【创新设计】2015-2016学年高中物理 4.3楞次定律课件 新人教版选修3-2

目标定位1.理解楞次定律的内容，并应用楞次定律判定感应电流的方向.2.通过实验探究，感受楞次定律的实验推导过程，逐渐培养自己观察实验，分析、归纳、总结物理规律的能力.3.掌握右手定则，并理解右手定则实际上是楞次定律的一种表现形式.第3讲楞次定律1预习导学梳理·识记·点拨2课堂讲义理解·深化·探究3对点练习巩固·应用·反馈一、探究感应电流的方向1.实验探究将螺线管与电流表组成闭合回路，分别将N极、S极插入、抽出线圈，如图1所示，记录感应电流方向如下：图12.分析操作方法内容甲乙丙丁N极向下插入线圈N极向上抽出线圈S极向下插入线圈S极向上抽出线圈原来磁场的方向原来磁场的磁通量变化向下向下向上向上减小增大减小增大感应电流方向(俯视)(俯视)(俯视)(俯视)感应电流的磁场方向原磁场与感应电流的关系向上向上向下向下逆时针逆时针顺时针顺时针相同相同相反相反想一想比较甲、丙两种情况说明什么？比较乙、丁两种情况说明什么？什么情况下感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反？什么时候相同？答案甲、丙两种情况下，磁通量都增大，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；乙、丁两种情况下，磁通量都减小，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同.二、楞次定律当线圈内磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向，阻碍磁通量的；当线圈内磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向，阻碍磁通量的.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.增加相反相同减少阻碍变化三、右手定则1.使用范围：判定导线时感应电流的方向.2.使用方法：伸开右手，使拇指与其余四个手指，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从进入，并使拇指指向的方向，这时所指的方向就是感应电流的方向.切割磁感线运动垂直掌心导线运动四指一、楞次定律中阻碍的含义1.谁在阻碍？起阻碍作用的是感应电流的磁场.2.阻碍什么？感应电流的磁场阻碍的是引起感应电流的磁通量的变化，而不是阻碍原磁场，也不是阻碍原磁通量.3.如何阻碍？当引起感应电流的磁通量(原磁通量)增加时，感应电流的磁场方向就与原磁场方向相反，感应电流的磁场“反抗”原磁通量的增加；原磁通量减小时，感应电流的磁场方向就与原磁场的方向相同，感应电流的磁场“补偿”原磁通量的减少，即“增反减同”.4.结果如何？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.5.从相对运动的角度看，感应电流的磁场对原磁场的作用是阻碍相对运动.如图1所示，甲图中螺线管上端为N极，下端为S极，感应电流对磁铁的靠近起阻碍作用；图乙中螺线管上端为S极，下端为N极，感应电流阻碍磁铁的远离.例1关于楞次定律，下列说法中正确的是()A.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强B.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱C.感应电流的磁场总是和原磁场方向相反D.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化解析楞次定律的内容：感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故选D.D二、楞次定律的应用应用楞次定律判断感应电流方向的步骤：(1)明确研究对象是哪一个闭合电路；(2)确定原磁场的方向；(3)明确闭合回路中磁通量变化的情况；(4)应用楞次定律的“增反减同”，确定感应电流的磁场的方向；(5)应用安培定则，确定感应电流的方向.如图2所示，试判定当开关S闭合和断开瞬间，线圈ABCD中的感应电流方向.图2解析当S闭合的瞬间：穿过回路的磁场是电流I产生的磁场，方向垂直纸面向外(如图所示)，且磁通量增大；由楞次定律知感应电流磁场方向应和B原相反，即垂直纸面向里；由安培定则判知线圈ABCD中感应电流方向是A→D→C→B→A.当S断开时：穿过回路的原磁场仍是电流I产生的磁场，方向垂直纸面向外，且磁通量减小；由楞次定律得知感应电流磁场方向应和B原相同，即垂直纸面向外；由安培定则判知感应电流方向是A→B→C→D→A.答案S闭合时，感应电流方向为A→D→C→B→A；S断开时，感应电流方向为A→B→C→D→A.针对训练1某磁场磁感线如图3所示，有一铜线圈自图示A处落至B处，在下落过程中，自上向下看，线圈中感应电流的方向是()A.始终顺时针B.始终逆时针C.先顺时针再逆时针D.