2.1 楞次定律 课件-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册
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普通
摘要:
该高中物理课件聚焦楞次定律,从回顾奥斯特电流磁效应和法拉第电磁感应现象切入,通过试触确定电流计偏转方向、条形磁体插入拔出线圈等实验探究,引导学生逐步推导定律,构建新旧知识衔接的学习支架。
其亮点在于以科学探究为主线,通过实验观察(如磁体插入线圈的磁场方向、磁通量变化记录)和数据分析培养科学探究能力,结合“增反减同”“来拒去留”等口诀及铝环靠近磁体等实例深化物理观念,步骤化判断流程(四步法)提升科学思维。助力学生理解规律本质,教师可高效实施探究式教学。
内容正文:
2.1楞次定律
选修二 第二章 第一节
2
奥斯特---电流的磁效应
法拉第---磁生电(电磁感应现象)
往事回顾:电磁感应现象
法拉第
电磁感应现象:只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,
闭合电路就会有感应电流产生.
常见的产生感应电流的三种情况
4
今日新知:如何判断感应电流的方向?
实验探究1:用试触的方法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系
+
G
5
结论:一般情况电流从哪一侧接线柱流入,指针就向哪一侧偏转
左进左偏 右进右偏
今日新知:如何判断感应电流的方向?
实验探究1:用试触的方法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系
实验现象
实验探究2:探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向
今日新知:如何判断感应电流的方向?
G
-
+
+
N极插入
N极抽出
S极
插入
S极
抽出
S
N
S
N
S
N
动画模拟
实验探究2:探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向
今日新知:如何判断感应电流的方向?
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。
今日新知:如何判断感应电流的方向?
甲 乙 丙 丁
条形磁体运动的情况 N极向下
插入线圈 S极向下
插入线圈 N极朝下时拔出线圈 S极朝下时拔出线圈
磁体磁场方向
(“向上”或“向下”)
穿过线圈的磁通量变化 (“增加”或“减少”)
向下
增加
向上
减少
向下
增加
向上
减少
③观察并记录。
感应电流的方向
(在线圈上方俯视)
感应电流的磁场方向
(“向上”或“向下”)
磁体磁场与感应电流磁场方向的关系
向下
向上
向上
向下
逆时针
逆时针
顺时针
顺时针
相同
相反
相同
相反
10
④整理器材。
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
1.如图为研究电磁感应现象的实验装置,部分导线已连接。
(1)用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好;
(2)在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么闭合开关后可能出现的情况有:将线圈A迅速插入线圈B时,灵敏电流计指针将 ,线圈A插入线圈B后,将滑动变阻器触头迅速向右拉时,灵敏电流计指针将 ;断开开关时,灵敏电流计指针将 。(均选填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”)
向右偏
向左偏
向左偏
1.内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要 引起感应电流的 。
闭合导体回路原磁通量的变化
感应电流
产生
阻碍
激发
感应电流的磁场
(中间量)
磁通量的变化
阻碍
今日新知:如何判断感应电流的方向?----楞次定律
(1)适用情况:所有的电磁感应现象。
(2)理解楞次定律中“阻碍”的含义
①谁阻碍—— 。
②阻碍谁—— 。
感应电流产生的磁场
阻碍引起感应电流的磁通量的变化
③如何阻碍——当原磁通量增加时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向 ;当原磁通量减少时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向 。
④阻碍效果——阻碍并 (填“是”或“不是”)阻止。只是 了磁通量的变化,这种变化还将继续进行。
不是
延缓
相反
相同
1.内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要 引起感应电流的 。
磁通量的变化
阻碍
今日新知:如何判断感应电流的方向?----楞次定律
2.从能量的角度理解楞次定律
电磁感应产生的过程是其他形式的能转化为电能的过程。
楞次定律中的“阻碍”作用,是能量守恒的必然结果。在克服“阻碍”的过程中,其他形式的能转化为 ,在转化过程中总能量 。
电能
守恒
总结:用楞次定律判断感应电流方向的步骤
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 ;
②穿过N的磁通量 (选填“增加”或“减少”);
③线圈N中感应电流磁场方向 ;
④N中感应电流方向为 (俯视);
(2)S断开瞬间,N中感应电流方向为
(俯视)。
向下
增加
向上
逆时针方向
顺时针方向
思考与讨论
2.(多选)(2024·广元市川师大万达中学高二月考)水平桌面上固定一根绝缘长直导线,矩形导线框abcd靠近长直导线固定桌面上,如图甲所示。当长直导线中的电流按图乙的规律变化时(图甲所示电流方向为其正方向),则
A.0~t1,线框内电流的方向为abcda
B.t1~t2,线框内电流的方向为abcda
C.t2~t3,线框所受安培力方向一直向右
D.t1~t3,线框所受安培力方向一直向左
√
√
谁阻碍谁
阻碍什么
如何阻碍
阻碍效果
感应电流的磁场阻碍原磁场的磁通量的变化
阻碍的是磁通量的变化,而不是阻碍磁通量本身
当磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反;当磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同, 即“增反减同”
阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化,这种变化将继续进行
如图所示,当闭合回路中的部分导体切割磁感线时,会引起磁通量的变化,从而使回路中产生感应电流。
(1)请用楞次定律判断感应电流的方向;
(2)感应电流I的方向、原磁场B的方向、导体运动的速度v的方向三者之间满足什么关系?
