4.3 楞次定律

1、第四章第四章 電磁感應(yīng)電磁感應(yīng) 4.3 楞次定律楞次定律湖南師范大學(xué)湖南師范大學(xué)袁華軍袁華軍溫故知新1. 1. 電流的磁效應(yīng)和電磁感應(yīng)現(xiàn)象電流的磁效應(yīng)和電磁感應(yīng)現(xiàn)象? ?2. 2. 通電螺線管的磁感線方向怎樣判斷通電螺線管的磁感線方向怎樣判斷? ?3. 3. 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么? ?只 要 穿 過(guò) 閉 合 電 路 的 磁 通 量 變 化 , 就有感應(yīng)電流4. 4. 你認(rèn)為感應(yīng)電流的方向可能與哪些因素你認(rèn)為感應(yīng)電流的方向可能與哪些因素 有關(guān)有關(guān)? ?原磁場(chǎng)的方向磁通量的變化+ + + + +- -靈敏電流表中指針偏轉(zhuǎn)方向和電流方向的關(guān)系+ +結(jié)論：左進(jìn)左偏 右進(jìn)右偏

2、+ +- -靈敏電流表中指針偏轉(zhuǎn)方向和電流方向的關(guān)系探究：感應(yīng)電流的方向G+ +NN極插入極插入NN極抽出極抽出S S極插入極插入S S極抽出極抽出SN SNSN結(jié)論：感應(yīng)電流的方向與原磁場(chǎng)的方向與磁通量的變化有關(guān)增反減同一、楞次定律感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)總要總要阻礙阻礙引起感應(yīng)電流的引起感應(yīng)電流的磁通量磁通量的變化的變化。1.1.內(nèi)容：內(nèi)容：2.2.對(duì)楞次定律的理解：對(duì)楞次定律的理解： 起阻礙作用的是：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)；起阻礙作用的是：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)； 阻礙的是：原磁通量的變化；阻礙的是：原磁通量的變化； 增反減同；增反減同； 阻礙不是

3、相反，阻礙也不是阻止。阻礙的本質(zhì)阻礙不是相反，阻礙也不是阻止。阻礙的本質(zhì)是能量轉(zhuǎn)化。是能量轉(zhuǎn)化。思考與討論 當(dāng)手持條形磁鐵使它的一個(gè)磁極靠近閉合線圈時(shí)，線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，獲得了電能。從能量守恒的角度看，這必定有其它形式的能在減少，或者說(shuō)，有外力對(duì)磁體-線圈這個(gè)系統(tǒng)做了功。 你能不能用楞次定律做出判斷，手持磁鐵運(yùn)動(dòng)時(shí)我們克服什么力做了功？電磁感應(yīng)中的能量守恒從從相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)看看: :GNSSNNGNGSGNSSSN感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)“來(lái)拒去留”從從做功做功看看: :楞次定律是能量守恒在電磁感應(yīng)中的體現(xiàn)克服安培力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能二、楞次定律的應(yīng)用 明確穿過(guò)閉合回路的原磁場(chǎng)

4、方向；明確穿過(guò)閉合回路的原磁場(chǎng)方向； 判斷穿過(guò)閉合回路的磁通量如何變化；判斷穿過(guò)閉合回路的磁通量如何變化； 由楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向；由楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向； 利用安培定則確定感應(yīng)電流的方向。利用安培定則確定感應(yīng)電流的方向。增反減同來(lái)拒去留阻礙原電流的變化線圈面積有擴(kuò)大或縮小的趨勢(shì)思考與討論當(dāng)閉合導(dǎo)體的一部分做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，怎樣當(dāng)閉合導(dǎo)體的一部分做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，怎樣判斷感應(yīng)電流的方向判斷感應(yīng)電流的方向? ?FBvEA假定導(dǎo)體棒假定導(dǎo)體棒ABAB向右運(yùn)動(dòng)：向右運(yùn)動(dòng)： 我們研究的是哪個(gè)閉合電路我們研究的是哪個(gè)閉合電路? ? 穿過(guò)這個(gè)閉合電路的磁通量是增大還是減小穿過(guò)這

