2.1楞次定律 教学课件(共35张PPT)

(共35张PPT)
（1）电路闭合
（2）穿过回路的磁通量发生变化
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
如何确定电流的方向呢？
试触的方法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系：
左进左偏
右进右偏
N极插入
N极抽出
S极插入
S极抽出
S
N
S
N
实验探究 发现规律
示意图
感应电流方向(俯视）
N 极拔出
N极插入
S 极拔出
S极插入
向下
减小
顺时针
向上
向上
减小
顺时针
逆时针
增加
N
向下
增加
逆时针
S
原磁场方向
原磁场磁通量的变化
G
N
s
G
感应电流能否产生磁场
数据分析
G
G
确定线圈的绕向
感应电流能产生磁场吗？如何判断其方向？
S
N
+
G
示意图
感应电流方向(俯视）
N 极拔出
N极插入
S 极拔出
S极插入
向下
减小
顺时针
向上
向上
减小
顺时针
逆时针
增加
N
向下
增加
逆时针
S
原磁场方向
原磁场磁通量的变化
N
s
数据分析
感应电流的
磁场方向
向下
向下
向上
向上
增 反 减 同
阻碍
增加
阻碍减少
s
s
N
N
G
G
G
G
B感
Φ原
增
减
与
B原
与
B原
阻碍
变化
反
同
总结规律：
表述一：
2.1 楞次定律
一、楞次定律
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）
2、理解“阻碍”
①谁在阻碍
②阻碍什么
（阻碍不一定相反、阻碍并不是阻止）
③如何阻碍
感应电流产生的磁场
阻碍引起感应电流的原磁场磁通量的变化
“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
N
明确原磁场方向
明确穿过闭合电路磁
通量是增加还是减少
根据楞次定律确定感
应电流的磁场方向
利用安培定则判断感应电流方向
感应电流方向判断的步骤：
一原
二变
三感
四电流
二、 楞次定律的应用
例1、如图所示，当线圈向右远离通电直导线时，线圈中感应电流的方向如何？
v
I
例2、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
●
●
●
●
●
●
●
●
始终为顺时针方向
例3、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A、B两个线圈，当A线圈电路中的开关断开的瞬间，线圈B中的感应电流沿什么方向？
顺时针
S
N
阻碍
Φ↑
S
N
阻碍
Φ↓
更换视角
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。
表述二：
来拒去留
F
F
a
b
A
B
N
S
I
I
讨论：
如果将磁铁N极从铜棒a 、 b中拔出呢？
拓展：楞次定律的几种表现形式
情景二：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？
“增缩减扩”
楞次定律表述三：
使回路面积有扩大或缩小的趋势
小结：楞次定律的表现形式
（1）从磁通量变化看：
（2）从相对运动看：
感应电流总要阻碍磁通量的变化：
“增反减同”
感应电流总要阻碍相对运动：
“来拒去留”
（3）从面积变化看：
“增缩减扩”（单一磁场）
使线圈面积有增大或缩小的趋势：
总之：感应电流引起的效果的本质都是阻碍或反抗原磁场磁通量的变化；有保存磁通量不变的趋势。
思考与讨论
在图2.1-7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
（CDEF）
（增大）
（垂直纸面向外）
（沿CD棒向上）
I
三、右手定则
开右手让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指指的就是感应电流的方向。
简单直接方便
I
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
“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。
2.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
用于磁感应强度随时间变化而产生的电磁感应现象较方便
用于导体切割磁感线产生的电磁感应现象较方便
例1：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
