磁通量的变化有什么关系？
思考
感应电流产生的条件：
只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。
表一 线圈内磁通量增加时的情况 原磁场方向B0 感应电流的方向 感应电流的磁场方向B
图一
图二
实验分析
——Φ增加
图二
S
N
B0
向下
逆时针（俯视）
B
向上
向上
顺时针（俯视）
B
向下
B与B0反向
实验分析
——Φ减少
B与B0反向
表二 线圈内磁通量减少时的情况 原磁场方向B0 感应电流的方向 感应电流的磁场方向B
图三
图四
图三
向下
顺时针（俯视）
B
向下
图四
向上
逆时针（俯视）
B
向上
实验分析
——Φ增加
B与B0反向
v
图五
表三 闭合线框内磁通量增加时的情况 原磁场方向B0 感应电流的方向 感应电流的磁场方向
图五
图六
v
图六
垂直纸面向里
逆时针
垂直纸面向外
垂直纸面向外
顺时针
垂直纸面向里
实验分析
——Φ减少
B与B0反向
v
图七
表二 线框内磁通量减少时的情况 磁场方向B0 感应电流的方向 感应电流的磁场方向B
图七
图八
垂直纸面向里
顺时针
垂直纸面向里
v
图八
垂直纸面向外
逆时针
垂直纸面向外
一、楞次定律
1.内容：
2.理解：
1)阻碍的含义：
2)阻碍过程中体现了能量转化和守恒定律，在克服阻碍过程中其他形式的能转化为电能。
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。
阻碍既不是“相反”，也不是“阻止”，
而是，反抗“变大”，反抗“变小”
1）明确所研究的闭合回路，判断原磁场方向
2）判断闭合回路内原磁场的磁通量的变化
3）由楞次定律判断感应电流的磁场方向
4）由安培定则和感应电流的磁场方向，
判断出感应电流的方向
B0方向
Φ的变化
B方向
I感方向
Φ增加，B与B0反向→I感
Φ减少，B与B0同向→I感
4.应用
研究对象：
N线圈中原磁场方向：
N线圈中磁通量变化：
N线圈中感应电流的磁场方向：
N线圈中感应电流的方向：
例1 如图所示，开关S断开瞬间，线圈N中感应电流沿什么方向？
S
M
N
B0
Ii
↑
向下
N线圈与电流表组成的闭合回路
减少
向下
顺时针
原磁场方向：
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
例2 线圈在导线的一侧左右平移时，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？
●
D
A
B
C
感应电流磁场方向：
●
×
B与B0方向相反，说明磁通量Φ变大
线圈向左移动
解析：
二 右手定则-导体切割磁感线
E
F
v
B
A
1.由楞次定律判断感应电流方向
↑
伸开右手，使拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
在右图中，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？
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？
3. 感应电流的磁场应该是沿哪个方向的？
4. 导体棒CD 中的感应电流是沿哪个方向的？
回路CDEF
增大
逆时针
C-D
思考
1.阻碍磁通量的变化
S
N
1.磁铁靠近超导环，超导环中感应电流方向如何？
研究对象：
原磁场方向：
磁通量变化：
感应电流的磁场方向：
超导环
向下
Φ增加
向上
感应电流的方向：
逆时针
思考
1）用磁铁的任意一极去接近A环，会产生什么现象？
2.A和B都是铝环，环A是闭合的，环B是闭合的横梁可以绕中间的支点转动。解释下面发生的现象.
磁极靠近A环，A环中磁通量增加，为了阻碍磁通量的增加，A环要反抗磁铁的靠近，所以A环远离磁铁.
把磁铁从A环移开，会产生什么现象？
磁极远离A环，A环中磁通量减少，为了阻碍磁通量的减少，A环要反抗磁铁的远离，所以A环远离磁铁.
