高二物理 選修3-2 4.3楞次定律

1、第第1 1課時(shí)課時(shí) 感應(yīng)電流方向的判定感應(yīng)電流方向的判定 + +G如何判定感應(yīng)電流的方向呢？如何判定感應(yīng)電流的方向呢？NS 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，插入和拔出磁鐵時(shí)在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，插入和拔出磁鐵時(shí),產(chǎn)生產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向是不一樣的。的感應(yīng)電流的方向是不一樣的。左進(jìn)左偏左進(jìn)左偏 右進(jìn)右偏右進(jìn)右偏+ +G試觸法試觸法結(jié)論：電流從哪側(cè)接線柱流入，指針就向哪一側(cè)偏。結(jié)論：電流從哪側(cè)接線柱流入，指針就向哪一側(cè)偏。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1：找出靈敏電流計(jì)中指針偏轉(zhuǎn)方向和電流方向的關(guān)系：找出靈敏電流計(jì)中指針偏轉(zhuǎn)方向和電流方向的關(guān)系+ +G實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1：找出靈敏電流計(jì)中指針偏轉(zhuǎn)方向和電流方向的關(guān)系：找出靈敏電流計(jì)中指針偏轉(zhuǎn)方向

2、和電流方向的關(guān)系G+ +NN極插入極插入NN極抽出極抽出S S極插入極插入S S極抽出極抽出SN SNSN實(shí)驗(yàn)2感應(yīng)電感應(yīng)電流的方流的方向向逆時(shí)針逆時(shí)針順時(shí)針順時(shí)針順時(shí)針順時(shí)針逆時(shí)針逆時(shí)針原磁場(chǎng)原磁場(chǎng)的變化的變化中介中介感應(yīng)電流的磁場(chǎng)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)向下向下增加增加向上向上增加增加向下向下減少減少向上向上減少減少NS原磁場(chǎng)原磁場(chǎng)原磁通量變化原磁通量變化感應(yīng)電流感應(yīng)電流原磁通量原磁通量感應(yīng)電感應(yīng)電流磁場(chǎng)流磁場(chǎng)示意圖示意圖感應(yīng)電流的感應(yīng)電流的磁 場(chǎng) 方 向磁 場(chǎng) 方 向感應(yīng)電流方感應(yīng)電流方向向(俯 視俯 視） S 極拔出極拔出 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(shí)

3、針順時(shí)針向下向下向上向上向上向上減小減小順時(shí)針順時(shí)針逆時(shí)針逆時(shí)針向下向下向上向上增加增加S向下向下增加增加逆時(shí)針逆時(shí)針向上向上NGGNGG原磁場(chǎng)方向原磁場(chǎng)方向原磁場(chǎng)磁通原磁場(chǎng)磁通量 的 變 化量 的 變 化S增增 反反 減減 同同NGNG感應(yīng)電流的磁場(chǎng)怎樣影響原磁場(chǎng)磁通量的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)怎樣影響原磁場(chǎng)磁通量的變化變化？感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)磁通量的變化。感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)磁通量的變化。B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閉合電路磁通量的閉合電路磁通量的變化變化原磁場(chǎng)原磁場(chǎng)感應(yīng)電流感應(yīng)電流產(chǎn)生產(chǎn)生阻礙阻礙激激 發(fā)發(fā)引起引起感應(yīng)電流磁場(chǎng)感應(yīng)電流磁場(chǎng)“增反減

4、同增反減同” 楞次楞次(18041865)俄國(guó)物理學(xué)家和地球俄國(guó)物理學(xué)家和地球物理學(xué)家物理學(xué)家.16歲時(shí)以優(yōu)異成績(jī)從中學(xué)畢業(yè)后進(jìn)歲時(shí)以優(yōu)異成績(jī)從中學(xué)畢業(yè)后進(jìn)入大學(xué)入大學(xué),26歲當(dāng)選為俄國(guó)科學(xué)院候補(bǔ)院士歲當(dāng)選為俄國(guó)科學(xué)院候補(bǔ)院士,30歲歲時(shí)升為正式院士時(shí)升為正式院士,并被其他院士推選為圣彼得并被其他院士推選為圣彼得堡大學(xué)第一任校長(zhǎng)堡大學(xué)第一任校長(zhǎng).學(xué)生中的學(xué)生中的“物理學(xué)家物理學(xué)家”楞次在中學(xué)時(shí)期就酷愛(ài)物理學(xué)，成績(jī)突出。楞次在中學(xué)時(shí)期就酷愛(ài)物理學(xué)，成績(jī)突出。1820年他以年他以優(yōu)異成績(jī)考入杰普特大學(xué)，學(xué)習(xí)自然科學(xué)。優(yōu)異成績(jī)考入杰普特大學(xué)，學(xué)習(xí)自然科學(xué)。1823年他還在三年他還在三年級(jí)讀書(shū)，就因?yàn)?/p>

