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物理选修3-2 第四章,第3节 楞次定律 -判断感应电流的方向,1,一、产生感应电流的条件：,复习巩固,2,复习提问,试判断下图螺线管内部的磁感线方向。,判断方法：安培定则(右手螺旋定则),安培定则:用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。,N,S,3,一、导体棒切割磁感线时产生电流的方向,4,探究一 导体棒切割磁感线产生感应电流方向的判定,5,右手定则,1、内容：将右手手掌伸平，使大拇指与其余并拢的四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线从手心穿入，大拇指指向导体运动方向，这时四指的指向就是感应电流的方向。,2、适用范围:闭合电路一部分导体 切割磁感线产生感应电流。,6,课堂练习,1.两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场 中，在导轨上接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法中正确的是( ) A导体棒CD内有电流通过，方向是DC B导体棒CD内有电流通过，方向是CD C磁场对导体棒CD的作用力向左 D磁场对导体棒AB的作用力向左,BD,7,二、磁铁在螺线管中运动产生感应电流的方向,8,猜想与假设： 你认为感应电流的方向可能与哪些因素有关?,探究目标,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?,9,上面的实验用简单的图表示为：,试一试：根据图示分析，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,10,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,11,结论,当引起感应电流的磁通量（原磁通量）增加时，感应电流的磁场就与原磁场方向相反； 当引起感应电流的磁通量（原磁通量）减少时，感应电流的磁场就与原磁场方向相同。,12,B感,原,增,减,与 B原,与 B原,阻碍,变化,反,同,13,1、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,“增反减同”,二、楞次定律：,14,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，以物理学家的身份参加了环球考察。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,15,2、理解“阻碍” ：,谁起阻碍作用?,阻碍什么?,（1）阻碍不是相反；（2）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（原磁通的变化）,“增反减同”,延缓原磁通量的变化变慢,结果如何?,16,3、从相对运动的角度认识楞次定律,在下面四个图中标出线圈上的N、S极,N,S,N,N,N,S,S,S,移近时,斥力,阻碍相互靠近,移去时,引力,阻碍相互远离,感应电流的效果总是阻碍导体和引起感应电流的磁体间的相对运动,楞次定律表述二：,来“拒”去“留”,17,二、楞次定律的应用,18,思考问题：当闭合导体的一部分做切割磁感线的运动时，能否用楞次定律判断感应电流的方向?,1、研究的闭合回路：,3、闭合电路内原磁通量的变化情况：,4、感应电流的磁场方向：,5、导体棒AB中的感应电流方向：,ABEF,增大,向外,2、闭合回路内原磁场的方向：,向里, ,增反减同,安培定则,19,明 确 研 究 对 象,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,增反减同,20,1. 判断原磁场B0的方向， （一方向） 2.确定B0的磁通量的变化， （增加、减少）（二变化） 3.由楞次定律确定感应电流的磁场 B感方向(增反、减同) （三阻碍） 4.用安培定则判断感应电流的方向。 （四一抓）,楞次定律的应用步骤：,21,例1：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?,22,B原,同向,I感,安培定则,增反减同,23,例2：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。已知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?,解析：,研究对象矩形线圈,已知感应电流的磁场方向：,原磁通量变化:,故此可知，线圈是向左移动的！,原磁场的方向：,向里,向外,增大,增反减同,24,楞次定律的几种表述方式 表述一：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。（即增“反”减“同”）,巩固练习1、2、3,25,1、如图所示，一水平放置的圆形通电线圈I固定，有另一个较小的线圈II从正上方下落，在下落过程中线圈II的平面保持与线圈I的平面平行且两圆心同在一竖直线上，则线圈II从正上方下落到穿过线圈I直至在下方运动的过程中，从上往下看线圈II：( ) (A)无感应电流； (B)有顺时针方向的感应电流； (C)有先顺时针后逆时针的感应电流； (D)有先逆时针后顺时针的感应电流。