内容正文:
1. 楞次定律
第二章 电磁感应
人教版选择性必修第二册
导入新课
线圈和电流表相连,把磁体的某一个磁极向线圈中插入、从线圈中抽出时,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?
G
N
S
+
+
G
N
S
学习目标
物理观念 理解楞次定律和右手定则的基本内容
科学思维 理解楞次定律,会用楞次定律判断感应电流的方向; 理解右手定则,会用右手定则判断感应电流的方向。
科学探究 通过实验探究,归纳出判断感应电流方向的规律——楞次定律。
科学态度
与责任 利用楞次定律和右手定则解释生活中的相关现象,解决生产生活中的问题
重点难点
重点 1.楞次定律的概念和应用。
2. 利用右手定则解决问题。
难点 1.对楞次定律的理解和对生产生活中的应用。
1. 影响感应电流方向的因素
2. 楞次定律
3. 右手定则
4. 课堂总结
5. 练习与应用
学习内容
第1节 楞次定律
一、影响感应电流方向的因素
第1节 楞次定律
一、影响感应电流方向的因素
上进右偏
上出左偏
线圈
实验检测:电流表指针偏转方向和电流方向的关系
重温实验,大胆猜想
1.实验器材:电流表、线圈、条形磁铁、导线、干电池
鉴别线圈中导线的绕向
电流左行,逆时针
电流右行,顺时针
一、物体和质点
回顾:产生感应电流的条件?
1.实验目的:通过实验探究,得出关于感应电流方向的规律。
2.猜想:感应电流方向的影响因素?
闭合回路 磁通量变化
磁通量变化、引起感应电流磁场的方向
(原磁场、磁铁磁场)
3.实验步骤
(1)把条形磁铁的N极分别插入线圈和从线圈中拔出,记下电流表的偏转方向。
(2)将磁铁翻转,然后把S极分别插入线圈和从线圈中拔出,记下电流表的偏转方向。
(3)根据电流表的偏转方向推出感应电流的方向,根据右手螺旋定则就能判定感应电流的磁场方向。
一、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
S
N
4.实验过程
实验项目 插入N极 插入S极 抽出N极 抽出S极
电流方向(俯视)
顺时针
逆时针
顺时针
逆时针
一、影响感应电流方向的因素
顺序 线圈内磁通量变化时的情况 原磁场B0
方向 感应电流方向
(俯视) 感应电流
磁场B感方向 规律
甲 逆时针
乙 顺时针
丙 顺时针
丁 逆时针
ϕ减少,B感与B0同向
ϕ增加,B感与B0反向
增加
减少
减少
增加
向上
向下
向上
向下
向下
向下
向上
向上
总结分析
增反减同
一、影响感应电流方向的因素
二、楞次定律
第1节 楞次定律
二、楞次定律
2. 对楞次定律的理解
1. 内容:
感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,这就是楞次定律。
(1)因果关系
闭合电路磁通量的变化
原磁场
感应电流
产生
阻碍
激 发
引起
感应电流磁场
(“增反减同”)
(电流磁效应)
海因里希·楞次
(1804-1865)
谁在阻碍?
阻碍什么?
如何阻碍?
是否阻止?
磁通量变化
“增反减同”
感应磁场
“否,只是使磁通量的变化变慢
二、楞次定律
S
N
N
S
h
v
S
N
N
S
h
v0
>
EP减少→Ek0
f阻
f阻
EP减少
Ek0
I感应
?
电能
3.为何阻碍?
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。
感应电流沿着楞次定律所述的方向,是能量守恒定律的必然结果。
二、楞次定律
4. 阻碍的几种表现
① 阻碍原磁通量的变化——“增反减同”。
② 阻碍(导体的)相对运动——“来拒去留”。
③ 回路面积有增大或减小的趋势来反抗磁通量的变化——“增缩减扩”。
④使金属环有远离或靠近的趋势——“增离减靠”
具体表现
二、楞次定律
明确研究对象(闭合回路)
原磁场方向(B0)
磁通量如何变化
感应电流磁场方向(B)
感应电流方向
楞次定律
安培定则
5. 利用楞次定律判断感应电流方向的步骤:
楞次定律描述的就是这三个量之间
的关系
Φ增加,B与B0反向→I感
Φ减少,B与B0同向→I感
二、楞次定律
研究对象:
N线圈中原磁场方向:
N线圈中磁通量变化:
N线圈中感应电流的磁场方向:
N线圈中感应电流的方向:
例1: 如图所示,开关S断开瞬间,线圈N中感应电流沿什么方向?
