高二物理上：3.楞次定律課件

3.楞次定律

高二物理組一、探究感應(yīng)電流的方向1．實驗探究將螺線管與電流計組成閉合回路，分別將N極、S極插入、抽出線圈，如下圖，記錄感應(yīng)電流方向如下研究感應(yīng)電流方向的實驗記錄2．分析(1)線圈內(nèi)磁通量增加時的情況(2)線圈內(nèi)磁通量減少時的情況向下向下向下向下向上向上向上向上3.歸納結(jié)論當(dāng)線圈內(nèi)磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場

磁通量的增加；當(dāng)線圈內(nèi)磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場

磁通量的減少．4．楞次定律感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的

總要

引起感應(yīng)電流的磁通量的

．阻礙阻礙磁場阻礙變化二、楞次定律的應(yīng)用運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、磁場方向、感應(yīng)電流方向三個因素的關(guān)系，只要知道了其中任意兩個因素，就可以確定第三個因素． 如圖是驗證楞次定律實驗的示意圖，豎直放置的線圈固定不動，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、磁鐵相對線圈的運動方向以及線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向等情況，其中表示正確的選項是()解析：根據(jù)楞次定律可確定感應(yīng)電流的方向：對C選項，當(dāng)磁鐵向下運動時：(1)閉合線圈原磁場的方向——向上；(2)穿過閉合線圈的磁通量的變化——增加；(3)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向——向下；(4)利用安培定那么判斷感應(yīng)電流的方向——與圖中箭頭方向相同．線圈的上端為S極，磁鐵與線圈相互排斥．綜合以上分析知，選項C、D正確．答案：CD一、正確理解楞次定律中的“阻礙”一詞1．弄清“阻礙”的幾個層次2.阻礙的幾種表現(xiàn)(1)阻礙原磁通量的變化——“增反減同”．(2)阻礙(導(dǎo)體的)相對運動——“來拒去留”．(3)回路面積有增大或減小的趨勢來對抗磁通量的變化．組卷網(wǎng)3．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)阻礙不等同相反，當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁通量增大時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相反，當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場與引起感應(yīng)電流的磁場方向相同(增反減同)．(3)阻礙的是導(dǎo)體與磁體的相對運動，而不是阻礙導(dǎo)體或磁體的運動．

(2011·哈爾濱高二檢測)關(guān)于對楞次定律的理解，下面說法中正確的選項是()A．感應(yīng)電流的方向總是要使它的磁場阻礙原來的磁通量的變化B．感應(yīng)電流的磁場方向，總是跟原磁場方向相同C．感應(yīng)電流的磁場方向，總是跟原磁場方向相反D．感應(yīng)電流的磁場方向可以跟原磁場方向相同，也可以相反解析：

根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場阻礙原磁場的磁通量的變化，A項正確；感應(yīng)電流的磁場方向在磁通量增加時與原磁場方向相反，在磁通量減小時與原磁場方向相同，B、C項錯誤，D項正確.答案：

AD◎

教材資料分析〔思考與討論〕——教材P11當(dāng)手持條形磁鐵使它的一個磁極靠近閉合線圈的一端時，線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，獲得了電能．從能量守恒的角度看，這必定有其他形式的能在減少，或者說，有外力對磁體——線圈這個系統(tǒng)做了功．你能不能用楞次定律做出判斷，手持磁鐵運動時我們克服什么力做了功？【點撥】

