楞次定律_上課用1

1、4.3楞次定律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? ?插入和拔出磁鐵時插入和拔出磁鐵時, ,電流方向一樣嗎電流方向一樣嗎? ?如何判定感應(yīng)電流的方向？如何判定感應(yīng)電流的方向？猜想與假設(shè)：猜想與假設(shè)： 你認(rèn)為感應(yīng)電流的方向可能與哪些你認(rèn)為感應(yīng)電流的方向可能與哪些因素有關(guān)因素有關(guān)? ?原磁場的方向原磁場的方向磁通量的變化磁通量的變化1 1、感應(yīng)電流的方向與原磁場的方向有什、感應(yīng)電流的方向與原磁場的方向有什么關(guān)系么關(guān)系? ?2 2、感

2、應(yīng)電流的方向與磁通量的變化有什、感應(yīng)電流的方向與磁通量的變化有什么關(guān)系么關(guān)系? ?探究目標(biāo)：探究目標(biāo)：NS+ +G實驗器材：條形磁鐵、螺線管、靈敏電路計實驗器材：條形磁鐵、螺線管、靈敏電路計+ +G左進(jìn)左偏左進(jìn)左偏 右進(jìn)右偏右進(jìn)右偏用試觸法用試觸法NS+ +G由實驗，你可以總結(jié)出感應(yīng)電流的方向由什么因由實驗，你可以總結(jié)出感應(yīng)電流的方向由什么因素決定嗎素決定嗎?上面的實驗用簡單的圖表示為：上面的實驗用簡單的圖表示為： 可以根據(jù)圖示概括出感應(yīng)電流的方向與磁可以根據(jù)圖示概括出感應(yīng)電流的方向與磁通量變化的關(guān)系嗎通量變化的關(guān)系嗎?分析實驗現(xiàn)象：分析實驗現(xiàn)象：很難！很難！ 是否可以通過一個中介是否可以通過

3、一個中介感應(yīng)電流的磁場感應(yīng)電流的磁場來描述感應(yīng)電流與磁通量變化的關(guān)系來描述感應(yīng)電流與磁通量變化的關(guān)系? 磁鐵磁場的變化在線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流磁鐵磁場的變化在線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流,而感應(yīng)電流本身也能產(chǎn)生磁場而感應(yīng)電流本身也能產(chǎn)生磁場,感應(yīng)電流的磁場感應(yīng)電流的磁場方向既跟感應(yīng)電流的方向有聯(lián)系方向既跟感應(yīng)電流的方向有聯(lián)系,又跟引起磁通又跟引起磁通量變化的磁場有關(guān)系量變化的磁場有關(guān)系.下面就來分析這三者之間的關(guān)系下面就來分析這三者之間的關(guān)系! !示意圖示意圖感 應(yīng) 電 流感 應(yīng) 電 流磁 場 方 向磁 場 方 向感 應(yīng) 電 流感 應(yīng) 電 流方向方向(俯視）俯視）線圈中磁通線圈中磁通量 的 變 化量 的

4、 變 化線圈中磁場線圈中磁場的方向的方向 S 極插入極插入 N 極拔出極拔出 N 極插入極插入向下向下減小減小順時針順時針向下向下向上向上向上向上減小減小順時針順時針逆時針逆時針向下向下向上向上增加增加S向下向下增加增加逆時針逆時針向上向上NGGNGG原磁場方原磁場方向向原 磁 場 磁原 磁 場 磁通 量 變 化通 量 變 化 S 極拔出極拔出SB感感原原增增減減與與B原原與與B原原阻礙阻礙變化變化反反同同1 1、內(nèi)容：、內(nèi)容：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)電流的磁場感應(yīng)電流的磁場總總要要阻礙阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化引起感應(yīng)電流的磁通量的變化“增反減同增反減同”

5、一、楞次定律一、楞次定律2 2注意：明確各個物理量之間的關(guān)系注意：明確各個物理量之間的關(guān)系當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時，當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時，閉合回路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，而感應(yīng)電流與其閉合回路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，而感應(yīng)電流與其他電流一樣，也會產(chǎn)生磁場，即感應(yīng)電流的磁他電流一樣，也會產(chǎn)生磁場，即感應(yīng)電流的磁場，這樣回路中就存在兩個磁場場，這樣回路中就存在兩個磁場原來的磁原來的磁場場( (產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁場產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁場) )和感應(yīng)電流的磁場和感應(yīng)電流的磁場3 3透徹理解楞次定律中透徹理解楞次定律中“阻礙阻礙”的含義的含義(1)(1)誰起阻礙作用？要明確起阻礙作用的是誰起阻

