2019-2020學年高中物理 第四章 電磁感應 3 楞次定律課件 新人教版選修3-2.ppt

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3楞次定律 一 楞次定律1 內(nèi)容 感應電流具有這樣的方向 感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化 2 適用情況 所有電磁感應現(xiàn)象 二 右手定則1 內(nèi)容伸開右手 使拇指與其余四個手指垂直 并且都與手掌在同一個平面內(nèi) 讓磁感線從掌心進入 并使拇指指向?qū)Ь€運動的方向 這時四指所指的方向就是感應電流的方向 2 適用范圍適用于閉合電路部分導體切割磁感線產(chǎn)生感應電流的情況 自我檢測1 正誤判斷 1 感應電流的磁場一定與引起感應電流的磁場方向相反 解析 原磁場引起回路磁通量增加時 感應電流磁場與原磁場方向相反 原磁場引起磁通量減少時 兩磁場方向相同 答案 2 電路不閉合 穿過回路的磁通量變化時 也會產(chǎn)生 阻礙 作用 解析 回路中的 阻礙 是由感應電流的磁場產(chǎn)生的 若回路不閉合 就無感應電流 因此不會產(chǎn)生阻礙作用 答案 3 引起感應電流的磁場變化很快時 感應電流的磁場與引起感應電流的磁場方向相反 解析 感應電流的磁場方向與引起感應電流的磁場變化的快慢無關 答案 4 感應電流的磁場總是阻礙原磁通量的變化 解析 感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化 答案 2 多選 如圖是驗證楞次定律實驗的示意圖 豎直放置的線圈固定不動 將磁鐵從線圈上方插入或拔出 線圈和電流表構(gòu)成的閉合回路中就會產(chǎn)生感應電流 各圖中分別標出了磁鐵的極性 磁鐵相對線圈的運動方向以及線圈中產(chǎn)生的感應電流的方向等情況 其中表示正確的是 解析 先根據(jù)楞次定律 來拒去留 判斷線圈的N極和S極 A中線圈上端為N極 B中線圈上端為N極 C中線圈上端為S極 D中線圈上端為S極 再根據(jù)安培定則確定感應電流的方向 A B錯誤 C D正確 答案 CD 3 多選 磁場垂直穿過一個圓形線圈 由于磁場的變化 在線圈中產(chǎn)生順時針方向的感應電流 如圖所示 則以下說法正確的是 A 若磁場方向垂直線圈向里 則此磁場的磁感應強度是在增強B 若磁場方向垂直線圈向里 則此磁場的磁感應強度是在減弱C 若磁場方向垂直線圈向外 則此磁場的磁感應強度是在增強D 若磁場方向垂直線圈向外 則此磁場的磁感應強度是在減弱 解析 所產(chǎn)生的感應電流為順時針方向 由安培定則知感應電流的磁場垂直線圈向里 由楞次定律中的 增反減同 可知 可能是方向垂直線圈向里的磁場正在減弱或是方向垂直線圈向外的磁場正在增強 故B C正確 答案 BC 探究一 探究二 楞次定律問題探究根據(jù)如圖甲 乙 丙 丁所示進行電路圖連接與實驗操作 并填好實驗現(xiàn)象記錄表格 探究一 探究二 探究一 探究二 1 請根據(jù)上表所填內(nèi)容分析 感應電流的磁場方向是否總是與原磁場方向相反或相同 什么時候相反 什么時候相同 感應電流的磁場對原磁場磁通量變化有何影響 2 分析當磁鐵靠近或遠離線圈時兩者的相互作用有什么規(guī)律 要點提示 1 不一定 有時相反 有時相同 閉合回路中原磁場的磁通量增加時 感應電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向相反 閉合回路中原磁場的磁通量減少時 感應電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向相同 感應電流的磁場總是阻礙原磁場磁通量的變化 2 當條形磁鐵插入時 磁鐵與線圈的磁極是同名磁極相對 當條形磁鐵拔出時 磁鐵與線圈的磁極是異名磁極相對 即 兩者靠近時 相互排斥 兩者遠離時 相互吸引 感應電流總要阻礙原磁場的相對運動 探究一 探究二 知識歸納1 楞次定律 1 內(nèi)容 感應電流具有這樣的方向 即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化 