S
M
N
B0
Ii
↑
向下
N线圈与电流表组成的闭合回路
减少
向下
顺时针
二、楞次定律
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
例2:线圈在导线的一侧左右平移时,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?
D
A
B
C
●
解析:
研究对象:矩形线圈ABCD
Φ变大
向左移动
三、右手定则
第1节 楞次定律
三、右手定则
在右图中,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. 穿过这个闭合导体回路的磁通量如何改变?
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?
回路CDEF
增大
向外
C→D
思考与讨论
三、右手定则
1.右手定则
伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线从手心垂直进入,大拇指指向导体运动的方向,其余四指所指的方向就是感应电流的方向。
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.
研究对象:
闭合回路的一部分,即做切割磁感线运动的导体
与楞次定律的联系:
“右手定则”是“楞次定律”的特例
感应电流方向
穿过手心
导线运动方向
四 指
磁感线
大拇指
右手定则
v
三、右手定则
楞次定律 右手定则
研究对象
适用范围
应用
联系
用于磁感应强度随时间变化而产生的电磁感应现象较方便。
整个闭合导体回路
闭合导体回路中,做切割磁感线运动的那部分导体。
一切电磁感应现象
普遍适用
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较方便。
右手定则是楞次定律的特例
楞次定律与右手定则的比较
三、右手定则
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
右手螺旋定则
左手定则
右手定则
左手定则与右手定则的比较
三、右手定则
应用情境 基本现象 因果关系 应用的定则/定律
电流的磁效应 运动电荷/电流产生磁场 因电生磁 安培定则
分析洛伦兹力/安培力 磁场对运动电荷/电流有作用力 因电受力 左手定则
电磁感应 部分导体做切割磁感线运动 因动生电 右手定则
闭合回路磁通量变化 因磁生电 楞次定律
左力右电
三定则一定律的综合应用
三、右手定则
例3:金属框CDEF内存在如图所示的磁场。当导体AB向右移动时,请用楞次定律判断ABCD和ABFE两个电路中感应电流的方向。
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
A
B
C
D
E
F
v
说明:切割磁感-线的那部分导体,是闭合电路的电源。
四、课堂总结
第1节 楞次定律
四、课堂总结
探究感应电流的方向
楞次定律
1.当引起感应电流的磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反。
2.当引起感应电流的磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。
G
N
S
+
内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,这就是楞次定律。
右手定则
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, 指所指的方向就是感应电流的方向.
五、练习与应用
第1节 质点 参考系
第1节 楞次定律
五、练习与应用
A
1.关于楞次定律,下列说法正确的是( )
A.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
B.感应电流的磁场总是阻止磁通量的变化
C.原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场同向
D.感应电流的磁场总是与原磁场反向,阻碍原磁场的变化
增反减同
五、练习与应用
B
来拒去留
2.如图所示,圆形铜盘放置在绝缘水平桌面上,一块圆柱形强磁铁用细线竖直悬挂静止在铜盘的上方,用剪刀剪断细线,则在强磁铁下落过程中,下列说法中正确的是( )
A.强磁铁将做自由落体运动
B.铜盘中将产生感应电流
C.铜盘对桌面的压力比剪断细线前的压力小
D.铜盘与强磁铁之间相互吸引
五、练习与应用
3.如图所示,铝环A用轻线静止悬挂于长直螺线管左侧,且与螺线管共轴,下列判断正确的是( )
A.闭合开关瞬间,环A将向右摆动
B.断开开关瞬间,环A的面积有收缩趋势
C.保持开关闭合,将滑动变阻器的滑片迅速向右滑
,从左往右看A环中将产生顺时针方向的感应电流
D.保持开关闭合,将滑动变阻器的滑片迅速向左滑,环A将向右摆动
C
增离减靠
五、练习与应用
4. 如图所示,在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点,并可绕O点摆动。金属线框从右侧某一位置由静止开始释放,在摆动到左侧最高点的过程中,细杆和金属线框平面始终处于同一平面,且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是( )
A.a→b→c→d→a
B.d→c→b→a→d
C.先是d→c→b→a→d,后是a→b→c→d→a
D.先是a→b→c→d→a,后是d→c→b→a→d
B
增反减同
Lavf58.29.100
Lavf58.29.100
Lavf58.51.100
Lavf58.46.101
$