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)楞次定律課件

1、1 楞次定律1.基本知識(shí)將右手手掌伸平,使大拇指與其余并攏的四指 ,并與手掌在同一平面內(nèi),讓磁感線從 穿入,大拇指指向方向,這時(shí)四指的指向就是 的方向,也就是的方向右手定則 垂直手心導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)感應(yīng)電流感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)2思考判斷(1)右手定則只適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)()(2)導(dǎo)體不垂直切割磁感線時(shí),不能用右手定則判斷感應(yīng)電流的方向()(3)右手定則是用來(lái)判斷磁場(chǎng)B,切割磁感線的速度v,感應(yīng)電流I三者方向關(guān)系的()3.探究交流什么情況下用左手定則,什么情況下用右手定則？【提示】在利用左、右手定則時(shí),一定要明確現(xiàn)象的本質(zhì),因動(dòng)而生電：右手定則；因電而受力：左手定則.1.基本知識(shí)(1)實(shí)驗(yàn)探究將螺線管與電流計(jì)組成閉合

2、導(dǎo)體回路,分別將條形磁鐵的N極、S極插入、抽出線圈,如圖141所示,記錄感應(yīng)電流方向如下楞次定律 圖141 (2)實(shí)驗(yàn)記錄圖號(hào)磁場(chǎng)方向感應(yīng)電流方向(俯視)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向歸納總結(jié)甲_逆時(shí)針_感應(yīng)電流的磁場(chǎng) 磁通量的增加乙_順時(shí)針_丙_順時(shí)針_感應(yīng)電流的磁場(chǎng) 磁通量的減少丁_逆時(shí)針_向下向上向上向下阻礙向下向下向上向上阻礙(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向；當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)的方向 相反相同(4)楞次定律內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要 引起感應(yīng)電流的磁通量的 運(yùn)用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的思維程序圖阻礙變化2

3、思考判斷(1)楞次定律中“阻礙”的意思就是“阻止”()(2)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁通量的變化()(3)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向總是與引起它的磁場(chǎng)方向相反()3探究交流楞次定律和右手定則的使用范圍有什么不同？【提示】楞次定律適用于一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象而右手定則只適用于導(dǎo)體切割磁感線的情況. 【問(wèn)題導(dǎo)思】1楞次定律反映出什么樣的因果關(guān)系？2阻礙是否是阻止？阻礙是否就一定是相反？3如何理解“阻礙磁通量變化的原因”？楞次定律的理解 1楞次定律中“兩個(gè)磁場(chǎng)”間的因果關(guān)系2對(duì)“阻礙”的理解3“阻礙”的三種表現(xiàn)形式(1)阻礙原磁通量的變化“增反減同”(2)阻礙(導(dǎo)體的)相對(duì)運(yùn)動(dòng)“來(lái)拒去留”(3)回路面積有增大或減

4、小的趨勢(shì)來(lái)反抗磁通量的變化“增縮減擴(kuò)”1阻礙不是阻止,是阻而不止2阻礙的是導(dǎo)體和磁體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),而不一定阻礙運(yùn)動(dòng)如圖142所示,在水平地面下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)線圈(線圈中串有靈敏的檢流計(jì),圖中未畫(huà)出)檢測(cè)此通電直導(dǎo)線的位置,若不考慮地磁場(chǎng)的影響,在檢測(cè)線圈位于水平面內(nèi),從距直導(dǎo)線很遠(yuǎn)處由北向南沿水平地面通過(guò)直導(dǎo)線的上方移至距直線很遠(yuǎn)處的過(guò)程中,俯視檢測(cè)線圈,其中的感應(yīng)電流的方向是()圖142A先順時(shí)針后逆時(shí)針B先逆時(shí)針后順時(shí)針C先逆時(shí)針后順時(shí)針,然后再逆時(shí)針D先順時(shí)針后逆時(shí)針,然后再順時(shí)針 【審題指導(dǎo)】解答本題時(shí)應(yīng)注意以

5、下三點(diǎn)：(1)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)在空間的分布情況(2)線圈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,穿過(guò)線圈的磁通量如何變化(3)根據(jù)“阻礙”效果確定感應(yīng)電流的方向【解析】根據(jù)通電直導(dǎo)線周圍的磁感線的特點(diǎn),檢測(cè)線圈由遠(yuǎn)處移至直導(dǎo)線正上方時(shí),穿過(guò)線圈的磁場(chǎng)有向下的分量,磁通量先增加后減小,由楞次定律和安培定則可知,線圈中的電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針當(dāng)檢測(cè)線圈由直導(dǎo)線正上方移至遠(yuǎn)處時(shí),穿過(guò)線圈的磁場(chǎng)有向上的分量,磁通量先增加后減小,由楞次定律和安培定則可知,線圈中的電流方向先順時(shí)針后逆時(shí)針,所以C正確【答案】C1一金屬圓環(huán)水平固定放置現(xiàn)將一豎直的條形磁鐵,在圓環(huán)上方沿圓環(huán)軸線從靜止開(kāi)始釋放,在條形磁鐵穿過(guò)圓環(huán)的過(guò)程中,條形磁鐵與圓環(huán)

