第二章 电磁感应
人教物理选择性必修2
楞次定律
1
回忆
A
0
N
S
磁铁动作
表针的摆
动方向
磁铁动作
表针的摆
动方向
N极插入线圈
S极插入线圈
N极停在线圈中
S极停在线圈中
N极从线圈中抽出
S极从线圈中抽出
右
左
右
左
不动
不动
N
S
N
S
N
S
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
图一
图二
S
N
B0
向下
逆时针(俯视)
B
向上
S
N
B0
向上
顺时针(俯视)
B
向下
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
实验分析
——Φ减少
图三
向下
S
N
B0
顺时针(俯视)
B
向下
图四
S
N
B0
向上
逆时针(俯视)
B
向上
B与B0同向
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
实验分析
——Φ增加
垂直纸面向外
顺时针
垂直纸面向里
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
实验分析
——Φ减少
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
B与B0同向
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”
3.应用步骤:
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
↑
2.右手定则判断感应电流方向
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。
E
F
v
B
A
↑
课堂小结
一、楞次定律
1、内容
2、“阻碍”的含义
3、应用步骤
二、右手定则
B-穿掌心
v-沿拇指
I感-沿四指
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
2.阻碍相对运动
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)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
3.阻碍电流的变化
3.如图1所示,两个闭合线圈A和B的圆心重合,放在同一水平面内,线圈B中通以如图2所示的电流,设t=0是电流沿逆时针方向(图中箭头所示)。对于线圈A在0~t1时间内的下列说法中正确的是( )
A.顺时针,扩张的趋势 B.顺时针,收缩的趋势
C.逆时针,扩张的趋势 D.逆时针,收缩的趋势
B
A
图1
i
t1
t2
t
O
图2
C
4.如图所示,导线AB与CD平行。是判断在闭合与断开开关S时,导线CD中感应电流的方向。
G
D
C
B
A
S
E
开关闭合:
CD回路原磁场: ●
磁通量:Φ↑
感应电流磁场: X
感应电流方向:顺时针
开关断开:
磁通量: Φ↓
CD回路原磁场: ●
感应电流磁场: ●
感应电流方向:逆时针
5.金属框CDEF内存在如图所示的磁场。当导体AB向右移动时,请用楞次定律判断ABCD和ABFE两个电路中感应电流的方向。
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
↑
↑
A
B
C
D
E
F
v
导体切割磁感线,谁切割谁是电源
电流方向A→B
ABCD:顺时针
ABEF:逆时针
楞次定律:
ABEF中Φ↑,B感与B反向,I感逆时针
右手定则:
ABCD中Φ↓,B感与B同向,I感顺时针
再见!