人教版選修32 4.3 楞次定律 課件（51張）.ppt

1 通過實驗探究歸納出判斷感應電流方向的規(guī)律 楞次定律 2 正確理解楞次定律的內(nèi)容及其本質(zhì) 3 能夠熟練運用楞次定律和右手定則判斷感應電流的方向 讀教材 填要點 1 楞次定律的實驗探究 1 探究過程 將螺線管與電流計組成閉合導體回路 分別將n極 s極插入 抽出線圈 如圖4 3 1所示 記錄感應電流方向如圖4 3 2所示 圖4 3 1 圖4 3 2 2 現(xiàn)象分析 線圈內(nèi)磁通量增加時的情況 向下向上向上向下 線圈內(nèi)磁通量減少時的情況 向下向上 3 實驗結論 表述一 當穿過線圈的磁通量增加時 感應電流的磁場與原磁場的方向 當穿過線圈的磁通量減少時 感應電流的磁場與原磁場的方向 表述二 當磁鐵靠近線圈時 兩者 當磁鐵遠離線圈時 兩者 2 楞次定律感應電流具有這樣的方向 即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的 相反 相同 相斥 相吸 磁通量的變化 關鍵一點 楞次定律不是直接給出感應電流的方向 而是給出感應電流的磁場與原磁場方向間的關系 3 右手定則 1 使用范圍 判定閉合導體回路中的一部分做運動時產(chǎn)生的感應電流的方向 2 使用方法 伸開右手 使拇指與其余四個手指垂直 并且都與手掌在同一個平面內(nèi) 讓磁感線從進入 并使指向?qū)Ь€運動的方向 這時所指的方向就是感應電流的方向 切割 磁感線 掌心 拇指 四指 關鍵一點 判斷閉合電路中的部分導線做切割磁感線運動時產(chǎn)生感應電流的方向 楞次定律同樣適用 但用右手定則比用楞次定律更簡便 試身手 夯基礎 1 根據(jù)楞次定律可知感應電流的磁場一定 a 阻礙引起感應電流的磁通量b 與引起感應電流的磁場反向c 阻礙引起感應電流的磁通量的變化d 與引起感應電流的磁場方向相同 解析 根據(jù)楞次定律 感應電流產(chǎn)生的效果 總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化 當磁通量減弱時 兩磁場同向 當磁通量增加時 兩磁場則反向 答案 c 2 閉合電路的一部分導體在磁場中切割磁感線運動 如圖4 3 3所示 能正確表示感應電流i的方向 磁感應強度b的方向跟導體運動速度方向關系的是 圖4 3 3 解析 圖a中導體不切割磁感線 導體中無電流 由右手定則可以判斷 b c正確 d圖中感應電流方向應垂直紙面向外 答案 bc 3 如圖4 3 4所示 閉合金屬圓環(huán)沿垂直于磁場方向放置在勻強磁場中 將它從勻強磁場中勻速拉出 以下各種說法中正確的是 圖4 3 4 a 向左拉出和向右拉出時 環(huán)中的感應電流方向相反b 向左或向右拉出時 環(huán)中的感應電流方向都是沿順時針方向的c 向左或向右拉出時 環(huán)中的感應電流方向都是沿逆時針方向的d 環(huán)在離開磁場之前 就已經(jīng)有了感應電流 解析 將金屬圓環(huán)不管從哪邊拉出磁場 穿過閉合圓環(huán)的磁通量都要減少 根據(jù)楞次定律可知 感應電流的磁場要阻礙原磁通量的減少 感應電流的磁場方向與原磁場方向相同 應用安培定則可以判斷出感應電流的方向是順時針方向的 選項b正確 a c錯誤 另外在圓環(huán)離開磁場前 穿過圓環(huán)的磁通量沒有改變 該種情況無感應電流 故d錯誤 答案 b 4 如圖4 3 5所示 當條形磁鐵由較遠處向螺線管平移靠近時 流過電流計的電流方向是 當磁鐵遠離螺線管時 流過電流計的電圖4 3 5流方向是 解析 由楞次定律 當磁鐵靠近螺線管時 螺線管內(nèi)產(chǎn)生向上的磁場 再由安培定則判斷感應電流的方向為順時針方向 所以流過電流計的電流方向是由b到a 同理判斷當條形磁鐵遠離時 流過電流計的電流方向為a到b 答案 b aa b 1 感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流的磁通量的變化 而不是阻礙引起感應電流的磁場 因此不能認為感應電流的磁場方向總是和引起感應電流的磁場方向相反 2 對阻礙的理解 3 弄清 阻礙 與 阻止 相反 的區(qū)別 阻礙不是阻止 最終引起感應電流的磁通量還是發(fā)生了變化 是 阻而未止 阻礙不是相反 當引起感應電流的磁通量增大時 感應電流的磁場與原磁場的方向相反 當引起感應電流的磁通量減少時 感應電流的磁場與原磁場的方向相同 增反減同 涉及相對運動時 阻礙的是導體與磁體的相對運動 而不是阻礙導體或磁體的運動 4 楞次定律的兩層含義 因果關系 楞次定律中閉合導體回路中原磁通量的變化是產(chǎn)生感應電流的原因 而感應電流的磁場的出現(xiàn)是感應電流存在的結果 符合能量守恒定律 