電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電流的能量(電能)不能無中生有，只能從其他形式的能轉(zhuǎn)化過來，外力克服磁場力做功，正是這個轉(zhuǎn)化的量度，如右圖所示，當(dāng)條形磁鐵靠近線圈時，線圈中產(chǎn)生圖示方向的感應(yīng)電流，而這個感應(yīng)電流對條形磁鐵產(chǎn)生斥力，阻礙條形磁鐵的靠近，必須有外力克服這個斥力做功，它才能移近線圈；當(dāng)條形磁鐵離開線圈時，感應(yīng)電流方向與圖中所示方向相反，感應(yīng)電流對磁鐵產(chǎn)生引力，阻礙條形磁鐵的離開．其中外力做功的過程就是其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程．解析：磁場方向向下，導(dǎo)體棒MN的運動方向向右，由右手定那么，感應(yīng)電流方向是N→M，再由左手定那么，安培力水平向左，所以A、C正確．答案：AC〔思考與討論〕——教材P12如書中圖4.3－6所示中，假定導(dǎo)體棒AB向右運動．(1)我們研究的是哪個閉合電路？(2)當(dāng)導(dǎo)體棒AB向右運動時，穿過這個閉合電路的磁通量是增大還是減??？(3)感應(yīng)電流的磁場應(yīng)該是沿哪個方向的？(4)導(dǎo)體棒AB中的感應(yīng)電流是沿哪個方向的？【點撥】

(1)EFAB

(2)增大(3)垂直紙面向外(4)A→B

三、右手定那么1．使用范圍：判定導(dǎo)線 時感應(yīng)電流的方向．2．使用方法：伸出右手，使拇指與其余四個手指 ，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從 進入，并使拇指指向 的方向，這時 所指的方向就是感應(yīng)電流的方向.切割磁感線運動垂直掌心導(dǎo)線運動四指

如以下圖所示，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，整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中，現(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選項是()A．感應(yīng)電流方向是N→MB．感應(yīng)電流方向是M→NC．安培力水平向左D．安培力水平向右

如右圖所示，勻強磁場與圓形導(dǎo)體環(huán)平面垂直，導(dǎo)體ef與環(huán)接觸良好，當(dāng)ef向右勻速運動時(

)A．圓環(huán)中磁通量不變，環(huán)中無感應(yīng)電流產(chǎn)生B．整個環(huán)中有順時針方向的電流C．整個環(huán)中有逆時針方向的電流D．環(huán)的右側(cè)有逆時針方向的電流，環(huán)的左側(cè)有順時針方向的電流二、楞次定律與右手定那么的區(qū)別及聯(lián)系 如右圖所示，在磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中，有一質(zhì)量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd用絕緣輕質(zhì)細桿懸掛在O點，并可繞O點擺動．金屬線框從右側(cè)某一位置靜止開始釋放，在擺動到左側(cè)最高點的過程中，細桿和金屬線框平面始終處于同一平面，且垂直紙面． 那么線框中感應(yīng)電流的方向是()A．a(chǎn)→b→c→d→aB．d→c→b→a→dC．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→aD．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d思路點撥：這類題的分析思路就是首先分析線框從右側(cè)擺到左側(cè)的過程中，磁場的方向和線框中磁通量的變化情況，然后根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟逐步判斷．解析：答案：

B

【特別提醒】假設(shè)導(dǎo)體不動，而磁場相對導(dǎo)體運動，也同樣起到導(dǎo)體在切割磁感線的效果，這時仍可用右手定那么判斷感應(yīng)電流的方向，但是右手定那么中的大拇指所指的方向不是磁場運動的方向，而是磁場運動的反方向．【反思總結(jié)】應(yīng)用楞次定律解題的一般步驟三、右手定那么與左手定那么的比較【跟蹤發(fā)散】1－1：(·啟東中學(xué)高二檢測)如下圖，AOC是光滑的金屬導(dǎo)軌，AO沿豎直方向，OC沿水平方向，ab是一根金屬棒，立在導(dǎo)軌上，它從靜止開始在重力作用下運動，運動過程中b端始終在OC上，a端始終在OA上，直到完全落在OC上，空間存在著勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里，那么ab棒在上述過程中()A．感應(yīng)電流方向是b→aB．感應(yīng)電流方向是a→bC．感應(yīng)電流方向先是b→a，后是a→bD．感應(yīng)電流方向先是a→b，后是b→a解析：