6、礙作用？要明確起阻礙作用的是“感應(yīng)電流的磁場感應(yīng)電流的磁場”(2)(2)阻礙什么？感應(yīng)電流的磁場阻礙的是阻礙什么？感應(yīng)電流的磁場阻礙的是“引引起感應(yīng)電流的磁通量的變化起感應(yīng)電流的磁通量的變化”，而不是阻礙原磁，而不是阻礙原磁場，也不是阻礙原磁通量場，也不是阻礙原磁通量(3)(3)怎樣阻礙？當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁通量怎樣阻礙？當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁通量( (原磁原磁通量通量) )增加時，感應(yīng)電流的磁場就與原磁場的方向增加時，感應(yīng)電流的磁場就與原磁場的方向相反，感應(yīng)電流的磁場相反，感應(yīng)電流的磁場“反抗反抗”原磁通量的增加；原磁通量的增加；當(dāng)原磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場就與原磁場當(dāng)原磁通量減少時，感應(yīng)電流

7、的磁場就與原磁場的方向相同，感應(yīng)電流的磁場的方向相同，感應(yīng)電流的磁場“補償補償”原磁通量原磁通量的減少的減少(4)“(4)“阻礙阻礙”不等于不等于“阻止阻止”，當(dāng)由于原磁通，當(dāng)由于原磁通量的增加引起感應(yīng)電流時，感應(yīng)電流的磁場方向量的增加引起感應(yīng)電流時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反，與原磁場方向相反，其作用僅僅使原磁通量的增其作用僅僅使原磁通量的增加變慢了，但磁通量仍在增加加變慢了，但磁通量仍在增加；當(dāng)由于原磁通量；當(dāng)由于原磁通量的減少而引起感應(yīng)電流時，感應(yīng)電流的磁場方向的減少而引起感應(yīng)電流時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同，與原磁場方向相同，其作用僅僅使原磁通量的減其作用僅僅使原磁通

8、量的減少變慢了，但磁通量仍在減少少變慢了，但磁通量仍在減少“阻礙阻礙”也并不也并不意味著意味著“相反相反”在理解楞次定律時，不能錯誤在理解楞次定律時，不能錯誤地把地把“阻礙阻礙”作用認(rèn)為感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場的方向作用認(rèn)為感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場的方向和原磁場方向相反，事實上，它們可能同向，也和原磁場方向相反，事實上，它們可能同向，也可能反向，需根據(jù)磁通量的變化情況判斷可能反向，需根據(jù)磁通量的變化情況判斷4 4楞次定律也可以理解為：楞次定律也可以理解為：感應(yīng)電流的效果感應(yīng)電流的效果總是要反抗總是要反抗( (或阻礙或阻礙) )引起感應(yīng)電流的原因引起感應(yīng)電流的原因常見有以下幾種表現(xiàn)：常見有以下幾種表現(xiàn)：(1)(

9、1)就磁通量而言，就磁通量而言，總是阻礙引起感應(yīng)電流的總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量磁通量( (原磁通量原磁通量) )的變化的變化 “ “增反減同增反減同”(2)(2)就相對運動而言，就相對運動而言，阻礙導(dǎo)體間的相對運動，阻礙導(dǎo)體間的相對運動，簡稱口訣：簡稱口訣：“來拒去留來拒去留”(3)(3)就閉合電路的面積而言，就閉合電路的面積而言，致使電路的面積致使電路的面積有收縮或擴張的趨勢收縮或擴張是為了阻礙電有收縮或擴張的趨勢收縮或擴張是為了阻礙電路磁通量的變化若穿過閉合電路的磁感線皆朝路磁通量的變化若穿過閉合電路的磁感線皆朝同一個方向，則磁通量增大時，面積有收縮趨勢，同一個方向，則磁通量增大時，面

