鲁科版高中物理选修3-2第二章楞次定律和自感现象第一节《感应电流的方向》课件2(共43张)

1、第第2章章 楞次定律和自感现象楞次定律和自感现象课标领航课标领航本章通过实验与探究的结果，给出了关于感应电本章通过实验与探究的结果，给出了关于感应电流方向的规律流方向的规律楞次定律，在产生电磁感应的各种楞次定律，在产生电磁感应的各种情况下，都可以运用楞次定律来判断感应电流的方情况下，都可以运用楞次定律来判断感应电流的方向右手定则可看成是楞次定律在导体做切割磁感线向右手定则可看成是楞次定律在导体做切割磁感线这种特殊情况下的应用自感现象是电磁感应现象，这种特殊情况下的应用自感现象是电磁感应现象，要理解通、断电自感中电流的变化，日光灯就是自感要理解通、断电自感中电流的变化，日光灯就是自感现象的应用实

2、例现象的应用实例1通过探究，理解楞次定律通过探究，理解楞次定律2通过实验，了解自感现象举例说明自感现通过实验，了解自感现象举例说明自感现象在生活和生产中的应用象在生活和生产中的应用本章重点：楞次定律、右手定则、自感现象本章重点：楞次定律、右手定则、自感现象本章难点：楞次定律的理解及应用，自感现象的本章难点：楞次定律的理解及应用，自感现象的应用应用本章主要研究感应电流方向的判断，多与电磁感本章主要研究感应电流方向的判断，多与电磁感应定律结合来解决有关感应电动势应定律结合来解决有关感应电动势(或感应电流或感应电流)的电的电路问题，进而与电路、力学相联，考查学生的综合能路问题，进而与电路、力学相联，

3、考查学生的综合能力因此，学习本章时要理解楞次定律中阻碍的含义力因此，学习本章时要理解楞次定律中阻碍的含义及推广，应用楞次定律判断感应电流的方向，关键是及推广，应用楞次定律判断感应电流的方向，关键是掌握判断方法，并能灵活应用掌握判断方法，并能灵活应用第第1节节 感应电流的方向感应电流的方向学习目标：学习目标：1.知道楞次定律的探知道楞次定律的探究过程及注意的问题究过程及注意的问题2正确理解楞次定律的内容及正确理解楞次定律的内容及不同的描述方法不同的描述方法3掌握用楞次定律判定感应电掌握用楞次定律判定感应电流的方向问题流的方向问题4会用右手定则及楞次定律解会用右手定则及楞次定律解答有关问题答有关问

4、题重点难点：重点难点：1.理解楞次定律、右手定则理解楞次定律、右手定则2利用楞次定律判断感应电流的方向利用楞次定律判断感应电流的方向易错问题：易错问题：1.错误的认为感应电流的磁场错误的认为感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量阻碍引起感应电流的磁通量2判断感应电流方向时，不能正确把握判断感应电流方向时，不能正确把握磁场方向及强弱变化两个因素磁场方向及强弱变化两个因素3错误的认为右手定则和楞次定律是相错误的认为右手定则和楞次定律是相互独立的互独立的一、探究感应电流的方向一、探究感应电流的方向1探究电流表偏转方向与电流流向的探究电流表偏转方向与电流流向的关系：用一只灵敏电流计、干电池、电池盒、关

5、系：用一只灵敏电流计、干电池、电池盒、开关、阻值较大的电阻和若干导线，连成如开关、阻值较大的电阻和若干导线，连成如图图211所示的电路，闭合开关，观察电所示的电路，闭合开关，观察电流表指针向哪边偏转流表指针向哪边偏转基础知识梳理基础知识梳理图图2112螺线管的绕行方向和灵敏电流计的连接如螺线管的绕行方向和灵敏电流计的连接如图图212所示，在下列表格中填写实验现象假所示，在下列表格中填写实验现象假设电流从正接线柱流入，指针向正极偏转设电流从正接线柱流入，指针向正极偏转图图212N插入插入N拔出拔出S插入插入S拔出拔出条形磁铁的条形磁铁的B的方向的方向穿过螺线管穿过螺线管的变的变化化减减 电流表指

