第四节《楞次定律》.ppt
高中物理新人教版 选修-系列课件,第四章电磁感应,第三节 楞次定律,教 学 目 标,（一）知识与技能 1掌握楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流方向。 2培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力。 3能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向 4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。 （二）过程与方法 1通过实践活动，观察得到的实验现象，再通过分析论证，归纳总结得出结论。 2通过应用楞次定律判断感应电流的方向，培养学生应用物理规律解决实际问题的能力。,（三）情感、态度与价值观 在本节课的学习中，同学们直接参与物理规律的发现过程，体验了一次自然规律发现过程中的乐趣和美的享受，并在头脑中进一步强化“实践是检验真理的唯一标准”这一辩证唯物主义观点。 教学重点 1楞次定律的获得及理解。 2应用楞次定律判断感应电流的方向。 3利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。 教学难点 楞次定律的理解及实际应用。 教学方法 发现法，讲练结合法 教学用具 干电池、灵敏电流表、外标有明确绕向的大线圈、条形磁铁、导线。,复习回顾,1、电流的磁效应和电磁感应现象? 2、通电螺线管的磁感线方向怎样判断? 3、产生感应电流的条件是什么?,只要穿过闭合电路的磁通量变化, 就有感应电流.,产生感应电流的条件是：,插入和拔出磁铁时,电流方向一样吗?,当闭合导体的一部分做切割磁感线的运动时，怎样判断感应电流的方向?,假定导体棒AB向右运动,1、我们研究的是哪个闭合电路?,2、穿过这个闭合电路的磁通量是增大还是减小?,3、感应电流的磁场应该是沿哪个方向?,4、导体棒AB中的感应电流沿哪个方向?,ABEF,增大,垂直纸面向外,向上,三、右手定则,如图所示，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abcda B.导线框离开磁场时，感应电流方向为adcba C.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,例与练3,解析：线圈进入磁场时，磁通量增加，由楞次定律可以判断感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，再运用安培定则可以确定感应电流的方向为adcba，选项A错误.同理可以判断B是错误的.应用楞次定律的内容可知感应电流在磁场中所受的安培力总是阻碍线框运动的，C项错误，D选项正确. 答案：D,举一反三、 矩形线框向右匀速运动经过一匀强磁场，设线框中产生的逆时针的电流为正值，则线框中感应电流随时间变化的情况是图中的：,猜想与假设： 你认为感应电流的方向可能与哪些因素有关?,1、感应电流的方向与原磁场的方向有什么关系? 2、感应电流的方向与磁通量的变化有什么关系?,器材? 电路? 实验方案?,探究目标,实验器材：条形磁铁、螺线管、灵敏电路计,确定线圈导线的绕向,左进左偏 右进右偏,确定电流方向和电流表指针偏转的关系,用试触法,实验,由实验，你可以总结出感应电流的方向由什么因素决定吗?,上面的实验用简单的图表示为：,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?,分析实验现象,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!,示意图,感应电流的磁场方向,感应电流方向(俯视）,线圈中磁通量的变化,线圈中磁场的方向,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,向下,增加,逆时针,向上,原磁场方向,原磁场磁通量的变化,B感,原,增,减,与 B原,与 B原,阻碍,变化,反,同,1、内容：,感应电流的磁场,总要,阻碍,引起感应电流的,磁通量的变化,一、楞次定律,楞次,“增反减同”,楞次(18041865)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,2、理解“阻碍” ：,谁起阻碍作用?,阻碍什么?,阻碍不是相反、阻碍不是阻止,如何阻碍?,感应电流的磁场,引起感应电流的磁通量的变化,“增反减同”,使磁通量的变化变慢,结果如何?,从相对运动看:,3、拓展：,感应电流的磁场总要阻碍相对运动.,“来拒去留”,二、楞次定律的应用,思考题：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，并总结判断感应电流方向的步骤。