,C,26,2、导线框abcd与直导线在同一平面内，直导线中通有恒定电流I，当线框自左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流如何流动？,解：画出磁场的分布情况如图示：,开始运动到A位置，向外的磁通量增加，I 的方向为顺时针；,当dc边进入直导线右侧，直到线框在正中间位置B时，向外的磁通量减少到0，I 的方向为逆时针；,接着运动到C，向里的磁通量增加，I 的方向为逆时针；,ab边离开直导线后，向里的磁通量减少，I 的方向为顺时针。,所以，感应电流的方向先是顺时针，接着为逆时针，然后又为顺时针。,27,3、在同一铁芯上绕着两个线圈，单刀双掷开关原来接在点1，现把它从1扳向2，试判断在此过程中，在电阻R上的电流方向是：(如图所示) ( ) (A) 先由PQ，再由QP； (B) 先由QP，再由PQ； (C) 始终由QP； (D) 始终由PQ。,C,28,表述二： 感应电流总要阻碍导体和磁体间的相对运动。（即来“拒”去“留”）,巩固练习4、5、6、7,29,4、如图示，一闭合的铜环从静止开始由高处下落通过条形磁铁后继续下落，空气阻力不计，则在圆环的运动过程中，下列说法正确的是：（ ） A.圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时大于g B.圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时也小于g C.圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时等于g D.圆环在磁铁的上方时，加速度大于g，在下方时小于g,B,30,5、如图所示，两个相同的铝环套在一根无限长的光滑杆上，将一条形磁铁向左插入铝环(未穿出)的过程中，两环的运动情况是：( ) (A)同时向左运动，距离增大； (B)同时向左运动，距离不变； (C)同时向左运动，距离变小； (D)同时向右运动，距离增大。,C,31,课堂练习,6、两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场 中，在导轨上接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动当AB在外力F作用下向右运动时，下列说法中正确的是( ) A导体棒CD内有电流通过，方向是DC B导体棒CD内有电流通过，方向是CD C磁场对导体棒CD的作用力向左 D磁场对导体棒AB的作用力向左,BD,32,右手定则与左手定则的比较,33,7、如图21所示，光滑固定导体轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时（不考虑导体棒间的磁场力） （ ） AP、Q将互相靠拢 BP、Q相互相远离 C磁铁的加速度仍为g D磁铁的加速度小于g,M,N,P,Q,N,AD,34,三、教材课后练习,35,（教科书：P13-1）,、原磁场的方向：,、原磁通量变化情况：,、感应电流的磁场方向：,、感应电流的方向：,向左,增加,向右,36,（教科书：P13-2） 2、如图，导线AB和CD互相平行，试确定在闭合和断开开关S时导线CD中感应电流的方向。, , ,G,闭合时：DC,断开时：CD,37,（教科书：P13-3） 3、在图中CDEF是金属框，当导体AB向右移动时，请用楞次定律判断ABCD和ABFE两个电路中感应电流的方向。我们能不能用这两个电路中的任一个来判定导体AB中感应电流的方向？,ABCD中感应电流方向：ABCDA,ABFE中感应电流方向：ABFEA,AB中感应电流方向：AB,38,（教科书：P13-4） 4、如图所示，条形磁铁水平放置，金属圆环环面水平，从条形磁铁附近自由释放，分析下落过程中圆环中的电流方向。,（,39,4、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.始终沿abcd流动 B.始终沿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,40,（教科书：P13-5） 5、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?,41,（教科书：P14-6） 6、如图所示，A、B是两个很轻的铝环。横梁可以绕中间的支点转动。环A是闭合的，环B是断开的，用磁铁的任一极去接近A环，会产生什么现象？把磁铁从A环移开，会产生什么现象？磁极移近或远离B环，又会发生什么现象？,N,S,42,例与练5,法拉第的圆盘发电机,43,“来拒去留”,44,45,1、楞次定律的内容：,从磁通量变化看：,感应电流的磁场总要阻碍原磁通量的变化,从相对运动看：,感应电流总要阻碍相对运动,课堂小结,46,原变化,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：,“结果”反抗“原因”,2、楞次定律中的因果关系：,增反减同,来拒去留,增缩减扩,47,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,48,
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