先逆时针再顺时针图3解析自A落至图示位置时，穿过线圈的磁通量增加，磁场方向向上，则感应电流的磁场方向与之相反，即向下，故可由安培定则判断出线圈中感应电流的方向为顺时针；自图示位置落至B点时，穿过线圈的磁通量减少，磁场方向向上，则感应电流的磁场方向与之相同，即向上，故可由安培定则判断出线圈中感应电流的方向为逆时针，选C.答案C三、右手定则的应用1.导体运动切割磁感线产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例，所以右手定则是楞次定律的特例.(1)楞次定律适用于各种电磁感应现象，对于磁感应强度B随时间t变化而产生的电磁感应现象较方便.(2)右手定则只适用于导体做切割磁感线运动的情况.2.当切割磁感线时四指的指向就是感应电流的方向，即感应电动势的方向(注意等效电源的正负极).例3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，其中能产生由a到b的感应电流的是()解析由右手定则判知，A中感应电流方向为a→b，B、C、D中均为b→a.A针对训练2如图4所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右)，则()A.导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→aB.导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→aC.导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右D.导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左图4解析根据右手定则可知导线框进入磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a，离开磁场时感应电流为a→b→c→d→a，所以A、B均错误，再根据左手定则知，C错误，D正确.答案D楞次定律的应用1.如图5所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极向下但未插入线圈内部.当磁铁向下运动时()图5A.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解析由增反减同，N极向下运动，原磁通量增加，感应电流磁场方向与原磁场方向相反，由安培定则知感应电流方向与图中箭头方向相同，由来拒去留，知磁铁与线圈相互排斥，故B正确.答案B2.如图6所示，通电直导线L和平行直导线放置的闭合导体框abcd，当通电导线L运动时，以下说法正确的是()图6A.当导线L向左平移时，导体框abcd中感应电流的方向为abcdaB.当导线L向左平移时，导体框abcd中感应电流的方向为adcbaC.当导线L向右平移时，导体框abcd中感应电流的方向为abcdaD.当导线L向右平移时，导体框abcd中感应电流的方向为adcba解析当导线L向左平移时，闭合导体框abcd中磁场减弱，磁通量减少，abcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍磁通量的减少，由于导线L在abcd中磁场方向垂直纸面向里，所以abcd中感应电流的磁场方向应为垂直纸面向里，由安培定则可知感应电流的方向为abcda，选项A正确；当导线L向右平移时，闭合电路abcd中磁场增强，磁通量增加，abcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍磁通量的增加，可知感应电流的磁场为垂直纸面向外，再由安培定则可知感应电流的方向为adcba，选项D正确.答案AD右手定则的应用3.如图7所示，匀强磁场与圆形导体环所在平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时()图7A.圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生B.整个环中有顺时针方向的电流C.整个环中有逆时针方向的电流D.环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流解析由右手定则知ef上的电流由e→f，故右侧的电流方向为逆时针，左侧的电流方向为顺时针，选D.答案D4.如图8所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，现在垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是()A.感应电流方向是N→MB.感应电流方向是M→NC.安培力方向水平向左D.安培力方向水平向右图8解析方法1：由右手定则知，MN中感应电流方向是N→M，再由左手定则可判知，MN所受安培力方向垂直导体棒水平向左.方法2：由楞次定律知，本题中感应电流是由于MN相对于磁场向右运动引起的，则安培力必然阻碍这种相对运动，由安培力方向既垂直于电流方向又垂直于磁场方向可判知，MN所受安培力方向垂直于MN水平向左，再由右手定则，判断出感应电流的方向是N→M.故选A、C.答案AC