2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理選擇性必修2 第2章電磁感應(yīng)第1節(jié)楞次定律(2)課件

1、楞次定律 1探究感應(yīng)電流的方向 (1)實(shí)驗(yàn)器材：條形磁鐵、電流表、線圈、導(dǎo)線、一節(jié)干電池(用來查明線圈中電流的流向與電流表中指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系). (2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：如圖431所示,在四種情況下,將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入下表：圖431線圈內(nèi)磁通量增加時(shí)的情況：圖號磁場方向感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的磁場方向甲 逆時(shí)針(俯視) 乙 順時(shí)針(俯視) 向下向上向上向下線圈內(nèi)磁通量減少時(shí)的情況：圖號磁場方向感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的磁場方向丙 順時(shí)針(俯視) 丁 逆時(shí)針(俯視) 向下向下向上向上 (3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 表述一：當(dāng)穿過線圈的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向 ；當(dāng)穿過線圈的磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場

2、與原磁場的方向 . 表述二：當(dāng)磁鐵靠近線圈時(shí),兩者 ；當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離線圈時(shí),兩者 . 2楞次定律 感應(yīng)電流具有這樣的方向,感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的 . 相反相同相斥相吸磁通量的變化 1對楞次定律的理解 (1)因果關(guān)系： 閉合導(dǎo)體回路中原磁通量的變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因,而感應(yīng)電流的磁場的產(chǎn)生是感應(yīng)電流存在的結(jié)果,即只有當(dāng)閉合導(dǎo)體回路中的磁通量發(fā)生變化時(shí),才會(huì)有感應(yīng)電流的磁場出現(xiàn).(2)對“阻礙”的理解： (3)“阻礙”的表現(xiàn)形式： 就磁通量而言,感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁場磁通量的變化(增反減同). 由于相對運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,感應(yīng)電流的效果阻礙相對運(yùn)動(dòng)(來拒去留). 電磁感應(yīng)致使

3、回路面積有變化趨勢時(shí),則面積收縮或擴(kuò)張是為了阻礙回路磁通量的變化(增縮減擴(kuò)).2應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的思路(1)明確研究對象是哪一個(gè)閉合電路.(2)明確原磁場的方向.(3)判斷原磁場的磁通量是增加還是減少.(4)由楞次定律判斷感應(yīng)電流的磁場方向.(5)由安培定則判斷感應(yīng)電流的方向.1.如圖432所示,兩個(gè)相同的鋁環(huán)穿 在一根光滑桿上,將一根條形磁鐵向 左插入鋁環(huán)的過程中,兩環(huán)的運(yùn)動(dòng)情 況是() A同時(shí)向左運(yùn)動(dòng),間距增大 B同時(shí)向左運(yùn)動(dòng),間距不變 C同時(shí)向左運(yùn)動(dòng),間距變小 D同時(shí)向右運(yùn)動(dòng),間距增大 圖432解析：將一根條形磁鐵向左插入鋁環(huán)的過程中,兩個(gè)環(huán)中均產(chǎn)生感應(yīng)電流.根據(jù)楞次定律,感

4、應(yīng)電流將阻礙與磁體間的相對運(yùn)動(dòng),所以兩環(huán)均向左運(yùn)動(dòng).靠近磁體的環(huán)所受的安培力大于另一個(gè),又可判斷兩環(huán)在靠近.選項(xiàng)C正確.答案：C 1內(nèi)容 伸開右手,使拇指與其余四個(gè)手指垂直,并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從 進(jìn)入,并使拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的方向,這時(shí) 所指的方向就是感應(yīng)電流的方向. 2適用范圍 適用于閉合電路部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況.掌心四指 在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí),經(jīng)常用到右手螺旋定則、左手定則、右手定則及楞次定律等規(guī)律.要想靈活運(yùn)用“三定則一定律”,就必須明確這些規(guī)律的區(qū)別與聯(lián)系.1“三定則一規(guī)律”應(yīng)用于不同的現(xiàn)象基本現(xiàn)象應(yīng)用的定則或定律運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生的磁場右手螺旋定則磁場