6、针偏转方电流表指针偏转方向向感应电流的感应电流的B的方向的方向两个磁场的方向关两个磁场的方向关系系向下向下向下向下向上向上向上向上增加增加减少减少增加增加少少右偏右偏左偏左偏左偏左偏右偏右偏向上向上向下向下向下向下向上向上反向反向同向同向反向反向同向同向二、楞次定律二、楞次定律感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要总要 引起感应电流的引起感应电流的 的变化的变化注意：感应电流的磁场阻碍的是引起感应电流注意：感应电流的磁场阻碍的是引起感应电流的磁通量的变化，而不是磁通量的磁通量的变化，而不是磁通量三、右手定则三、右手定则1判定方法判定方法伸出右手，让

7、拇指跟其余四指在伸出右手，让拇指跟其余四指在 ，使拇指与并拢的四指使拇指与并拢的四指 ；让磁感线；让磁感线 手手心，使心，使 指向导体运动的方向，其余指向导体运动的方向，其余 所指的所指的方向就是感应电流的方向方向就是感应电流的方向阻碍阻碍磁通量磁通量同一平面内同一平面内垂直穿入垂直穿入四指四指拇指拇指垂直垂直2适用范围适用范围适用于适用于 电路部分导体电路部分导体 产产生感应电流的情况生感应电流的情况闭合闭合切割磁感线切割磁感线应用右手定则判断电流的方向时，楞次应用右手定则判断电流的方向时，楞次定律能判断吗？定律能判断吗？【思考思考提示提示】能右手定则只是楞能右手定则只是楞次定律的特例，右手

8、定则能用的地方，楞次定次定律的特例，右手定则能用的地方，楞次定律一定能用律一定能用思考一、对楞次定律的理解及应用一、对楞次定律的理解及应用1对楞次定律中对楞次定律中“阻碍阻碍”的理解的理解(1)“阻碍阻碍”的几个层次的几个层次核心要点突破核心要点突破谁阻谁阻碍谁碍谁是感应电流的磁通量阻碍引起感应电是感应电流的磁通量阻碍引起感应电流的磁场流的磁场(原磁场原磁场)的磁通量的变化的磁通量的变化阻碍阻碍什么什么阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身磁通量本身如何如何阻碍阻碍当原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场当原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反

9、；当原磁场磁通方向与原磁场的方向相反；当原磁场磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即的方向相同，即“增反减同增反减同”结果结果如何如何阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化快慢，这种变化将继续进行化快慢，这种变化将继续进行(2)“阻碍阻碍”的表现形式的表现形式楞次定律中的楞次定律中的“阻碍阻碍”的作用，正是能的转化和守恒定的作用，正是能的转化和守恒定律的反映，在克服律的反映，在克服“阻碍阻碍”的过程中，其他形式的能转化为的过程中，其他形式的能转化为电能，常见的情况有以下四种：电能，常见的情况有以下四种：阻碍

10、原磁通量的变化；阻碍原磁通量的变化；阻碍导体的相对运动阻碍导体的相对运动(来拒去留来拒去留)；通过改变线圈面积来通过改变线圈面积来“反抗反抗”(扩大或缩小扩大或缩小)；阻碍自身电流的变化阻碍自身电流的变化(自感现象在下一节学习自感现象在下一节学习)1阻碍不是阻止，最终引起感应电流的磁阻碍不是阻止，最终引起感应电流的磁通量还是发生了变化，是通量还是发生了变化，是“阻而未止阻而未止”2阻碍不是相反当引起感应电流的磁通阻碍不是相反当引起感应电流的磁通量增大时，感应电流的磁场与引起感应电流的磁量增大时，感应电流的磁场与引起感应电流的磁通量方向相反；当引起感应电流的磁通量减少通量方向相反；当引起感应电流