,v,I,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,明 确 研 究 对 象,原磁通 量变化?,原磁场 方向?,楞次定律,感应电流 磁场方向,感应电 流方向,楞次定律的应用步骤,安培定则,法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示，软铁环上绕有A、B两个线圈，当A线圈电路中的开关断开的瞬间，线圈B中的感应电流沿什么方向?,例题1,同向,I感,“增反减同”,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.线圈在导线的右侧平移时,其中产生了ABCDA方向的电流. 请判断，线圈在向哪个方向移动?,分析：,研究对象矩形线圈,由线圈中感应电流的方向，据右手螺旋 定则可以判断感应电流磁场方向：,楞次定律原磁通量变化:,线圈是向左移动的！,例题2,原磁场的方向：,向里,向外,增大,“增反减同”,“增反减同”、 “来拒去留”、 “增缩减扩”,这些现象的共同本质是什么？,阻碍磁通量的变化,楞次定律是能量守恒定律 在电磁感应现象中的反映.,为什么会出现这种现象? 这些现象的背后原因是什么?,I感,B感,产生,阻碍,产生,3、楞次定律中“阻碍”的含意：,不是相反、不是阻止； 可理解为“增反减同”，,“结果”反抗“原因”,2、楞次定律中的因果关系：,“来拒去留”,“增缩减扩”,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,1、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. “右手定则”是“楞次定律”的特例. 2、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.,“右手定则”与“楞次定律”,一水平放置的矩形闭合线圈abcd，在细长磁铁的N极附近竖直下落，由图示位置经过位置到位置，位置和位置都很靠近位置 在这个过程中，线圈中感应电流： A.沿abcd流动 B.沿dcba流动 C.从到是沿abcd流动， 从到是沿dcba流动 D.从到是沿dcba流动， 从到是 沿 abcd 流动,A,例与练1,如图,M、N是套在同一铁芯上的两个线圈,M线圈与电池、电键、变阻器相连,N线圈与R连成一闭合电路.当电键合上后,将图中变阻器R的滑片向左端滑动的过程中,流过电阻R的感应电流什么方向?,例与练2,下图为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的竖直分量向下.飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞机高度不变，由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差.设飞行员左方机翼末端处的电势为U1，右方机翼末端处的电势为U2( ) A.若飞机从西往东飞，U1比U2高 B.若飞机从东往西飞，U2比U1高 C.若飞机从南往北飞，U1比U2高 D.若飞机从北往南飞，U2比U1高,例与练4,解析：我国位于地球的北半球，北半球的地磁场的竖直分量向下.当飞行员伸出自己的右手，掌心向上(磁感线穿过手心)，大拇指指向飞机的飞行方向(也就是机翼切割磁感线的运动方向)，此时四指指向飞行员的左侧(也就是电源中的电流方向，或电源正极)，所以不管飞行员沿什么方向飞行，左方机翼末端处的电势都高于右方机翼的末端处的电势.正确选项为A、C.,如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路.当一条形磁铁从高处下落接近回路时，则 A.P、Q将相互靠拢 B.P、Q将彼此远离 C.磁铁的加速度为g D.磁铁的加速度小于g,例与练5,“来拒去留”,“增缩减扩”,思考：1. 下图中，若磁场不变，使Q 向右运动， 则P将向 运动。,2. 若条形磁铁向上运动，PQ将如何运动？,答：分别向两边远离,右,二次感应问题,例1：如图，导轨间有垂直纸面向里的磁场，电磁铁A和圆形金属环B紧靠在一起，则下列导体棒的运动情况中金属环B中有感应电流的是： A导体棒向右做加速运动过程中 B导体棒向右做减速运动过程中 C导体棒向右做匀速运动过程中 D导体棒突然运动或突然停止运动,例2、如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动.则PQ所做的运动可能是( ) A.向右匀加速运动 B.向左匀加速运动 C.向右匀减速运动 D.向左匀减速运动,B C,电磁感应与力学问题的综合应用,如图甲所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为l。M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，导轨和金属杆的电阻可忽略。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦，重力加速度为g。 （1）由b向a方向看到的装置如图乙所示，请画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图； （2）在加速下滑时，当ab杆 的速度大小为时，求ab杆中 的电流及其加速度的大小； （3）求在下滑过程中，ab杆 可以达到的速度最大值。,电磁感应与电路问题的综合应用,
