4.3楞次定律(含动画)

4.3楞次定律第1课时感应电流方向的判定+G如何判定感应电流的方向呢？NS在电磁感应现象中，插入和拔出磁铁时,产生的感应电流的方向是不一样的。左进左偏右进右偏+G试触法结论：电流从哪侧接线柱流入，指针就向哪一侧偏。实验1：找出灵敏电流计中指针偏转方向和电流方向的关系G_++_G_++_电流计左偏螺线管中电流(俯视)顺时针电流计右偏螺线管中电流(俯视)逆时针+G判明螺线管的绕向实验1：找出灵敏电流计中指针偏转方向和电流方向的关系G－＋+N极插入N极抽出S极插入S极抽出SNSNSN实验现象用简单的图表示为：可以根据图示概括出感应电流的方向与磁通量变化的关系吗?感应电流的方向逆时针顺时针顺时针逆时针原磁场的变化中介——感应电流的磁场向下增加向上增加向下减少向上减少很难！是否可以通过一个中介——感应电流的磁场来描述感应电流与磁通量变化的关系?磁铁磁场的变化在线圈中产生了感应电流,而感应电流本身也能产生磁场,感应电流的磁场方向既跟感应电流的方向有联系,又跟引起磁通量变化的磁场有关系.下面就来分析这三者之间的关系!NS原磁场原磁通量变化感应电流原磁通量感应电流磁场示意图感应电流的磁场方向感应电流方向(俯视）S极拔出S极插入N极拔出N极插入向下减小顺时针向下向上向上减小顺时针逆时针向下向上增加S向下增加逆时针向上NGGNGG原磁场方向原磁场磁通量的变化S增反减同NGNG感应电流的磁场怎样影响原磁场磁通量的变化？感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化。B感Φ原增减与B原与B原阻碍变化反同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。一、楞次定律：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楞次“增反减同”理解：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————感应电流的磁场原磁场的磁通量变化“增反减同”减缓原磁场的磁通量的变化楞次(1804～1865)俄国物理学家和地球物理学家.16岁时以优异成绩从中学毕业后进入大学,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.学生中的“物理学家”楞次在中学时期就酷爱物理学，成绩突出。1820年他以优异成绩考入杰普特大学，学习自然科学。1823年他还在三年级读书，就因为物理成绩优秀被校方选中，以物理学家的身分参加了环球考察。1828年2月16日，楞次向彼得堡皇家科学院作了考察成果汇报，由于报告生动、出色，被接收为科学院研究生。楞次从相对运动看:GNGNGSGS拓展：感应电流的磁场总要阻碍相对运动.“来拒去留”从能量观点看：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。NsNsNsNs如何判定I方向楞次定律相对运动增反减同来拒去留磁通量变化能量守恒思考与讨论当手持条形磁铁使它的一个磁极靠近闭合线圈的一端时，线圈中产生了感应电流，获得了电能。从能量守恒的角度看，这必定有其他形式的能在减少，或者说，有外力对磁体——线圈这个系统做了功。你能不能用楞次定律做出判断，手持磁铁时我们克服什么力做功？重力和磁场力，人的能量转化成磁铁的机械能和线圈的电能P11页例题1B0SMNIi原磁场方向闭开关原磁通变化感电流感磁场偏方向＋－法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示。软铁环上饶有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？二、楞次定律的应用感应电流的方向明确研究的对象是哪一个闭合电路感应电流的磁场方向该电路磁通量如何变化该电路磁场的方向如何楞次定律描述的就是这三个量之间的关系楞次定律描述的就是这三个量之间的关系楞次定律描述的就是这三个量之间的关系楞次定律右手螺旋定则应用楞次定律判定感应电流方向的思路一原二感三螺旋。（七字经）P12页例题2Ii如图所示，在长直载流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？练习1通电直导线与矩形线圈在同一平面内，当线圈远离导线时，判断线圈中感应电流的方向vI分析：１、原磁场的方向：向里２、原磁通量变化情况：减小３、感应电流的磁场方向：向里４、感应电流的方向：顺时针例1、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NSB原磁通量增大阻碍磁通量增大产生反方向的磁场感应电流的磁场从右侧看B原B感I感例2、试判断线圈中感应电流的方向。例3、如图所示，当条形磁铁做下列运动时，线圈中的感应电流方向应是（从左向右看）：A．磁铁靠近线圈时，电流方向是逆时针的B．磁铁靠近线圈时，电流方向是顺时针的C．磁铁向上平动时，电流方向是逆时针的D．磁铁向上平动时，电流方向是顺时针的磁铁靠近线圈时磁通量增大阻碍磁通量增大产生反方向的磁场感应电流的磁场从左侧看B原I感A．磁铁靠近线圈时，电流方向是逆时针的B．磁铁靠近线圈时，电流方向是顺时针的C．磁铁向上平动时，电流方向是逆时针的D．磁铁向上平动时，电流方向是顺时针的例4、如图所示，当滑动变阻器R的滑片向右滑动时，则流过R′的电流方向是_____。滑动变阻器R的滑片向右滑动时，A中电流减小B原B感A的磁场减弱B中磁通量减小B中感应磁场方向与原磁场方向相同R’中感应电流方向从b到aI感例5、如图所示，固定的金属环和螺线管正对放置。螺线管中有电流。要使金属环中出现如图所示的感应电流，则螺线管中的电流方向和大小如何？分析：2、若螺线管中的电流是从b流进，a流出，电流应增大;ab1、若螺线管中的电流是从a流进，b流出，电流应变小;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?acbd●●●●●●●●线圈中感应电流的方向始终为顺时针方向线圈所在空间内的磁场分布如图，当线圈从左往右运动时，穿过它的磁通量先减小，原磁场方向为垂直纸面向里，所以感应磁场方向为垂直纸面向里，由安培定则可知，感应电流方向为顺时针方向；后来磁通量又逐渐增大，原磁场方向为垂直纸面向外，所以感应磁场方向为垂直纸面向里，由安培定则可知，感应电流方向为顺时针方向。例7、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。abF1、由右手定则判定ab棒上感应电流的方向应由ba2、由左手定则判断ab在磁场中受到的安培力的方向是水平向左的。外力做正功，消耗外界能量，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。