高中物理(新教材)選修二課件1：2-1楞次定律 人教版

第二章電磁感應(yīng)

2.1楞次定律學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解楞次定律實(shí)驗(yàn)探究過程。2.理解楞次定律的內(nèi)容，能運(yùn)用楞次定律判斷電流方向，解答有關(guān)問題。3.掌握右手定則，會(huì)用右手定則判斷電流方向。知識(shí)回顧1.通電螺線管的磁感線方向如何判定？安培定則（右手螺旋定則）2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么?穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化一、影響感應(yīng)電流方向的因素實(shí)驗(yàn)：影響感應(yīng)電流方向的因素

1.實(shí)驗(yàn)器材條形磁鐵、電流表、線圈、導(dǎo)線。2.探究過程及實(shí)驗(yàn)結(jié)論將線圈與電流表組成閉合電路，分別將條形磁鐵的N極、S極插入或抽出線圈，記錄感應(yīng)電流的方向，如圖所示。表1磁通量增大時(shí)的情況圖號(hào)磁體磁場(chǎng)的方向感應(yīng)電流方向感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向甲向下逆時(shí)針（俯視）向上乙向上順時(shí)針（俯視）向下比較表中的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)穿過線圈的磁通量增大時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與磁體的磁場(chǎng)方向相反，阻礙磁通量的增加。

表2磁通量減小時(shí)的情況圖號(hào)磁體磁場(chǎng)的方向感應(yīng)電流方向感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向丙向上順時(shí)針（俯視）向下丁向下逆時(shí)針（俯視）向上比較表中的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)穿過線圈的磁通量減小時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與磁體的磁場(chǎng)方向相同，阻礙磁通量的減小。

二、楞次定律內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。閉合電路磁通量的變化原磁場(chǎng)感應(yīng)電流產(chǎn)生阻礙激發(fā)引起感應(yīng)電流磁場(chǎng)(1)誰(shuí)在阻礙?(2)阻礙什么?（阻礙不一定相反、阻礙不是阻止）(3)如何阻礙?感應(yīng)電流的磁場(chǎng)引起感應(yīng)電流的原磁場(chǎng)磁通量的變化“增反減同”使磁通量的變化變慢(4)結(jié)果如何?對(duì)楞次定律中“阻礙”的理解應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方法(1)明確原磁場(chǎng)方向；(2)明確穿過閉合回路的磁通量是增加還是減少；(3)根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向；(4)由安培定則確定感應(yīng)電流的方向。應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方法(1)明確原磁場(chǎng)方向；(2)明確穿過閉合回路的磁通量是增加還是減少；(3)根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向；(4)由安培定則確定感應(yīng)電流的方向。楞次定律與能量守恒定律三、右手定則右手定則：伸開右手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。適用條件：只適用于閉合電路中的部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向的判斷。注意：做“切割”運(yùn)動(dòng)的那段導(dǎo)體中，感應(yīng)電流方向就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向，由低電勢(shì)指向高電勢(shì)，因?yàn)檫@段導(dǎo)體相當(dāng)于電源的內(nèi)電路。楞次定律右手定則區(qū)別研究對(duì)象整個(gè)閉合導(dǎo)體回路閉合導(dǎo)體回路的一部分，即做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的一段導(dǎo)線適用范圍由磁通量變化引起感應(yīng)電流的各種情況一段導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況聯(lián)系各種情況下都可用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向，若是回路中的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，用右手定則判斷較為簡(jiǎn)單楞次定律與右手定則的區(qū)別與聯(lián)系右手定則與左手定則的比較右手定則左手定則作用判斷感應(yīng)電流方向判斷通電導(dǎo)體所受磁場(chǎng)力的方向已知條件已知運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向已知電流方向和磁場(chǎng)方向圖例因果關(guān)系運(yùn)動(dòng)→電流電流→運(yùn)動(dòng)應(yīng)用實(shí)例發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)使用左手定則和右手定則時(shí)很容易混淆，為了便于區(qū)分，可把兩個(gè)定則簡(jiǎn)單地總結(jié)為“通電受力用左手，運(yùn)動(dòng)生電用右手”，簡(jiǎn)稱為“通電左，生電右”。跟蹤訓(xùn)練1.如圖甲，螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)，以圖中箭頭所示方向?yàn)槠湔较?。螺線管與導(dǎo)線框abcd相連，導(dǎo)線框內(nèi)有一小金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導(dǎo)線框在同一平面內(nèi)。當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間按圖乙所示規(guī)律變化時(shí)(

)A.在t1～t2時(shí)間內(nèi)，L有擴(kuò)張趨勢(shì)B.在t2～t3時(shí)間內(nèi)，L有擴(kuò)張趨勢(shì)C.在t2～t3時(shí)間內(nèi)，L內(nèi)有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流D.在t3～t4時(shí)間內(nèi)，L內(nèi)有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流跟蹤訓(xùn)練1.如圖甲，螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)，以圖中箭頭所示方向?yàn)槠湔较颉Ｂ菥€管與導(dǎo)線框abcd相連，導(dǎo)線框內(nèi)有一小金屬圓環(huán)L，圓環(huán)與導(dǎo)線框在同一平面內(nèi)。當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間按圖乙所示規(guī)律變化時(shí)(

