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

第二章 电磁感应 第1节 楞次定律（1） 情境与思考 思考：感应电流的产生条件是什么？ S N + G ①电路闭合 ②磁通量发生变化 神奇的铜管实验 思考：磁铁为何下落缓慢呢？ S N 在关于电磁感应的实验中，也许你已经注意到，不同情况下产生的感应电流的方向是不同的。那么，感应电流的方向由哪些因素决定？遵循什么规律？下面通过实验来探究这个问题。 猜想与假设： 实验探究： 影响感应电流方向的因素 1. 确定线圈的绕向 2. 确定电表指针的偏转和电流方向的关系 实验准备： 2. 确定电表指针的偏转和电流方向的关系 方 法 + + 左进左偏，右进右偏 试触！ 实验探究： 影响感应电流方向的因素 G － ＋ + N极插入 N极抽出 S极插入 S极抽出 S N S N N极插入 N极抽出 S 极插入 S 极拔出 示意图 原磁场方向 原磁场磁通量 的变化 感应电流方向 （俯视） 感应电流的 磁场方向 向下 减小 顺时针 向上 向上 减小 顺时针 逆时针 增加 向下 增加 逆时针 向下 向下 向上 向上 增 反 减 同 原磁场变化 楞次定律 1. 定义： 感应电流具有这样的方向，即感应电流产生的 磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 闭合电路 磁通量变化 感应电流 阻 碍 引 起 感应磁场 产 生 激 发 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 表述一：“增反减同” 使磁通量的变化变慢 ④结果如何？ 楞次定律 1. 定义： 感应电流具有这样的方向，即感应电流产生的 磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 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？ 例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M、N两个线圈， 当M线圈电路中的开关断开的瞬间，线圈N中的感应电流沿什么方向？ 方法：①确定原磁场方向 ②确定穿过闭合电路磁通量是增加还是减少 ③根据楞次定律确定感应电流产生的磁场方向 ④利用右手螺旋定则判断感应电流方向 表述一：“增反减同” 俯视看顺时针 楞次定律 例2. 如图，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？ （4）导体棒CD中的感应电流是沿哪个方向？ 方法：①确定原磁场方向 ②确定穿过闭合电路磁通量是增加还是减少 ③根据楞次定律确定感应电流产生的磁场方向 ④利用右手螺旋定则判断感应电流方向 表述一：“增反减同” （1）CDEF （2）增大 （3）垂直纸面向外 （4）由C到D 1. 定义： 伸开右手，使拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内; 让磁感线从掌心进入，拇指指向导体运动的方向， 四指所指的方向就是感应电流的方向 右手定则 2. 适用范围： 闭合电路一部分导体切割磁感线产生感应电流 磁感线 拇 指 四 指 垂直穿过掌心 导体运动方向 感应电流方向 例3. 如图所示，匀强磁场B中，放置一水平光滑金属框架，有一根金属棒ab与导轨 接触良好，在外力F的作用下匀速向右运动，分析此过程中能量转化的情况。 ①由右手定则可知ab棒上感应电流的方向由b→a ②由左手定则可知ab在磁场中受到的安培力方向水平向左 ③外力做正功，消耗机械能，完全用来克服安培力做功， 转化成闭合回路中的电能，最后转化成内能 a b F B R 判断“力”用“左手” 判断“电”用“右手” “四指”和“手掌”的放法和意义均相同， 唯一不同的是拇指的意义 口诀：“左力右电” 第二章 电磁感应 第1节 楞次定律（2） 楞次定律 1. 定义： 感应电流具有这样的方向，即感应电流产生的 磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 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？ 例2. 在通有电流I的长直导线附近有一个矩形线圈 ABCD，线圈与 导线始终在同一个平面内。线圈在导线的一侧，垂直于导线左右 平移时，其中产生了A→B→C→D→A方向的电流。已知距离载流 直导线较近的位置磁场较强。请判断：线圈在向哪个方向移动？ 方法：①确定原磁场方向 ②确定穿过闭合电路磁通量是增加还是减少 ③根据楞次定律确定感应电流产生的磁场方向 ④利用右手螺旋定则判断感应电流方向 表述一：“增反减同” 向左移动 从另一个角度认识楞次定律 从能量的角度认识楞次定律 楞次定律符合能量守恒定律 从楞次定律可知，感应电流总要阻碍磁铁相对于螺线管的运动 当把磁铁插入螺线管时，外力要克服磁铁和螺线管间的斥力做功，消耗机械能，产生的电能是从机械能转化而来的。 当把磁铁抽出螺线管时，外力要克服磁铁和螺线管间的引力做功，消耗机械能，产生的电能是从机械能转化而来的。 ①靠近时，铝环产生感应电流，铝环中的感应电流产生了磁场从而产生相互排斥的现象。 ②远离时，铝环产生感应电流，铝环中的感应电流产生了磁场从而产生相互吸引的现象。 请观察并记录铝环的运动特点 楞次定律表述二： 感应电流的效果总是阻碍导体和引起感应电流的磁体间的相对运动。 “来拒；去留” 俯视图 俯视图 N S S N S N N S 俯视图 俯视图 × × × × × Φ↑ Φ↑ Φ↓ Φ↓ × 逆时针电流 顺时针电流 顺时针电流 逆时针电流 × × × × × × N S S N S N N S 移近时 斥力 斥力 远离时 引力 引力 “来拒； 去留” 例1. 如图所示，在下列情况中，可伸缩线圈在变化的磁场中其形状应如何变化？ B B 线圈收缩 线圈扩张 楞次定律 原磁场 的方向 判断 程序 磁通变 化情况 明确对象 （回路） 增反减同 感应电流 磁场方向 安培 定则 感应电 流方向 左手 定则 安培力的方向 表述一：“增反减同” 表述二：“来拒 ” 表述三：“增缩 ” 去留 减扩 楞次定律 原磁场 的方向 判断 程序 磁通变 化情况 明确对象 （回路） 增反减同 感应电流 磁场方向 安培 定则 感应电 流方向 左手 定则 安培力的方向 N S 例3. 如图所示，当条形磁铁逐渐靠近闭合可扩张收缩的铜环时，铜环里产生的感应电流的方向？铜环运动情况？扩张还是收缩？ 逐渐远离闭合铜环时，铜环里产生的感应电流的方向？铜环运动情况？扩张还是收缩？ 表述一：“增反减同” 表述二：“来拒 ” 表述三：“增缩 ” 去留 减扩 楞次定律 右手定则 区 别 研究对象 适用范围 应用 联系 整个闭合导体回路 各种电磁感应现象 用于磁感应强度随时间变化而 产生的电磁感应现象比较方便 闭合导体回路的一部分， 即做切割磁感线运动的导体 只适用于一段导体在磁场中 做切割磁感线运动的情况 用于导体切割磁感线产生的 电磁感应现象比较方便 右手定则是楞次定律的特例 a c b d I I 例6. 两平行长直导线都通以相同电流，线圈abcd与导线共面， 当它从左到右在两导线之间移动时，其感应电流的方向如何？ ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● B B 顺时针方向 同学们，下课！ Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.49 $$