11、的磁通量减少时，感应电流的磁场与引起感应电流的磁通量方时，感应电流的磁场与引起感应电流的磁通量方向相同向相同(增反减同增反减同)3涉及相对运动时，阻碍的是导体与磁体涉及相对运动时，阻碍的是导体与磁体的相对运动，而不是阻碍导体或磁体的运动的相对运动，而不是阻碍导体或磁体的运动特别提醒特别提醒2楞次定律中的两种关系楞次定律中的两种关系(1)明确各个物理量之间的关系明确各个物理量之间的关系当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合回路中会产生感应电流而感应电流时，闭合回路中会产生感应电流而感应电流与其他电流一样，也会产生磁场，即感应电流与其他电流一样，也会产生磁场，

12、即感应电流的磁场，这样回路中就存在两个磁场的磁场，这样回路中就存在两个磁场原来原来的磁场的磁场(引起感应电流的磁场引起感应电流的磁场)和感应电流的磁和感应电流的磁场原磁场场原磁场(原磁通量原磁通量)要增加时，感应电流的要增加时，感应电流的磁场阻碍它的增加，两个磁场就方向相反；原磁场阻碍它的增加，两个磁场就方向相反；原磁场磁场(原磁通量原磁通量)要减弱时，感应电流的磁场阻要减弱时，感应电流的磁场阻碍它的减弱，两个磁场方向相同碍它的减弱，两个磁场方向相同(2)楞次定律中的因果关系楞次定律中的因果关系闭合导体回路中磁通量的变化是产生感应闭合导体回路中磁通量的变化是产生感应电流的原因，而感应电流磁场的

13、出现是感应电电流的原因，而感应电流磁场的出现是感应电流存在的结果，简单地说，只有当穿过闭合导流存在的结果，简单地说，只有当穿过闭合导体回路中的磁通量发生变化时，才会有感应电体回路中的磁通量发生变化时，才会有感应电流的磁场出现流的磁场出现3应用楞次定律判断感应电流方向的步骤应用楞次定律判断感应电流方向的步骤这个方框图不仅概括了根据楞次定律判定这个方框图不仅概括了根据楞次定律判定感应电流方向的思路，同时也描述了磁通量变感应电流方向的思路，同时也描述了磁通量变化、磁场方向、感应电流方向三个因素的关化、磁场方向、感应电流方向三个因素的关系，只要知道了其中任意两个因素，就可以判系，只要知道了其中任意两个

14、因素，就可以判定第三个因素定第三个因素楞次定律告诉我们两个磁场方向的关系，楞次定律告诉我们两个磁场方向的关系，即感应电流的磁场与原磁场即感应电流的磁场与原磁场“增反减同增反减同”，不是，不是简单相同或相反的关系简单相同或相反的关系特别提醒特别提醒二、楞次定律与右手定则的区别二、楞次定律与右手定则的区别1从研究对象来说：楞次定律研究的是闭从研究对象来说：楞次定律研究的是闭合回路，右手定则研究的是闭合回路的一部合回路，右手定则研究的是闭合回路的一部分，即切割磁感线的那一段导体分，即切割磁感线的那一段导体2从应用范围来说：楞次定律一般应用于从应用范围来说：楞次定律一般应用于由磁通量变化产生的电磁感应

15、现象由磁通量变化产生的电磁感应现象(包括导体切包括导体切割磁感线的情况割磁感线的情况)，而右手定则只适用于导体切，而右手定则只适用于导体切割磁感线产生的电磁感应现象割磁感线产生的电磁感应现象3从产生的电动势来说：由楞次定律得出从产生的电动势来说：由楞次定律得出的是，闭合回路相当于电源；由右手定则得出的是，闭合回路相当于电源；由右手定则得出的是，部分导体相当于电源的是，部分导体相当于电源右手定则可看作楞次定律的特殊情况用右手定则可看作楞次定律的特殊情况用右手定则判断的问题同样可以用楞次定律进行右手定则判断的问题同样可以用楞次定律进行判断判断特别提醒特别提醒三、应用楞次定律或右手定则判定电势的高低