2 簡化表述 原磁場磁通量增加時 感應電流的磁場與原磁場方向相反 原磁場磁通量減少時 感應電流的磁場與原磁場方向相同 3 適用情況 所有電磁感應現(xiàn)象 探究一 探究二 2 對楞次定律的理解 1 因果關系 楞次定律反映了電磁感應現(xiàn)象中的因果關系 原磁場磁通量發(fā)生變化是原因 產(chǎn)生感應電流是結(jié)果 原因產(chǎn)生結(jié)果 結(jié)果反過來影響原因 2 對 阻礙 的理解 探究一 探究二 阻礙 不是 阻止 引起感應電流的磁場仍然變化了 是阻而未止 阻礙 并不意味著 相反 當原磁場磁通量減少時 阻礙 意味著 相同 探究一 探究二 典例剖析 例題1 1831年法拉第把兩個線圈繞在一個鐵環(huán)上 A線圈與電源 滑動變阻器R組成一個回路 B線圈與開關S 電流表G組成另一個回路 如圖所示 通過多次實驗 法拉第終于總結(jié)出產(chǎn)生感應電流的條件 關于該實驗 下列說法正確的是 A 閉合開關S的瞬間 電流表G中有a b的感應電流B 閉合開關S的瞬間 電流表G中有b a的感應電流C 閉合開關S后 在增大電阻R的過程中 電流表G中有a b的感應電流D 閉合開關S后 在增大電阻R的過程中 電流表G中有b a的感應電流 探究一 探究二 解析 在滑片不動的情況下 A線圈中通過的是恒定電流 產(chǎn)生的磁場是恒定的 所以B線圈中不產(chǎn)生感應電流 所以選項A B錯誤 在滑片移動增大電阻R的過程中 A線圈中通過的是逐漸減弱的電流 即線圈B處于逐漸減弱的磁場中 由安培定則和楞次定律可判斷得知 電流表中的電流從b a 故選項C錯誤 D正確 答案 D應用楞次定律判斷感應電流方向的步驟 探究一 探究二 變式訓練1 多選 如圖所示 通電直導線L和平行直導線放置的閉合導體框abcd 當通電導線L運動時 以下說法正確的是 A 當導線L向左平移時 導體框abcd中感應電流的方向為abcdaB 當導線L向左平移時 導體框abcd中感應電流的方向為adcbaC 當導線L向右平移時 未到達ad 導體框abcd中感應電流的方向為abcdaD 當導線L向右平移時 未到達ad 導體框abcd中感應電流的方向為adcba 探究一 探究二 解析 當導線L向左平移時 閉合導體框abcd中磁場減弱 磁通量減少 abcd回路中產(chǎn)生的感應電流的磁場將阻礙磁通量的減少 由于導線L在abcd中磁場方向垂直紙面向里 所以abcd中感應電流的磁場方向應為垂直紙面向里 由安培定則可知感應電流的方向為abcda 選項A正確 當導線L向右平移時 閉合電路abcd中磁場增強 磁通量增加 abcd回路中產(chǎn)生的感應電流的磁場將阻礙原磁通量的增加 可知感應電流的磁場為垂直紙面向外 再由安培定則可知感應電流的方向為adcba 選項D正確 答案 AD 探究一 探究二 右手定則問題探究在下圖中 假定導體棒AB向右運動 1 我們研究的是哪個閉合電路 2 當導體棒AB向右運動時 穿過這個閉合電路的磁通量是增大還是減小 3 感應電流的磁場應該是沿哪個方向的 4 導體棒AB中的感應電流是沿哪個方向的 要點提示 1 ABEF2 增大3 垂直紙面向外4 A B 探究一 探究二 知識歸納1 右手定則 伸開右手 使拇指與其余四個手指垂直 并且都與手掌在同一個平面內(nèi) 讓磁感線從掌心進入 并使拇指指向?qū)Ь€運動的方向 這時四指所指的方向就是感應電流的方向 2 當切割磁感線時四指的指向就是感應電流的方向 即感應電動勢的方向 注意等效電源內(nèi)部感應電流方向由負極指向正極 探究一 探究二 3 楞次定律與右手定則的區(qū)別及聯(lián)系 探究一 探究二 典例剖析 例題2 下圖表示閉合電路中的一部分導體ab在磁場中做切割磁感線運動的情景 其中能產(chǎn)生由a到b的感應電流的是 探究一 探究二 解析 由右手定則判知 A中感應電流方向為a b B C D中均為b a 答案 A 探究一 探究二 變式訓練2 多選 如圖所示 光滑平行金屬導軌PP 和QQ 都處于同一水平面內(nèi) P和Q之間連接一電阻R 整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中 