S
N
2.阻碍相对运动
2）用磁铁的任意一极去接近或离开B环，会产生什么现象？
磁极去接近或离开B环，由于B环断开，没有感应电流，所以B环不动。
来阻去留
判断相对运动时：
S
N
经典例题
1.［多选］关于楞次定律，下列说法中正确的是（ ）
A. 感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相反
B. 感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相同
C. 感应电流的磁场方向与磁通量增大还是减小有关
D. 感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化
CD
解析：感应电流的磁场并不阻碍原磁场，而是阻碍原磁场的变化。感应电流的磁场方向取决于引起感应电流的磁通量是增加还是减小：当磁通量增大时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，当磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，简言之“增反减同”。
2. 如图，矩形金属线框abcd固定在桌面上，直导线MN贴近桌面且通有M向N的恒定电流I。将MN从图中Ⅰ位置匀速平移到Ⅱ位置过程中，线框中感应电流的方向是（ ）
A. 一直沿abcda方向
B. 一直沿adcba方向
C. 先沿adcba方向，后沿abcda方向
D. 先沿abcda方向，再沿adcba方向，后沿abcda方向
D
解析：由安培定则得，通有恒定电流的直导线产生的磁场在导线右边的方向为垂直纸面向外。在导线从图中Ⅰ位置匀速平移到Ⅱ位置过程中，如图所示，可分为4个过程，第1个过程，穿过线框的磁通量向外增加；第2个过程，穿过线框的合磁通量向外减少；第3个过程，穿过线框的合磁通量向里增加；第4个过程，穿过线框的磁通量向里减少。根据楞次定律可知，线框中的感应电流先沿abcda方向，再沿adcba方向，后沿abcda方向。
3.甲、乙两个同心的闭合金属圆环位于同一平面内，甲环中通以顺时针方向的电流I，如图所示，当甲环中电流逐渐增大时，乙环所受磁场力的方向是（ ）
A. 指向圆心 B. 背离圆心
C. 垂直纸面向内 D. 垂直纸面向外
解析：当甲环中电流逐渐增大时，在环内产生的磁场增大，乙环内的磁通量增大，为阻碍磁通量的增大，乙环有面积减小的趋势，故乙环受力的方向指向圆心。
点评： 应用楞次定律的推广表述来解决形变、导体相对运动等与安培力方向有关的问题，能够减少中间环节、化繁为简。
A
当堂检测
1.如图所示，水平面内有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系.四个相同的圆形闭合线圈在四个象限内完全对称放置，两直导线中的电流大小与变化情况完全相同，电流方向如图所示，当两直导线中的电流都增大时，四个线圈abcd中产生逆时针方向（俯视）感应电流的是( )
A.线圈a B.线圈b C.线圈c D.线圈d
1.答案：A解析：由安培定则可知，线圈a中磁场方向垂直纸面向里，当电流增大时，根据楞次定律可知，线圈a中有逆时针方向（俯视）的感应电流，A正确；穿过线圈b、d的磁通量为零，当电流变化时没有感应电流产生，B、D错误；由安培定则可知，线圈c中磁场方向垂直纸面向外，当电流增大时，根据楞次定律可知，线圈c中有顺时针方向（俯视）的感应电流，C错误.
2.如图,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,如图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ,在这个过程中,线圈中感应电流( )
A.沿abcd流动B.沿dcba流动C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动D.由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动,由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动
2.答案：A解析：本题考查用楞次定律判断感应电流的方向,关键要分析清楚矩形线圈由位置Ⅰ到位置Ⅱ和由位置Ⅱ到位置Ⅲ两过程中,穿过线圈的磁感线方向相反.由条形磁铁的磁场可知,线圈在位置Ⅱ时穿过闭合线圈的磁通量最少,为零,故线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ,从下向上穿过线圈的磁通量在减少,线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ,从上向下穿过线圈的磁通量在增加,根据楞次定律可知,感应电流的方向都是沿abcd流动.
3.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
3.答案：B解析：左环没有闭合，在磁铁插入过程中，不产生感应电流，故横杆不发生转动.右环闭合，在磁铁插入过程中，产生感应电流，横杆将发生转动，故B正确，ACD错误.
本课小结
1、楞次定律的内容：
从磁通量变化的角度看：
感应电流总要阻碍磁通量的变化
从导体和磁体的相对运动的角度看：
感应电流总要阻碍相对运动
2、楞次定律中“阻碍”的含意：
不是阻止；可理解为“增反、减同”，
“结果”反抗“原因”
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。