2.1 楞次定律（同步课件）-【上好课】2024-2025学年高二物理同步精品课堂（人教版2019选择性必修第二册）

sssss 主讲人：LWH 第1节 楞次定律 第2章 QQ:419561425 SZ-LWH 1 1.条形磁铁的磁场是怎样分布？ 外部从N→S 内部从S→N的闭合回路 2.通电螺线管的磁场分布如何判断？ 右手螺旋定则 3.感应电流的产生条件是什么？ 穿过闭合导体回路的磁通量发生变化 SZ-LWH 情境回顾 Sz-lwh Qq:419561425 目 录 CONTENTS 实验：探究影响感应电流方向的因素 01 楞次定律 02 右手定则的理解和应用 03 SZ-LWH Sz-lwh Qq:419561425 3 线圈与电流表相连，把磁体的某一个磁极向线圈中插入、从线圈中拉出时，电流表的指针发生了偏转，但两种情况下偏转的方向不同，这说明感应电流的方向并不相同。感应电流的方向与哪些因素有关呢？ + G N S SZ-LWH 情境导入 Sz-lwh Qq:419561425 01 实验：探究影响感应电流方向的因素 SZ-LWH 5 导学探究 猜想：电流的方向和磁通量的变化有关。 磁通量增加和磁通量减少，分别对应着电流的不同方向？ 甲乙磁通量都增加，但是电流方向不一样 丙丁磁通量都减少，但是电流方向不一样 SZ-LWH 一、实验：探究影响感应电流方向的因素 Sz-lwh Qq:419561425 1.实验原理 通过实验，观察、分析原磁场方向和磁通量的变化，记录感应电流的方向，然后归纳出感应电流的方向与原磁场方向、原磁通量变化之间的关系。 2.实验器材 条形磁体，线圈，电流表，滑动变阻器，干电池，开关，导线若干。 SZ-LWH 一、实验：探究影响感应电流方向的因素 Sz-lwh Qq:419561425 3.实验过程 (1)采用试触法探究电流表指针的偏转方向和电流方向之间的关系。 一般情况电流从哪一侧接线柱流入，指针就向哪一侧偏转，即左进左偏，右进右偏。(指针偏转方向应由实验得出，并非所有电流表都是这样的) SZ-LWH 一、实验：探究影响感应电流方向的因素 Sz-lwh Qq:419561425 (2)探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向。 ①按图连接电路，明确线圈的绕线方向。 ②画出实验草图，记录磁极运动的四种情况。 SZ-LWH 一、实验：探究影响感应电流方向的因素 Sz-lwh Qq:419561425 ③观察并记录磁场方向、电流方向、磁通量大小的变化情况， 并将结果填入表格。 比较项目 甲 乙 丙 丁 条形磁体运动的情况 极朝下 插入线圈 极朝下 插入线圈 极朝下 拔出线圈 极朝下 拔出线圈 原磁场方向（“向上”或“向 下”） 向下 向上 向下 向上 穿过线圈的磁通量变化情况 （“增加”或“减少”） 增加 增加 减少 减少 SZ-LWH 一、实验：探究影响感应电流方向的因素 Sz-lwh Qq:419561425 比较项目 甲 乙 丙 丁 感应电流的方向（在螺线管 上方俯视） 逆时针 顺时针 顺时针 逆时针 感应电流的磁场方向（“向 上”或“向下”） 向上 向下 向下 向上 原磁场与感应电流磁场方向 的关系 相反 相反 相同 相同 SZ-LWH 一、实验：探究影响感应电流方向的因素 Sz-lwh Qq:419561425 4.分析现象得出结论 (1)甲、乙两种情况下，磁通量都 ，感应电流的磁场方向与原磁场方向 。 (2)丙、丁两种情况下，磁通量都 ，感应电流的磁场方向与原磁场方向 。 (3)结论：感应电流的磁场总要 引起感应电流的 。 增加 相反 减少 相同 阻碍 磁通量的变化 SZ-LWH 一、实验：探究影响感应电流方向的因素 Sz-lwh Qq:419561425 B感 Φ原 增 减 与 B原 与 B原 阻碍 变化 反 同 SZ-LWH 一、实验：探究影响感应电流方向的因素 Sz-lwh Qq:419561425 题型一 教材原型实验 例1 “研究电磁感应现象”的实验装置如图所示。 （1）将图中所缺的导线补接完整。 [答案] 见解右上析图 SZ-LWH 一、实验：探究影响感应电流方向的因素 Sz-lwh Qq:419561425 （2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转一下，那么合上开关后可能出现的情况有： ①将线圈 迅速插入线圈 时，灵敏电流计指针将______________。 向右偏转一下 ②线圈 插入线圈 后，将滑动变阻器的滑片迅速向左拉时，灵敏电流计 指针______________。 向左偏转一下 解析：由题意知，当通过线圈的磁通量增大时，指针向右偏，则①向右偏转一下；②向左偏转一下。 SZ-LWH 一、实验：探究影响感应电流方向的因素 Sz-lwh Qq:419561425 题型二 教材创新实验 图1 例2（1） 由如图1所示的装置 探究感应电流的方向具有的规 律，其中 为灵敏电流计，没有 电流通过时指针指向中间刻度， 归纳总结 这种实验方案采用了__________（选填“归纳总结”或“假设推理”）物理思 想方法。 SZ-LWH 一、实验：探究影响感应电流方向的因素 Sz-lwh Qq:419561425 （2）某兴趣小组采用图2所示的电路 来研究电磁感应现象，A、B为两个 规格相同的灵敏电流计， 为热敏 电阻，其阻值随温度的变化规律如图 减小 偏向中间刻度右侧 3所示； 是两个套在一起的大小线圈，小线圈与A的电路连接，大线圈与 B构成闭合电路。开关 闭合， 时A、B两个电流计指针位置如图2， 温度逐渐降低到 的过程中，A灵敏电流计的指针偏转角将______ （选填“增大”“减小”或“不变”），B灵敏电流计的指针将_______________ ____（选填“指在中间刻度”“偏向中间刻度右侧”或“偏向中间刻度左侧”）。 SZ-LWH 一、实验：探究影响感应电流方向的因素 Sz-lwh Qq:419561425 1.图甲为某实验小组做“探究感应电流方向的规律”的实验装置，关于 实验过程中应该注意的事项和实验现象，以下说法正确的是。 A.实验前应该先仔细观察，清楚线圈的绕向 B.开关闭合后，将滑动变阻器的滑片匀速滑动使接入电路的阻值逐渐减小， 会观察到电流计指针不发生偏转 C.开关闭合后，线圈 从线圈 中拔出和插入过程中会观察到电流计指针 偏转方向相反 D.开关闭合与断开瞬间，电流计指针都会偏转，但偏转方向相同 √ √ SZ-LWH 跟踪练习 Sz-lwh Qq:419561425 2．如图所示是探究感应电流方向与哪些因素有关的实验示意图。 (1)比较甲、乙两图可知感应电流方向与 有关； (2)比较甲、丙两图可知感应电流方向与 有关。 导体切割磁感线方向 磁场的方向 v v v SZ-LWH 跟踪练习 Sz-lwh Qq:419561425 02 楞次定律 SZ-LWH 20 导学探究 法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示。软铁环上绕有M、N两个线圈， (1)S闭合瞬间 ①穿过N的磁场方向为______； ②穿过N的磁通量______； ③N中感应电流方向为____________； (2)S断开瞬间，N中感应电流方向为____________。 向下 增加 逆时针方向 顺时针方向 SZ-LWH 二、楞次定律 Sz-lwh Qq:419561425 【俄 1804-1865】 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 感应电流磁场 原磁场 能量守恒 机械能转化成了电能 “阻碍”对应着负功，电能增加 阻碍不是阻止 1.楞次定律: SZ-LWH 二、楞次定律 Sz-lwh Qq:419561425 2.理解“阻碍”： ①谁在阻碍? ②阻碍什么? （阻碍不一定相反、阻碍不是阻止） ③如何阻碍? 感应电流的磁场 引起感应电流的原磁场磁通量的变化 “增反减同” 使磁通量的变化变慢 ④结果如何? SZ-LWH 二、楞次定律 Sz-lwh Qq:419561425 3.