4.3：楞次定律.

4 3楞次定律 如何判定感应电流的方向呢 用试触的方法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系 结论 电流从灵敏电流计的哪边流入 指针就偏向哪边 实验观察 实验现象为 可以根据图示概括出感应电流的方向与磁通量变化的关系吗 很难 所以我们可以通过一个中介 感应电流的磁场来描述感应电流与磁通量变化的关系 磁铁在线圈中磁场的变化在线圈中产生了感应电流 而感应电流本身也能产生磁场 感应电流的磁场方向既跟感应电流的方向有联系 又跟引起磁通量变化的磁场有关系 下面就来分析这三者之间的关系 示意图 感应电流的磁场方向 感应电流方向 俯视 S极拔出 S极插入 N极拔出 N极插入 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 原磁场方向 原磁场磁通量的变化 感应电流的磁场 总要 阻碍 引起感应电流的 磁通量的变化 一 楞次定律内容 1 磁通量变化的角度 感应电流的磁场总要阻碍磁通量的变化即 增反减同 2 导体和磁体的相对运动的角度 感应电流所受的安培力总要阻碍相对运动即 来拒去留 二 楞次定律的理解 1 谁阻碍谁 感应电流的磁场阻碍引起产生感应电流的磁场 2 阻碍什么 磁通量的变化 3 如何 阻碍 增反减同 来拒去留 阻碍不是阻止 阻碍不是相反 使磁通量的变化变慢 能否阻止 为何阻碍 能量的转化或转移 能量守恒 思考题 思考题 通电直导线与矩形线圈在同一平面内 当线圈远离导线时 判断线圈中感应电流的方向 并总结判断感应电流方向的步骤 v I 分析 1 原磁场的方向 向里 2 原磁通量变化情况 减小 3 感应电流的磁场方向 向里 4 感应电流的方向 顺时针 三 应用楞次定律的步骤 1 明确研究的对象是哪一个闭合电路 2 明确穿过该闭合电路的原磁场的方向 3 判断穿过该闭合电路的磁通量如何变化 4 由楞次定律判断出感应电流所产生的磁场方向 5 利用右手螺旋定则确定出感应电流的方向 楞次定律的应用 例1 法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示 软铁环上绕有M N两个线圈 当M线圈电路中的开关断开的瞬间 线圈N中的感应电流沿什么方向 楞次定律的应用 例2 如图所示 在长直载流导线附近有一个矩形线圈ABCD 线圈与导线始终在同一个平面内 线圈在导线的右侧平移时 其中产生了A B C D A方向的电流 请判断 线圈在向哪个方向移动 课堂练习 光滑的水平桌面上 有一线圈 空间有一竖直向下的匀强磁场 线圈中有无电流流过 当磁感应强度B增强时 线圈中有无电流流过 若有方向如何 线圈的面积将怎样变化 面积将有收缩的趋势 如图 在水平光滑的两根金属导轨上放置两根导体棒AB CD 试分析 1 当条形磁铁插入与拔出时导体棒如何运动 2 导体杆对水平面的正压力怎样变化 不考虑导体棒间的磁场力 A B C D 插入时 相向运动 正压力增加 拔出时 相互远离 正压力减小 增缩减扩 课堂练习 当闭合导体的一部分做切割磁感线的运动时 怎样判断感应电流的方向 假定导体棒AB向右运动 1 我们研究的是哪个闭合电路 2 穿过这个闭合电路的磁通量是增大还是减小 3 感应电流的磁场应该是沿哪个方向 4 导体棒AB中的感应电流沿哪个方向 ABEF 增大 垂直纸面向外 向上 思考与讨论 2 适用范围 闭合电路一部分导体切割磁感线产生感应电流 1 内容 伸开右手 使拇指与其余四指垂直 并且都与手掌在同一平面内 让磁感线从掌心进入 拇指指向导体运动的方向 四指所指的方向就是感应电流的方向 四 右手定则 课堂练习 如图 当导体棒ab向右运动时 则a b两点的电势哪一点高 导体棒ab相当于电源 在电源内部电流从负极流向正极 即a端为电源的正极 b端为电源的负极 a点电势高于b点 由楞次定律判断出的感应电流方向就是感应电动势的方向 3 四指所指的方向就是感应电动势的方向 1 楞次定律适用于由磁通量变化引起感应电流的一切情况 右手定则只适用于导体切割磁感线 2 右手定则与楞次定律本质一致 右手定则 是 楞次定律 的特例 3 在判断导体切割磁感线产生的感应电流时右手定则与楞次定律是等效的 右手定则比楞次定律方便 五 右手定则与楞次定律 1 如图2所示 闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁 磁铁的N极朝下但未插入线圈内部 当磁铁向上运动时 A 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同 磁铁与线圈相互吸引B 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同 磁铁与线圈相互排斥C 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反 磁铁与线圈相互吸引D 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反 磁铁与线圈相互排斥 C 2 如图3所示 两个闭合圆形线圈A B的圆心重合 放在同一水平面内 线圈B中通以图中所示的交变电流 设t 0时电流沿逆时针方向 图中箭头所示 对于线圈A 在t1 t2时间内 下列说法中正确的是 A 有顺时针方向的电流 且有扩张的趋势B 有顺时针方向的电流 且有收缩的趋势C 有逆时针方向的电流 且有扩张的趋势D 有逆时针方向的电流 且有收缩的趋势 D 3 如图 金属环A用轻绳悬挂 与长直螺线管共轴 并位于其左侧 若变阻器滑片