電磁感應的實質(zhì)是其他形式的能轉化為電能 在電磁感應現(xiàn)象中 線圈 導體棒 中產(chǎn)生感應電流 外力克服感應電流所受的磁場力做功 把其他形式的能量轉化為電能 且能量總是守恒的 這種能的轉化與守恒關系正是通過 阻礙 作用體現(xiàn)出來的 1 如圖4 3 6所示 在磁感應強度大小為b 方向豎直向上的勻強磁場中 有一質(zhì)量為m 阻值為r的閉合矩形金屬線框abcd用絕緣輕質(zhì)細桿懸掛在o點 并圖4 3 6可繞o點擺動 金屬線框從右側某一位置由靜止開始釋放 在擺動到左側最高點的過程中 細桿和金屬線框平面始終處于同一平面 且垂直紙面 則線框中感應電流的方向是 a a b c d ab d c b a dc 先是d c b a d 后是a b c d ad 先是a b c d a 后是d c b a d 思路點撥 解答該題時可按以下思路進行分析 解析 線框從右側開始由靜止釋放 穿過線框平面的磁通量逐漸減少 由楞次定律可得感應電流的方向為d c b a d 過o點繼續(xù)向左擺動過程中 穿過線框平面的磁通量逐漸增大 由楞次定律可得感應電流的方向仍為d c b a d 故b選項正確 答案 b 用楞次定律判斷感應電流方向的一般思路 1 判斷回路運動情況 回路面積變化趨勢的一般步驟 2 楞次定律的推廣含義及其應用 1 楞次定律的推廣含義 感應電流的效果總是要反抗 或阻礙 引起感應電流的原因 2 判斷回路的運動情況 由于相對運動導致的電磁感應現(xiàn)象 感應電流的效果阻礙相對運動 簡稱口訣 來拒去留 3 判斷回路面積的變化趨勢 電磁感應致使回路面積有變化趨勢時 則收縮或擴張是為了阻礙回路磁通量的變化 即磁通量增大時 面積有收縮趨勢 磁通量減少時 面積有增大趨勢 簡稱口訣 增縮減擴 2 如圖4 3 7所示 光滑固定導軌m n水平放置 兩根導體棒p q平行放于導軌上 形成一個閉合回路 當一條形磁鐵從高處下落接近回路時 圖4 3 7a p q將相互靠攏b p q將相互遠離c 磁鐵的加速度仍為gd 磁鐵的加速度小于g 思路點撥 條形磁鐵接近回路時 回路中產(chǎn)生感應電流 判斷p q所受安培力的方向可以得出其移動方向 根據(jù)感應電流的效果總是反抗產(chǎn)生感應電流的原因也可對p q的運動方向做出判斷 解析 法一 設磁鐵下端為n極 如圖所示 根據(jù)楞次定律可判斷出p q中感應電流方向 根據(jù)左手定則可判斷p q所受安培力的方向 可見p q將相互靠攏 由于回路所受安培力的合力向下 由牛頓第三定律知磁鐵將受到向上的反作用力 從而加速度小于g 當s極為下端時 可得到同樣的結果 法二 根據(jù)楞次定律的另一種表述 感應電流的效果總是要反抗產(chǎn)生感應電流的原因 本題的 原因 是回路中磁通量的增加 歸根結底是磁鐵靠近回路 效果 便是阻礙磁通量的增加和磁鐵的靠近 所以p q將相互靠近且磁鐵的加速度小于g 答案 ad 應用楞次定律結合左手定則判斷感應電流所受安培力的方向時 要明確感應電流的具體方向及磁場的分布情況 而應用楞次定律的第二種表述則不必對感應電流方向及磁場的分布規(guī)律做具體分析 在研究電磁感應現(xiàn)象時 經(jīng)常用到右手螺旋定則 左手定則 右手定則及楞次定律等規(guī)律 要想靈活運用 三定則一規(guī)律 就必須明確這些規(guī)律的區(qū)別與聯(lián)系 1 三定則一規(guī)律 應用于不同的現(xiàn)象 2 左手定則與右手定則的區(qū)別 3 楞次定律與右手定則的關系 3 如圖4 3 8所示 水平放置的兩條光滑軌道上有能夠自由移動的金屬棒pq mn 當pq在外力的作用下運動時 mn在磁場力的作用下向右運動 則pq所做的運動可能是 圖4 3 8a 向右加速運動b 向左加速運動c 向右減速運動d 向左減速運動 思路點撥 解答本題時應按以下步驟 1 由mn的運動情況判斷mn中的感應電流方向 2 根據(jù)l1中的電流方向判斷l(xiāng)1中的磁場變化情況 3 判斷l(xiāng)2中的磁場變化情況 4 判斷pq的運動情況 解析 mn在磁場力的作用下向右運動 由左手定則可知mn中感應電流的方向為由m n 由安培定則可得l1中感應電流的磁場方向向上 由楞次定律知 若穿過l1的原磁場向上 則該磁場應減弱 若穿過l1的原磁場向下 則該磁場應增大 即l2中感應電流的磁場應向上減弱或向下增大 若pq向右運動 由右手定則可知pq中的感應電流的方向是由q p l2中感應電流的磁場向上 要使其減弱則pq應減速運動 同理pq向左運動時應做加速運動 答案 bc 解決這類問題的關鍵是抓住幾個定則的因果關系 1 因電而生磁 i b 安培定則 2 因動而生電 v b i 右手定則 3 因電而受力 i b f 左手定則 可概括記憶為 通電受力用左手 運動生電用右手 1 楞