高中物理 第四章 电磁感应 4.3 楞次定律课件 新人教版选修32.ppt

3楞次定律 读一读 思一思 辨一辨 议一议 一 探究感应电流的方向阅读教材第9页开篇及第11页 楞次定律的应用 部分 了解用实验归纳总结楞次定律的方法 知道楞次定律的内容 1 用如图所示装置进行探究感应电流方向的实验 应事先弄清楚哪几个问题 实验装置答案 线圈的绕向 电流表的指针摆动方向与电流方向的关系 读一读 思一思 辨一辨 议一议 2 实验中如何确定电流表中电流的方向与指针偏转方向的关系 答案 把一节旧的干电池的一极与电流表一个接线柱相连 另一极用试触法接触电流表的另一个接线柱 观察指针偏转情况 3 在上述实验中什么是引起感应电流的磁场 答案 磁铁的磁场是引起感应电流的磁场 4 在上述实验中什么是感应电流的磁场 如何判断这个磁场的方向 答案 线圈中感应电流所产生的磁场是感应电流的磁场 用安培定则判断磁场的方向 5 简述楞次定律的内容 答案 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 读一读 思一思 辨一辨 议一议 二 右手定则阅读教材第12 13页 右手定则 部分 掌握右手定则的内容 理解右手定则的适用范围 1 把下面右手定则的内容补充完整 伸开右手 使拇指与其余四个手指垂直 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的方向 这时四指所指的方向就是感应电流的方向 2 右手定则使用在什么范围 答案 判定导线切割磁感线运动时感应电流的方向 读一读 思一思 辨一辨 议一议 1 思考辨析 1 感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反 解析 原磁场引起回路磁通量增加时 感应电流磁场与原磁场方向相反 引起磁通量减少时 两磁场方向相同 答案 2 电路不闭合 穿过回路的磁通量变化时 也会产生 阻碍 作用 解析 回路中的 阻碍 是由感应电流的磁场产生的 若回路不闭合 就无感应电流 因此不会产生阻碍作用 答案 读一读 思一思 辨一辨 议一议 3 引起感应电流的磁场变化很快时 感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相反 解析 感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场变化的快慢无关 答案 4 感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化 解析 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 答案 读一读 思一思 辨一辨 议一议 2 探究讨论 1 当手持条形磁铁使它的一个磁极靠近闭合线圈的一端时 线圈中产生了感应电流 获得了电能 从能量守恒的角度看 这必定有其他形式的能在减少 或者说 有外力对磁体 线圈这个系统做了功 你能不能用楞次定律做出判断 手持磁铁运动时我们克服什么力做了功 答案 由楞次定律可得 磁铁靠近线圈时 线圈的磁通量增加 故感应电流的磁场与原磁场方向相反 二者相互排斥 所以手必须克服磁场力做功 2 右手定则与楞次定律是什么关系 答案 能用右手定则判断的问题一定可以用楞次定律判断 右手定则是楞次定律的特殊情况 二者是一致的 读一读 思一思 辨一辨 议一议 3 感应电流的磁场与原磁场的方向 是相同还是相反 感应电流的磁场起到什么作用 答案 当磁通量增加时 感应电流的磁场与原磁场的方向相反 当磁通量减少时 感应电流的磁场与原磁场的方向相同 感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化 探究一 探究二 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 楞次定律根据如图甲 乙 丙 丁所示进行电路图连接与实验操作 并填好实验现象记录表格 探究一 探究二 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 1 请根据上表所填内容分析 感应电流的磁场方向是否总是与原磁场方向相反或相同 什么时候相反 什么时候相同 感应电流的磁场对原磁场磁通量变化有何影响 2 分析当磁铁靠近或远离线圈时两者的相互作用有什么规律 要点提示 1 不一定 有时相反 有时相同 闭合回路中原磁场的磁通量增加时 感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反 闭合回路中原磁场的磁通量减少时 感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同 感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化 2 当条形磁铁插入时 磁铁与线圈的磁极是同名磁极相对 当条形磁铁拔出时 磁铁与线圈的磁极是异名磁极相对 即 两者靠近时 相互排斥 两者远离时 相互吸引 感应电流总要阻碍原磁场的相对运动 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 1 楞次定律 1 内容 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 2 简化表述 磁通量增加时 感应电流的磁场与原磁场方向相反 磁通量减少时 感应电流的磁场与原磁场方向相同 3 适用情况 所有电磁感应现象 2 对楞次定律的理解 1 因果关系 楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系 磁通量发生变化是原因 产生感应电流是结果 原因产生结果 结果反过来影响原因 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 2 对 阻碍 的理解 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 阻碍 不是 阻止 引起感应电流的磁场仍然变化了 是阻而未止 阻碍 并不意味着 相反 当磁通量减少时 阻碍 意味着 相同 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 