5、物理成績(jī)優(yōu)秀被校方選中，以物理學(xué)家的年級(jí)讀書(shū)，就因?yàn)槲锢沓煽?jī)優(yōu)秀被校方選中，以物理學(xué)家的身分參加了環(huán)球考察。身分參加了環(huán)球考察。1828年年2月月16日，楞次向彼得堡皇家科日，楞次向彼得堡皇家科學(xué)院作了考察成果匯報(bào)，由于報(bào)告生動(dòng)、出色，被接收為科學(xué)院作了考察成果匯報(bào)，由于報(bào)告生動(dòng)、出色，被接收為科學(xué)院研究生。學(xué)院研究生。從相對(duì)運(yùn)動(dòng)看從相對(duì)運(yùn)動(dòng)看: :G GN NG GN NG GS SG GS S拓展拓展 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng). . “來(lái)拒去留來(lái)拒去留” 從能量觀點(diǎn)看：楞次定律可以看成是能量從能量觀點(diǎn)看：楞次定律可以看成是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的反

6、映。守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的反映。如何判定如何判定 I 方向方向楞次定律思考與討論思考與討論 當(dāng)手持條形磁鐵使它的一個(gè)磁極靠近閉當(dāng)手持條形磁鐵使它的一個(gè)磁極靠近閉合線圈的一端時(shí)，線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，合線圈的一端時(shí)，線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，獲得了電能。從能量守恒的角度看，這必定獲得了電能。從能量守恒的角度看，這必定有其他形式的能在減少，或者說(shuō)，有外力對(duì)有其他形式的能在減少，或者說(shuō)，有外力對(duì)磁體磁體線圈這個(gè)系統(tǒng)做了功。線圈這個(gè)系統(tǒng)做了功。 你能不能用楞次定律做出判斷，手持磁你能不能用楞次定律做出判斷，手持磁鐵時(shí)我們克服什么力做功？鐵時(shí)我們克服什么力做功？ 重力和磁場(chǎng)力，人的能量轉(zhuǎn)化成磁鐵重力和磁

7、場(chǎng)力，人的能量轉(zhuǎn)化成磁鐵的機(jī)械能和線圈的電能的機(jī)械能和線圈的電能B0SMNIi原磁場(chǎng)方向原磁場(chǎng)方向閉開(kāi)關(guān)閉開(kāi)關(guān)原磁通變化原磁通變化感電流感電流感磁場(chǎng)感磁場(chǎng)偏方向偏方向 法拉第最初發(fā)現(xiàn)法拉第最初發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)如圖所示。軟鐵環(huán)上如圖所示。軟鐵環(huán)上饒有饒有M M、N N兩個(gè)線圈，兩個(gè)線圈，當(dāng)當(dāng)M M線圈電路中的開(kāi)關(guān)線圈電路中的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的瞬間，線圈斷開(kāi)的瞬間，線圈N N中中的感應(yīng)電流沿什么方的感應(yīng)電流沿什么方向？向？二、楞次定律的應(yīng)用二、楞次定律的應(yīng)用感應(yīng)電流感應(yīng)電流的方向的方向明確研明確研究的對(duì)究的對(duì)象是哪象是哪一個(gè)閉一個(gè)閉合電路合電路感應(yīng)電流的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向磁場(chǎng)方向該