课堂练习
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：
线圈P中磁场向右
线圈P中磁通量增大（磁场沿着铁芯传递，从无到有）
感应电流产生的磁场向左
解：
线圈P中感应电流方向：从左过电流表到右。
开关断开与之相反。
课堂练习
例2：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，请用据次定律判断MNDC和MNEF两个电路中感应电流的方向。
解：导体棒运动，直接用右手定则
I
电流方向是从M到N
电流到达N节点后向两边分流，所以有
MNDC中感应电流方向：M→N→C→D→M
MNEF中感应电流方向：M→N→F→E→M
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：
磁感线垂直纸面向里
磁通量减少（MN向右移动，MNDC的面积减少）
感应电流产生的磁场也垂直纸面向里
× × × ×
× × × ×
解：先研究MNDC
MNDC中感应电流方向：M→N→C→D→M
MNEF中感应电流方向：M→N→F→E→M
【例题3】如图所示，圆形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成闭合回路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（　　）
A．圈a中将产生顺时针方向的感应电流（俯视）
B．穿过线圈a的磁通量变小
C．线圈a面积有增大的趋势
D．线圈a对水平桌面的压力将增大
D
【例题4】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下列说法准确的是（　　）
A．P、Q将互相靠拢
B．P、Q将互相远离
C．磁铁的加速度一定大于g
D．磁铁下落过程机械能守恒
【答案】A
【解析】AB．条形磁铁从高处下落接近回路时，闭合回路中磁通量增加，根据楞次定律，P、Q将互相靠拢以阻碍磁通量的增加。A正确，B错误；
CD．条形磁铁从高处下落接近回路时，闭合回路中磁通量增加，根据楞次定律，感应电流产生的磁场会阻碍磁铁的靠近以达到阻碍回路磁通量增加的目的，所以条形磁铁下落的加速度小于g，磁铁受到阻力，并且阻力做功，所以磁铁的机械能减少。CD错误。
故选A。
【例题5】如图所示，螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上，当B中通过的电流I减小时（　　）
A．环A有缩小的趋势
B．环A有扩张的趋势
C．螺线管B有缩短的趋势
D．螺线管B有伸长的趋势
【答案】AD
【解析】对通电螺线管，每匝中的电流方向相同，当通入的电流突然减小时，螺线管每匝间的相互吸引力也减小，所以匝间距增大，即螺线管B有伸长的趋势。对金属环，当螺线管通入的电流突然减小时，穿过金属环的磁通量也随之减少，由于它包围通电螺线管的内外磁场，只有减小面积才能阻碍磁通量的减少，金属环有缩小的趋势。
故选AD。
【例题6】如图所示，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，由此可知，圆环a可能（ ）
A．顺时针加速旋转
B．顺时针减速旋转
C．逆时针加速旋转
D．逆时针减速旋转
【答案】BC
【解析】当带正电的绝缘圆环a顺时针减速旋转时，相当于顺时针方向电流，并且在减小，根据右手定则，其内（金属圆环a内）有垂直纸面向里的磁场，并且磁场的磁感应强度在减小，金属圆环b内的磁场的总磁感应强度是垂直纸面向里而且减小，根据楞次定律，b中产生的感应电流的磁场垂直纸面向里，所以b中产生顺时针方向的感应电流。同理可得a逆时针的话需要加速旋转。
故选BC。
【例题7】如图所示，水平放置的两组光滑轨道上分别放有可自由移动的金属棒和MN，并且分别放置在磁感应强度为和的匀强磁场中，当在外力的作用下运动时，MN向右运动，则所做的运动可能是（　　）
A．向左加速运动
B．向左匀速运动
C．向右加速运动
D．向右匀速运动
【答案】A
【解析】根据安培定则可知，MN处于垂直纸面向里的磁场中，MN在磁场力作用下向右运动，说明MN受到的磁场力向右，由左手定则可知电流由M指向N，中感应电流的磁场向上，由楞次定律可知，线圈中电流的磁场应该是向上减弱，或向下增强。
若中磁场方向向上减弱，根据安培定则可知中电流方向为且减小，根据右手定则可知向右减速运动；若中磁场方向向下增强，根据安培定则可知中电流方向为P→Q且增大，根据右手定则可知向左加速运动。
故选A。