5、個(gè)閉合電路的磁通量是增大還是減小? ? 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)應(yīng)該是沿哪個(gè)方向感應(yīng)電流的磁場(chǎng)應(yīng)該是沿哪個(gè)方向? ? 導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒ABAB中的感應(yīng)電流沿哪個(gè)方向中的感應(yīng)電流沿哪個(gè)方向? ?ABEF增大垂直紙面向外向上三、右手定則右手定則：伸開(kāi)右手，讓大拇指跟其余四指垂直，并與手掌在同一平面內(nèi)磁感線-垂直(或斜著)穿過(guò)掌心大拇指-指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向四指-指向感應(yīng)電流的方向適用范圍： 適用于閉合電路一部分導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況課堂訓(xùn)練例1. 如圖所示，光滑固定導(dǎo)軌m、n水平放置，兩根導(dǎo)體棒p、q平行放于導(dǎo)軌上，形成一個(gè)閉合回路，當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)，下列說(shuō)法正確的是( )A. p、q將

6、互相靠攏；B. p、q將互相遠(yuǎn)離；C. 磁鐵的加速度仍為g；D. 磁鐵的加速度小于g。ADp、q對(duì)導(dǎo)軌的正壓力增大課堂訓(xùn)練例2. 如圖所示，一根條形磁鐵從左向右靠近閉合金屬環(huán)的過(guò)程中，環(huán)中的感應(yīng)電流(自左向右看)與其運(yùn)動(dòng)方向分別是( )A. 沿順時(shí)針?lè)较颍籅. 沿逆時(shí)針?lè)较?；C. 往左運(yùn)動(dòng)；D. 往右運(yùn)動(dòng)。BD課堂訓(xùn)練例3. 一平面線圈用細(xì)桿懸于P點(diǎn)，開(kāi)始時(shí)細(xì)桿處于水平位置，釋放后讓它在如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，已知線圈平面始終與紙面垂直，當(dāng)線圈第一次通過(guò)位置和位置時(shí)，順著磁場(chǎng)的方向看去，線圈中的感應(yīng)電流的方向分別為( )A. 逆時(shí)針?lè)较?，逆時(shí)針?lè)较?；B. 逆時(shí)針?lè)较颍槙r(shí)針?lè)较?；C. 順時(shí)針

7、方向，順時(shí)針?lè)较?；D. 順時(shí)針?lè)较?，逆時(shí)針?lè)较?。B課堂訓(xùn)練例4. 如圖所示，固定的水平長(zhǎng)直導(dǎo)線中通有電流I，矩形線框與導(dǎo)線在同一豎直平面內(nèi)，且一邊與導(dǎo)線平行。線框由靜止釋放，在下落過(guò)程中( )A. 穿過(guò)線框的磁通量保持不變；B. 線框中感應(yīng)電流方向保持不變；C. 線框所受安培力的合力為零；D. 線框的機(jī)械能不斷增大。B課堂訓(xùn)練例5. 如圖所示，水平放置的兩條光滑軌道上有可自由移動(dòng)的金屬棒PQ、MN，當(dāng)PQ在外力的作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，MN在磁場(chǎng)力作用下向右運(yùn)動(dòng)，則PQ所做的運(yùn)動(dòng)可能是( )A. 向右勻加速運(yùn)動(dòng)；B. 向左勻加速運(yùn)動(dòng)；C. 向右勻減速運(yùn)動(dòng)；D. 向左勻減速運(yùn)動(dòng)。BC課堂訓(xùn)練例6. 如圖所

8、示，甲中有兩條不平行軌道而乙中的兩條軌道是平行的，其余物理?xiàng)l件都相同。金屬棒MN都正在軌道上向右勻速平動(dòng)，在棒運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，將觀察到的現(xiàn)象是( )A. L1、L2小電珠都發(fā)光，只是亮度不同；B. L1、L2都不發(fā)光；C. L2發(fā)光，L1不發(fā)光；D. L1發(fā)光，L2不發(fā)光。D課堂訓(xùn)練例7. 如圖所示，螺旋形線圈M置于銅圓環(huán)A的軸線上，當(dāng)螺旋形線圈中通過(guò)的電流I強(qiáng)度減小時(shí)，下列說(shuō)法正確的是( )A. 銅圓環(huán)有縮小的趨勢(shì)；B. 銅圓環(huán)有擴(kuò)張的趨勢(shì)；C. 螺旋形線圈有縮短的趨勢(shì)；D. 螺旋形線圈有伸長(zhǎng)的趨勢(shì)。AD課堂訓(xùn)練例8. 如圖所示，在通電螺線管外部左側(cè)和內(nèi)部靠近右側(cè)處，各吊一個(gè)輕質(zhì)閉合金屬環(huán)a和

