《高中物理 4.3 楞次定律课件 新人教版选修32》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 4.3 楞次定律课件 新人教版选修32（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1.通过实验探究归纳出判断感应电流方向的通过实验探究归纳出判断感应电流方向的规律规律楞次定律。楞次定律。2.正确理解楞次定律的内容及其本质。正确理解楞次定律的内容及其本质。3.能够熟练运用楞次定律和右手定则判断能够熟练运用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向。感应电流的方向。读教材读教材填要点填要点1楞次定律的实验探究楞次定律的实验探究(1)探究过程：将螺线管与电流计组成闭合导体回路，探究过程：将螺线管与电流计组成闭合导体回路，分别将分别将N极、极、S极插入、抽出线圈，如图极插入、抽出线圈，如图431所示，记所示，记录感应电流方向如图录感应电流方向如图432所示。所示。图图431图图432(2
2、)现象分析：现象分析：线圈内磁通量增加时的情况：线圈内磁通量增加时的情况：图号图号磁场方向磁场方向感应电流的感应电流的方向方向感应电流的磁感应电流的磁场方向场方向甲甲逆时针逆时针(俯视俯视)乙乙顺时针顺时针(俯视俯视)向下向下向上向上向上向上向下向下线圈内磁通量减少时的情况：线圈内磁通量减少时的情况：图号图号磁场方向磁场方向感应电流的方向感应电流的方向感应电流的感应电流的磁场方向磁场方向丙丙向下向下顺时针顺时针(俯视俯视)丁丁向上向上逆时针逆时针(俯视俯视)向下向下向上向上(3)实验结论：实验结论：表述一：当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁表述一：当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与
3、原磁场的方向场与原磁场的方向；当穿过线圈的磁通量减少时，；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向感应电流的磁场与原磁场的方向。表述二：当磁铁靠近线圈时，两者表述二：当磁铁靠近线圈时，两者，当磁铁远，当磁铁远离线圈时，两者离线圈时，两者。2楞次定律楞次定律感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻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碍引起感应电流的。相反相反相同相同相斥相斥相吸相吸磁通量的变化磁通量的变化关键一点关键一点楞次定律不是直接给出感应电流的方向，楞次定律不是直接给出感应电流的方向，而是给出感应电流的磁场与原磁场方向间的关系。而是给出感应电流
4、的磁场与原磁场方向间的关系。3右手定则右手定则(1)使用范围：判定闭合导体回路中的一部分做使用范围：判定闭合导体回路中的一部分做运动时产生的感应电流的方向。运动时产生的感应电流的方向。(2)使用方法：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂使用方法：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；让磁感线从直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从进进入，并使入，并使指向导线运动的方向，这时指向导线运动的方向，这时所指的方所指的方向就是感应电流的方向。向就是感应电流的方向。切割切割磁感线磁感线掌心掌心拇指拇指四指四指关键一点关键一点判断闭合电路中的部分导线做切割磁感判断闭合电路中的部分
5、导线做切割磁感线运动时产生感应电流的方向，楞次定律同样适用，但用线运动时产生感应电流的方向，楞次定律同样适用，但用右手定则比用楞次定律更简便。右手定则比用楞次定律更简便。试身手试身手夯基础夯基础1根据楞次定律可知感应电流的磁场一定根据楞次定律可知感应电流的磁场一定()A阻碍引起感应电流的磁通量阻碍引起感应电流的磁通量B与引起感应电流的磁场反向与引起感应电流的磁场反向C阻碍引起感应电流的磁通量的变化阻碍引起感应电流的磁通量的变化D与引起感应电流的磁场方向相同与引起感应电流的磁场方向相同解析：解析：根据楞次定律，感应电流产生的效果，总是阻碍根据楞次定律，感应电流产生的效果，总是阻碍引起感应电流的磁
