判断感应电流的方向——楞次定律
引入:
伽利略说:轻的物体和重的物体下落的快慢是一样的,这有两个物体,大家看我做实验,我会同时接住这两个物体。
现在我让它们分别通过一个铜管下落,粉笔头没有接住,找同学去接另外一个物体,过了好久才下来。
铜管对后一个物体施加了什么魔力使它的运动变慢了呢?学习了这节课后,你就可以对刚才的现象作出正确的解释了。(手指标题!)
一:知识回顾
大家看我的实验台上有灵敏电流计、线圈、条形磁铁,大家前两节课用到过,现在我找一个同学和这套仪器组成“人力发电机”,告诉大家:你是怎样发电的?如何改变感应电流的大小?
大家注意到指针在左右摆动,说明电流的方向也在变化,这节课我们就来探究感应电流的方向遵循的规律。
二:观察实验猜想:
大家先观察实验猜想: 感应电流的方向与哪些因素有关?
插入拔出时N极时电流方向不同,这两次实验磁通量的变化有何不同?
第一次磁通量增大,第二次减少,所以电流的方向与磁通量是增大还是减少有关。
N极插入和S极插入时电流方向不同,而这两次磁通量都是增大,
这两次磁场方向不同,说明电流的方向与磁场有关。
三:介绍分组实验仪器和实验原理
为了探究感应电流方向与这两个因素的关系,我们采用这套仪器。
这有两个铝环,一个闭合的,一个有缺口,放在支架上,推它一下,可以转动。
我用它研究感应电流的方向,应该使用哪个铝环?闭合的!
怎样产生感应电流来呢?插入拔出磁铁!
大家观察实验,你观察到什么?吕环转动了!
你看到感应电流了吗?没有!
有感应电流吗?显然有!
刚才是谁推动铝环了?只能是条形磁铁!
可是磁铁与铝环并没有接触,不接触也能产生力的作用?当然可以!比如两个条形磁铁不接触依旧有斥力作用!
看来有感应电流的铝环相当于一个条形磁铁,铝环受到斥力,说明这个电磁铁和条形磁铁相对的是同名磁极。
所以根据铝环的转动方向可以推出铝环的磁极,根据铝环的磁极怎么推导出感应电流的方向?右手螺旋定则!
大家分组实验,分四次进行,N极插入、拔出、S极插入、拔出,分别观察铝环的转动方向,进而推导电流方向,完成下面表格!
四:学生分组实验:
铝环的转动方向 感应电流方向
实验数据:
原磁场方向
磁通量变化
铝环运动方向(靠近还是远离条形磁铁)
铝环受力方向(引力还是斥力)
感应电流的磁场方向
感应电流方向(从右向左看)
N 极插入
S极插入
N 极拔出
S 极拔出
分析数据……
五:楞次定律:
楞次在100多年前就发现了这一规律,并用非常简洁的语言表述道:
感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
“引起感应电流的磁通量”指的是原磁通,楞次定律并没有直接给出感应电流的方向,
而是指出了感应电流的效果,效果是什么?——阻碍原磁通的变化!(板书)
如何阻碍?——增反减同!