今日新知:如何判断感应电流的方向?----右手定则
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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)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
今日新知:如何判断感应电流的方向?----右手定则
如图所示,同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r,导体棒PQ与三条导线接触良好;匀强磁场的方向垂直纸面向里。导体棒的电阻可忽略。当导体棒向左滑动时,下列说法正确的是
A.流过R的电流为由d 到c,流过r 的电流为由b到a
B.流过R的电流为由c 到d,流过r 的电流为由b到a
C.流过R的电流为由d 到c,流过r 的电流为由a到b
D.流过R的电流为由c 到d,流过r 的电流为由a到b
例4
√
请记住…
学业至上!
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2.1.2 楞次定律的应用
选修二 第二章 第一节
25
感应电流和磁体间中会产生什么样的相互作用力?
温故知新
感应电流的效果总是要阻碍原磁通量的变化.
磁体和线圈在相互作用下会产生什么样的运动和形变效果?
力的作用效果:改变物体的形状和运动状态?
楞次定律和推论总结:
(1)增反减同:指出判断感应电流方向方法
(2)来拒去留、增缩减扩、增离减靠、增小减大:是磁场力或安培力作用在回路导线上产生的形变或运动效果。
(3)实际问题中安培力产生的效果往往同时具有运动和形变效果,判断时要根据线圈平面所受安培力和其它力的实际情况进行具体分析。
总而言之:电磁感应现象中,线圈平面受安培力作用而产生的运动与形变都朝着阻碍磁通量的变化趋势进行。
(1)用绝缘细绳吊起一个铝环,用磁体的N极去靠近铝环,如图甲所示。可以观察到什么现象?如图乙所示,如果用S极去靠近铝环可以观察到什么现象?请解释此现象。
(1)用绝缘细绳吊起一个铝环,用磁体的N极去靠近铝环,如图甲所示。可以观察到什么现象?如图乙所示,如果用S极去靠近铝环可以观察到什么现象?请解释此现象。
使金属环有远离或靠近的趋势——“增离减靠”
阻碍相对运动——“来拒去留”
使回路面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩”
阻碍原磁通量变化——“增反减同”
开关闭合时,穿过金属环P的磁通量 (填“增加”或“减小”),P向 (填“右”或“左”)运动;开关断开时,穿过P的磁通量 (填“增加”或“减小”),P向 (填“右”或“左”)运动
增加
右
减小
左
使金属环有远离或靠近的趋势——“增离减靠”
阻碍相对运动——“来拒去留”
使回路面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩”
阻碍原磁通量变化——“增反减同”
B减小时,线圈中的Φ减小,为了阻碍Φ减小,线圈有 (填“扩张”或“缩小”)趋势,各边受到的安培力 (填“向外”或“向里”);反之,B增大时,线圈中的Φ增大,为了阻碍Φ增大,线圈有 (填“扩张”或“缩小”)趋势,各边受到的安培力 (填“向外”或“向里”)
扩张
向外
缩小
向里
使金属环有远离或靠近的趋势——“增离减靠”
阻碍相对运动——“来拒去留”
使回路面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩”
阻碍原磁通量变化——“增反减同”
如图,当b环中电流减小时,a环面积有“增大”还是“缩小”的趋势?
使回路面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩”
阻碍原磁通量变化——“增反减同”
【思考与讨论】
【例1】
a
b
N
S
B
标出a、b导体棒中电流方向,并判断a、b导体棒将沿导轨什么方向运动
·
×
a
b
B
a
b
N
S
B
×
·
a
b
B
F安
F安
F安
楞次定律和推论总结:
(1)增反减同:指出判断感应电流方向方法
(2)来拒去留、增缩减扩、增离减靠、增小减大:是磁场力或安培力作用在回路导线上产生的形变或运动效果。
(3)实际问题中安培力产生的效果往往同时具有运动和形变效果,判断时要根据线圈平面所受安培力和其它力的实际情况进行具体分析。
总而言之:电磁感应现象中,线圈平面受安培力作用而产生的运动与形变都朝着阻碍磁通量的变化趋势进行。
图形
示例
因果
关系 因电而生磁(I→B用安培定则) 因动而生电(v、B→I用右手定则),应用:发电机 因磁而生电(ΔΦ→I感用楞次定律) 因电在磁场中而受力(I、B→F用左手定则),应用:电动机
项目 安培定则 电磁感应 左手定则
右手定则 楞次定律
应用
对象 判断电流产生磁场的方向 判断闭合电路的一段导体切割磁感线产生感应电流的方向 判断闭合电路中磁通量变化产生的感应电流方向 判断安培力、洛伦兹力的方向
(2025·西安田家炳中学大学区高二月考)如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,当PQ在外力的作用下运动时,MN在安培力的作用下向右运动,则PQ所做的运动可能是(导体切割磁感线速度越大,感应电流越大)
A.向右加速运动
B.向右匀速运动
C.向左匀速运动
D.向右减速运动
例4
√
1回顾:感应电流产生的条件
Lavf58.20.100
Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.30(gap_fixed:False)
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