高中物理 第4章 第4講 楞次定律的應(yīng)用課件 新人教版選修32.ppt

第四章電磁感應(yīng) 第四講楞次定律的應(yīng)用 目標(biāo)定位 楞次定律的應(yīng)用 1 楞次定律 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 阻礙變化 3 安培定則 右手螺旋定則 右手定則 左手定則 2 應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的一般步驟 1 閉合電路原磁場 楞次定律的應(yīng)用 2 磁通量 3 楞次定律 4 安培定則 1 安培 2 左手 3 右手 一 增反減同 法 感應(yīng)電流的磁場 總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量 原磁場磁通量 的變化 課堂講義 1 當(dāng)原磁場磁通量增加時(shí) 感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相反 2 當(dāng)原磁場磁通量減少時(shí) 感應(yīng)電流的磁場方向就與原磁場方向相同 楞次定律的應(yīng)用 口訣記為 增反減同 例1 如圖所示 一水平放置的矩形閉合線圈abcd在細(xì)長磁鐵的n極附近豎直下落 保持bc邊在紙外 ad邊在紙內(nèi) 由圖中位置 經(jīng)過位置 到位置 位置 和位置 都很接近位置 這個(gè)過程中線圈的感應(yīng)電流 a 沿abcd流動b 沿dcba流動c 先沿abcd流動 后沿dcba流動d 先沿dcba流動 后沿abcd流動 課堂講義 楞次定律的應(yīng)用 位置 到位置 向上的磁通量減少 楞次定律 感應(yīng)電流的磁場向上 安培定則 電流沿abcd流動 位置 到位置 向下的磁通量增加 楞次定律 感應(yīng)電流的磁場向上 安培定則 電流沿abcd流動 二 來拒去留 法 由于磁場與導(dǎo)體的相對運(yùn)動產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí) 產(chǎn)生的感應(yīng)電流受到磁場的安培力 這種安培力會 阻礙 相對運(yùn)動 課堂講義 楞次定律的應(yīng)用 口訣記為 來拒去留 例2 如圖所示 當(dāng)磁鐵突然向銅環(huán)運(yùn)動時(shí) 銅環(huán)的運(yùn)動情況是 a 向右擺動b 向左擺動c 靜止d 無法判定 課堂講義 楞次定律的應(yīng)用 磁通量增加 來拒去留 楞次定律 銅環(huán)向右擺動阻礙磁通量增加 借題發(fā)揮假如磁鐵的極性不明確 當(dāng)磁鐵向左靠近銅環(huán)時(shí) 銅環(huán)也會向右擺動 三 增縮減擴(kuò) 法 當(dāng)閉合電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生時(shí) 電路的各部分導(dǎo)線就會受到安培力作用 會使電路的面積有變化 或有變化趨勢 課堂講義 楞次定律的應(yīng)用 1 若原磁通量增加 則通過減小有效面積起到阻礙的作用 2 若原磁通量減小 則通過增大有效面積起到阻礙的作用 溫馨提示 本方法適用于磁感線單方向穿過閉合回路的情況 口訣記為 增縮減擴(kuò) 例3 如圖所示 在載流直導(dǎo)線近旁固定有兩平行光滑導(dǎo)軌a b 導(dǎo)軌與直導(dǎo)線平行且在同一水平面內(nèi) 在導(dǎo)軌上有兩可自由滑動的導(dǎo)體ab和cd 當(dāng)載流直導(dǎo)線中的電流逐漸增強(qiáng)時(shí) 導(dǎo)體ab和cd的運(yùn)動情況是 a 一起向左運(yùn)動b 一起向右運(yùn)動c ab和cd相向運(yùn)動 相互靠近d ab和cd相背運(yùn)動 相互遠(yuǎn)離 課堂講義 楞次定律的應(yīng)用 磁通量增大 增縮減擴(kuò) 楞次定律 面積縮小以阻礙磁通量增大 兩導(dǎo)體靠近 借題發(fā)揮當(dāng)磁場變化時(shí) 回路通過增大或者縮小面積 起到阻礙變化的作用 概括為 增縮減擴(kuò) 四 增離減靠 法 發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí) 通過什么方式來 阻礙 原磁通量的變化要根據(jù)具體情況而定 可能是阻礙導(dǎo)體的相對運(yùn)動 也可能是改變線圈的有效面積 還可能是通過遠(yuǎn)離或靠近變化的磁場源來阻礙原磁通量的變化 課堂講義 楞次定律的應(yīng)用 即 1 若原磁通量增加 則通過遠(yuǎn)離磁場源起到阻礙的作用 2 若原磁通量減小 則通過靠近磁場源起到阻礙的作用 口訣記為 增離減靠 例4 一長直鐵芯上繞有一固定線圈m 鐵芯右端與一木質(zhì)圓柱密接 木質(zhì)圓柱上套有一閉合金屬環(huán)n n可在木質(zhì)圓柱上無摩擦移動 m連接在如圖所示的電路中 其中r為滑動變阻器 e1和e2為直流電源 s為單刀雙擲開關(guān) 下列情況中 可觀測到n向左運(yùn)動的是 a 在s斷開的情況下 s向a閉合的瞬間b 在s斷開的情況下 s向b閉合的瞬間c 在s已向a閉合的情況下 將r的滑片向c端移動時(shí)d 在s已向a閉合的情況下 將r的滑片向d端移動時(shí) 課堂講義 