“感应电流的磁场”指的是电流的磁效应,它的表现是“增反减同”。
六:楞次定律表述二:
感应电流除了会产生磁场外,还会受到安培力,这个力会让铝环动起来,我们就来探究感应电流的受力效果。
继续分析数据……
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,
进而阻碍因相对运动而引起的磁通量的变化。
阻碍相对运动是感应电流所受力的效果,它的表现是“来拒去留”。(板书)
七:例题
总结判断感应电流方向的一般步骤:
我们来回顾一下电磁感应的过程,……感应电流的磁场对原磁通的影响是“阻碍其变化”,“楞次定律”表述的正是两者之间的关系,并没有直接给出感应电流的方向,所以我们根据磁通量变化判断感应电流方向的一般步骤是怎样的?(学生总结)
例2:跳环实验 分析小磁铁下落变慢 手动手电筒
八:从能量转化与守恒角度理解楞次定律
其他形式的能量 感应电流所在回路的电能
楞次定律的实质是
九:课堂小结:
十:课堂练习
课件18张PPT。楞次定律判断感应电流的方向1:你是怎样发电的?2:如何改变感应电流的大小?知识回顾:感应电流的方向与哪些因素有关?观察实验猜想: 与磁场的方向有关与磁通量如何变化有关铝环的转动方向感应电流方向?右手螺旋定则铝环的磁极铝环运动方向铝环受力方向感应电流的磁场方向感应电流方向(从右向左看)斥力逆时针向左增加远离向右斥力顺时针向右增加远离向左引力顺时针向左减少靠近向左引力逆时针向右减少靠近向右原磁场方向磁通量变化铝环运动方向铝环受力方向感应电流的磁场方向感应电流方向(从右向左看)斥力逆时针向左增加远离向右斥力顺时针向右增加远离向左引力顺时针向左减少靠近向左引力逆时针向右减少靠近向右原磁场方向磁通量变化感应电流的磁场方向向左增加向右向右增加向左向左减少向左向右减少向右原磁场方向磁通量变化增反减同结论:
当原来的磁通量增加时,感应电流产生的磁场就会与原磁场方向相反, 当原来的磁通量减小时,感应电流产生的磁场就会与原磁场方向相同,以阻碍其增加以阻碍其减小。 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。楞次定律: 楞 次(1804~1865), 俄国物理学家和地球物理学家如何阻碍磁通量的变化:感应电流的磁效应——增反减同铝环运动方向铝环受力方向感应电流的磁场方向感应电流方向(从左向右看)斥力逆时针向左增加远离向右斥力顺时针向右增加远离向左引力顺时针向左减少靠近向左引力逆时针向右减少靠近向右原磁场方向磁通量变化铝环运动方向铝环受力方向斥力远离斥力远离引力靠近引力靠近铝环运动方向铝环受力方向斥力远离斥力远离引力靠近引力靠近铝环运动方向铝环受力方向斥力远离斥力远离引力靠近引力靠近来拒去留阻碍磁通量的变化:——来拒去留 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楞次定律表述二: 感应电流的受力效果楞次定律的应用:例1、增反减同感应电流原磁通变化感应电流产生的磁场因
果阻碍楞
次
定
律安培定则总结判断感应电流方向的一般步骤:二:从能量转化与守恒角度理解楞次定律 “阻碍”作用是把其他形式的能量转化成感应电流所在回路的电能楞次定律的实质是“能量的转化与守恒” 楞 次 定 律感应电流的
受力效果课堂小结:“阻碍”磁通量的变化克服安培力做功其他形式的能量
转化成电能判断感应电流的方向——楞次定律
一:知识回顾
1:感应电流的产生条件是什么?
2:感应电流的大小与哪些因素有关?
二:观察实验猜想:
感应电流的方向与哪些因素有关?
1、
2、
三:学生分组实验:
铝环的转动方向 感应电流方向
实验数据:
原磁场方向
磁通量变化
铝环运动方向(靠近还是远离条形磁铁)
铝环受力方向(引力还是斥力)
感应电流的磁场方向
感应电流方向(从右向左看)
N 极插入
S极插入
N 极拔出
S 极拔出
四:楞次定律:
感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
如何阻碍磁通量的变化:
楞次定律表述二:
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
如何阻碍磁通量的变化:
例1、
例2、通电直导线与矩形线圈在同一平面内,当线圈远离导线时,判断线圈中感应电流的方向。
总结判断感应电流方向的一般步骤:
五:从能量转化与守恒角度理解楞次定律
其他形式的能量 感应电流所在回路的电能
楞次定律的实质是
六:课堂小结:
七:课堂练习
1:一水平放置的矩形闭合线圈abcd,在细长磁铁的N极附近竖直下落,由图示位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和位置Ⅲ都很靠近位置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.从Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动,从Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动
D.从Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动,从Ⅱ到Ⅲ是 沿 abcd 流 动
2、如图所示,已知线圈中的感应电流的方向,线圈中的磁通量如何变化?试判断条形磁铁是向上运动,还是向下运动?
3.如图,软铁环上绕有M、N两个线圈,当M线圈电路中的开关断开的瞬间,线圈N中的感应电流沿什么方向?
4、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?
讨论:
(1)如果将磁铁N极从铜棒a 、 b中拔出呢?
(2)如果将磁铁S极从铜棒a 、 b中拔出呢?