2.1 楞次定律 课件(共39张PPT)

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件
2.1楞次定律
实验：探究影响感应电流方向的因素
楞次定律
右手定则
01
02
03
目录
CONTENTS
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？
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？
实验：探究影响感应电流方向的因素
PART 1
一、实验：探究影响感应电流方向的因素
1.实验准备
(1) 确定线圈的绕向
(2) 确定电表指针偏转和电流方向的关系
用试触的方法确定
左进左偏
右进右偏
结论：电流从哪侧接线柱流入，指针就向哪一侧偏
02
2.实验展示
G
－
＋
+
N极插入
N极抽出
S极插入
S极抽出
S
N
S
N
此装置不同于表头，直接表明电流方向
03
3.实验现象
N
S
N极向下 插入 拔出
磁体磁场方向 向下 向下
穿过回路磁通量的变化 增大 减小
感应电流方向 （俯视） 逆时针 顺时针
感应电流磁场方向 向上 向下
N
S
_
+
_
+
v
03
S极向下 插入 拔出
磁体磁场方向 向上 向上
穿过回路磁通量的变化 增大 减小
感应电流方向 （俯视） 顺时针 逆时针
感应电流磁场方向 向下 向上
S
N
S
N
_
+
_
+
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
楞次定律
PART 2
01
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
（电流磁效应）
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、适用范围：
各种电磁感应现象
二、楞次定律
楞次(1804～1865)俄国物理学家和地球物理学家.16岁时以优异成绩从中学毕业后进入大学,26岁当选为俄国科学院候补院士,30岁时升为正式院士,并被其他院士推选为圣彼得堡大学第一任校长.
学生中的“物理学家”
　　楞次在中学时期就酷爱物理学，成绩突出。1820年他以优异成绩考入杰普特大学，学习自然科学。1823年他还在大学三年级读书，就因为物理成绩优秀被校方选中，以物理学家的身分参加了环球考察。1828年2月16日，楞次向彼得堡皇家科学院作了考察成果汇报，由于报告生动、出色，被接收为科学院研究生。
楞次
02
3、对“阻碍”的理解
（1）谁阻碍？
（2）阻碍谁？
（4）能否阻止？
（3）如何阻碍？
感应电流产生的磁场
原磁场的磁通量的变化
“增反减同”
否，只是延缓原磁通量的变化
“阻碍”不是相反!
“阻碍”不是阻止!
03
4、楞次定律中的能量守恒
感应电流产生的效果总是阻碍引起感应电流的导体(或磁体)间的相对运动,即引起感应电流的导体(或磁体)靠近或远离的过程中都要克服电磁力做功,外力克服电磁力做功的过程就是把其他形式的能转化为电能的过程。
楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的反映
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5、判断感应电流方向的步骤
N
S
_
+
原磁场方向
穿过闭合电路磁通量是增加还是减少
利用“增反减同”分析感应电流的磁场的方向
利用“安培定则”明确感应电流的方向
①定方向：
②判变化：
③用方法：
④明方向：
例1.【多选题】(2024黑龙江哈尔滨三中期末)下列
关于楞次定律的说法,正确的是 (　　)
A.感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场
方向相同
B.感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场
方向相反
C.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量
的变化
D.利用感应电流的磁场方向和右手螺旋定则,可以
确定感应电流的方向
CD
例2.(单选)(2023广东深圳阶段测试)如图所示,长直导线MN中通有竖
直向上的恒定电流I,其附近有一个矩形线框ABCD,线框与导线始终在
同一个平面内。则下列说法中正确的是 (　　)
A.将矩形线框向上平移,线框内产生A→D→C→B→A方向的感应电流
B.将矩形线框向下平移,线框内产生A→D→C→B→A方向的感应电流
C.将矩形线框向左平移,线框内产生A→B→C→D→A方向的感应电流
D.将矩形线框向右平移,线框内产生A→B→C→D→A方向的感应电流
D
6、楞次定律的表现形式
情景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
G
S
A
B
G
S
A
B
同向
B
感
I感
“增反减同”
（1）分析感应电流的方向——“增反减同”
情景2 ：磁铁靠近或者远离线圈
感应电流的磁场总要阻碍相对运动.
