内容正文:
楞次定律
复习回顾
1.产生感应电流的条件是什么?
2.请说出磁通量的定义、公式、单位。
3.磁通量与线圈的匝数是否有关 ?
[演示实验] (楞次定律演示仪)
结构:有两个很轻的铝环,其中一个是闭合的,另一个是断开的。用横梁支起,可以在支座上自由转动。
问:如果用条形磁铁的任一极分别接近两个圆环,会发生什么现象?怎样解释观察到的现象?
(1)、能说出楞次定律的内容。
(2)、能初步应用楞次定律判定感应电流方向
(3)、知道楞次定律与能量守恒定律是相符的
(4)、理解楞次定律中“阻碍”二字的含义。
学习目标:
实验装置图:
如何判断感应电流的方向呢?
+
G
N
S
*
1、实验一、探索电流计指针偏转方向与通入电流的关系
观察现象并总结:
“+”接线柱流入向_______偏
“—”接线柱流入向_______偏
右
左
+
G
*
2、实验二、探索“感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系”
+
G
N
S
*
向下
减小
顺时针
向下
向上
向上
减小
逆时针
向上
增加
向下
增加
逆时针
向上
N 极插入 N 极拔出 S 极插入 S 极拔出
示意图
原磁场方向
原磁场的磁通量变化
感应电流方向(俯视)
感应电流的磁场方向
S
N
向下
G
G
N
G
S
G
顺时针
*
B感对磁通量的变化起 作用。
分析归纳:
1. B感的方向与B原的方向是相同还是相反?
2. 在什么情况下,B感与B原方向相反?
在什么情况下,B感与B原方向相同?
3. B感对磁通量的变化起什么作用?
Φ原增加,B感与B原相反;
B感与B原方向有时相同,有时相反。
Φ原减少,B感与B原相同。
表格
阻碍
阻止
楞次定律
感应电流的磁场
总是
阻碍
引起感应电流的
磁通量的变化
谁
做什么
谁的
阻碍什么
感应电流具有这样的方向,即:
从导体与磁场的相对运动看:
从相对运动看,感应电流的磁场总是阻碍相对运动。
N
N
S
S
G
N
S
S
N
G
G
G
N
S
S
N
*
1、“阻碍”是否就是“阻止”?
2、阻碍的是什么?
3、如何阻碍? “阻碍”就是“相反”?
从磁通量的角度看:阻碍的是磁通量的变化
从导体与磁场的相对运动看:
阻碍的是导体与磁场的相对运动
思考:
增 反 减 同
来 斥 去 吸
思考与讨论
结论:外力克服磁体和螺线管之间作用力做功的过程就是能量转化的过程;否则,能量将无法转化或能量不守恒!
按照楞次定律,感应电流总要阻碍磁体相对于螺线管的运动。这就是说,把磁体移近螺线管时,外力要克服磁体和螺线管间的斥力做功;让磁体离开螺线管时,外力要克服磁体和螺线管间的吸引力做功。你能从能量转化和守恒的角度解释这一现象吗?如果感应电流不是按照楞次定律所确定的方向流动,而是相反,那将会出现什么情况?
楞次定律可以看成是能量守恒定律在电磁感应现象中的反映。
理解规律 领会内涵
明确以下几点:
①谁起阻碍作用——
②阻碍的是什么——
③怎样阻碍——
④阻碍的结果怎样——
⑤电磁感应中能量怎么变——
感应电流的磁场
原磁场的磁通量变化
“增反减同”,来“斥”去“吸”
减缓原磁场的磁通量的变化
其它形式的能转化为电能
回路磁通量的变化 感应电流(磁场)
阻碍
对楞次定律的进一步理解:
产生
例题1:法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图。软环上绕有两个线圈M和N,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?
分析:
1、原磁场的方向:
顺时针
2、原磁通量变化情况:
减小
3、感应电流的磁场方向:
顺时针
4、感应电流的方向:
顺时针
*
应用楞次定律判定的步骤:
(1)明确原磁场的方向;
(2)明确穿过回路的磁通量是增加还是减少;
(3)根据楞次定律判断感应电流的磁场方向;
(4)利用安培定则来判断感应电流的方向。
*
例2、如图所示,条形磁铁水平放置,金属圆环环面水平,从条形磁铁附近自由释放,分析下落过程中圆环中的电流方向。
逆时针
逆时针
N
S
*
楞次(1804~1865)俄国物理学家和地球物理学家。16岁时以优异成绩进入大学,26岁当选为俄国科学院候补院士, 30岁时升为正式院士,并被其他院士推选为圣彼得堡大学第一任校长。1836~1865年任圣彼得堡大学教授。
1831年法拉第发现了电磁感应现象后,当时已有许多便于记忆的“左手定则”、“右手定则”、“右手螺旋法则”等经验性规则,但是并没有给出确定感应电流方向的一般法则。1833年楞次在总结了安培的电动力学与法拉第的电磁感应现象后,发现了确定感应电流方向的定律