高二物理選修3-2第一章第3節(jié)《楞次定律》模塊講義

1、楞次定律學(xué)習(xí)目標(biāo)1、通過實(shí)驗(yàn)探究歸納出判斷感應(yīng)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、能運(yùn)用楞次定律和右手定則判斷感應(yīng)電流的方向。知識(shí)網(wǎng)絡(luò)預(yù)覽知識(shí)精講一、實(shí)驗(yàn)探究感應(yīng)電流的方向楞次定律1、選舊干電池用試觸的方法查明電流方向與電流表指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系。2、閉合電路的磁通量發(fā)生變化的情況：甲圖：當(dāng)把條形磁鐵N極插入線圈時(shí)，穿過線圈的磁通量增加，由實(shí)驗(yàn)可知，這時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向跟磁鐵的磁場(chǎng)方向 。乙圖：當(dāng)把條形磁鐵N極拔出線圈時(shí)，穿過線圈的磁通量減少，由實(shí)驗(yàn)可知，這時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向跟磁鐵的磁場(chǎng)方向 。丙圖：當(dāng)把條形磁鐵S極插入線圈時(shí)，穿過線圈的磁通量增加，由實(shí)驗(yàn)可知，這

2、時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向跟磁鐵的磁場(chǎng)方向 。丁圖：當(dāng)把條形磁鐵S極拔出線圈中時(shí)，穿過線圈的磁通量減少，由實(shí)驗(yàn)可知，這時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向跟磁鐵的磁場(chǎng)方向 。3. 楞次定律的內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。二、楞次定律的應(yīng)用1、明確 的方向。2、明確穿過閉合回路的 是增加還是減少。3、根據(jù)楞次定律，判定感應(yīng)電流的 的方向。4、利用 判定感應(yīng)電流的方向。三、右手定則的內(nèi)容伸開右手，讓拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，讓磁感應(yīng)線從掌心進(jìn)入，并使拇指指向 方向，其余四指指的方向就是 的方向。例題精講知識(shí)點(diǎn)一 正確理解楞次定律1、內(nèi)容感應(yīng)電流具有

3、這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。2、因果關(guān)系閉合導(dǎo)體回路中磁通量的變化是因，產(chǎn)生感應(yīng)電流是果；原因產(chǎn)生結(jié)果，結(jié)果又反過來影響原因。3、“阻礙”二字的含義楞次定律中的“阻礙”作用，正是能量守恒定律的反映，在克服這種阻礙的過程中，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。楞次定律的理解“阻礙”的含義4、弄清“阻礙”與“阻止”“相反”的區(qū)別(1) 阻礙不是阻止，最終引起感應(yīng)電流的磁通量還是發(fā)生了變化，是“阻而未止”。(2) 阻礙不是相反。當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反；當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相同(增

4、反減同)。(3) 涉及相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，阻礙的是導(dǎo)體與磁體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而不是阻礙導(dǎo)體或磁體的運(yùn)動(dòng)。5、楞次定律的推廣 對(duì)楞次定律中“阻礙”的含義可以推廣為感應(yīng)電流的效果總是阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因：(1) 阻礙原磁通量的變化“增反減同”；(2) 阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)“來拒去留”；(3) 使線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)“增縮減擴(kuò)”；(4) 阻礙原電流的變化(自感現(xiàn)象)“增反減同”?！久麕燑c(diǎn)睛】如果問題不涉及感應(yīng)電流的方向，則用楞次定律的推廣含義進(jìn)行研究，可以使分析問題的過程簡(jiǎn)化。6、應(yīng)用楞次定律的一般步驟運(yùn)用楞次定律判定感應(yīng)電流的思路，可以概括為以下方框圖：上圖描述了磁通量變化、磁場(chǎng)方向、感應(yīng)電流方向三個(gè)因素的關(guān)

5、系，只要知道了其中任意兩個(gè)因素，就可以確定第三個(gè)因素。7、回路運(yùn)動(dòng)情況、面積變化趨勢(shì)的判斷方法電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電流的導(dǎo)體在磁場(chǎng)中要受到安培力，從而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)及回路面積變化趨勢(shì)。判斷運(yùn)動(dòng)或面積變化趨勢(shì)的方法有：(1) 一般方法(2) 根據(jù)楞次定律的廣義表述判斷 若是由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，則感應(yīng)電流所產(chǎn)生的力的效果阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)(來拒去留)。 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，回路面積變化總要阻礙磁通量的變化(增縮減擴(kuò))。例1、如圖所示，閉合金屬圓環(huán)沿垂直于磁場(chǎng)方向放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將它從勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速拉出，以下各種說法中正確的是()A.向左拉出和向右拉出時(shí)，環(huán)中的感應(yīng)電流方向相反B.向左或向右拉出時(shí)，