6、通量的变化。当磁通量减弱时，两磁引起感应电流的磁通量的变化。当磁通量减弱时，两磁场同向；当磁通量增加时，两磁场则反向。场同向；当磁通量增加时，两磁场则反向。答案：答案：C2闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动，如闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动，如图图433所示，能正确表示感应电流所示，能正确表示感应电流I的方向、磁感的方向、磁感应强度应强度B的方向跟导体运动速度方向关系的是的方向跟导体运动速度方向关系的是()图图433解析：解析：图图A中导体不切割磁感线，导体中无电流，由右中导体不切割磁感线，导体中无电流，由右手定则可以判断，手定则可以判断，B、C正确，正确，D图中感应电流方
7、向应垂图中感应电流方向应垂直纸面向外。直纸面向外。答案：答案：BC3.如图如图434所示，闭合金属圆环沿垂直于磁场方向所示，闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中，将它从匀强磁场中匀速拉出，放置在匀强磁场中，将它从匀强磁场中匀速拉出，以下各种说法中正确的是以下各种说法中正确的是()图图434A向左拉出和向右拉出时，环中的感应电流方向相反向左拉出和向右拉出时，环中的感应电流方向相反B向左或向右拉出时，环中的感应电流方向都是沿顺向左或向右拉出时，环中的感应电流方向都是沿顺时针方向的时针方向的C向左或向右拉出时，环中的感应电流方向都是沿逆向左或向右拉出时，环中的感应电流方向都是沿逆时针方向的时
8、针方向的D环在离开磁场之前，就已经有了感应电流环在离开磁场之前，就已经有了感应电流解析：解析：将金属圆环不管从哪边拉出磁场，穿过闭合圆环的将金属圆环不管从哪边拉出磁场，穿过闭合圆环的磁通量都要减少，根据楞次定律可知，感应电流的磁场要磁通量都要减少，根据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍原磁通量的减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向阻碍原磁通量的减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，应用安培定则可以判断出感应电流的方向是顺时针相同，应用安培定则可以判断出感应电流的方向是顺时针方向的。选项方向的。选项B正确，正确，A、C错误。另外在圆环离开磁场前，错误。另外在圆环离开磁场前，穿过圆环的磁通量没
9、有改变，该种情况无感应电流，故穿过圆环的磁通量没有改变，该种情况无感应电流，故D错误。错误。答案：答案：B4.如图如图435所示，当条形磁铁由较所示，当条形磁铁由较远处向螺线管平移靠近时，流过电远处向螺线管平移靠近时，流过电流计的电流方向是流计的电流方向是_，当磁，当磁铁远离螺线管时，流过电流计的电铁远离螺线管时，流过电流计的电图图435流方向是流方向是_。解析：解析：由楞次定律，当磁铁靠近螺线管时，螺线管内产由楞次定律，当磁铁靠近螺线管时，螺线管内产生向上的磁场，再由安培定则判断感应电流的方向为顺生向上的磁场，再由安培定则判断感应电流的方向为顺时针方向，所以流过电流计的电流方向是由时针方向，
10、所以流过电流计的电流方向是由b到到a。同理判断当条形磁铁远离时，流过电流计的电流方向为同理判断当条形磁铁远离时，流过电流计的电流方向为a到到b。答案：答案： baab(1)感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁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，而不是阻碍引起感应电流的磁场。因此不通量的变化，而不是阻碍引起感应电流的磁场。因此不能认为感应电流的磁场方向总是和引起感应电流的磁场能认为感应电流的磁场方向总是和引起感应电流的磁场方向相反。方向相反。(2)对阻碍的理解：对阻碍的理解：谁阻碍谁谁阻碍谁是感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场是感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁原磁
