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

2.1 楞 次 定 律 第二章 电 磁 感 应 英国物理学家法拉第 发现电磁感应现象后，人类进入电气化时代 中国的卫星灯光图 上海黄浦江夜景 导入新知 磁生电：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体 划时代的发现 法拉第的圆盘发电机、三峡电站一台发电机的转子等 电磁感应现象应用 只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。 产生感应电流条件 Φ=BS变 磁通量变化 复习巩固 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？ 穿过闭合回路的磁通量变化是产生感应电流的条件，所以感应电流的方向可能与磁通量的变化有关。 感应电流的方向与磁通量的变化（增加或减少）有什么关系呢？ 导入新知 1．实验原理 2．实验器材 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。 条形磁体，线圈，电流表，滑动变阻器，干电池，开关，导线若干。 一、实验：探究影响感应电流方向的因素 探究一、试触的方法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系 左进左偏 右进右偏 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)。 3．实验过程 一、实验：探究影响感应电流方向的因素 右偏俯视逆时针 实验现象 动画模拟 N极插入俯视逆时针 探究二、探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向。 (1)N极插入 一、实验：探究影响感应电流方向的因素 左偏俯视顺时针 实验现象 动画模拟 N极拨出俯视顺时针 探究二、探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向。 （2）N极拨出 一、实验：探究影响感应电流方向的因素 左偏俯视顺时针 实验现象 动画模拟 S极插入俯视顺时针 探究二、探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向。 （3）S极插入 一、实验：探究影响感应电流方向的因素 实验现象 动画模拟 右偏俯视逆时针 S极拨出俯视逆时针 探究二、探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向。 （4）S极拨出 一、实验：探究影响感应电流方向的因素 示意图 原磁场方向 原磁场的磁通量变化 感应电流的磁场方向 N 极插入 N 极拔出 S 极插入 S 极拔出 感应电流方向(俯视） 顺时针 顺时针 逆时针 逆时针 实验现象 向下 向上 增加 向下 向下 减小 向上 向下 增加 向上 向上 减小 一、实验：探究影响感应电流方向的因素 原磁场方向 原磁场的磁通量变化 感应电流的磁场方向 N 极插入 N 极拔出 S 极插入 S 极拔出 感应电流方向(俯视） 顺时针 顺时针 逆时针 逆时针 向下 向上 增加 向下 向下 减小 向上 向下 增加 向上 向上 减小 请你仔细分析表中各项，什么情况下感应电流的磁场与原磁场同向？什么情况下感应电流磁场与原磁场反向？ “增反” “增反” “减同” “减同” 原磁场的磁通量增加，感应电流的磁场阻碍原磁场磁通时的增加 原磁场的磁通量增加，感应电流的磁场阻碍原磁场磁通时的增加 原磁场的磁通量减少，感应电流的磁场阻碍原磁场磁通时的减少 原磁场的磁通量减少，感应电流的磁场阻碍原磁场磁通时的减少 一、实验：探究影响感应电流方向的因素 4.分析现象得出结论 甲、乙两种情况下，磁通量都增加，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反 (1) 增反 丙、丁两种情况下，磁通量都减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同 (2) 减同 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 (3) 结论 一、实验：探究影响感应电流方向的因素 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 例题精选 感应电流具有这样的方向，即感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。。 闭合电路磁通量的变化 感应电流 产生 阻碍 激 发 引起 感应电流磁场 1.内容： 思考1：上述实验现象产生过程是怎样的？如何确定感应电流的方向？ 二、楞次定律 谁阻碍 感应电流产生的磁场 2、楞次定律中“阻碍”的含义 阻碍谁 阻碍引起感应电流的磁通量的变化 如何阻碍 当磁通量增大时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同。 阻碍效果 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 思考2：楞次定律中“阻碍”的有何含义？谁阻碍？阻碍谁？如何阻碍？阻碍效果是什么？ 