例题1 多选 下列各图是验证楞次定律实验的示意图 竖直放置的线圈固定不动 将磁铁从线圈上方插入或抽出 由线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流 各图中分别标出了磁铁的极性 磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况 其中正确的是 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 解析 根据楞次定律可确定感应电流的方向 以c选项为例 当磁铁向下运动时 1 闭合线圈中的原磁场的方向 向上 2 穿过闭合线圈的磁通量的变化 增加 3 感应电流产生的磁场方向 向下 4 利用安培定则判断感应电流的方向 与图中箭头方向相同 线圈的上端为s极 磁铁与线圈相互排斥 运用以上分析方法可知 c d正确 答案 cd 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 归纳总结应用楞次定律判断感应电流方向的步骤 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 变式训练1 多选 如图所示 通电直导线l和平行直导线放置的闭合导体框abcd 当通电导线l运动时 以下说法正确的是 a 当导线l向左平移时 导体框abcd中感应电流的方向为abcdab 当导线l向左平移时 导体框abcd中感应电流的方向为adcbac 当导线l向右平移时 未到达ad 导体框abcd中感应电流的方向为abcdad 当导线l向右平移时 未到达ad 导体框abcd中感应电流的方向为adcba 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 解析 当导线l向左平移时 闭合导体框abcd中磁场减弱 磁通量减少 abcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍磁通量的减少 由于导线l在abcd中磁场方向垂直纸面向里 所以abcd中感应电流的磁场方向应为垂直纸面向里 由安培定则可知感应电流的方向为abcda 选项a正确 当导线l向右平移时 闭合电路abcd中磁场增强 磁通量增加 abcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍原磁通量的增加 可知感应电流的磁场为垂直纸面向外 再由安培定则可知感应电流的方向为adcba 选项d正确 答案 ad 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 右手定则如图所示 导体棒ab向右做切割磁感线运动 1 请用楞次定律判断感应电流的方向 2 能否找到一种更简单的方法来判断ab切割磁感线时产生的感应电流的方向呢 提示研究感应电流i的方向 原磁场b的方向 导体棒运动的速度v的方向三者之间的关系 要点提示 1 感应电流的方向a d c b a 2 可以用右手定则来判断 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 1 当闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时 可以用右手定则判断感应电流的方向 2 当切割磁感线时四指的指向就是感应电流的方向 即感应电动势的方向 注意等效电源内部感应电流方向由负极指向正极 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 3 楞次定律与右手定则的区别及联系 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 例题2 下图表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景 其中能产生由a到b的感应电流的是 解析 由右手定则判知 a中感应电流方向为a b b c d中均为b a 答案 a 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 当堂检测 变式训练2 多选 如图所示 光滑平行金属导轨pp 和qq 都处于同一水平面内 p和q之间连接一电阻r 整个装置处于竖直向下的匀强磁场中 现在垂直于导轨放置一根导体棒mn 用一水平向右的力f拉动导体棒mn 以下关于导体棒mn中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是 a 感应电流方向是n mb 感应电流方向是m nc 安培力水平向左d 安培力水平向右解析 由右手定则知 mn中感应电流方向是n m a正确 再由左手定则可知 mn所受安培力方向垂直导体棒水平向左 c正确 故选a c 答案 ac 当堂检测 探究一 探究二 1 2 3 1 对楞次定律的理解 关于楞次定律 下列说法正确的是 a 感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化b 闭合电路的一部分导体在磁场中运动时 必受磁场阻碍作用c 原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时 感应电流的磁场与原磁场同向d 感应电流的磁场总是跟原磁场反向 阻碍原磁场的变化解析 感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 选项a正确 闭合电路的一部分导体在磁场中平行磁感线运动时 不受磁场阻碍作用 选项b错误 原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时 感应电流的磁场与原磁场反向 选项c错误 当原磁场增强时感应电流的磁场跟原磁场反向 当原磁场减弱时感应电流的磁场跟原磁场同向 选项d错误 答案 a 探究一 探究二 1 2 3 当堂检测 2 楞次定律的应用 电阻r 电容c与一线圈连成闭合回路 条形磁铁静止于线圈的正上方 n极朝下 如图所示 现使磁铁开始自由下落 在n极接近线圈上端的过程中 流过r的电流方向和电容器极板的带电情况是 a 从a到b 上极板带正电b 从a到b 下极板带正电c 从b到a 上极板带正电d