6、()A始終相互吸引B始終相互排斥C先相互吸引,后相互排斥D先相互排斥,后相互吸引【解析】當(dāng)條形磁鐵靠近圓環(huán)時(shí),產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受到安培力的作用,由楞次定律可知,安培力總是“阻礙變化”,因此,條形磁鐵靠近圓環(huán)時(shí),受到排斥力；當(dāng)磁鐵穿過(guò)圓環(huán)遠(yuǎn)離圓環(huán)時(shí),受到吸引力,D正確【答案】D【問(wèn)題導(dǎo)思】1利用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的一般步驟是什么？2楞次定律有哪些應(yīng)用？楞次定律的應(yīng)用 1判斷回路運(yùn)動(dòng)情況及回路面積的變化趨勢(shì)的一般步驟2楞次定律的應(yīng)用(1)楞次定律的含義感應(yīng)電流的效果總是反抗(或阻礙)引起感應(yīng)電流的原因(2)運(yùn)動(dòng)情況的判斷第一種方法由于相對(duì)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

7、礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)記口訣：“來(lái)拒去留”(3)面積變化趨勢(shì)的判斷第二種方法電磁感應(yīng)致使回路面積有變化趨勢(shì)時(shí),則面積收縮或擴(kuò)張是為了阻礙回路磁通量的變化,即磁通量增大時(shí),面積有收縮趨勢(shì),磁通量減少時(shí),面積有擴(kuò)張趨勢(shì)簡(jiǎn)記口訣：“增縮減擴(kuò)”判斷回路面積變化趨勢(shì)時(shí),若閉合回路所圍面積內(nèi)存在兩個(gè)方向的磁場(chǎng),則不宜采用簡(jiǎn)記口訣判斷,應(yīng)采用一般步驟判斷例如,套在通電螺線管上的回路,在通電螺線管中電流變化時(shí)面積的變化趨勢(shì),應(yīng)采用一般步驟判斷如圖143所示,光滑固定導(dǎo)軌M、N水平放置,兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放置于導(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將相互靠攏BP、Q將相互遠(yuǎn)離C磁鐵的加速

8、度仍為gD磁鐵的加速度小于g圖143 【審題指導(dǎo)】(1)根據(jù)楞次定律判斷出感應(yīng)電流的方向(2)運(yùn)用左手定則判斷出受力方向(3)根據(jù)楞次定律的阻礙效果得出結(jié)論【解析】法一：設(shè)磁鐵下端為N極,如圖所示,根據(jù)楞次定律可判斷出P、Q中感應(yīng)電流方向,根據(jù)左手定則可判斷P、Q所受安培力的方向,可見(jiàn)P、Q將相互靠攏,由于回路所受安培力的合力向下,由牛頓第三定律知磁鐵將受到向上的反作用力,從而加速度小于g,當(dāng)S極為下端時(shí),可得出同樣的結(jié)果法二：根據(jù)楞次定律的另一種表述感應(yīng)電流的效果總是要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因,本題的“原因”是回路中磁通量的增加,歸根結(jié)底是磁鐵靠近回路,“效果”便是阻礙磁通量的增加和磁鐵的靠近

9、,所以P、Q將相互靠近且磁鐵的加速度小于g.【答案】AD楞次定律的逆向應(yīng)用法楞次定律的一般應(yīng)用是已知原磁場(chǎng)的變化,分析感應(yīng)電流的方向及其所受安培力或由于受安培力而引起的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),但有些情況恰恰相反,已知感應(yīng)電流或感應(yīng)電流所受安培力的方向等“感應(yīng)結(jié)果”,分析“感應(yīng)原因”即原磁場(chǎng)的變化,與前者相比,后者可稱為逆向題目,解答此類題目有兩種思路,一種是由結(jié)果入手,逆向推理,分析產(chǎn)生的原因,稱為“逆推法”；另一種是假設(shè)某選項(xiàng)正確,把該選項(xiàng)按正向推理分析,符合題設(shè)條件者正確,稱為“驗(yàn)證法” 2如圖144所示,通電螺線管置于閉合金屬環(huán)a的軸線上,當(dāng)螺線管中電流I減小時(shí)()圖144 A環(huán)有縮小的趨勢(shì)以阻礙原磁

