浙江2017-2018学年高中物理 第四章 电磁感应 第3讲 楞次定律 新人教版选修3-2.ppt

第四章 电磁感应 第3讲 楞次定律 知识内容楞次定律考试要求 必考加试 c 课时要求 1.正确理解楞次定律的内容及其本质. 2.掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一 种具体表现形式. 3.能够熟练运用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向. 内容索引 知识探究题型探究达标检测 知识探究 1 一、楞次定律 导学探究 根据如图1甲、乙、丙、丁所示进行电路图连接与实验操作，并填好实 验现象． 图1 甲乙丙丁 条形磁铁运动 的情况 N极向下 插入线圈 S极向下 插入线圈 N极向上 拔出线圈 S极向上 拔出线圈 原磁场方向(向 上或向下) ________________________ 穿过线圈的磁 通量变化情况( 增加或减少) ______增加____________ 向下向上向下向上 增加减少减少 感应电流的方向 (在螺线管上俯视) 逆时针顺时针顺时针逆时针 感应电流的磁场方 向(向上或向下) ________________________ 原磁场与感应电流 磁场的方向关系 ________________________ 向上向上向下向下 相反相反相同相同 知识梳理 1.楞次定律的内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻 碍 . 2.楞次定律的理解：当磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向 ，当磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向 ，即增 减 . 引起感应电流的磁通量的变化 相反 相同反同 判断下列说法的正误. (1)感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反.( ) (2)感应电流的磁场可能与引起感应电流的磁场方向相同.( ) (3)感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.( ) (4)所有的电磁感应现象都可以用楞次定律判断感应电流方向.( ) 即学即用 × √ √ √ (2)感应电流I的方向、原磁场B的方向 、导体棒运动的速度v的方向三者之间 满足什么关系？根据课本右手定则，自 己试着做一做. (1)请用楞次定律判断感应电流的方向. 二、右手定则 导学探究 如图2所示，导体棒ab向右做切割磁感线运动. 图2 感应电流的方向a→d→c→b→a. 答案 满足右手定则. 答案 右手定则：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. 垂直 知识梳理 四指 拇指 即学即用 判断下列说法的正误. (1)右手定则只能用来判断导体垂直切割磁感线时的感应电流方向.( ) (2)所有的电磁感应现象，都可以用右手定则判断感应电流方向.( ) (3)当导体不动，而磁场运动时，不能用右手定则判断感应电流方向.( ) × × × 2 题型探究 一、楞次定律的理解 1.因果关系：楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系，磁通量发生变 化是原因，产生感应电流是结果. 2.“阻碍”的含义： (1)谁阻碍——感应电流产生的磁场. (2)阻碍谁——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，感应电流的磁场方向与原磁场方向相 反；当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同. (4)阻碍效果——阻碍并不是阻止，结果增加的还是增加，减少的还是减少. 注：从相对运动的角度看，感应电流的效果是阻碍相对运动. 例1 (多选)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.闭合电路的一部分导体在磁场中运动时，必受磁场阻碍作用 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反向 D.感应电流的磁场总是跟原磁场反向，阻碍原磁场的变化 √ √ 答案解析 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，选项A正确 ； 闭合电路的一部分导体在磁场中平行磁感线运动时，不受磁场阻碍作用 ，选项B错误； 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反向， 选项C正确； 当原磁场增强时感应电流的磁场跟原磁场反向，当原磁场减弱时感应电 流的磁场跟原磁场同向，选项D错误. 