楞次定律的應(yīng)用 增離減靠 楞次定律 穿過n的磁通量在減小 線圈m中電流在減小 只有c項(xiàng)電流是減小的 借題發(fā)揮當(dāng)磁場變化時(shí) 導(dǎo)體環(huán)通過遠(yuǎn)離或靠近 起到阻礙變化的作用 概括為 增離減靠 五 安培定則 左手定則 右手定則 楞次定律的區(qū)別 1 右手定則是楞次定律的特殊情況 課堂講義 楞次定律的應(yīng)用 1 楞次定律的研究對象為整個(gè)閉合導(dǎo)體回路 適用于磁通量變化引起感應(yīng)電流的各種情況 2 右手定則的研究對象為閉合導(dǎo)體回路的一部分 適用于一段導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動 2 區(qū)別安培定則 左手定則 右手定則的關(guān)鍵是抓住因果關(guān)系 1 因電而生磁 i b 安培定則 判斷電流周圍磁感線的方向 2 因動而生電 v b i感 右手定則 導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流 3 因電而受力 i b f安 左手定則 磁場對電流有作用力 例5 如圖所示 導(dǎo)軌間的磁場方向垂直于紙面向里 當(dāng)導(dǎo)線mn在導(dǎo)軌上向右加速滑動時(shí) 正對電磁鐵a的圓形金屬環(huán)b中 說明 導(dǎo)體棒切割磁感線速度越大 感應(yīng)電流越大 a 有感應(yīng)電流 且b被a吸引b 無感應(yīng)電流c 可能有 也可能沒有感應(yīng)電流d 有感應(yīng)電流 且b被a排斥 課堂講義 楞次定律的應(yīng)用 右手定則 電流方向從n m 且變大 a中磁場向左 且增強(qiáng) 安培定則 楞次定律 b中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場向右 b被a排斥 1 1931年 英國物理學(xué)家狄拉克從理論上預(yù)言 存在只有一個(gè)磁極的粒子 即 磁單極子 1982年 美國物理學(xué)家卡布萊拉設(shè)計(jì)了一個(gè)尋找磁單極子的實(shí)驗(yàn) 他設(shè)想 如果一個(gè)只有n極的磁單極子從上向下穿過如圖所示的超導(dǎo)線圈 那么 從上向下看 超導(dǎo)線圈將出現(xiàn) a 先有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流 然后有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流b 先有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流 然后有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流c 始終有順時(shí)針方向持續(xù)流動的感應(yīng)電流d 始終有逆時(shí)針方向持續(xù)流動的感應(yīng)電流 對點(diǎn)練習(xí) 楞次定律的應(yīng)用 增反減同 法 靠近時(shí) 增反減同 b感向上 安培定則 俯視逆時(shí)針電流 遠(yuǎn)離時(shí) 增反減同 b感向上 安培定則 俯視逆時(shí)針電流 2 如圖所示 螺線管cd的導(dǎo)線繞法不明 當(dāng)磁鐵ab插入螺線管時(shí) 閉合電路中有圖示方向的感應(yīng)電流產(chǎn)生 下列關(guān)于螺線管磁場極性的判斷 正確的是 a c端一定是n極b d端一定是n極c c端的極性一定與磁場b端的極性相同d 因螺線管的繞法不明 故無法判斷極性 對點(diǎn)練習(xí) 楞次定律的應(yīng)用 來拒去留 法 插入時(shí) 來拒去留 楞次定律 c與b極性相反 但由于磁鐵極性不明 所以c端極性不能確定 3 如圖所示 一個(gè)有彈性的金屬圓環(huán)被一根橡皮繩吊于通電直導(dǎo)線的正下方 直導(dǎo)線與圓環(huán)在同一豎直面內(nèi) 當(dāng)通電直導(dǎo)線中電流增大時(shí) 彈性圓環(huán)的面積s和橡皮繩的長度l將 a s增大 l變長b s減小 l變短c s增大 l變短d s減小 l變長 對點(diǎn)練習(xí) 楞次定律的應(yīng)用 增縮減擴(kuò) 法 楞次定律 阻礙磁通量的變大 磁通量增大 縮小面積 遠(yuǎn)離導(dǎo)線 4 如圖所示是某電磁沖擊鉆的原理圖 若突然發(fā)現(xiàn)鉆頭m向右運(yùn)動 則可能是 a 開關(guān)s閉合瞬間b 開關(guān)s由閉合到斷開的瞬間c 開關(guān)s已經(jīng)是閉合的 滑動變阻器滑片p向左迅速滑動d 開關(guān)s已經(jīng)是閉合的 滑動變阻器滑片p向右迅速滑動 對點(diǎn)練習(xí) 楞次定律的應(yīng)用 增離減靠 法 增離減靠 右線圈磁通量變大 a 開關(guān)閉合 鉆頭m向右遠(yuǎn)離 阻礙磁通量變大 ac正確 c 開關(guān)閉合后滑片右移 b d操作與a c相反 錯誤 楞次定律 5 如圖所示 水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動的金屬棒pq mn 當(dāng)pq在外力的作用下運(yùn)動時(shí) mn在磁場力的作用