16、三、应用楞次定律或右手定则判定电势的高低1若相当于电源的部分是线圈，用楞次定律来若相当于电源的部分是线圈，用楞次定律来判断，通过线圈的感应电流方向即为电势升高的方判断，通过线圈的感应电流方向即为电势升高的方向，也就是在电源内部电流从负极流向正极无论向，也就是在电源内部电流从负极流向正极无论线圈闭合与否，都存在感应电动势对回路不闭合线圈闭合与否，都存在感应电动势对回路不闭合的情况，可假想闭合来处理的情况，可假想闭合来处理2若是直导体切割磁感线产生的电动势，可用若是直导体切割磁感线产生的电动势，可用右手定则直接判断，四指所指的那一侧即为电源的右手定则直接判断，四指所指的那一侧即为电源的正极正极某实

17、验小组用如图某实验小组用如图213所示的实验所示的实验装置来验证楞次定律当条形磁铁自上而下装置来验证楞次定律当条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流方向是方向是()课堂互动讲练课堂互动讲练楞次定律的应用楞次定律的应用图图213AaGbB先先aGb，后，后bGaCbGaD先先bGa，后，后aGb【思路点拨思路点拨】根据引起感应电流的磁场变化根据引起感应电流的磁场变化情况，按照楞次定律应用的一般步骤分析情况，按照楞次定律应用的一般步骤分析【解析解析】确定原磁场的方向：条形磁确定原磁场的方向：条形磁铁在穿入线圈的过程中，磁场方向向下铁在穿入线圈的

18、过程中，磁场方向向下明确回路中磁通量变化情况：向下的磁明确回路中磁通量变化情况：向下的磁通量增加通量增加由楞次定律的由楞次定律的“增反减同增反减同”可知：线圈中可知：线圈中感应电流产生的磁场方向向上感应电流产生的磁场方向向上应用安培定则可以判断感应电流的方向应用安培定则可以判断感应电流的方向为逆时针为逆时针(俯视俯视)，即：从，即：从bGa.同理可以判断：条形磁铁穿出线圈过程同理可以判断：条形磁铁穿出线圈过程中，向下的磁通量减小，由楞次定律可得：线中，向下的磁通量减小，由楞次定律可得：线圈中将产生顺时针的感应电流圈中将产生顺时针的感应电流(俯视俯视)，电流从，电流从aGb.【答案答案】D【点评

19、点评】应用楞次定律判断感应电流的应用楞次定律判断感应电流的方向，一般步骤也可概括为下列四句话：方向，一般步骤也可概括为下列四句话：“明确明确增减和方向，增减和方向，增反减同增反减同切莫忘，安培定则来切莫忘，安培定则来判断，四指环绕是流向判断，四指环绕是流向”1如图如图214所示，试判定在开关所示，试判定在开关S闭合闭合和断开瞬间，线圈和断开瞬间，线圈ABCD中的电流方向中的电流方向图图214解析解析：闭合电路：闭合电路ABCD中的中的磁场方向，根据安培定则判断为磁场方向，根据安培定则判断为垂直于纸面向外闭合垂直于纸面向外闭合S，穿过回，穿过回路路ABCD的原磁场从无到有，磁通的原磁场从无到有，

20、磁通量增大，由楞次定律可知感应电量增大，由楞次定律可知感应电流的磁场方向与原磁场相反，即流的磁场方向与原磁场相反，即垂直于纸面向里再由安培定则垂直于纸面向里再由安培定则判知判知ABCD中感应电流的方向是中感应电流的方向是ADCBA.断开断开S，穿过回路，穿过回路ABCD的原磁场从有到的原磁场从有到无，故磁通量减小，由楞次定律可知感应电流无，故磁通量减小，由楞次定律可知感应电流的磁场方向和原磁场相同，即垂直纸面向的磁场方向和原磁场相同，即垂直纸面向外再由安培定则判知线圈外再由安培定则判知线圈ABCD中感应电流中感应电流的方向为的方向为ABCDA.答案答案：见解析：见解析如图如图215所示，水平的

21、平行光滑导轨，所示，水平的平行光滑导轨，金属棒金属棒PQ与导轨良好接触，整个装置处于磁与导轨良好接触，整个装置处于磁感应强度为感应强度为B的匀强磁场中，现使的匀强磁场中，现使PQ在水平向在水平向右的恒力右的恒力F作用下向右运动试判断：作用下向右运动试判断：应用右手定则判断电势的高低应用右手定则判断电势的高低图图215(1)棒棒PQ中感应电流的方向；中感应电流的方向；(2)棒棒PQ中哪端电势高；中哪端电势高；(3)棒棒PQ所受安培力方向所受安培力方向【思路点拨思路点拨】应用右手定则判断时，四应用右手定则判断时，四指的指向是电源内部电流方向，由低电势指向指的指向是电源内部电流方向，由低电势指向高电