9、b，a、b的環(huán)面均與螺線管的軸線垂直?，F(xiàn)將變阻器R的滑片P向左移動(dòng)，則a、b環(huán)將( )A. a環(huán)左擺，b環(huán)右擺； B. a環(huán)右擺，b環(huán)左擺； C. a環(huán)左擺，b環(huán)不動(dòng)； D. a環(huán)右擺，b環(huán)右擺；C課堂訓(xùn)練例9. 如圖所示，MN是一根固定的通電長(zhǎng)直導(dǎo)線，電流方向向上，今將一金屬線框abcd放在導(dǎo)線上，讓線框的位置偏向?qū)Ь€的左邊，兩者彼此絕緣，當(dāng)導(dǎo)線中的電流突然減小時(shí)，線框整體受力情況為( )A. 受力向右； B. 受力向左；C. 受力向上； D. 受力為零。B課堂訓(xùn)練例10. 如圖所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌PP和QQ，都處于同一水平面內(nèi)，P和Q之間連一電阻，整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中?，F(xiàn)垂直

10、于導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒MN，用一水平高右的力F拉動(dòng)導(dǎo)體棒MN ，以下關(guān)于導(dǎo)體棒MN中感應(yīng)電流方向和它所受安培力的方向的說(shuō)法正確的是( )A. 感應(yīng)電流方向是NM；B. 感應(yīng)電流方向是 M N；C. 安培力水平向左；D. 安培力水平向右。AC課堂訓(xùn)練例11. 如圖所示，“U”形金屬框架固定在水平面上，金屬桿ab與框架無(wú)摩擦，整個(gè)裝置處于豎直方向的磁場(chǎng)中。若因磁場(chǎng)的變化，使桿ab向右運(yùn)動(dòng)，則磁感應(yīng)強(qiáng)度( )A. 方向向下并減?。籅. 方向向下并增大；C. 方向向上并增大；D. 方向向上并減小。AD課堂訓(xùn)練例12. 兩個(gè)大小不同的絕緣圓環(huán)，如圖疊放在一起，小圓環(huán)有一半的面積在大圓內(nèi)，當(dāng)大圓環(huán)通上順時(shí)針

11、方向的電流的瞬間，小圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向是( )A 順時(shí)針?lè)较颍籅 逆時(shí)針?lè)较颍籆 左半圓順時(shí)針，右半圓逆時(shí)針；D 無(wú)感應(yīng)電流。B課堂訓(xùn)練例13. 如右圖所示，在水平放置的光滑絕緣桿ab上，掛有兩個(gè)金屬環(huán)M和N。兩環(huán)套在一個(gè)通電密繞長(zhǎng)螺線管的左部，當(dāng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向左移動(dòng)時(shí)，兩環(huán)將怎樣運(yùn)動(dòng)( )A. 兩環(huán)保持相對(duì)靜止一起向左運(yùn)動(dòng)；B. 兩環(huán)保持相對(duì)靜止一起向右運(yùn)動(dòng)；C. 兩環(huán)互相靠近并向左運(yùn)動(dòng)；D. 兩環(huán)互相離開(kāi)并向右運(yùn)動(dòng)。C課堂訓(xùn)練例14. 如圖所示，導(dǎo)體AB、CD可在水平軌道上自由滑動(dòng)，且兩水平軌道在中央交叉處互不相通。當(dāng)導(dǎo)體棒AB向左移動(dòng)時(shí)( )A. AB中感應(yīng)電流的方向?yàn)锳到B；B.