10、通量的減小B環(huán)有擴(kuò)大的趨勢(shì)以阻礙原磁通量的減小C環(huán)有縮小的趨勢(shì)以阻礙原磁通量的增大D環(huán)有擴(kuò)大的趨勢(shì)以阻礙原磁通量的增大【解析】由于電流I減小,閉合金屬環(huán)的磁通量變小,故環(huán)通過(guò)減小面積來(lái)阻礙磁通量減小,即環(huán)有縮小的趨勢(shì),A項(xiàng)正確【答案】A【問(wèn)題導(dǎo)思】1什么情況下利用左手定則判斷？2什么情況下利用右手定則判斷？3左、右手定則的本質(zhì)區(qū)別是什么？楞次定律與右手定則的區(qū)別與聯(lián)系 楞次定律與右手定則的區(qū)別及聯(lián)系規(guī)律比較內(nèi)容楞次定律右手定則區(qū)別研究對(duì)象整個(gè)閉合回路閉合回路的一部分,即做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體適用范圍各種電磁感應(yīng)現(xiàn)象只適用于導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況應(yīng)用用于磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化而產(chǎn)生的

11、電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便用于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便聯(lián)系右手定則是楞次定律的特例1判斷導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向時(shí)用右手定則,判斷該部分導(dǎo)體或其余部分所受安培力方向時(shí)用左手定則,可以簡(jiǎn)單總結(jié)為“因動(dòng)而(產(chǎn)生)電用右手(定則),因電而(產(chǎn)生)動(dòng)用左手(定則)”2判斷通電直導(dǎo)線、環(huán)形電流及通電螺線管的磁場(chǎng)方向時(shí)雖然也用右手來(lái)判斷,但名稱不是右手定則,而是安培定則,五指指向所表示的物理意義也不相同如圖145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之間連接一電阻R.整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒MN,用一水平向右的力F拉動(dòng)導(dǎo)體棒MN,以下關(guān)

12、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()圖145 A感應(yīng)電流方向是NMB感應(yīng)電流方向是MNC安培力水平向左D安培力水平向右【審題指導(dǎo)】(1)感應(yīng)電流方向應(yīng)用右手定則判斷(2)MN所受安培力的方向應(yīng)用左手定則判斷【解析】方法一：由右手定則易知,MN中感應(yīng)電流方向是NM,再由左手定則可判知,MN所受安培力方向垂直棒水平向左方法二：由楞次定律知,感應(yīng)電流的產(chǎn)生,必然阻礙引起感應(yīng)電流的原因本題中,感應(yīng)電流是由于MN相對(duì)于磁場(chǎng)向右運(yùn)動(dòng)引起的,則安培力必然阻礙這種相對(duì)運(yùn)動(dòng),由安培力既垂直于電流又垂直于磁場(chǎng)方向可判知,MN所受安培力方向必然垂直于MN水平向左,再由左手定則,容易判斷出

13、感應(yīng)電流的方向是NM,故正確選項(xiàng)為A、C.【答案】AC3如圖146所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)與圓形導(dǎo)體環(huán)平面垂直,導(dǎo)體ef與環(huán)接觸良好,當(dāng)ef向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)()圖146 A圓環(huán)中磁通量不變,環(huán)上無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生B整個(gè)環(huán)中有順時(shí)針?lè)较虻碾娏鰿整個(gè)環(huán)中有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鱀環(huán)的右側(cè)有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?環(huán)的左側(cè)有順時(shí)針?lè)较虻碾娏鳌窘馕觥糠椒ㄒ唬簩?dǎo)體ef將圓環(huán)分成兩部分,導(dǎo)體向右移動(dòng)時(shí),右邊的磁通量減小,左邊的磁通量增加,根據(jù)楞次定律,左邊電流沿順時(shí)針?lè)较?右邊電流沿逆時(shí)針?lè)较?故D正確方法二：導(dǎo)體ef切割磁感線,相當(dāng)于電源,圓形導(dǎo)體環(huán)兩側(cè)相當(dāng)于外電路,由右手定則,可確定電流由ef,所以左邊電流沿順時(shí)針?lè)较?右邊電流