11、场场)的磁通量的变化的磁通量的变化阻碍什么阻碍什么 阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁场阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁场如何阻碍如何阻碍当原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场当原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当原磁通量减少时，感应电流的磁场的方向相反；当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即方向与原磁场的方向相同，即“增反减同增反减同”结果如何结果如何阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化快慢，阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化快慢，这种变化会继续进行，最终结果不受影响这种变化会继续进行，最终结果不受影响(3)弄清弄清“阻碍阻碍”与与“阻止
12、阻止”“相反相反”的区别：的区别：阻碍不是阻止，最终引起感应电流的磁通量还是发阻碍不是阻止，最终引起感应电流的磁通量还是发生了变化，是生了变化，是“阻而未止阻而未止”。阻碍不是相反，当引起感应电流的磁通量增大时，阻碍不是相反，当引起感应电流的磁通量增大时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，当引起感应电流的感应电流的磁场与原磁场的方向相反，当引起感应电流的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同(增反增反减同减同)。涉及相对运动时，阻碍的是导体与磁体的相对运动。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。而不是阻碍
13、导体或磁体的运动。(4)楞次定律的两层含义：楞次定律的两层含义：因果关系。楞次定律中闭合导体回路中原磁通量的变因果关系。楞次定律中闭合导体回路中原磁通量的变化是产生感应电流的原因，而感应电流的磁场的出现是感应化是产生感应电流的原因，而感应电流的磁场的出现是感应电流存在的结果。电流存在的结果。符合能量守恒定律：符合能量守恒定律：电磁感应的实质是其他形式的能转化为电能。在电磁感应现电磁感应的实质是其他形式的能转化为电能。在电磁感应现象中，线圈象中，线圈(导体棒导体棒)中产生感应电流，外力克服感应电流所中产生感应电流，外力克服感应电流所受的磁场力做功，把其他形式的能量转化为电能，且能量总受的磁场力做
14、功，把其他形式的能量转化为电能，且能量总是守恒的，这种能的转化与守恒关系正是通过是守恒的，这种能的转化与守恒关系正是通过“阻碍阻碍”作用体作用体现出来的。现出来的。1.如图如图436所示，在磁感应强度所示，在磁感应强度大小为大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为有一质量为m、阻值为、阻值为R的闭合矩形金属的闭合矩形金属线框线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并点，并图图436可绕可绕O点摆动。金属线框从右侧某一位置由静止开始释放，点摆动。金属线框从右侧某一位置由静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终在摆动到左侧
15、最高点的过程中，细杆和金属线框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是处于同一平面，且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是()AabcdaBdcbadC先是先是dcbad，后是，后是abcdaD先是先是abcda，后是，后是dcbad思路点拨思路点拨解答该题时可按以下思路进行分析：解答该题时可按以下思路进行分析：解析解析线框从右侧开始由静止释放，穿过线框平面线框从右侧开始由静止释放，穿过线框平面的磁通量逐渐减少，由楞次定律可得感应电流的方向为的磁通量逐渐减少，由楞次定律可得感应电流的方向为dcbad；过；过O点继续向左摆动过程中，穿过线框平点继续向左摆动过程中，穿过线框平面的磁