4.3楞次定律第2课时右手定则在图中,假定导体棒AB向右运动向右向左原磁场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向里增大向外A-BBAEFv向里减少向里B-ABAEFv思考与讨论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.1、内容: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。三、右手定则课堂练习如图,当导体棒ab向右运动时,则a、b两点的电势哪一点高?Gab导体棒ab相当于电源,在电源内部电流从负极流向正极。即a端为电源的正极，b端为电源的负极。a点电势高于b点。由楞次定律判断出的感应电流方向就是感应电动势的方向。3、四指所指的方向就是感应电动势的方向。课后练习3在图中CDEF是金属框，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。我们能不能用这两个电路中的任一个来判定导体AB中感应电流的方向？ABCD中感应电流方向：A→B→C→D→AABFE中感应电流方向：A→B→F→E→AAB中感应电流方向：A→B1、楞次定律适用于由磁通量变化引起感应电流的一切情况；右手定则只适用于导体切割磁感线。2、右手定则与楞次定律本质一致，“右手定则”是“楞次定律”的特例。3、在判断导体切割磁感线产生的感应电流时右手定则与楞次定律是等效的,右手定则比楞次定律方便。四、右手定则与楞次定律的区别三、右手定则与左手定则的比较：小结：力左电右1、如图2所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下但未插入线圈内部。当磁铁向上运动时（）A．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引B．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥C．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引D．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥C2、如图3所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈B中通以图中所示的交变电流，设t＝0时电流沿逆时针方向（图中箭头所示）。对于线圈A，在t1～t2时间内，下列说法中正确的是（）A．有顺时针方向的电流，且有扩张的趋势B．有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势C．有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势D．有逆时针方向的电流，且有收缩的趋势D3、如图，金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧，若变阻器滑片P向左移动，则金属环A将向_____（填“左”或“右”）运动，并有（填“收缩”或“扩张”）趋势。左收缩4、如图所示，当磁铁运动时，流过电阻的电流由A经R到B，则磁铁的运动可能是()A．向下运动B．向上运动C．向左平移D．向右平移BCD理解楞次定律的另一种表述：感应电流总是反抗产生感应电流的原因表现形式有四种：a．阻碍原磁通量的变化:增反减同【例】两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环，当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则（）A．A可能带正电且转速减小B．A可能带正电且转速增大C．A可能带负电且转速减小D．A可能带负电且转速增大√√理解楞次定律的另一种表述：感应电流总是反抗产生感应电流的原因表现形式有四种：a．阻碍原磁通量的变化:增反减同b．阻碍物体间的相对运动:来拒去留理解楞次定律的另一种表述：感应电流总是反抗产生感应电流的原因表现形式有四种：a．阻碍原磁通量的变化:增反减同b．阻碍物体间的相对运动:来拒去留【例】如图通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈均与传送带以相同的速度匀速运动．为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带，线圈进入磁场前等距离排列，穿过磁场后根据线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈，通过观察图形，判断下列说法正确的是()A．若线圈闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向前滑动B．若线圈不闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动C．从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈D．从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈√理解楞次定律的另一种表述：感应电流总是反抗产生感应电流的原因表现形式有四种：a．阻碍原磁通量的变化:增反减同b．阻碍物体间的相对运动:来拒去留【例】通有稳恒电流的长直螺线管竖直放置，铜环R沿螺线管的轴线加速下落．在下落过程中，环面始终保持水平．铜环先后经过轴线上1、2、3位置时的加速度分别为a1、a2、a3.位置2处于螺线管的中心，位置1、3与位置2等距离．设重力加速度为g，则()A.a1＜gB.a2＜gC.a3＜gD.a2=g√√√理解楞次定律的另一种表述：感应电流总是反抗产生感应电流的原因表现形式有四种：a．阻碍原磁通量的变化:增反减同b．阻碍物体间的相对运动:来拒去留【例】如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度．两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速度释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面．下面对于两管的描述中可能正确的是()A．A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的B．A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的D．A管是用胶木制成的，B管是用铝制