22、势高电势【解析解析】PQ在恒力在恒力F作用下运动，产生作用下运动，产生感应电流，因而受安培力作用，随着速度的增感应电流，因而受安培力作用，随着速度的增大，安培力也增大，当安培力大小与恒力大，安培力也增大，当安培力大小与恒力F相相等时，等时，PQ将做匀速运动，速度达到最大将做匀速运动，速度达到最大(1)由右手定则知感应电流方向为由右手定则知感应电流方向为QP；(2)PQ运动产生感应电动势，相当于电源，运动产生感应电动势，相当于电源，因电源内部电流由低电势流向高电势，所以因电源内部电流由低电势流向高电势，所以P端端电势高于电势高于Q端电势；端电势；(3)因棒中电流由因棒中电流由QP，由左手定则知棒

23、所，由左手定则知棒所受安培力方向向左受安培力方向向左【答案答案】(1)QP(2)P端高端高(3)向左向左【点评点评】右手定则是判断切割类电流方右手定则是判断切割类电流方向时常用的方法，若是回路中磁通量变化引起向时常用的方法，若是回路中磁通量变化引起感应电流时，只能用楞次定律判断感应电流时，只能用楞次定律判断2在北半球地磁场的竖直分量向下飞机在北半球地磁场的竖直分量向下飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变由于地磁场的作用，金属机翼上有电势不变由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差设飞行员左方机翼末端处电势为差设飞行员左方机翼末端处电势为1，右

24、方机，右方机翼末端处电势为翼末端处电势为2，则，则()A若飞机从西往东飞，若飞机从西往东飞，1比比2高高B若飞机从东往西飞，若飞机从东往西飞，2比比1高高C若飞机从南往北飞，若飞机从南往北飞，1比比2高高D若飞机从北往南飞，若飞机从北往南飞，2比比1高高解析解析：选选AC.磁场竖直分量向下，利用右手定磁场竖直分量向下，利用右手定则：手心向上，拇指指向飞机飞行方向，四指指向则：手心向上，拇指指向飞机飞行方向，四指指向左翼末端，此端即感应电动势的正极，故只要在北左翼末端，此端即感应电动势的正极，故只要在北半球且飞行高度不变，无论向哪个方向飞，都有半球且飞行高度不变，无论向哪个方向飞，都有12，A、

25、C正确，正确，B、D错误错误如图如图216所示，当磁铁突然向铜环运所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是动时，铜环的运动情况是()A向右摆动向右摆动B向左摆动向左摆动C静止静止D不能判定不能判定相对运动问题的分析相对运动问题的分析图图216【解析解析】法一：微元法：画出条形磁铁法一：微元法：画出条形磁铁的磁感线分布如图的磁感线分布如图217所示，当磁铁向环运所示，当磁铁向环运动时，由楞次定律判断出铜环的感应电流方动时，由楞次定律判断出铜环的感应电流方向，把铜环的电流等效为许多段直线电流元，向，把铜环的电流等效为许多段直线电流元，取上、下两段电流元研究，根据左手定则判断取上、下两段电流元研究，根据左手定则判断出两段电流元受力如图所示，因此可推断出整出两段电流元受力如图所示，因此可推断出整个环所受合力向右个环所受合力向右【思路点拨思路点拨】由于穿过铜环的磁通量发由于穿过铜环的磁通量发生变化，铜环中产生感应电流，使铜环受到力生变化，铜环中产生感应电流，使铜环受到力的作用，则铜环会发生运动的作用，则铜环会发生运动图图217法二：躲闪法：磁铁向右运法二：躲闪法：磁铁向右运动，使铜环的磁通量增加而产生感动，使铜环的磁通量增加而产生感应电流，由楞次定律可知，为阻碍应电流，由楞次定律可知