2.1.1楞次定律课件—2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册（29张PPT）

2.1.1 楞次定律
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？
1. 影响感应电流方向的因素有哪些？
2. 楞次定律的内容？
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？
我们知道，穿过闭合回路的磁通量变化是产生感应电流的条件，看来感应电流的方向可能与磁通量的变化有关。重做上面的实验，条形磁体的N极或S极插入闭合线圈时，穿过线圈的磁通量增大，N极或S极抽出时，穿过线圈的磁通量减小。看一看，感应电流的方向与磁通量的变化之间有什么关系呢？
一、 影响感应电流方向的因素
实验前：1.找出电流表中指针偏转方向和电流方向的关系
2.观察线圈中导线的绕向
+
+
“-”进左偏, “+”进右偏.
试触!
实验步骤
1.将条形磁铁北极向下插入线圈。
2.将条形磁铁南极向下插入线圈。
N
S
+
G
N
S
+
G
3.将条形磁铁北极向上拔出线圈。
4.将条形磁铁南极向上拔出线圈。
N
S
+
G
N
S
+
G
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}
N 极插入
S 极插入
N 极拔出
S 极拔出
示意图
S
N
G
G
N
G
S
G
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}
N 极插入
S 极插入
N 极拔出
S 极拔出
线圈中（原）磁场的方向
线圈中（原）磁通量的变化
感应电流方向(俯视）
感应电流的磁场方向
向下
减小
顺时针
向下
向上
向上
减小
顺时针
逆时针
向下
向上
增加
向下
增加
逆时针
向上
归纳结论
当线圈内磁通量增加时，感应电流的磁场阻碍磁通量的增加；
当线圈内磁通量减少时，感应电流的磁场阻碍磁通量的减少。
例1.如图a、b、c三个圆环在同一平面内，当b环中的顺时针方向电流减小时，则（　　）
A．a环中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势
B．a环中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势
C．c环中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势
D．c环中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势
D
解析：A、由安培定则可知，b环产生的磁场的方向向里，当b环中电流逐渐减小时，在环内产生的磁场减小，a环内的磁通量减小，为阻碍磁通量的减小，a环有面积增大的趋势，根据楞次定律可知，a环感应电流的方向为顺时针方向，故AB错误；
CD、根据磁场分布的特点可知，c环处磁场的方向向外，当b环中电流逐渐减小时，c环内向外的磁通量减小，为阻碍磁通量的减小，c环有面积增大的趋势，根据楞次定律可知，c环感应电流的方向为逆时针方向，故C错误，D正确；
故选：D。
如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置甲(左)匀速运动到位置乙(右)，则(　　)

A．导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a
B．导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a
C．导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右
D．导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左
变式训练：
D
解析：由右手定则可判断出导线框进入磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a，导线框离开磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a。由左手定则可判断导线框进入磁场时受到的安培力水平向左，导线框离开磁场时，受到的安培力水平向左，因此选项D正确。
答案　D。
当线圈内磁通量增加时，感应电流的磁场阻碍磁通量的增加；
当线圈内磁通量减少时，感应电流的磁场阻碍磁通量的减少。
技法点拨：
1834 年，俄国物理学家楞次在分析了许多实验事实后， 得到了关于感应电流方向的规律：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。这就是楞次定律。
二、楞次定律
感应电流沿着楞次定律所述的方向，是能量守恒定律的必然结果。我们知道，由于电阻的存在，感应电流在闭合回路中流动时将产生热量。根据能量守恒定律，能量不可能无中生有，这部分热量只可能从其他形式的能量转化而来。在上述实验中，把磁极插入线圈或从线圈内抽出时，推力或拉力都必须做机械功，做功过程中消耗的机械能转化成感应电流的电能。
判断感应电流的一般步骤。
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
对楞次定律的理解
1．因果关系
闭合回路中磁通量的变化是因，产生感应电流是果；原因产生结果，结果又反过来影响原因。
2．楞次定律中“阻碍”的几个层次
3．阻碍的几种表现
(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”。
(2)阻碍(导体的)相对运动——“来拒去留”。
(3)回路面积有增大或减小的趋势来反抗磁通量的变化。
注意
（1）阻碍不是阻止。
（2）阻碍不等于相反。
例2.关于对楞次定律的理解，下面说法中正确的是(　　)
A．感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量的变化
B．感应电流的磁场方向，总是跟原磁场方向相同
C．感应电流的磁场方向，总是跟原磁场方向相反
D．感应电流的磁场方向可以跟原磁场方向相同，也可以相反
AD
解析：根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍原磁场的磁通量的变化，A项正确；感应电流的磁场方向在磁通量增加时与原磁场方向相反，在磁通量减小时与原磁场方向相同，B、C项错误，D项正确。
故选：AD。
如图所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动。金属线框从右侧某一位置由静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是(　　)
A．a→b→c→d→a
B．d→c→b→a→d
C．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a
D．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d
变式训练：
B
解析：线框从右侧开始由静止释放，穿过线框平面的磁通量逐渐减少，由楞次定律可得感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，根据安培定则，感应电流的方向为d→c→b→a→d；过O点后线框继续向左摆动过程中，磁感线从反面穿入线框，穿过线框平面的磁通量逐渐增大，由楞次定律可得感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，由安培定则可知感应电流的方向仍为d→c→b→a→d，故B选项正确。
答案　B。
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。这就是楞次定律。根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍原磁场的磁通量的变化；感应电流的磁场方向在磁通量增加时与原磁场方向相反，在磁通量减小时与原磁场方向相同。
技法点拨：
一、影响感应电流方向的因素
穿过闭合回路的磁通量变化是产生感应电流的条件，感应电流的方向与磁通量的变化有关。
当线圈内磁通量增加时，感应电流的磁场阻碍磁通量的增加；
当线圈内磁通量减少时，感应电流的磁场阻碍磁通量的减少。
二、楞次定律
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。
再见