8、電路磁通該電路磁通量如何變化量如何變化該電路磁場(chǎng)該電路磁場(chǎng)的方向如何的方向如何右手右手螺旋螺旋定則定則一原二感三螺旋。（七字經(jīng)）一原二感三螺旋。（七字經(jīng)）Ii如圖所示，在長(zhǎng)直載流導(dǎo)如圖所示，在長(zhǎng)直載流導(dǎo)線附近有一個(gè)矩形線圈線附近有一個(gè)矩形線圈ABCD，線圈與導(dǎo)線始終，線圈與導(dǎo)線始終在同一個(gè)平面內(nèi)。線圈在在同一個(gè)平面內(nèi)。線圈在導(dǎo)線的一側(cè)左右平移時(shí)，導(dǎo)線的一側(cè)左右平移時(shí)，其中產(chǎn)生了其中產(chǎn)生了AB C D A方向的電流。已方向的電流。已知距離載流直導(dǎo)線較近的知距離載流直導(dǎo)線較近的位置，磁場(chǎng)較強(qiáng)。請(qǐng)判斷：位置，磁場(chǎng)較強(qiáng)。請(qǐng)判斷：線圈在向哪個(gè)方向移動(dòng)？線圈在向哪個(gè)方向移動(dòng)？練習(xí)練習(xí)1通電直導(dǎo)線與矩形線圈

9、在同一平面內(nèi)，當(dāng)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(shí)，判斷線圈中感應(yīng)電流的方向線圈遠(yuǎn)離導(dǎo)線時(shí)，判斷線圈中感應(yīng)電流的方向vI分析分析：、原磁場(chǎng)的方向：、原磁場(chǎng)的方向： 向里向里、原磁通量變化情況：、原磁通量變化情況： 減小減小、感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向：、感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向： 向里向里、感應(yīng)電流的方向：、感應(yīng)電流的方向： 順時(shí)針順時(shí)針例例1、如圖所示，條形磁鐵水平放置，金屬圓、如圖所示，條形磁鐵水平放置，金屬圓環(huán)環(huán)面水平，從條形磁鐵附近自由釋放，分環(huán)環(huán)面水平，從條形磁鐵附近自由釋放，分析下落過(guò)程中圓環(huán)中的電流方向。析下落過(guò)程中圓環(huán)中的電流方向。逆時(shí)針逆時(shí)針逆時(shí)針逆時(shí)針NSB原原磁通量增大

10、磁通量增大阻礙磁通量增大阻礙磁通量增大產(chǎn)生反方向的磁場(chǎng)產(chǎn)生反方向的磁場(chǎng)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)從右側(cè)看從右側(cè)看B原原B感感I感感例例2、試判斷線圈中感應(yīng)電流的方向。、試判斷線圈中感應(yīng)電流的方向。例例3、如圖所示，當(dāng)條形磁鐵做下列運(yùn)動(dòng)時(shí)，、如圖所示，當(dāng)條形磁鐵做下列運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中的感應(yīng)電流方向應(yīng)是（從左向右看）：線圈中的感應(yīng)電流方向應(yīng)是（從左向右看）：A磁鐵靠近線圈時(shí)，電流方向是逆時(shí)針的磁鐵靠近線圈時(shí)，電流方向是逆時(shí)針的B磁鐵靠近線圈時(shí)，電流方向是順時(shí)針的磁鐵靠近線圈時(shí)，電流方向是順時(shí)針的C磁鐵向上平動(dòng)時(shí)，電流方向是逆時(shí)針的磁鐵向上平動(dòng)時(shí)，電流方向是逆時(shí)針的D磁鐵向上平動(dòng)時(shí)，電流方向是順時(shí)針

11、的磁鐵向上平動(dòng)時(shí)，電流方向是順時(shí)針的磁鐵靠近線圈磁鐵靠近線圈時(shí)磁通量增大時(shí)磁通量增大阻礙磁通量增大阻礙磁通量增大產(chǎn)生反方向的磁場(chǎng)產(chǎn)生反方向的磁場(chǎng)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)從左側(cè)看從左側(cè)看B原原I感感A磁鐵靠近線圈時(shí)，電流方向是逆時(shí)針的磁鐵靠近線圈時(shí)，電流方向是逆時(shí)針的B磁鐵靠近線圈時(shí)，電流方向是順時(shí)針的磁鐵靠近線圈時(shí)，電流方向是順時(shí)針的C磁鐵向上平動(dòng)時(shí)，電流方向是逆時(shí)針的磁鐵向上平動(dòng)時(shí)，電流方向是逆時(shí)針的D磁鐵向上平動(dòng)時(shí)，電流方向是順時(shí)針的磁鐵向上平動(dòng)時(shí)，電流方向是順時(shí)針的思考與討論思考與討論2 2、適用范圍、適用范圍: :閉合電路閉合電路一部分導(dǎo)體切割磁感一部分導(dǎo)體切割磁感線線產(chǎn)生感應(yīng)電流