由數(shù)學(xué)知識可知，金屬棒下滑過程中，與坐標(biāo)軸所圍面積先增加后減小，穿過回路aOb的磁通量先增加后減小，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流方向先是b→a，后是a→b.答案：

C解析：導(dǎo)體ef向右切割磁感線，由右手定那么可判斷導(dǎo)體ef中感應(yīng)電流由e→f.而導(dǎo)體ef分別與導(dǎo)體環(huán)的左右兩局部構(gòu)成兩個閉合回路．故環(huán)的右側(cè)有逆時針方向的電流．環(huán)的左側(cè)有順時針方向的電流．答案：D【反思總結(jié)】對于閉合電路的局部導(dǎo)體切割磁感線的問題，判斷電流方向優(yōu)先選擇右手定那么．【跟蹤發(fā)散】2－1：如下圖，一個有界勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外．一個矩形閉合導(dǎo)線框abcd，沿紙面由位置1(左)勻速運動到位置2.那么()A．導(dǎo)線框進入磁場時，感應(yīng)電流方向為a→b→c→d→aB．導(dǎo)線框離開磁場時，感應(yīng)電流方向為a→d→c→b→aC．導(dǎo)線框離開磁場時，受到的安培力方向水平向右D．導(dǎo)線框進入磁場時，受到的安培力方向水平向左解析：導(dǎo)線框進入磁場時，cd邊切割磁感線，由右手定那么可知，電流方向沿a→d→c→b→a，這時cd邊受到的安培力作用由左手定那么可判斷其受力方向向左；在導(dǎo)線框離開磁場時，ab邊處于磁場中且在做切割磁感線運動，同樣用右手定那么和左手定那么可以判斷電流的方向為a→b→c→d→a，這時安培力的方向仍然向左．答案：D 如右圖所示，A為水平放置的橡膠圓盤，在其側(cè)面帶有負電荷，在A正上方用絲線懸掛一個金屬圓環(huán)B(絲線在B上面未畫出)，使B的環(huán)面在水平面上與圓盤平行，其軸線與橡膠盤A的軸線O1O2重合．在橡膠盤A繞其軸線O1O2按圖中箭頭方向減速轉(zhuǎn)動的過程中，金屬圓環(huán)B有(

)A．?dāng)U大半徑的趨勢，絲線受到的拉力增大B．?dāng)U大半徑的趨勢，絲線受到的拉力減小C．縮小半徑的趨勢，絲線受到的拉力減小D．縮小半徑的趨勢，絲線受到的拉力增大解析：因為橡膠盤A減速轉(zhuǎn)動，所以其側(cè)面負電荷轉(zhuǎn)動形成的環(huán)形電流越來越?。@個環(huán)形電流在它的上部產(chǎn)生的磁場也越來越弱．根據(jù)楞次定律，圓環(huán)B有靠近A，并且增大自身圓環(huán)的面積即有擴大半徑的趨勢，這樣才能阻礙通過它的磁通量的減少．B要靠近A，就使絲線對B的拉力增大，應(yīng)選項A對．答案：A【反思總結(jié)】判斷回路運動情況、面積變化趨勢的兩種方法(1)一般方法(2)根據(jù)楞次定律的廣義表述判斷①假設(shè)是由于相對運動產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，那么感應(yīng)電流所產(chǎn)生的力的效果阻礙相對運動(來拒去留)．②電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，回路面積變化總要阻礙磁通量的增加(增縮減擴)．【跟蹤發(fā)散】3－1：(2010·上海單科)如圖，金屬環(huán)A用輕繩懸掛，與長直螺線管共軸，并位于其左側(cè)．假設(shè)變阻器滑片P向左移動，那么金屬環(huán)A將向________(填“左” 或“右”)運動，并有________(填“收縮” 或“擴張”)趨勢．解析：滑片P向左移動時，電阻減小，電流增大，穿過金屬環(huán)A的磁通量增加，根據(jù)楞次定律，金屬環(huán)將向左運動，并有收縮趨勢．答案：左收縮楞次定律的靈活應(yīng)用 如圖甲所示，當(dāng)磁鐵突然向鋁環(huán)運動時，鋁環(huán)的運動情況是怎樣的？【題眼直擊】楞次定律的推廣及靈活應(yīng)用解析：