)A.在t1～t2時(shí)間內(nèi)，L有擴(kuò)張趨勢(shì)B.在t2～t3時(shí)間內(nèi)，L有擴(kuò)張趨勢(shì)C.在t2～t3時(shí)間內(nèi)，L內(nèi)有逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流D.在t3～t4時(shí)間內(nèi)，L內(nèi)有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流解析：在t1～t2時(shí)間內(nèi)，外加磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增加且斜率在增大，則在導(dǎo)線框中產(chǎn)生順時(shí)針方向且增加的電流，該電流激發(fā)的磁場(chǎng)通過圓環(huán)，由愣次定律可以確定L必須減小面積以達(dá)到阻礙磁通量的增大，故L有收縮的趨勢(shì)，故A錯(cuò)誤；在t2～t3時(shí)間內(nèi)，穿過圓環(huán)的磁通量向上均勻減小，之后是向下均勻增大的，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，L中磁通量不變，則L中沒有感應(yīng)電流，因此沒有變化的趨勢(shì)，故B、C錯(cuò)誤；在t3～t4時(shí)間內(nèi)，向下的磁通量減小且斜率在減小，根據(jù)楞次定律，在線圈中的電流方向由c到b且減小，根據(jù)安培定則，穿過圓環(huán)L的磁通量向里減小，則根據(jù)楞次定律，在金屬圓環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流，故D正確。答案：D2.如圖所示，線圈M和線圈N繞在同一鐵芯上，M與電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器相連，P為滑動(dòng)變阻器的滑片，開關(guān)S處于閉合狀態(tài)，N與電阻R相連。下列說法正確的是(

)A.當(dāng)P向右移動(dòng)時(shí)，通過R的電流方向?yàn)橛蒪到aB.當(dāng)P向右移動(dòng)時(shí)，通過R的電流方向?yàn)橛蒩到bC.斷開S的瞬間，通過R的電流方向?yàn)橛蒪到aD.斷開S的瞬間，通過R的電流方向?yàn)橛蒩到b解析：P向右移動(dòng)，導(dǎo)致電流增大，根據(jù)右手定則可知，線圈M左端是N極，右端是S極。穿過線圈N的磁通量變大，則由楞次定律可得：感應(yīng)電流方向由b流向a，故A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)斷開S的瞬間，導(dǎo)致電流減小，根據(jù)右手定則可知，線圈M左端是N極，右端是S極。穿過線圈N的磁通量變小，則由楞次定律可得:感應(yīng)電流方向由a流向b，故C錯(cuò)誤，D正確；故選A、D。答案：AD3.如圖所示，矩形線框abcd，通過導(dǎo)體桿搭接在金屬導(dǎo)軌EF和MN上，EM之間有一電阻R，整個(gè)裝置放在如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)線框向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，下面說法正確的是(

)A.R中無電流B.R中有電流，方向?yàn)镋→MC.ab中無電流D.ab中有電流，方向?yàn)閎→a解析：ab邊切割磁感線，由右手定則知，其中的電流方向b→a，D對(duì)C錯(cuò)。同理cd中的電流方向c→d。所以有電流流過R，方向E→M，A錯(cuò)B對(duì)。答案：BD4.某同學(xué)在學(xué)習(xí)了法拉第電磁感應(yīng)定律之后，自己制作了一個(gè)手動(dòng)手電筒。如圖是手電筒的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)示意圖，左右兩端是兩塊完全相同的條形磁鐵，中間是一根絕緣直桿，由絕緣細(xì)銅絲繞制的多匝環(huán)形線圈只可在直桿上自由滑動(dòng)，線圈兩端接一燈泡，晃動(dòng)手電筒時(shí)線圈也來回滑動(dòng)，燈泡就會(huì)發(fā)光，其中O點(diǎn)是兩磁極連線的中點(diǎn)，a、b兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱。【解析】(1)線圈處于兩條形磁鐵之間，當(dāng)線圈運(yùn)動(dòng)，則導(dǎo)致穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，從而出現(xiàn)感應(yīng)電流，與燈泡形成閉合回路，則電流流過燈泡，燈泡就會(huì)發(fā)光；(2)線圈沿不同方向經(jīng)過b點(diǎn)時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)方向不同，導(dǎo)致磁通量變化不同，所以產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反，即電流的方向會(huì)發(fā)生變化。備用工具&資料3.如圖所示，矩形線框abcd，通過導(dǎo)體桿搭接在金屬導(dǎo)軌EF和MN上，EM之間有一電阻R，整個(gè)裝置放在如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)線框向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，下面說法正確的是(

)A.R中無電流B.R中有電流，方向?yàn)镋→MC.ab中無電流D.ab中有電流，方向?yàn)閎→a解析：ab邊切割磁感線，由右手定則知，其中的電流方向b→a，D對(duì)C錯(cuò)。同理cd中的電流方向c→d。所以有電流流過R，方向E→M，A錯(cuò)B對(duì)。答案：BD2.如圖所示，線圈M和線圈N繞在同一鐵芯上，M與電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器相連，P為滑動(dòng)變阻器的滑片，開關(guān)S處于閉合狀態(tài)，N與電阻R相連。下列說法正確的是(

)A.當(dāng)P向右移動(dòng)時(shí)，通過R的電流方向?yàn)橛蒪到aB.當(dāng)P向右移動(dòng)時(shí)，通過R的電流方向?yàn)橛蒩到bC.斷開S的瞬間，通過R的電流方向?yàn)橛蒪到aD.斷開S的瞬間，通過R的電流方向?yàn)橛蒩到b知識(shí)回顧1.通電螺線管的磁感線方向如何判定？安培定則（右手螺旋定則）2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么?穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化表2磁通量減小時(shí)的情況圖號(hào)磁體磁場(chǎng)的方向感應(yīng)電流方向感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向丙向上順時(shí)針（俯視）向下丁向下逆時(shí)針（俯視）向上比較表中的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)穿過線圈的磁通量減小時(shí)，感應(yīng)電流的