6、環(huán)中感應(yīng)電流方向都是沿順時(shí)針方向的C.向左或向右拉出時(shí)，環(huán)中感應(yīng)電流方向都是沿逆時(shí)針方向的D.環(huán)在出磁場(chǎng)之前，就已經(jīng)有感應(yīng)電流例2、如圖所示，當(dāng)磁鐵運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過電阻的電流是由A經(jīng)R到B，則磁鐵可能是()A. 向下運(yùn)動(dòng) B. 向上運(yùn)動(dòng) C. 向左平移 D. 以上都不可能例3、如圖所示，當(dāng)條形磁鐵突然向銅環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)，銅環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是()A. 向右擺動(dòng) B. 向左擺動(dòng) C. 靜止 D. 不能確定例4、如圖所示，光滑固定導(dǎo)軌MN水平放置，兩根導(dǎo)體棒PQ平行放在導(dǎo)軌上，形成閉合回路。當(dāng)一條形磁鐵從上方向下迅速接近回路時(shí)，可動(dòng)的兩導(dǎo)體棒PQ將()A. 保持不動(dòng) B. 兩根導(dǎo)體相互遠(yuǎn)離 C. 兩根導(dǎo)體相互靠近

7、 D. 無法判斷例5、(多選) 如圖所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌PP和QQ都處于同一水平面內(nèi)，P和Q之間連接一電阻R，整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中?，F(xiàn)在垂直于導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒MN，用一水平向右的力F拉動(dòng)導(dǎo)體棒MN，以下關(guān)于導(dǎo)體棒MN中感應(yīng)電流方向和它所受安培力的方向的說法正確的是()A. 感應(yīng)電流方向是NM B. 感應(yīng)電流方向是MN C. 安培力方向水平向左 D. 安培力方向水平向右知識(shí)點(diǎn)二 楞次定律、右手定則、左手定則、安培定則的應(yīng)用1、從研究對(duì)象上說，楞次定律研究的是整個(gè)閉合電路，右手定則研究的是閉合電路的一部分，即一段做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體。2、從適用范圍上說，楞次定律可應(yīng)用于由磁通量變

8、化引起感應(yīng)電流的各種情況，右手定則只適用于一段導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況，導(dǎo)體不動(dòng)時(shí)不能應(yīng)用。3、有的問題只能用楞次定律不能用右手定則，有的問題則兩者都能用，究竟選用楞次定律還是右手定則，要具體問題具體分析。(1)若是導(dǎo)體不動(dòng)，回路中的磁通量變化，要用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向，而不能用右手定則判斷；(2)若是回路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，用右手定則判斷較為簡(jiǎn)便，用楞次定律也能進(jìn)行判斷，但較為麻煩。楞次定律與右手定則的區(qū)別與聯(lián)系 規(guī)律比較內(nèi)容楞次定律右手定則區(qū)別研究對(duì)象整個(gè)閉合回路閉合回路的一部分，即做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體適用范圍各種電磁感應(yīng)現(xiàn)象只適用于導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做

9、切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況應(yīng)用用于磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便用于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便聯(lián)系右手定則是楞次定律的特例安培定則、左手定則與右手定則的區(qū)別安培定則(右手)左手定則右手定則作用判斷電流的磁場(chǎng)方向判斷通電導(dǎo)體受磁場(chǎng)力方向判斷切割磁感線導(dǎo)體中感應(yīng)電流方向已知條件電流方向電流方向磁場(chǎng)方向切割運(yùn)動(dòng)方向磁場(chǎng)方向因果關(guān)系電流磁場(chǎng)電流受力(運(yùn)動(dòng))運(yùn)動(dòng)電流實(shí)例電磁鐵電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)安培定則和左手定則對(duì)照比較項(xiàng)目安培定則左手定則適用范圍通電導(dǎo)線、圓環(huán)產(chǎn)生磁場(chǎng)時(shí)，磁場(chǎng)方向、電流方向互判通電導(dǎo)線所受安培力：安培力方向、電流方向、磁場(chǎng)方向三者互判因果關(guān)系因電而生磁(IB)因電而受力(