判断感应电流方向的步骤： N 明确原磁场方向 明确穿过闭合电路磁 通量是增加还是减少 根据楞次定律确定感 应电流的磁场方向 利用安培定则判断感应电流方向 SZ-LWH 二、楞次定律 Sz-lwh Qq:419561425 思考与讨论： 用磁体的任意一极去靠近铝环，会产生什么现象？把磁极从靠近铝环处移开，会产生什么现象？ 本质：阻碍磁通量的增加 SZ-LWH 二、楞次定律 Sz-lwh Qq:419561425 拓展学习： 楞次定律的表现形式 情景1 ：法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示，软铁环上绕有A、B两个线圈，当A线圈电路中的开关断开的瞬间，线圈B中的感应电流沿什么方向? G S A B SZ-LWH 二、楞次定律 Sz-lwh Qq:419561425 G S A B 同向 B 感 I感 “增反减同” SZ-LWH 二、楞次定律 Sz-lwh Qq:419561425 情景2 ：磁铁靠近或者远离线圈 感应电流的磁场总要阻碍相对运动. “来拒去留” SZ-LWH 二、楞次定律 Sz-lwh Qq:419561425 情景3 ：如图所示,平行光滑金属导轨A、B上放置两根铜棒a、b.当磁铁N极（或S极）从上向下插入（或拔出）铜棒a 、b中时，铜棒a、b是否会运动? 如果运动将怎样运动？ a b A B N Ｓ 插入：铜棒ab靠近 拔出：铜棒ab远离 “增缩减扩” SZ-LWH 二、楞次定律 Sz-lwh Qq:419561425 1.“增反减同”、 “来拒去留”、 “增缩减扩”,这些现象的共同本质是什么？ 阻碍原磁场磁通量的变化 楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的反映. 2. 这些现象的背后原因是什么? 交流与小结： SZ-LWH 二、楞次定律 Sz-lwh Qq:419561425 角度1 楞次定律的理解 1. 楞次定律中“阻碍”的含义是指( ) A.感应电流形成的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反 B.感应电流形成的磁场只是阻碍引起感应电流的磁场的增强 C.感应电流形成的磁场只是阻碍引起感应电流的磁场的减弱 D.当引起感应电流的磁场增强时，感应电流的磁场方向与其相反；当引起感应电流的磁场减弱时，感应电流的磁场方向与其相同 √ SZ-LWH 跟踪练习 Sz-lwh Qq:419561425 角度2 楞次定律的应用 2. (2023·首都师范大学附中期末)某实验装置如图所示，在铁芯上绕着两 个线圈 和 ，如果线圈 中电流 与时间 的关系分别如图甲、乙、丙、 丁所示，那么在 到 这段时间内（设电流自左边接线柱进入 时取正） ( ) SZ-LWH 跟踪练习 Sz-lwh Qq:419561425 A.当 中通以甲图电流时， 连接的电流计 中没有电流通过 B.当 中通以乙图电流时， 连接的电流计 中有向右的电流通过 C.当 中通以丙图电流时， 连接的电流计 中有向左的电流通过 D.当 中通以丁图电流时， 连接的电流计 中有向右的电流通过 √ SZ-LWH 跟踪练习 Sz-lwh Qq:419561425 角度3 楞次定律的推论的应用 3.(2023·山西吕梁期中)媒体报道，某大学研究人员发现了一种能够将内 能直接转化为电能的新型合金。据描述，只要将该合金略微加热，这种合 金就会变成强磁性合金，从而使放在周围的金属线框产生电流，简化模型 如图所示。 为柱形合金， 为金属圆环。现对合金进行加热，则( ) A.加热时，穿过金属圆环 的磁通量减小 B.加热时，金属圆环 中一定会产生顺时针电流 C.加热时，金属圆环 有缩小的趋势 D.加热时，金属圆环 有扩张的趋势 √ SZ-LWH 跟踪练习 Sz-lwh Qq:419561425 03 右手定则的理解和应用 SZ-LWH 35 导学探究 如图所示，假定导体棒CD向右运动。 1. 我们研究的是哪个闭合导体回路？ 2. 