14、沿逆時(shí)針?lè)较?故D正確【答案】D如圖147所示,兩個(gè)線圈套在同一個(gè)鐵芯上,線圈的繞向在圖中已經(jīng)標(biāo)出左線圈連著平行導(dǎo)軌M和N,導(dǎo)軌電阻不計(jì),在導(dǎo)軌垂直方向上放著金屬棒ab,金屬棒處在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中下列說(shuō)法中正確的是()綜合解題方略三定則一定律的比較 圖147 A當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn),c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)B當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn),c點(diǎn)與d點(diǎn)等電勢(shì)C當(dāng)金屬棒ab向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn),c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)D當(dāng)金屬棒ab向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn),d點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)【審題指導(dǎo)】金屬棒ab切割磁感線時(shí),金屬棒相當(dāng)于電源,左側(cè)線圈相當(dāng)于外電路

15、；對(duì)于右側(cè)部分,線圈相當(dāng)于電源,電阻相當(dāng)于外電路【規(guī)范解答】當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動(dòng)而切割磁感線時(shí),金屬棒中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),由右手定則判斷電流方向由ab.根據(jù)電流從電源(ab相當(dāng)于電源)正極流出沿外電路回到電源負(fù)極的特點(diǎn),可以判斷b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)又左線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定,則感應(yīng)電流也恒定,所以穿過(guò)右線圈的磁通量保持不變,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,c點(diǎn)與d點(diǎn)等電勢(shì)當(dāng)金屬棒ab向右做加速運(yùn)動(dòng)時(shí),由右手定則可推斷ba,電流沿逆時(shí)針?lè)较蛴山饘侔暨\(yùn)動(dòng)的速度增大,可知金屬棒ab兩端的電壓不斷增大,那么左邊電路中的感應(yīng)電流也不斷增大,由安培定則可判斷它在鐵芯中的磁感線方向是沿逆時(shí)針?lè)较虻?并且場(chǎng)強(qiáng)不斷增強(qiáng),所

16、以右邊的線圈中向上的磁通量不斷增加由楞次定律可判斷右邊電路中的感應(yīng)電流的方向應(yīng)沿逆時(shí)針?lè)较?而在右線圈繞成的電路中,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)僅產(chǎn)生在繞在鐵芯上的那部分線圈上把這個(gè)線圈看做電源,由于電流是從c沿內(nèi)電路(即右線圈)流向d,所以d點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)綜上所述,選項(xiàng)B、D正確【答案】BD1規(guī)律比較2.因果關(guān)系(1)因電而生磁(IB)安培定則；(2)因動(dòng)而生電(v、BI安)右手定則；(3)因電而受力(I、BF安)左手定則；基本現(xiàn)象應(yīng)用的定則或定律運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場(chǎng)安培定則磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流有作用力左手定則電磁感應(yīng)部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)右手定則閉合回路磁通量變化楞次定律1關(guān)于對(duì)楞次定律的理解,下面說(shuō)法

17、中正確的是()A感應(yīng)電流的方向總是要使它的磁場(chǎng)阻礙原來(lái)的磁通量的變化B感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向,總是跟原磁場(chǎng)方向相同C感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向,總是跟原磁場(chǎng)方向相反D感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向可以跟原磁場(chǎng)方向相同,也可以相反【解析】根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙原磁場(chǎng)的磁通量的變化,A項(xiàng)正確；感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向在磁通量增加時(shí)與原磁場(chǎng)方向相反,在磁通量減小時(shí)與原磁場(chǎng)方向相同,B、C項(xiàng)錯(cuò)誤,D正確【答案】AD2如圖是驗(yàn)證楞次定律實(shí)驗(yàn)的示意圖,豎直放置的線圈固定不動(dòng),將磁鐵從線圈上方插入或從線圈中拔出,線圈和電流表構(gòu)成的閉合回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流下列各圖中分別標(biāo)出了磁鐵的極性、磁鐵相對(duì)線圈的運(yùn)動(dòng)方向以及線圈中產(chǎn)生的感

18、應(yīng)電流的方向等情況,其中表示正確的是()【解析】根據(jù)楞次定律可確定感應(yīng)電流的方向：對(duì)C選項(xiàng),當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動(dòng)時(shí)：(1)閉合線圈原磁場(chǎng)的方向向上；(2)穿過(guò)閉合線圈的磁通量的變化增加；(3)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向下；(4)利用安培定則判斷感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同線圈的上端為S極,磁鐵與線圈相互排斥綜合以上分析知,選項(xiàng)C正確,同理D正確【答案】CD3如圖148所示,平行導(dǎo)體滑軌MM、NN水平放置,固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向與水平面垂直向下滑線AB、CD橫放其上靜止,形成一個(gè)閉合電路,當(dāng)AB向右滑動(dòng)的瞬間,電路中感應(yīng)電流的方向及滑線CD受到的磁場(chǎng)力方向分別為()圖148 A電流方向沿ABCD；受力方向向右B電流方向沿AB