16、通量逐渐增大，由楞次定律可得感应电流的方向仍面的磁通量逐渐增大，由楞次定律可得感应电流的方向仍为为dcbad，故，故B选项正确。选项正确。答案答案B用楞次定律判断感应电流方向的一般思路：用楞次定律判断感应电流方向的一般思路：1判断回路运动情况、回路面积变化趋势的一般步骤判断回路运动情况、回路面积变化趋势的一般步骤2楞次定律的推广含义及其应用楞次定律的推广含义及其应用(1)楞次定律的推广含义：楞次定律的推广含义：感应电流的效果总是要反抗感应电流的效果总是要反抗(或阻碍或阻碍)引起感应电流的原因。引起感应电流的原因。(2)判断回路的运动情况：判断回路的运动情况：由于相对运动导致的电磁感应现象，感应
17、电流的效果阻碍相由于相对运动导致的电磁感应现象，感应电流的效果阻碍相对运动，简称口诀：对运动，简称口诀：“来拒去留来拒去留”。(3)判断回路面积的变化趋势：判断回路面积的变化趋势：电磁感应致使回路面积有变化趋势时，则收缩或扩张电磁感应致使回路面积有变化趋势时，则收缩或扩张是为了阻碍回路磁通量的变化，即磁通量增大时，面积有是为了阻碍回路磁通量的变化，即磁通量增大时，面积有收缩趋势，磁通量减少时，面积有增大趋势，简称口诀：收缩趋势，磁通量减少时，面积有增大趋势，简称口诀：“增缩减扩增缩减扩”。2.如图如图437所示，光滑固定导轨所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒水平放置，两根导体棒P、Q
18、平行平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时条形磁铁从高处下落接近回路时()图图437AP、Q将相互靠拢将相互靠拢BP、Q将相互远离将相互远离C磁铁的加速度仍为磁铁的加速度仍为gD磁铁的加速度小于磁铁的加速度小于g思路点拨思路点拨条形磁铁接近回路时，回路中产生条形磁铁接近回路时，回路中产生感应电流，判断感应电流，判断P、Q所受安培力的方向可以得出其所受安培力的方向可以得出其移动方向，根据感应电流的效果总是反抗产生感应电移动方向，根据感应电流的效果总是反抗产生感应电流的原因也可对流的原因也可对P、Q的运动方向做出判断。的运动方向做出判断
19、。解析解析法一：法一：设磁铁下端为设磁铁下端为N极，如极，如图所示，根据楞次定律可判断出图所示，根据楞次定律可判断出P、Q中感中感应电应电流方向，根据左手定则可判断流方向，根据左手定则可判断P、Q所受所受安培力的方向，可见安培力的方向，可见P、Q将相互靠拢，由于回路所受安将相互靠拢，由于回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律知磁铁将受到向上的反培力的合力向下，由牛顿第三定律知磁铁将受到向上的反作用力，从而加速度小于作用力，从而加速度小于g，当，当S极为下端时，可得到同样极为下端时，可得到同样的结果。的结果。法二：法二：根据楞次定律的另一种表述根据楞次定律的另一种表述感应电流的感应电流的效果总
20、是要反抗产生感应电流的原因，本题的效果总是要反抗产生感应电流的原因，本题的“原因原因”是回是回路中磁通量的增加，归根结底是磁铁靠近回路，路中磁通量的增加，归根结底是磁铁靠近回路，“效果效果”便便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近，所以是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近，所以P、Q将相互靠将相互靠近且磁铁的加速度小于近且磁铁的加速度小于g。答案答案AD应用楞次定律结合左手定则判断感应电流所受安培应用楞次定律结合左手定则判断感应电流所受安培力的方向时，要明确感应电流的具体方向及磁场的分布力的方向时，要明确感应电流的具体方向及磁场的分布情况，而应用楞次定律的第二种表述则不必对感应电流情况，而应用楞次定律的第
21、二种表述则不必对感应电流方向及磁场的分布规律做具体分析。方向及磁场的分布规律做具体分析。在研究电磁感应现象时，经常用到右手螺旋定在研究电磁感应现象时，经常用到右手螺旋定则、左手定则、右手定则及楞次定律等规律。要想则、左手定则、右手定则及楞次定律等规律。要想灵活运用灵活运用“三定则一规律三定则一规律”，就必须明确这些规律的，就必须明确这些规律的区别与联系。区别与联系。1“三定则一规律三定则一规律”应用于不同的现象应用于不同的现象基本现象基本现象应用的定则或规律应用的定则或规律运动电荷、电流产生的磁场运动电荷、电流产生的磁场右手螺旋定则右手螺旋定则磁场对运动电荷、电流的作用力磁场对运动电荷、电流的