10、積有收縮趨勢，磁通量減少時，面積有增大趨勢，簡稱口訣：磁通量減少時，面積有增大趨勢，簡稱口訣：“增縮減擴增縮減擴”(4)(4)就電流而言，就電流而言，感應(yīng)電流阻礙原電流的變感應(yīng)電流阻礙原電流的變化即原電流增大時，感應(yīng)電流的方向與原電流化即原電流增大時，感應(yīng)電流的方向與原電流方向相反；原電流減小時，感應(yīng)電流的方向與原方向相反；原電流減小時，感應(yīng)電流的方向與原電流方向相同，簡稱口訣：電流方向相同，簡稱口訣：“增反減同增反減同”（5 5）從能量轉(zhuǎn)化的角度看）從能量轉(zhuǎn)化的角度看產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程，是其它形式的能轉(zhuǎn)化為電產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程，是其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程，能的過程，正是能量守恒這一普遍定

11、律在電磁感正是能量守恒這一普遍定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的體現(xiàn)應(yīng)現(xiàn)象中的體現(xiàn)ABDCPQMNNS如圖，在兩光滑平行金屬導(dǎo)軌上，放置兩金屬棒如圖，在兩光滑平行金屬導(dǎo)軌上，放置兩金屬棒PQPQ、MNMN，當(dāng)把條形磁鐵向下靠近回路時，兩棒的，當(dāng)把條形磁鐵向下靠近回路時，兩棒的運動情況如何？運動情況如何？B原原B感感i感感下下增加增加上上逆時針逆時針FFABNSDCPQMN增增縮縮減減擴擴動畫演示動畫演示例例、如圖、如圖, ,導(dǎo)線導(dǎo)線ABAB和和CDCD互相平行互相平行, ,在閉合開在閉合開關(guān)關(guān)S S時導(dǎo)線時導(dǎo)線CDCD中感應(yīng)電流的方向如何中感應(yīng)電流的方向如何? ?ABSCDGI 思考題：思考題：通電直導(dǎo)線

12、與矩形線圈在同一平面內(nèi)，通電直導(dǎo)線與矩形線圈在同一平面內(nèi)，當(dāng)線圈遠(yuǎn)離導(dǎo)線時，判斷線圈中感應(yīng)電流的方向，當(dāng)線圈遠(yuǎn)離導(dǎo)線時，判斷線圈中感應(yīng)電流的方向，并總結(jié)判斷感應(yīng)電流方向的步驟。并總結(jié)判斷感應(yīng)電流方向的步驟。vI分析：分析：1 1、原磁場的方向：、原磁場的方向： 向里向里2 2、原磁通量變化情況：、原磁通量變化情況：減小減小3 3、感應(yīng)電流的磁場方向：、感應(yīng)電流的磁場方向：向里向里4 4、感應(yīng)電流的方向：、感應(yīng)電流的方向： 順時針順時針明明確確研研究究對對象象原磁通原磁通量變化量變化? ?原磁場原磁場方向方向? ?楞次定律楞次定律感應(yīng)電流感應(yīng)電流磁場方向磁場方向感應(yīng)電感應(yīng)電流方向流方向安培定則安

13、培定則楞次定律的應(yīng)用步驟楞次定律的應(yīng)用步驟法拉第最初發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗如圖所法拉第最初發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗如圖所示，軟鐵環(huán)上繞有示，軟鐵環(huán)上繞有A A、B B兩個線圈，當(dāng)兩個線圈，當(dāng)A A線圈線圈電路中的開關(guān)斷開的瞬間，線圈電路中的開關(guān)斷開的瞬間，線圈B B中的感應(yīng)中的感應(yīng)電流沿什么方向電流沿什么方向? ?例題例題感感I感感“增反減同增反減同”“增反減同增反減同”、 “ “來拒去留來拒去留”、 “增縮減擴增縮減擴”, ,這些現(xiàn)象的共同本質(zhì)這些現(xiàn)象的共同本質(zhì)是什么？是什么？阻礙磁通量的變化阻礙磁通量的變化楞次定律是能量守恒定律在電磁楞次定律是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的反映感應(yīng)現(xiàn)象中的反

14、映. .為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象? ?這些現(xiàn)象的背后原因是什么這些現(xiàn)象的背后原因是什么? ?1 1、楞次定律的內(nèi)容：、楞次定律的內(nèi)容：從磁通量變化看：從磁通量變化看：感應(yīng)電流總要阻礙磁通量的變化感應(yīng)電流總要阻礙磁通量的變化從相對運動看：從相對運動看：感應(yīng)電流總要阻礙相對運動感應(yīng)電流總要阻礙相對運動課堂小結(jié)：課堂小結(jié)：產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程，是其它形式的能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程，是其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程電能的過程從能量轉(zhuǎn)化的角度看從能量轉(zhuǎn)化的角度看I感感 B感感 產(chǎn)生產(chǎn)生阻礙阻礙產(chǎn)生產(chǎn)生3 3、楞次定律中、楞次定律中“阻礙阻礙”的含意：的含意：不是相反、不是阻止；不是相反、不

