2.1 楞次定律 课件 -2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

楞次定律 课前思考 电的发现和广泛使用不仅给人类生活带来很多方便，而且使社会生产力大大提高，社会财富大大增加，人们生活变得更加丰富多彩。 国防、交通、日常生活等都离不开电。电能是使用效率最高、最方便的能源。电来自发电厂的发电机，发电机的基本原理是电磁感应。 电磁感应是电磁学中最重大的发现之一，它进一步揭示了电、磁之间的相互联系。 电磁感应在电工技术、电子技术及电磁测量等方面都有广泛的应用。 描述电磁感应的楞次定律和法拉第电磁感应定律是电磁场理论的重要组成部分。 猜想 感应电流的方向与哪些因素有关？遵循什么样的规律？ 猜想 感应电流的方向可能与 磁铁磁极的运动方向、 线圈内磁通量的变化、 感应磁场的方向、 引起感应电流的磁场方向、 磁铁运动快慢等因素有关…… 记录数据 N 极插入 N 极抽出 S 极插入 S 极抽出 讨论 问题1：请你根据表中所填写的内容分析一下，感应电流的磁场方向是否总是与原磁场的方向相反？ 问题2：请你仔细分析表，用尽可能简洁的语言概括一下，究竟如何确定感应电流的方向？并说出你的概括中的关键词语。 问题3：你能从导体和磁体相对运动的角度来确定感应电流的方向吗？如果能，请用简洁的语言进行概括，并试着从能量的转化与守恒角度去解释你的结论？（小组讨论完成） 楞次定律 1834 年，物理学家楞次在分析了许多实验事实后，将实验结论用一句话巧妙地表达为: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， 这就是楞次定律，是电磁学中的一个重要定律。 讨论：楞次定律的理解 对楞次定律的理解： （1）闭合电路中存在几种磁场，分别是什么： （2）怎样理解“磁通量的变化”： （3）怎样理解“阻碍”的含义： ①谁在阻碍： ②阻碍什么： ③如何阻碍： ④能否阻止： 根据楞次定律判断感应电流方向的一般步骤为: (1)确定原磁场的方向； (2)确定穿过闭合线圈的磁通量是增加还是减少； (3)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向； (4)利用右手螺旋定则确定感应电流的方向。 楞次定律的应用 可以根据楞次定律解释图中的实验现象。强磁铁块在铜管内下降过程中，铜管内的磁通量发生变化，产生的感应电流的磁场总是反抗引起感应电流的磁通量的变化。 因此下降的磁铁块将不断受到感应电流产生的磁场磁力的阻碍作用而减小下降速度。 铝块在铜管和塑料管中下降，以及磁铁块在塑料管中下降时，都没有感应电流产生，铝块、磁铁块几乎以重力加速度(管壁与铝块、磁铁块之间的摩擦力和空气阻力都很小，可以忽略)匀加速下降。 电磁感应中的能量转化 在探究楞次定律的实验中，我们已经认识到:感应电流的磁场总要阻碍磁铁相对于铝环的运动。 产生电磁感应的过程，是外力克服磁场力做功的过程。通过外力做功，磁铁运动的机械能转化为铝环的电能。 楞次定律包含着深刻的物理意义，实际上是能量守恒定律在电磁感应现象中的反映。 小结 楞次定律 1．内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流磁场的磁通量的变化 2．应用：明确研究对象 判断原磁场的方向和线圈内磁通量的变化 楞次定律，判断感应电流磁场的方向 安培定则，判断感应电流的方向 思考与练习 导线框 abcd 处在匀强磁场中，匀强磁场的方向垂直于导线框平面，与导线框接触良好的导体棒 MN 在外力作用下向右做匀速运动。 试用楞次定律判断导体棒 MN 中感应电流的方向。 思考与练习 分析:通过判断通过闭合回路 MbcNM 的磁通量的变化，依据楞次定律来确定感应电流的方向。 解:当导体棒 MN 向右运动时，闭合回路 MbcNM 面积减小，通过的磁通量下降。根据楞次定律，感应电流产生的磁场跟原磁场同方向，以阻碍原磁通量的减少；则可知通过导体棒的感应电流方向是 N → M。 思考与练习 如图 6—9 所示，一个闭合导体圆环 a 和有缺口的导体圆环 b 用细杆连接，可绕细杆中央的光滑转动轴 O 在水平面内自由转动。用足够强的条形磁体的任一极插入环 a 时，可观察到环向后退；插入 b 环时，环不动。 试解释观察到的现象。 思想升华 归纳推理是从一类事物的部分对象所具有的某种属性出发，推理出这类事物的所有对象都具有共同属性的推理