現(xiàn)垂直于導軌放置一根導體棒MN 用一水平向右的力F拉動導體棒MN 以下關于導體棒MN中感應電流方向和它所受安培力的方向的說法正確的是 A 感應電流方向是N MB 感應電流方向是M NC 安培力水平向左D 安培力水平向右解析 由右手定則知 MN中感應電流方向是N M A正確 再由左手定則可知 MN所受安培力方向垂直導體棒水平向左 C正確 故選A C 答案 AC 1 2 3 4 1 根據(jù)楞次定律可知感應電流的磁場一定是 A 阻礙引起感應電流的磁通量B 與引起感應電流的磁場反向C 阻礙引起感應電流的磁通量的變化D 與引起感應電流的磁場方向相同解析 根據(jù)楞次定律 感應電流的磁場阻礙的是引起它的磁通量的變化 而不是引起它的磁通量 分析易知A B D項錯誤 C項正確 答案 C 1 2 3 4 2 多選 某同學用如圖所示的實驗裝置探究電磁感應現(xiàn)象 該同學第一步探究出 當有電流從電流計的正極流入時 指針向右偏轉(zhuǎn) 接下來該同學進行了一系列的操作 則下列關于操作中電流計指針偏轉(zhuǎn)的描述正確的有 A 當把磁鐵N極向下插入線圈時 電流計指針向左偏轉(zhuǎn)B 當把磁鐵S極向下插入線圈時 電流計指針向左偏轉(zhuǎn)C 保持磁鐵在線圈中靜止 電流計指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)D 將磁鐵和線圈一起以同一速度向上運動 電流計向左偏轉(zhuǎn) 1 2 3 4 解析 當把磁鐵N極向下插入線圈時 穿過線圈的磁場方向向下 磁通量增加 由楞次定律可知 感應電流從負極流入 電流計指針向左偏 故A正確 當把磁鐵S極向下插入線圈時 穿過線圈的磁場方向向上 磁通量增加 由楞次定律可知 感應電流從正極流入 電流計指針向右偏轉(zhuǎn) 故B錯誤 保持磁鐵在線圈中靜止 穿過線圈的磁通量不變 不產(chǎn)生感應電流 電流計指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn) 故C正確 將磁鐵和線圈一起以同一速度向上運動 穿過線圈的磁通量不變 不產(chǎn)生感應電流 電流計指針不偏轉(zhuǎn) 故D錯誤 答案 AC 1 2 3 4 3 如圖所示 A B都是很輕的鋁環(huán) 分別吊在絕緣細桿的兩端 桿可繞豎直軸在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動 環(huán)A是閉合的 環(huán)B是斷開的 若用磁鐵分別靠近這兩個圓環(huán) 則下列說法正確的是 A 圖中磁鐵N極接近A環(huán)時 A環(huán)被吸引 而后被推開B 圖中磁鐵N極遠離A環(huán)時 A環(huán)被排斥 而后隨磁鐵運動C 用磁鐵N極接近B環(huán)時 B環(huán)被排斥 遠離磁鐵運動D 用磁鐵的任意一磁極接近A環(huán)時 A環(huán)均被排斥 1 2 3 4 解析 用磁鐵的任意一磁極接近A環(huán) A環(huán)被排斥 遠離A環(huán) A環(huán)被吸引 接近或遠離B環(huán) 則B環(huán)無任何反應 因為在磁鐵的任意一磁極接近或遠離A環(huán)時 由于A環(huán)閉合 環(huán)中產(chǎn)生了感應電流 阻礙磁極和A環(huán)間的相對運動 而B環(huán)不閉合 無感應電流產(chǎn)生 答案 D 1 2 3 4 4 多選 如圖是某電磁沖擊鉆的原理圖 若突然發(fā)現(xiàn)鉆頭M向右運動 則可能是 A 開關S閉合瞬間B 開關S由閉合到斷開的瞬間C 開關S已經(jīng)是閉合的 滑動變阻器滑片P向左迅速滑動D 開關S已經(jīng)是閉合的 滑動變阻器滑片P向右迅速滑動解析 當開關突然閉合時 左線圈上有了電流 產(chǎn)生磁場 而對于右線圈來說 磁通量增加 產(chǎn)生感應電流 使鉆頭M向右運動 同理可知 開關由閉合到斷開瞬間 鉆頭M向左運動 故A項正確 B項錯誤 當開關S已經(jīng)閉合時 只有左側(cè)線圈電流增大才會導致鉆頭M向右運動 故C項正確 D項錯誤 答案 AC