“来拒去留”
（2）分析力——“来拒去留”。
情景3 ：如图所示,平行光滑金属导轨A、B上放置两根铜棒a、b.当磁铁N极（或S极）从上向下插入（或拔出）铜棒a 、b中时，铜棒a、b是否会运动 如果运动将怎样运动？
a
b
A
B
N
Ｓ
插入：铜棒ab靠近
拔出：铜棒ab远离
“增缩减扩”
（3）分析缩扩趋势——“增缩减扩”
类平抛运动
匀速圆周运动
如图，金属线圈A中电流增大时，金属线圈B有收缩趋势还是扩张趋势？
A
B
I
穿过线圈的磁感线有相反的两个方向时“增扩减缩”
例3、(单选)(2023天津第二十五中学阶段测试)如图所示,把金属圆
环放在四周有边界的垂直于纸面向里的匀强磁场中,下面叙述中正确的
是 (　　)
A.把金属环向左匀速拉出和向右加速拉出所产生的感应电流方向
相反
B.若磁感应强度均匀增大,该过程中金属环中没有感应电流
C.若磁感应强度均匀增大,该过程中金属环的面积有增大的趋势
D.在纸面内不管沿什么方向将金属环拉出磁场的过程中,感应电流
的方向都是顺时针
D
例4.(2023·上海市大同中学一模)如图所示,弹簧上端固定,下端悬挂一个条形磁体,条形磁体的N极位于下端。在条形磁体下端放一个固定的闭合金属圆环,将条形磁体托起到某一高度后放开,发现条形磁体很快地停下来,则下列说法正确的是(　　)
A.磁体和弹簧组成的系统机械能守恒
B.该实验现象不符合能量守恒定律
C.若磁体的S极向下,磁体振动时间会变长
D.磁体很快停下伴随着圆环中产生感应电流
D
例5、（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，线框有收缩趋势
B．0～T/2时间内，线框内感应电流方向为逆时针，线框有扩张趋势
C．T/2～T时间内，线框内感应电流方向为顺时针，线框有扩张趋势
D．T/2～T时间内，线框内感应电流方向为逆时针，线框有收缩趋势
BD
例6.（单选）如图为某品牌手机无线充电的原理示意图。若某段时间内送电线圈产生的磁场B在逐渐增强，则( )
A.此时送电线圈中的电流由端口1流入
B.此时受电线圈的端口3为正极
C.此时受电线圈的面积有扩大的趋势
D.受电线圈中电流产生的磁场方向与图示磁场方向相同
A
例7、(2023·山西吕梁期中)媒体报道，某大学研究人员发现了一种能够将内
能直接转化为电能的新型合金。据描述，只要将该合金略微加热，这种合
金就会变成强磁性合金，从而使放在周围的金属线框产生电流，简化模型
如图所示。 为柱形合金， 为金属圆环。现对合金进行加热，则( )
A.加热时，穿过金属圆环 的磁通量减小
B.加热时，金属圆环 中一定会产生顺时针电流
C.加热时，金属圆环 有缩小的趋势
D.加热时，金属圆环 有扩张的趋势
D
右手定则
PART 3
如图所示，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？
5. 感应电流I的方向、原磁场B的方向、导体棒
运动的速度v的方向三者之间满足什么关系？
(阅读课本并伸开右手做一做)
CDEF回路
垂直纸面向外
满足右手定则
由C→D
原磁场的磁感线
01
1、右手定则
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， 四指所指的方向就是感应电流的方向
掌心
磁感线穿入
拇指
导体运动的方向
四指
感应电流的方向
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2、右手定则的理解
（1）适用范围：
部分导体在磁场中做切割磁感线运动产生的电流
（2）与楞次定律的联系：
“右手定则”是“楞次定律”的特例
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
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3、三定则一定律
应用情境 基本现象 因果关系 应用的定则/定律
电流的磁效应 运动电荷/电流产生磁场 因电生磁 安培定则
分析洛伦兹力/安培力 磁场对运动电荷/电流有作用力 因电受力 左手定则
电磁感应 部分导体做切割磁感线运动 因动生电 右手定则
闭合回路磁通量变化 因磁生电 楞次定律
左力右电
右手螺旋定则
（安培定则）
左手定则
右手定则
闭合回路中部分导体切割磁感线
B⊥I
例8.（多选）（右手定则和左手定则的应用）（多选）如图所示，光滑平行
金属导轨 和 都处于同一水平面内， 和 之间连接一电阻 ，整个
装置处于竖直向下的匀强磁场中。现垂直于导轨放置一根导体棒 ，用一
水平向右的力 拉动导体棒 ，以下关于导体棒 中感应电流方向和它
所受安培力的方向的说法正确的是( )
A.感应电流方向是
B.感应电流方向是
C.安培力方向水平向左
D.安培力方向水平向右
AC
例9.如图所示，固定于水平面上的金属框架CDEF处在垂直纸面向里的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t＝0时，磁感应强度为B0，此时刻MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流，从t＝0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导出B与t的关系式。
要使MN棒中不产生感应电流，应使穿过线框平面的磁通量不发生变化，在t＝0时刻，穿过线框平面的磁通量Φ1＝B0S＝B0l2
设t时刻的磁感应强度为B，此时刻穿过线框平面的磁通量为Φ2＝Bl(l＋vt)
谢
谢
聆
听