当导体棒CD向右运动时，穿过这个闭合导体回路的磁通量是增大还是减小？ 3. 感应电流的磁场应该是沿哪个方向的？ 4.导体棒CD中的感应电流是沿哪个方向的？ 5. 感应电流I的方向、原磁场B的方向、导体棒 运动的速度v的方向三者之间满足什么关系？ (阅读课本并伸开右手做一做) CDEF回路 垂直纸面向外 满足右手定则 由C→D SZ-LWH 三、右手定则的理解和应用 Sz-lwh Qq:419561425 1.右手定则：伸开 ，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；让磁感线从掌心进入，并使 指向导线运动的方向，这时 所指的方向就是感应电流的方向。 2.两点说明：(1)大拇指所指的方向是导体相对磁场切割磁感线的运动方向，既可以是导体运动而磁场未动，也可以是导体未动而磁场运动，还可以是两者以不同速度同时运动。 (2)四指指向电流方向，切割磁感线的导体相当于 。 右手 拇指 四指 电源 SZ-LWH 三、右手定则的理解和应用 Sz-lwh Qq:419561425 3.楞次定律与右手定则的区别与联系 比较项目 楞次定律 右手定则 区别 研究对象 整个闭合回路 闭合回路的一部分，即切割磁 感线运动的导体 适用范围 各种电磁感应现象 只适用于导体在磁场中做切割 磁感线运动的情况 应用 对于磁感应强度随时间 变化而产生的电磁感应 现象较方便 对于导体棒切割磁感线产生的 电磁感应现象较方便 联系 右手定则是楞次定律的特例 SZ-LWH 三、右手定则的理解和应用 Sz-lwh Qq:419561425 4.右手定则与左手定则的比较 项目 右手定则 左手定则 作用 判断感应电流方向 判断通电导体所受磁场力的方向 图例 因果关系 运动 电流 电流 运动 应用实例 发电机 电动机 SZ-LWH 三、右手定则的理解和应用 Sz-lwh Qq:419561425 右手螺旋定则 （安培定则） 左手定则 右手定则 闭合回路中部分导体切割磁感线 B⊥I SZ-LWH 三、右手定则的理解和应用 Sz-lwh Qq:419561425 1.（右手定则和左手定则的应用）（多选）如图所示，光滑平行金属导轨 和 都处于同一水平面内， 和 之间连接一电阻 ，整个装置处 于竖直向下的匀强磁场中。现垂直于导轨放置一根导体棒 ，用一水平 向右的力 拉动导体棒 ，以下关于导体棒 中感应电流方向和它所 受安培力的方向的说法正确的是( ) A.感应电流方向是 B.感应电流方向是 C.安培力方向水平向左 D.安培力方向水平向右 √ √ SZ-LWH 跟踪练习 Sz-lwh Qq:419561425 2.下列图中表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景，导体ab上的感应电流方向为a→b的是 √ SZ-LWH 跟踪练习 Sz-lwh Qq:419561425 3.如图所示，固定于水平面上的金属框架CDEF处在垂直纸面向里的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t＝0时，磁感应强度为B0，此时刻MN到达的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流，从t＝0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导出B与t的关系式。 SZ-LWH 跟踪练习 Sz-lwh Qq:419561425 要使MN棒中不产生感应电流，应使穿过线框平面的磁通量不发生变化，在t＝0时刻，穿过线框平面的磁通量Φ1＝B0S＝B0l2 设t时刻的磁感应强度为B，此时刻穿过线框平面的磁通量为Φ2＝Bl(l＋vt) SZ-LWH 跟踪练习 Sz-lwh Qq:419561425 谢谢各位的聆听！ QQ：419561425 SZ-LWH Sz-lwh Qq:419561425 45 星之所在 初音未来 Other 132264.0 Lavf54.6.100 答案　B＝ 由Φ1＝Φ2得B＝。 $$