15、是阻止；可理解為可理解為“增反減同增反減同”，“結(jié)果結(jié)果”反抗反抗“原因原因”2 2、楞次定律中的因果關(guān)系：、楞次定律中的因果關(guān)系：“來拒去留來拒去留”“增縮減擴增縮減擴”如何判定如何判定 I I 方向方向楞次定律相對運動相對運動 增反減同增反減同來拒去留來拒去留磁通量變化磁通量變化 能量守恒能量守恒例、例、 如右圖所示，矩形線框與長直導(dǎo)線在同一如右圖所示，矩形線框與長直導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，當(dāng)矩形線框從直導(dǎo)線的左側(cè)運動到右平面內(nèi)，當(dāng)矩形線框從直導(dǎo)線的左側(cè)運動到右側(cè)的過程中線框內(nèi)感應(yīng)電流的方向為側(cè)的過程中線框內(nèi)感應(yīng)電流的方向為( ( ) )A A先順時針，后逆時針先順時針，后逆時針B B先逆時針，

16、后順時針先逆時針，后順時針C C先順時針，后逆時針，先順時針，后逆時針，再順時針再順時針D D先逆時針，后順時針，先逆時針，后順時針，再逆時針再逆時針C例例 . .如右圖所示，光滑固定導(dǎo)軌如右圖所示，光滑固定導(dǎo)軌m m、n n水平放水平放置，兩根導(dǎo)體棒置，兩根導(dǎo)體棒p p、q q平行放于導(dǎo)軌上，形成一平行放于導(dǎo)軌上，形成一個閉合回路，當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回個閉合回路，當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時路時( ( ) ) A Ap p、q q將互相靠攏將互相靠攏 B Bp p、q q將互相遠(yuǎn)離將互相遠(yuǎn)離 C C磁鐵的加速度仍為磁鐵的加速度仍為g g D D磁鐵的加速度小于磁鐵的加速度小于g

17、gAD 例例、在圖中在圖中CDEFCDEF是金屬框，當(dāng)是金屬框，當(dāng)導(dǎo)體導(dǎo)體ABAB向右移動向右移動時，請用楞次定律時，請用楞次定律判斷判斷ABCDABCD和和ABFEABFE兩個電路中兩個電路中感感應(yīng)電流的方向應(yīng)電流的方向。我們我們能不能用這兩個電路能不能用這兩個電路中的中的任任一個來判定導(dǎo)體一個來判定導(dǎo)體ABAB中中感應(yīng)電流的感應(yīng)電流的方向方向？ABCDABCD中感應(yīng)電流方向中感應(yīng)電流方向：A ABCDABCDAABFEABFE中感應(yīng)電流方向中感應(yīng)電流方向：A ABFEABFEAABAB中感應(yīng)電流方向：中感應(yīng)電流方向：ABAB當(dāng)當(dāng)閉合導(dǎo)體的一部分做切割磁閉合導(dǎo)體的一部分做切割磁感線的運動時，

18、怎樣判斷感應(yīng)感線的運動時，怎樣判斷感應(yīng)電流的方向電流的方向? ?假定導(dǎo)體棒假定導(dǎo)體棒ABAB向右運動向右運動1 1、我們研究的是哪個閉合電路、我們研究的是哪個閉合電路? ?2 2、穿過這個閉合電路的磁通量是增大還是減小、穿過這個閉合電路的磁通量是增大還是減小? ?3 3、感應(yīng)電流的磁場應(yīng)該是沿哪個方向、感應(yīng)電流的磁場應(yīng)該是沿哪個方向? ?4 4、導(dǎo)體棒、導(dǎo)體棒ABAB中的感應(yīng)電流沿哪個方向中的感應(yīng)電流沿哪個方向? ?ABEF增大增大垂直紙面向外垂直紙面向外向上向上三、右手定則三、右手定則2 2、適用范圍、適用范圍: :閉合電路一部分導(dǎo)體切割磁感閉合電路一部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流線產(chǎn)生感應(yīng)