12、產(chǎn)生感應(yīng)電流. .1 1、內(nèi)容、內(nèi)容: :伸開(kāi)右手伸開(kāi)右手, ,使拇指使拇指與其余四指垂直與其余四指垂直, ,并且都與并且都與手掌在同一平面內(nèi)；讓手掌在同一平面內(nèi)；讓磁感磁感線線從從掌心掌心進(jìn)入，進(jìn)入，拇指拇指指向?qū)е赶驅(qū)w體運(yùn)動(dòng)的方向運(yùn)動(dòng)的方向, , 四指四指所指的所指的方向就是方向就是感應(yīng)電流的方向。感應(yīng)電流的方向。三、右手定則三、右手定則課堂練習(xí)課堂練習(xí) 如圖如圖, ,當(dāng)導(dǎo)體棒當(dāng)導(dǎo)體棒abab向右運(yùn)動(dòng)時(shí)向右運(yùn)動(dòng)時(shí), ,則則a a、b b兩點(diǎn)兩點(diǎn)的電勢(shì)哪一點(diǎn)高的電勢(shì)哪一點(diǎn)高? ?G Gab導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒abab相當(dāng)于電源相當(dāng)于電源, ,在電源內(nèi)部電流從負(fù)在電源內(nèi)部電流從負(fù)極流向正極。即極流向

13、正極。即a a端為電源的正極，端為電源的正極，b b端為電源端為電源的負(fù)極。的負(fù)極。a a點(diǎn)電勢(shì)高于點(diǎn)電勢(shì)高于b b點(diǎn)。點(diǎn)。1 1、楞次定律適用于楞次定律適用于由磁通量變化引起感應(yīng)電由磁通量變化引起感應(yīng)電流的流的一切情況一切情況；右手定則右手定則只適用于只適用于導(dǎo)體切導(dǎo)體切割磁感線割磁感線。2 2、右手定則與楞次定律、右手定則與楞次定律本質(zhì)一致，本質(zhì)一致，“右手定右手定則則”是是“楞次定律楞次定律”的特例。的特例。3 3、在判斷、在判斷導(dǎo)體切割磁感線導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流時(shí)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

14、律方便。四、右手定則與楞次定律的區(qū)別四、右手定則與楞次定律的區(qū)別1 1、如圖、如圖2 2所示，閉合線圈上方有一豎直放置的條形磁所示，閉合線圈上方有一豎直放置的條形磁鐵，磁鐵的鐵，磁鐵的 N N 極朝下但未插入線圈內(nèi)部。當(dāng)磁鐵向上極朝下但未插入線圈內(nèi)部。當(dāng)磁鐵向上運(yùn)動(dòng)時(shí)（）運(yùn)動(dòng)時(shí)（） A A線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互吸引鐵與線圈相互吸引 B B線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同，磁鐵與線圈相互排斥鐵與線圈相互排斥 C C線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁線圈中感應(yīng)電流的方向

15、與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互吸引鐵與線圈相互吸引 D D線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中線圈中感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互排斥箭頭方向相反，磁鐵與線圈相互排斥C2 2、如圖、如圖3 3所示，兩個(gè)閉合圓形線圈所示，兩個(gè)閉合圓形線圈A A、B B的圓心的圓心重合，放在同一水平面內(nèi)，線圈重合，放在同一水平面內(nèi)，線圈B B中通以圖中所中通以圖中所示的交變電流，設(shè)示的交變電流，設(shè)t t0 0時(shí)電流沿逆時(shí)針?lè)较驎r(shí)電流沿逆時(shí)針?lè)较颍▓D中箭頭所示）。對(duì)于線圈（圖中箭頭所示）。對(duì)于線圈A A，在，在t t1 1t t2 2時(shí)間時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法中正確的是（內(nèi)，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A A有

16、順時(shí)針?lè)较虻碾娏?，且有擴(kuò)張的趨勢(shì)有順時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎矣袛U(kuò)張的趨勢(shì) B B有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?，且有收縮的趨勢(shì)有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?，且有收縮的趨勢(shì) C C有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?，且有擴(kuò)張的趨勢(shì)有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?，且有擴(kuò)張的趨勢(shì) D D有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?，且有收縮的趨勢(shì)有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎矣惺湛s的趨勢(shì)D3 3、如圖，金屬環(huán)、如圖，金屬環(huán)A A用輕繩懸掛，與長(zhǎng)直螺用輕繩懸掛，與長(zhǎng)直螺線管共軸，并位于其左側(cè)，若變阻器滑片線管共軸，并位于其左側(cè)，若變阻器滑片P P向左移動(dòng)，則金屬環(huán)向左移動(dòng)，則金屬環(huán)A A將向?qū)⑾騙（填（填“左左”或或“右右”）運(yùn)動(dòng)，并有）運(yùn)動(dòng)，并有 （填（填“收縮收縮”或或“擴(kuò)張擴(kuò)張”）趨