方法一電流元受力分析法方法二躲閃法方法三等效法方法四阻礙相對運動法【反思總結(jié)】這些方法雖然不同，但本質(zhì)都是楞次定律．深刻理解楞次定律中“阻礙”的含義是靈活運用楞次定律進行分析判斷的前提.

1．如以下圖所示，一根條形磁鐵自左向右穿過一個閉合螺線管，那么電路中()A．始終有感應(yīng)電流自a向b流過電流表GB．始終有感應(yīng)電流自b向a流過電流表GC．先有a→G→b方向的感應(yīng)電流，后有b→G→a方向的感應(yīng)電流D．將不會產(chǎn)生感應(yīng)電流解析：

條形磁鐵從左邊進入螺線管的過程中，在螺線管內(nèi)產(chǎn)生的磁場方向向右，穿過螺線管的磁通量不斷增加，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的方向是a→G→b.條形磁鐵從螺線管中向右穿出的過程中，在螺線管中產(chǎn)生的磁場方向仍向右，穿過螺線管的磁通量不斷減小，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的方向是b→G→a.故C項正確．答案：

C2．(2010·海南卷)一金屬圓環(huán)水平固定放置．現(xiàn)將一豎直的條形磁鐵，在圓環(huán)上方沿圓環(huán)軸線從靜止開始釋放．在條形磁鐵穿過圓環(huán)的過程中，條形磁鐵與圓環(huán)(

)A．始終相互吸引B．始終相互排斥C．先相互吸引，后相互排斥D．先相互排斥，后相互吸引解析：此題考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象和楞次定律，意在考查考生對電磁感應(yīng)、楞次定律以及安培定那么的理解和應(yīng)用的能力．條形磁鐵釋放后進入金屬圓環(huán)時將使穿過金屬圓環(huán)的磁通量增加，由楞次定律可知，金屬圓環(huán)中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場將阻礙條形磁鐵進入，故進入時是排斥，同理，離開時，感應(yīng)電流的磁場將阻礙條形磁鐵離開，故后來是吸引，所以正確答案為D.答案：DA．先閉合S2，后閉合S1的瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)B．S1、S2閉合后，在斷開S2的瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)C．先閉合S1，后閉合S2的瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)D．S1、S2閉合后，在斷開S1的瞬間，電流計指針偏轉(zhuǎn)3．如右圖所示，A、B兩回路中各有一開關(guān)S1、S2，且回路A中接有電源，回路B中接有靈敏電流計，以下操作及相應(yīng)的結(jié)果中可能的是()解析：回路A中有電源，當(dāng)S1閉合后，回路中有電流，在回路的周圍產(chǎn)生磁場，回路B中有磁通量，在S1閉合或斷開的瞬間，回路A中的電流從無到有或從有到無，電流周圍的磁場發(fā)生變化，從而使穿過回路B的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，此時假設(shè)S2是閉合的，那么回路B中有感應(yīng)電流，電流計指針偏轉(zhuǎn)，所以選項A、D正確．答案：AD4．如以下圖所示，繞在鐵芯上的線圈M與電源、滑動變阻器和開關(guān)組成了一個閉合回路，在鐵芯的右端，線圈P與電流表連成閉合電路．以下各種情況中說法正確的選項是()A．開關(guān)S閉合后，線圈P中有感應(yīng)電流，M、P相互排斥B．開關(guān)S閉合后，使變阻器滑片向左勻速移動，線圈P中有感應(yīng)電流，M、P相互排斥C．開關(guān)S閉合后，使變阻器滑片向右勻速