10、I、BF安)應(yīng)用實(shí)例電磁繼電器電動(dòng)機(jī)、磁電式儀表例6、如圖所示裝置中，cd桿原來靜止。當(dāng)ab桿做如下哪些運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿將向右移動(dòng)()A. 向右勻速運(yùn)動(dòng) B. 向右加速運(yùn)動(dòng) C. 向左加速運(yùn)動(dòng) D. 向左減速運(yùn)動(dòng)學(xué)霸總結(jié)(1) 因電而生磁安培定則；(2) 因動(dòng)而生電右手定則；(3) 因電而受力左手定則。例7、如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的平行金屬導(dǎo)軌跟大線圈相接，導(dǎo)軌上放一導(dǎo)線ab，大線圈P內(nèi)有同圓心的閉合小線圈M，要使M中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，導(dǎo)線ab的運(yùn)動(dòng)是()A. 勻速向右運(yùn)動(dòng) B. 加速向右運(yùn)動(dòng) C. 減速向右運(yùn)動(dòng) D. 加速向左運(yùn)動(dòng)鞏固訓(xùn)練1、如圖是驗(yàn)證楞次定律實(shí)驗(yàn)的示意圖，豎直放置的

11、線圈固定不動(dòng)，將磁鐵從線圈上方插入或拔出，線圈和電流表構(gòu)成的閉合回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。各圖中分別標(biāo)出了磁鐵的極性、磁鐵相對(duì)線圈的運(yùn)動(dòng)方向以及線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向等情況，其中表示正確的是()2、某磁場(chǎng)磁感線如圖所示，有一銅線圈自圖示A處落至B處，在下落過程中，自上向下看，線圈中的感應(yīng)電流方向是()A. 始終順時(shí)針 B. 始終逆時(shí)針 C. 先順時(shí)針再逆時(shí)針 D. 先逆時(shí)針再順時(shí)針3、在赤道上空，一根沿東西方向的水平導(dǎo)線自由落下，則導(dǎo)線上各點(diǎn)的電勢(shì)()A. 東端高 B. 西端高 C. 中點(diǎn)高 D. 一樣高4、如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于圓形線圈指向紙里，a、b、c、d為圓形線圈上等距離的四點(diǎn)?，F(xiàn)

12、用外力作用在上述四點(diǎn)，將線圈拉成正方形，設(shè)線圈導(dǎo)線不可伸長(zhǎng)，且線圈仍處于原先所在的平面內(nèi)，則在線圈發(fā)生形變的過程中()A. 線圈中將產(chǎn)生abcd方向的感應(yīng)電流 B. 線圈中將產(chǎn)生adcb方向的感應(yīng)電流C. 線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向先是abcd，后是adcb D. 線圈中無感應(yīng)電流產(chǎn)生5、如圖所示，A、B都是很輕的鋁環(huán)，分別吊在絕緣細(xì)桿的兩端，桿可繞豎直軸在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，環(huán)A是閉合的，環(huán)B是斷開的。若用磁鐵分別靠近這兩個(gè)圓環(huán)，則下面說法正確的是()A. 圖中磁鐵N極接近A環(huán)時(shí)，A環(huán)被吸引，而后被推開B. 圖中磁鐵N極遠(yuǎn)離A環(huán)時(shí)，A環(huán)被排斥，而后隨磁鐵運(yùn)動(dòng)C. 用磁鐵N極接近B環(huán)時(shí)，B環(huán)被推斥，遠(yuǎn)

13、離磁鐵運(yùn)動(dòng)D. 用磁鐵的任意一磁極接近A環(huán)時(shí)，A環(huán)均被排斥 6、如圖所示，固定的水平長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有電流I，矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，且一邊與導(dǎo)線平行。線框由靜止釋放，在下落過程中()A. 穿過線框的磁通量保持不變 B. 線框中感應(yīng)電流方向保持不變C. 線框所受安培力的合力為零 D. 線框的機(jī)械能不斷增大7、某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)電磁沖擊鉆，其原理示意圖如圖所示，若發(fā)現(xiàn)鉆頭M突然向右運(yùn)動(dòng)，則可能是()A. 開關(guān)S由斷開到閉合的瞬間 B. 開關(guān)S由閉合到斷開的瞬間C. 保持開關(guān)S閉合，變阻器滑片P加速向右滑動(dòng) D. 保持開關(guān)S閉合，變阻器滑片P勻速向右滑動(dòng)8、如圖所示，導(dǎo)軌間的磁場(chǎng)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(dòng)時(shí)，正對(duì)電磁鐵A的圓形金屬環(huán)B中()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9、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(zhǎng)度l將()A. S增大，l變大B. S減小，l變短C. S增大，l變短 D. S減小，l變長(zhǎng) 10、如圖所示的裝置是法拉第