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楞次定律
高二年级 物理
复习回顾
产生感应电流的条件是什么?
复习回顾
实验现象:
(1)当磁体任意一端向下插入和拔出时,指针偏转方向不一样,说明感应电流方向不同;
复习回顾
实验现象:
(2)当插入或者拔出快慢不同时,指针偏转角度不同,说明感应电流大小不一样;
复习回顾
(2)影响感应电流大小的因素
(1)影响感应电流方向的因素
复习回顾
(1)影响感应电流方向的因素
1、分析
N
S
1、分析
N
S
闭合回路
ΔΦ
条件
充要
感应电流
感应电流方向与
ΔΦ有关
2、实验仪器
实验器材:
灵敏电流计
条形磁体,螺线管
两根导线
3、实验方案
磁通量增加时,探究感应电流方向和磁通量增加的关系
N
S
插入过程,Φ增加
3、实验方案
磁通量减小时,探究感应电流方向和磁通量减小的关系
N
S
拔出过程,Φ减小
甲
4、实验现象(磁通量增加)
螺线管中电流流向
俯视时:逆时针
乙
4、实验现象(磁通量增加)
螺线管中电流流向
俯视时:顺时针
图号 B原方向 磁通量变化 I感的方向(俯视)
甲 向下 增加 逆时针
乙 向上 增加 顺时针
4、实验现象(磁通量减小)
丙
螺线管中电流流向
俯视时:顺时针
丁
4、实验现象(磁通量减小)
螺线管中电流流向
俯视时:逆时针
图号 B原方向 磁通量变化 I感的方向(俯视)
丙 向下 减小 顺时针
丁 向上 减小 逆时针
4、实验现象
N插入 S插入 N抽出 S抽出
原磁场方向 向下 向上 向下 向上
Φ变化 增加 增加 减小 减小
I感方向
俯视
逆时针 顺时针 顺时针 逆时针
进一步深入思考,感应电流也具有磁效应,感应电流和磁通量的关系,是否通过感应电流的磁场和磁通量建立联系呢?
请用安培定则判断出感应电流的磁场
N
甲
图号 B的方向 Ф 的变化 I 感方向 B感方向
甲 向下 增加 逆时针 向上
请用安培定则判断出感应电流的磁场
N
N
甲
乙
图号 B 的方向 Ф 的变化 I 感方向 B感方向
甲 向下 增加 逆时针 向上
乙 向上 增加 顺时针 向下
相同的方法分析磁通量减小时
N
相同的方法分析磁通量减小时
N
丙
丁
图号 B的方向 Ф 的变化 I 感方向 B感方向
丙 向下 减小 顺时针 向下
丁 向上 减小 逆时针 向上
4、实验现象
N插入 S插入 N抽出 S抽出
原磁场方向 向下 向上 向下 向上
Φ变化 增加 增加 减小 减小
I感方向
俯视
逆时针 顺时针 顺时针 逆时针
B感 向上 向下 向下 向上
4、实验现象
N插入 S插入 N抽出 S抽出
原磁场方向 向下 向上 向下 向上
Φ变化 增加 增加 减小 减小
I感方向
俯视
逆时针 顺时针 顺时针 逆时针
B感 向上 向下 向下 向上
磁通量减小,
感应电流的磁场和原磁场方向相同
磁通量增加,
感应电流的磁场和原磁场方向相反
乙
甲
情况一:感应电流的磁场,阻碍磁通量增加
丁
丙
情况二:感应电流的磁场,阻碍磁通量减小
楞次定律
1834年,俄国物理学家楞次在分析了许多实验事实后,
得到了感应电流方向的规律
楞次定律:感应电流具有这样的方向,感应电流的磁场
总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
5、楞次定律理解和应用
当闭合导体回路的一部分做切割磁感线的运动时,怎样判断感应电流的方向?
D
C
E
F
v
B
5、楞次定律理解和应用
B感
D
C
E
F
v
B
I
B 不变,S 增加
Ф=BS 增加
5、楞次定律理解和应用
I感的方向
B感的方向
安培定则
楞次定律
B的方向
Φ的变化
5、楞次定律理解和应用
当导体棒向左运动时,判断感应电流的方向?
D
C
E
F
v
B
I
B感
B 不变,S 减小
Ф=BS 减小
5、楞次定律理解和应用
D
C
E
F
v
B
I
v
B
I
5、楞次定律理解和应用
(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。
(2)适用范围:闭合电路一部分导体切割磁感线产生感应电流。
6、思考与讨论
问题:在上述四组实验中,线圈分别对条形磁体有什么方向的作用力?线圈对条形磁体做什么功?能量如何转化?楞次定律物理本质是什么?
6、思考与讨论
分析受力,以甲为例
N
S
F
(1)甲、乙图中螺线管对条形磁体有向上的作用力,对条形磁体做负功,条形磁体损失机械能,损失机械能转化成电能。
F
F
(2)丙、丁图中螺线管对条形磁体有向下的作用力,对条形磁体做负功,条形磁体损失机械能,损失的机械能转化成电能。
F
F
楞次定律所述的内容是能量守恒定律的必然结果。由于线圈的电阻存在,感应电流在闭合回路中流动时产生热量。从上述分析中,把磁体插入或从线圈中抽出都必须做机械功,做功过程中消耗的机械能转化成了电流的电能。
小结
发现问题
制定方案
实验获得证据
分析数据归纳
提出假设
得出合理结论