19、電流. .1 1、右手定則、右手定則: :伸開右手伸開右手, ,使拇使拇指與其余四指垂直指與其余四指垂直, ,并且都與并且都與手掌在同一平面內(nèi)手掌在同一平面內(nèi); ; 讓磁感讓磁感線從掌心進(jìn)入線從掌心進(jìn)入, , 拇指指向?qū)粗钢赶驅(qū)w運動的方向體運動的方向, , 四指所指的四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向方向就是感應(yīng)電流的方向. . 3、常見的幾種切割情況：、常見的幾種切割情況：導(dǎo)體平動切割磁感線；導(dǎo)體平動切割磁感線；導(dǎo)體轉(zhuǎn)動切割磁感線；導(dǎo)體轉(zhuǎn)動切割磁感線；導(dǎo)體不動，磁場運動，等效為磁場不動，導(dǎo)體導(dǎo)體不動，磁場運動，等效為磁場不動，導(dǎo)體反方向切割磁感線；反方向切割磁感線；1 1、楞次定律適用于由

20、磁通量變化引起感應(yīng)電、楞次定律適用于由磁通量變化引起感應(yīng)電流的一切情況流的一切情況; ;右手定則只適用于導(dǎo)體切割右手定則只適用于導(dǎo)體切割磁感線磁感線. .“右手定則右手定則”是是“楞次定律楞次定律”的特例的特例. .2 2、在判斷導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流時、在判斷導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流時右手定則與楞次定律是等效的右手定則與楞次定律是等效的, , 右手定則右手定則比楞次定律方便比楞次定律方便. .右手定則與楞次定律右手定則與楞次定律楞次定律、右手定則、左手定則、安培定則的綜楞次定律、右手定則、左手定則、安培定則的綜合應(yīng)用合應(yīng)用1.1.規(guī)律比較規(guī)律比較楞次定律楞次定律閉合回路磁通量的變化

21、閉合回路磁通量的變化右手定則右手定則部分導(dǎo)體切割磁感線運動部分導(dǎo)體切割磁感線運動電磁電磁感應(yīng)感應(yīng)左手定則左手定則磁場對運動電荷、電流的作用力磁場對運動電荷、電流的作用力安培定則安培定則運動電荷、電流產(chǎn)生磁場運動電荷、電流產(chǎn)生磁場應(yīng)用的定則或應(yīng)用的定則或定律定律基本現(xiàn)象基本現(xiàn)象2 2應(yīng)用區(qū)別應(yīng)用區(qū)別關(guān)鍵是抓住因果關(guān)系：關(guān)鍵是抓住因果關(guān)系：(1)(1)因電而生磁因電而生磁( (I IB B)安培定則；安培定則；(2)(2)因動而生電因動而生電( (v v、B BI I)右手定則；右手定則；(3)(3)因電而受力因電而受力( (I I、B BF F安安)左手定則。左手定則。 例例、如圖、如圖,M,M

22、、N N是套在同一鐵芯上的兩個線圈是套在同一鐵芯上的兩個線圈,M,M線圈與電池、電鍵、變阻器相連線圈與電池、電鍵、變阻器相連,N,N線圈與線圈與RR連連成一閉合電路成一閉合電路. .當(dāng)電鍵合上后當(dāng)電鍵合上后, ,將圖中變阻器將圖中變阻器R R的的滑片向左端滑動的過程中滑片向左端滑動的過程中, ,流過電阻流過電阻RR的感應(yīng)的感應(yīng)電流什么方向電流什么方向? ?B感感BI例電阻例電阻R R、電容、電容C C與一線圈連成閉合回路，條形與一線圈連成閉合回路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，磁鐵靜止于線圈的正上方，N N極朝下，如圖所示。極朝下，如圖所示。現(xiàn)使磁鐵開始自由下落，在現(xiàn)使磁鐵開始自由下落，在N N極接近線圈上端的過極接近線圈上端的過程中，流過程中，流過R R的電流方向和電容器極板的帶電情況的電流方向和電容器極板的帶電情況是是( ( ) )A從從a到到b，上極板帶正電，上極板帶正電B從從a到到b，下極板帶正電，下極板帶正電C從從b到到a，上極板帶正電，上極板帶正電 D從從b到到a，下極板帶正電，下極板帶正電D例如圖所示，一條形磁鐵從左向