二、楞次定律的应用 例2 (多选)如图3所示，闭合金属圆环沿垂直于磁 场方向放置在有界匀强磁场中，将它从匀强磁场中 匀速拉出，以下各种说法中正确的是 图3 A.向左拉出和向右拉出时，环中的感应电流方向相反 B.向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿顺时 针方向的 C.向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿逆时 针方向的 D.将圆环左右拉动，当环全部处在磁场中运动时，圆 环中无感应电流 √ √ 答案解析 将金属圆环不管从哪边拉出磁场，穿过闭合圆环的磁通量都要减少，根 据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍原磁通量的减少，感应电流的 磁场方向与原磁场方向相同，应用安培定则可以判断出感应电流的方向 是顺时针方向的，选项B正确，A、C错误； 另外在圆环离开磁场前，穿过圆环的磁通量没有改变，该种情况无感应 电流，D正确. 方法点拨 楞次定律应用四步曲 (1)确定原磁场方向； (2)判定产生感应电流的磁通量如何变化(增大还是减小)； (3)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向(增反减同)； (4)判定感应电流的方向. 该步骤也可以简单地描述为“一原二变三感四螺旋”，一原——确定原 磁场的方向；二变——确定磁通量是增加还是减少，三感——判断感应 电流的磁场方向；四螺旋——用右手螺旋定则判断感应电流的方向. 针对训练 (2015·宁波高二月考)如图4所示，金属环所在区域存在着匀强 磁场，磁场方向垂直纸面向里.当磁感应强度逐渐增大时，内、外金属环 中感应电流的方向为 图4 A.外环顺时针、内环逆时针 B.外环逆时针、内环顺时针 C.内、外环均为逆时针 D.内、外环均为顺时针 √ 答案解析 首先明确研究的回路由外环和内环共同组成，回路中包围的磁场方向垂 直纸面向里且内、外环之间的磁通量增加.由楞次定律可知两环之间的感 应电流的磁场方向与原磁场方向相反，垂直于纸面向外，再由安培定则 判断出感应电流的方向是：在外环沿逆时针方向，在内环沿顺时针方向 ，故选项B正确. 三、右手定则的应用 1.右手定则和楞次定律实质是等效的，但在判断闭合电路的部分导体 切割磁感线产生感应电流方向时较为方便. 2.右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和电流方向三者之间的相 互垂直关系. (1)大拇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. 例3 (多选)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b→a的是 答案解析 √√√ 题中四图都属于闭合电路的一部分导体切割磁感线，应用右手定则判 断可得：A中电流方向为a→b，B中电流方向为b→a，C中电流方向沿 a→d→c→b→a，D中电流方向为b→a.故选B、C、D. 达标检测 3 A.若磁场方向垂直线圈向里，则此磁场的磁感应强 度是在增强 B.若磁场方向垂直线圈向里，则此磁场的磁感应强 度是在减弱 C.若磁场方向垂直线圈向外，则此磁场的磁感应强 度是在增强 D.若磁场方向垂直线圈向外，则此磁场的磁感应强 度是在减弱 1.(多选)磁场垂直穿过一个圆形线圈，由于磁场的变化，圈中产生顺 时针方向的感应电流，如图5所示，则以下说法正确的是 答案解析 √ 1234 图5 √ 1234 线圈所产生的感应电流方向为顺时针方向，由安培定则知感应电流的 磁场方向垂直纸面向里，由楞次定律中“增反减同”可知，原因可能 是方向垂直纸面向里的磁场正在减弱或是方向垂直纸面向外的磁场正 在增强，故选B、C. A.穿过线圈的磁通量变大 B.穿过线圈的磁通量变小 C.从上向下看，线圈感应电流方向为顺时针 D.从上向下看，线圈感应电流方向为逆时针 2.(2016·诸暨市期末)(多选)如图6所示，线圈 放置在水平桌面上，S极向下的条形磁铁沿线 圈轴线向桌面运动，此过程中，以下判断正 确的是 1234 图6 答案 √ √ A.感应电流方向是N→M B.感应电流方向是M→N C.安培力水平向左 D.安培力水平向右 3. (多选)如图7所示，光滑平行金属导轨PP′和′，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 答案解析 √ 1234 图 7 √ 1234 由右手定则知，MN中感应电流方向是N→M，A正确，再由左手定则可知 ，MN所受安培力方向垂直导体棒水平向左，C正确，故选A、C. A.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 4.如图8所示，匀强磁场与圆形导体环平面垂直，导体ef与环接触良好， 当ef向右匀速运动时 答案解析 √ 图8 1234 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. 。