17、勢(shì)。）趨勢(shì)。左左收縮收縮4、如圖所示，當(dāng)磁鐵、如圖所示，當(dāng)磁鐵運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過(guò)電阻的電運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過(guò)電阻的電流由流由A A經(jīng)經(jīng)R R到到B B，則磁鐵的，則磁鐵的運(yùn)動(dòng)可能是運(yùn)動(dòng)可能是( )( )A A向下運(yùn)動(dòng)向下運(yùn)動(dòng) B B向上運(yùn)動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)C C向左平移向左平移 D D向右平移向右平移BCD 例題例題：如圖，在水平光滑的兩根金屬導(dǎo)軌上放：如圖，在水平光滑的兩根金屬導(dǎo)軌上放置兩根導(dǎo)體棒置兩根導(dǎo)體棒ABAB、CDCD，當(dāng)條形磁鐵插入與拔出，當(dāng)條形磁鐵插入與拔出時(shí)導(dǎo)體棒如何運(yùn)動(dòng)？（不考慮導(dǎo)體棒間的磁場(chǎng)時(shí)導(dǎo)體棒如何運(yùn)動(dòng)？（不考慮導(dǎo)體棒間的磁場(chǎng)力）力）ABCD插入時(shí)：相向運(yùn)動(dòng)插入時(shí)：相向運(yùn)動(dòng)拔出時(shí)：相互遠(yuǎn)離拔

18、出時(shí)：相互遠(yuǎn)離“增縮減擴(kuò)增縮減擴(kuò)”若穿過(guò)閉合電路的磁感若穿過(guò)閉合電路的磁感線皆朝同一方向線皆朝同一方向, ,則磁通量增則磁通量增大時(shí)大時(shí), ,面積有收縮趨勢(shì)面積有收縮趨勢(shì), ,磁通磁通量減少時(shí)量減少時(shí), ,面積有增大趨勢(shì)面積有增大趨勢(shì) 例、如圖，導(dǎo)線例、如圖，導(dǎo)線ABAB和和CDCD互相平行，試確定在閉合和斷開(kāi)開(kāi)關(guān)互相平行，試確定在閉合和斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S S時(shí)導(dǎo)線時(shí)導(dǎo)線CDCD中感應(yīng)電流的方向。中感應(yīng)電流的方向。（教科書(shū)：（教科書(shū)：P13-2）閉合時(shí)：閉合時(shí)：DC斷開(kāi)時(shí)：斷開(kāi)時(shí)：CDAB楞次定理、右手定則、左手定則與安培定則的綜合應(yīng)用楞次定理、右手定則、左手定則與安培定則的綜合應(yīng)用楞次定理、右手定則、左手定則與安培定則的綜合應(yīng)用楞次定理、右手定則、左手定則與安培定則的綜合應(yīng)用楞次定理、右手定則、左手定則與安培定則的綜合應(yīng)用楞次定理、右手定則、左手定則與安培定則的綜合應(yīng)用楞次定理、右手定則、左手定則與安培定則的綜合應(yīng)用楞次定理、右手定則、左手定則與安培定則的綜合應(yīng)用小結(jié)：小結(jié)：1、楞次定律是確定感應(yīng)電流方向的一般規(guī)律。應(yīng)用時(shí)：、楞次定律是確定感應(yīng)電流方向的一般規(guī)律。應(yīng)用時(shí)：（1）搞清兩個(gè)磁場(chǎng)：原磁場(chǎng)及感應(yīng)電流的磁場(chǎng)。）搞清兩個(gè)磁場(chǎng)：原磁場(chǎng)及感應(yīng)電流的磁場(chǎng)。（2）搞清因果關(guān)系：）搞清因果關(guān)系：（3）搞清阻礙關(guān)系（誰(shuí)阻礙誰(shuí)？）搞清阻礙關(guān)