12、 AB中感應(yīng)電流的方向?yàn)锽到A；C. CD向左移動(dòng)；D. CD向右移動(dòng)。AD課堂訓(xùn)練例15. 如圖所示，閉合螺線管固定在置于光滑水平面上的小車上，現(xiàn)將一條形磁鐵從左向右插入螺線管中的過(guò)程中，則( )A. 車將向右運(yùn)動(dòng)；B. 使條形磁鐵向右插入時(shí)外力所做的功全部由螺線管轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，最終轉(zhuǎn)化為螺線管的內(nèi)能；C. 條形磁鐵會(huì)受到向左的力；D. 車會(huì)受到向左的力。AC課堂訓(xùn)練例16. 如圖所示，閉合線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的 N 極朝下但未插入線圈內(nèi)部。當(dāng)磁鐵向上運(yùn)動(dòng)時(shí)( )A. 線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互吸引；B. 線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵

13、與線圈相互排斥；C. 線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互吸引；D. 線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互排斥。C課堂訓(xùn)練例17. 如圖所示，兩個(gè)閉合圓形線圈A、B的圓心重合，放在同一水平面內(nèi)，線圈B中通以圖中所示的交變電流，設(shè)t0時(shí)電流沿逆時(shí)針?lè)较?圖中箭頭所示)。對(duì)于線圈A，在t1t2時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法中正確的是( )A. 有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?，且有擴(kuò)張的趨勢(shì)；B. 有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?，且有收縮的趨勢(shì)；C. 有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?，且有擴(kuò)張的趨勢(shì)；D. 有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?，且有收縮的趨勢(shì)。D課堂訓(xùn)練例18. 如圖所示，當(dāng)磁鐵運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過(guò)電阻的電流由A經(jīng)R到B，則

14、磁鐵的運(yùn)動(dòng)可能是( )A. 向下運(yùn)動(dòng)； B. 向上運(yùn)動(dòng)；C. 向左平移； D. 向右平移。BCD課堂訓(xùn)練例19. 如右圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，放著一個(gè)平行導(dǎo)軌，與大線圈D相連接，要使放在D中的A線圈(A、D兩線圈共面)各處受到沿半徑指向圓心的力，金屬棒MN的運(yùn)動(dòng)情況可能是( )A. 向右加速； B. 向左加速；C. 向右減速； D. 向左減速。AB課堂訓(xùn)練例20. 一塊銅片置于如圖所示的磁場(chǎng)中，如果用力把銅片從磁場(chǎng)拉出或把它進(jìn)一步推入，則在這兩個(gè)過(guò)程中有關(guān)磁場(chǎng)對(duì)銅片的作用力，下列敘述正確的是( )A. 拉出時(shí)是阻力； B. 推入時(shí)是阻力；C. 拉出時(shí)不受磁場(chǎng)力； D. 推入時(shí)不受磁場(chǎng)力。AB課堂

15、訓(xùn)練例21. 如圖所示，兩個(gè)金屬圓環(huán)在最低點(diǎn)處切斷并分別焊在一起。整個(gè)裝置處在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)磁場(chǎng)均勻增加時(shí)( )A. 內(nèi)環(huán)有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流B. 內(nèi)環(huán)有順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流C. 外環(huán)有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流D. 內(nèi)、外環(huán)都沒(méi)有感應(yīng)電流BC課堂訓(xùn)練例22. 下圖表示閉合電路中的一部分導(dǎo)體ab在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情景，其中能產(chǎn)生由a到b的感應(yīng)電流的是( )A課堂訓(xùn)練例23. 在閉合鐵芯上繞有一組線圈，線圈與滑動(dòng)變阻器、電池構(gòu)成電路，假定線圈和生磁感線全部集中在鐵芯內(nèi)。a、b、c三個(gè)閉合金屬圓環(huán)，位置如右圖所示。當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭左右滑動(dòng)時(shí)，能產(chǎn)生感應(yīng)電流的圓環(huán)是( )A. a、b兩環(huán)； B. b、c兩環(huán)；C. a、c兩環(huán)； D. a、b、c三個(gè)環(huán)。A課堂訓(xùn)練例24. 如圖所示，在水平地面上有一條沿東西方向鋪設(shè)的水平直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通有自東向西穩(wěn)定、強(qiáng)大的直流電流現(xiàn)用一閉合的檢測(cè)線