二、楞次定律 3、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电能， 在转化过程中总能量守恒 二、楞次定律 一原 明确要研究的闭合回路及闭合回路中原磁场的方向 4、应用楞次定律的一般步骤 二变 确定穿过闭合回路的磁通量如何变化 三感 根据楞次定律判断感应电流磁场的方向 四安培 由安培定则最终确定感应电流的方向 二、楞次定律 拓展(楞次环)：用绳吊起一个铝环，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？解释发生的现象。 铜环运动方向 原磁场方向 磁铁运动方向 穿过回路磁通量的变化 感应电流磁场方向 感应电流方向（左视） 水平向右 向右 向左 增加 减少 向左 向右 逆时针 顺时针 向右 向左 阻碍相对运动 理论分析 实验验证 二、楞次定律 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，当线圈M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？ ①一原： ②二变： ③三感： 利用安培右手定则判断感应电流方向 明确原磁场方向 判断磁通量如何变化 利用增反减同确定感应电流的磁场方向 ④四安培： 思路导引： 线圈N中磁感线BO向下 线圈N中磁通量减少（从有到无） 线圈N中感应电流的磁场Bi方向向下 例题精选 2、金属线框abcd与一长导线在同一平面内，导线通有恒定电流I。线框由图中位置Ⅰ匀速运动到位置Ⅱ。在此过程中，下列说法正确的是（ ） A.垂直纸面向里的磁通量增大，感应电流方向沿abcda B.垂直纸面向里的磁通量减小，感应电流方向沿abcda C.垂直纸面向外的磁通量增大，感应电流方向沿adcba D.垂直纸面向里的磁通量减小，感应电流方向沿adcba B 例题精选 拓展　若线圈静止不动，导线中的电流按如图所示的规律变化(规定向上为电流的正方向)，分析线圈中感应电流的方向。 答案　0~t2，感应电流方向沿adcba。 例题精选 3、如图所示，粗糙水平桌面上有一个条形磁体。当一个水平线圈从磁体上方附近沿直线AB快速通过时，若磁体始终不动，关于线圈中电流方向的判断正确的是(从上往下看)( ) A.一直是逆时针 B.一直是顺时针 C.先逆时针，后顺时针 D.先顺时针，后逆时针 D 例题精选 在图2.1-7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.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? （CDEF） （增大） （垂直纸面向外） （沿CD棒向上） Bi I 奇思怪想： 导体棒处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，速度方向水平向右，感应电流方向沿着导体棒，这里也有三个方向，这三个方向之间的关系可不可以像左手定则一样，用一只手来反映呢？ 三、右手定则 伸开右手让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指指的就是感应电流的方向。 I (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电源。 （2）两点说明： 1、右手定则： （1）内容 三、右手定则 2、右手定则与左手定则 “粗暴选用” “力”→“丿”向左边→左手 “电和线”→“し”都是向右边→右手 “四指”和“手掌”的放法和意义是相同的，唯一不同的是拇指的意义。 根据因果关系正确选用 原因 结果 规律 通电导线在磁场中 运动电荷在磁场中 导体切割磁感线 受力 运动 受安培力 受洛伦兹力力 产生感应 左手定则 右手定则 电流 电流 我们还学过左手定则，那什么时候用哪只手呢？ 三、右手定则 3、右手定则与楞次定律 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 切割磁感线运动的导体 各种电磁感应现象 只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的情况 右手定则是楞次定律的特例，都是用来判断感应电流的方向。 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 用于导体切割磁感线产生的电磁感应现象较方便 三、右手定则 1.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( ) A 例题精选 28 2.(来自教材改编)如图所示，CDEF是一个矩形金属框，当导体棒AB向右移动时，回路中会产生感应电流，请用右手定则和楞次定律分别分析导体棒及电流表A1、A2中的电流方向。 答案　导体棒中的电流方向为A→B， 电流表A1中的电流方向为F→E； 电流表A2中的电流方向为C→D。 例题精选 29 楞次定律 右手定则 适用范围：导体切割磁感线 内容：磁感线穿掌心，拇指运动方向，四指电流方向 步骤：原磁场方向→磁通量变化→感应磁场方向→感应电流方向 内容：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 课堂小结 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 学科网 rbm.xkw.com rbm.xkw.com rbm.xkw.com Lavf58.20.100 学科网版权所有 $