22、作用力左手定则左手定则电磁感应电磁感应导线切割磁感线导线切割磁感线右手定则右手定则闭合回路磁通量变化闭合回路磁通量变化楞次定律楞次定律2左手定则与右手定则的区别左手定则与右手定则的区别比较项目比较项目右手定则右手定则左手定则左手定则作用作用判断磁场判断磁场B、速度、速度v、感、感应电流应电流I间的方向关系间的方向关系判断磁场判断磁场B、电流、电流I、磁场力磁场力F间的方向关系间的方向关系已知条件已知条件运动方向、磁场方向、运动方向、磁场方向、感应电流方向任知其中感应电流方向任知其中二个二个电流方向、磁场方向、电流方向、磁场方向、磁场力方向任知其中磁场力方向任知其中二个二个比较项目比较项目右手定
23、则右手定则左手定则左手定则图例图例因果关系因果关系因动而电因动而电因电而动因电而动应用实例应用实例发电机发电机电动机电动机3楞次定律与右手定则的关系楞次定律与右手定则的关系楞次定律楞次定律右手定则右手定则研究研究对象对象整个闭合导体回路整个闭合导体回路闭合导体回路的一部分闭合导体回路的一部分适用适用范围范围磁通量变化引起感应电流磁通量变化引起感应电流的各种变化情况的各种变化情况一段导线在磁场中做切一段导线在磁场中做切割磁感线运动割磁感线运动关系关系右手定则是楞次定律的特殊情况右手定则是楞次定律的特殊情况3.如图如图438所示，水平放置的所示，水平放置的两条光滑轨道上有能够自由移动的金属两条光滑
24、轨道上有能够自由移动的金属棒棒PQ、MN，当，当PQ在外力的作用下运动在外力的作用下运动时，时，MN在磁场力的作用下向右运动，则在磁场力的作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是所做的运动可能是()图图438A向右加速运动向右加速运动B向左加速运动向左加速运动C向右减速运动向右减速运动D向左减速运动向左减速运动思路点拨思路点拨解答本题时应按以下步骤：解答本题时应按以下步骤：(1)由由MN的运动情况判断的运动情况判断MN中的感应电流方向；中的感应电流方向；(2)根据根据L1中的电流方向判断中的电流方向判断L1中的磁场变化情况；中的磁场变化情况；(3)判断判断L2中的磁场变化情况；中的磁场变化情况；
25、(4)判断判断PQ的运动情况。的运动情况。解析解析 MN在磁场力的作用下向右运动，由左手定则在磁场力的作用下向右运动，由左手定则可知可知MN中感应电流的方向为由中感应电流的方向为由MN，由安培定则可得，由安培定则可得L1中感应电流的磁场方向向上，由楞次定律知，若穿过中感应电流的磁场方向向上，由楞次定律知，若穿过L1的的原磁场向上，则该磁场应减弱，若穿过原磁场向上，则该磁场应减弱，若穿过L1的原磁场向下，的原磁场向下，则该磁场应增大，即则该磁场应增大，即L2中感应电流的磁场应向上减弱或向中感应电流的磁场应向上减弱或向下增大，若下增大，若PQ向右运动，由右手定则可知向右运动，由右手定则可知PQ中的
26、感应电流中的感应电流的方向是由的方向是由QP，L2中感应电流的磁场向上，要使其减弱中感应电流的磁场向上，要使其减弱则则PQ应减速运动；同理应减速运动；同理PQ向左运动时应做加速运动。向左运动时应做加速运动。答案答案BC解决这类问题的关键是抓住几个定则的因果关系：解决这类问题的关键是抓住几个定则的因果关系：(1)因电而生磁因电而生磁(IB)安培定则；安培定则；(2)因动而生电因动而生电(v、BI)右手定则；右手定则；(3)因电而受力因电而受力(I、BF)左手定则。左手定则。可概括记忆为可概括记忆为“通电受力用左手，运动生电用右手通电受力用左手，运动生电用右手”。1楞次定律有两种表述楞次定律有两种
27、表述(1)感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总是阻碍引感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。起感应电流的磁通量的变化。(2)感应电流的效果总是反抗感应电流的效果总是反抗(或阻碍或阻碍)引起感应电流的原因。引起感应电流的原因。2右手定则是楞次定律的特例，适用于闭合回路的部分导右手定则是楞次定律的特例，适用于闭合回路的部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。体切割磁感线产生感应电流的情况。3正确区分右手定则与左手定则、安培定则的用途，右手正确区分右手定则与左手定则、安培定则的用途，右手定则判断感应电流的方向，左手定则判断安培力的方向，安培定则判断感应电流的方向，左手定则判断安培力的方向，安培定则判断电流方向与其产生的磁场方向间的关系。定则判断电流方向与其产生的磁场方向间的关系。