5、對運(yùn)動(dòng)電荷、電流的作用力左手定則電磁感應(yīng)導(dǎo)線切割磁感線右手定則閉合回路磁通量變化楞次定律2左手定則與右手定則的區(qū)別比較項(xiàng)目右手定則左手定則作用判斷磁場B、速度v、感應(yīng)電流I三者的方向關(guān)系判斷磁場B、電流I、磁場力F三者的方向關(guān)系已知條件運(yùn)動(dòng)方向、磁場方向、感應(yīng)電流方向任知其中二個(gè)電流方向、磁場方向、磁場力方向任知二個(gè)比較項(xiàng)目右手定則左手定則圖例因果關(guān)系因動(dòng)而電因電而動(dòng)應(yīng)用實(shí)例發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)3楞次定律與右手定則的關(guān)系楞次定律右手定則研究對象整個(gè)閉合導(dǎo)體回路閉合導(dǎo)體回路的一部分適用范圍磁通量變化引起感應(yīng)電流的各種變化情況一段導(dǎo)線在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)關(guān)系右手定則是楞次定律的特殊情況2如圖433所示

6、,一個(gè)有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場方向 垂直紙面向外.一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框abcd,沿紙面由 位置1(左)勻速運(yùn)動(dòng)到位置2(右),則 ()圖433A導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時(shí),感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcdaB導(dǎo)線框離開磁場時(shí),感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcbaC導(dǎo)線框離開磁場時(shí),受到的安培力方向水平向右D導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時(shí),受到的安培力方向水平向左解析：線框進(jìn)入磁場時(shí)cd邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流,方向?yàn)閍dcba,根據(jù)左手定則可知安培力的方向向左,同理可判斷離開磁場時(shí)的情況.答案：D 例1如圖434所示,磁場垂直于紙面,磁感應(yīng)強(qiáng)度在豎直方向均勻分布,水平方向非均勻分布.一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點(diǎn),將圓環(huán)拉至位置a后無初速度釋放,

7、在圓環(huán)從a擺向b的過程中 ()A感應(yīng)電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針再逆時(shí)針B感應(yīng)電流方向一直是逆時(shí)針C感應(yīng)電流方向先順時(shí)針后逆時(shí)針再順時(shí)針D感應(yīng)電流方向一直是順時(shí)針圖434 思路點(diǎn)撥解答本題時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (1)在虛線兩側(cè)磁場方向不同,且沿水平方向非均勻分布； (2)圓環(huán)擺動(dòng)過程中要注意磁通量的變化特點(diǎn). 解析在豎直虛線左側(cè),圓環(huán)向右擺時(shí)磁通量增加,由楞次定律可判斷,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向相反,由安培定則可知感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向；擺過豎直虛線時(shí),環(huán)中磁通量左減右增相當(dāng)于方向向外的增大,因此感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向；在豎直虛線右側(cè)向右擺動(dòng)時(shí),環(huán)中磁通量減小,感應(yīng)電流的磁場與原磁場同

8、向,可知感應(yīng)電流為逆時(shí)針方向,因此只有A項(xiàng)正確. 答案A借題發(fā)揮運(yùn)用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的步驟 (1)首先弄清原磁場的方向及閉合電路中磁通量的變化情況. (2)根據(jù)“阻礙”原則,判斷出感應(yīng)磁場的方向. (3)由感應(yīng)磁場的方向,利用安培定則判斷出感應(yīng)電流的方向.1.如圖435所示,通電直導(dǎo)線L和平行 直導(dǎo)線放置的閉合導(dǎo)體框abcd,當(dāng)通電 導(dǎo)線L運(yùn)動(dòng)時(shí),以下說法正確的是() A當(dāng)導(dǎo)線L向左平移時(shí),導(dǎo)體框abcd中 感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda B當(dāng)導(dǎo)線L向左平移時(shí),導(dǎo)體框abcd中 感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcba C當(dāng)導(dǎo)線L向右平移時(shí),導(dǎo)體框abcd中 感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda D當(dāng)導(dǎo)線L向右平

9、移時(shí),導(dǎo)體框abcd中 感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcba圖435解析：當(dāng)導(dǎo)線L向左平移時(shí),閉合導(dǎo)體框abcd中磁場減弱,磁通量減少,abcd回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場將阻礙磁通量的減少,由于導(dǎo)線L在abcd中磁場方向垂直紙面向里,所以abcd中感應(yīng)電流的磁場方向應(yīng)為垂直紙面向里,由安培定則可知感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda,選項(xiàng)A正確；當(dāng)導(dǎo)線L向右平移時(shí),閉合電路abcd中磁場增強(qiáng),磁通量增加,abcd回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場將阻礙磁通量的增加,可知感應(yīng)電流的磁場為垂直紙面向外,再由安培定則可知感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda,選項(xiàng)D正確.答案：AD 例2 如圖436所示,光滑固定的導(dǎo)軌m、n水平放置,兩根

10、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)()Ap、q將互相靠攏Bp、q將互相遠(yuǎn)離C磁鐵的加速度仍為重力加速度gD磁鐵的加速度小于重力加速度g圖436 思路點(diǎn)撥有兩種方法可以解答本題： (1)直接應(yīng)用楞次定律,根據(jù)楞次定律中的“阻礙”直接判斷出閉合回路面積的變化趨勢和導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)趨勢 (2)首先判斷出感應(yīng)電流的方向,再利用左手定則判斷安培力的方向. 解析條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí),穿過閉合回路中的磁通量將增加,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場將阻礙這一磁通量的增加,具體表現(xiàn)應(yīng)為：使回路面積減小,延緩磁通量的增加；對磁鐵產(chǎn)生向上的磁場力,延緩磁鐵的下落.故選

11、項(xiàng)A、D正確. 答案AD 借題發(fā)揮 發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí),通過什么方式來“阻礙”原磁通量的變化要根據(jù)具體情況而定,可能是阻礙導(dǎo)體的相對運(yùn)動(dòng),也可能是通過改變線圈面積來阻礙原磁通量的變化,即：若原磁通量增加,則通過減小面積起到阻礙的作用；若原磁通量減小,則通過增大面積起到阻礙的作用.這種方法用來判斷“動(dòng)”的問題非常有效.2物理課上,老師做了一 個(gè)奇妙的“跳環(huán)實(shí)驗(yàn)”.如圖138所 示,她把一個(gè)帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和 電源用導(dǎo)線連接起來后,將一金屬套環(huán)置 于線圈L上,且使鐵芯穿過套環(huán).閉合開關(guān)S的瞬間,套 環(huán)立刻跳起.某同學(xué)另找來器材再探究此實(shí)驗(yàn).他連接 好電路,經(jīng)重復(fù)試驗(yàn),線圈上的套環(huán)均未動(dòng).對比

12、老師 演示的實(shí)驗(yàn),下列四個(gè)選項(xiàng)中,導(dǎo)致套環(huán)未動(dòng)的原因可 能是()圖437A線圈接在了直流電源上B電源電壓過高C所選線圈的匝數(shù)過多D所用套環(huán)的材料與老師的不同解析：無論實(shí)驗(yàn)用的是交流電還是直流電,閉合開關(guān)S瞬間,穿過套環(huán)的磁通量均增加,只要套環(huán)的材料是導(dǎo)體,套環(huán)中就能產(chǎn)生感應(yīng)電流,套環(huán)就會(huì)跳起.如果套環(huán)是塑料材料做的,則不能產(chǎn)生感應(yīng)電流,也就不會(huì)受安培力作用而跳起.所以答案是D.答案：D 例3如圖438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) ()圖438AAB中感應(yīng)電流的方向?yàn)锳到BBAB中感應(yīng)電流的方向?yàn)锽到ACCD向左移動(dòng)DCD向右移動(dòng) 解析由右手定則可判斷AB中感應(yīng)電流AB,CD中電流CD,由左手定則可判定CD受到向右的安培力作用而向右運(yùn)動(dòng). 答案AD 借題發(fā)揮 對于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生電磁感應(yīng)的現(xiàn)象,應(yīng)用右手定則判比斷比較方便；對于磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,應(yīng)用楞次定律判斷比較方便.3.如圖439所示,平行導(dǎo)體滑軌 MM、NN水平放置,固定在豎直 向下的勻強(qiáng)磁場中.滑線AB、CD 橫放其上