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1、楞次定律楞次定律感应电流方向的判定感应电流方向的判定导体切割运动产生的感应电流的方向如何判导体切割运动产生的感应电流的方向如何判断?断?右手定则右手定则判定方法判定方法:伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌:伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让在同一平面内,让磁感线磁感线从从手心手心垂直进入,垂直进入,大拇指大拇指指向导体指向导体运运动的方向动的方向,其余,其余四指四指所指的方向就是所指的方向就是感应电流的方向感应电流的方向。NS+G问题:当磁铁放入和拿出螺线管时所产生的感应电流方向问题:当磁铁放入和拿出螺线管时所产生的感应电流方向问题:当磁铁放入和拿出螺线
2、管时所产生的感应电流方向问题:当磁铁放入和拿出螺线管时所产生的感应电流方向如何判断?如何判断?如何判断?如何判断?+实验:实验:找出找出灵敏灵敏电流计中指针偏转方向和电流方向电流计中指针偏转方向和电流方向的关系!的关系!+-结论:左进左偏结论:左进左偏+结论:左结论:左进左偏进左偏 右进右偏右进右偏+-实验:实验:找出找出灵敏灵敏电流计中指针偏转方向和电流方向电流计中指针偏转方向和电流方向的关系!的关系!G+SN SNSN实验探究:实验探究:感应电流感应电流的的方向方向与哪些因素有关与哪些因素有关!1组组2组组3组组4组组SNGGNGSG N 极放入极放入 N 极拿出极拿出 S 极放入极放入
3、S 极拿出极拿出示意图示意图原原磁磁场场方方向向原原磁磁场场的的磁磁通通变变化化感感应应电电流流的的方方 向向(俯俯 视视)感感应应电电流流的的磁磁场场方方 向向S向下向下增加增加NGGNGSGNSNGG+N 极放入极放入 N 极拿出极拿出 S 极放入极放入 S 极拿出极拿出示意图示意图原原磁磁场场方方向向原原磁磁场场的的磁磁通通变变化化感感应应电电流流的的方方 向向(俯俯视视)感感应应电电流流的的磁磁场场方方 向向S向下向下增加增加逆时针逆时针NGGNGSG向上向上 N 极放入极放入 N 极拿出极拿出 S 极放入极放入 S 极拿出极拿出示意图示意图原原磁磁场场方方向向原原磁磁场场的的磁磁通通
4、变变化化感感应应电电流流的的方方 向向(俯俯视视)感感应应电电流流的的磁磁场场方方 向向S向下向下增加增加逆时针逆时针NGGNGSG向上向上向下向下减小减小NSG+NG N 极放入极放入 N 极拿出极拿出 S 极放入极放入 S 极拿出极拿出示意图示意图原原磁磁场场方方向向原原磁磁场场的的磁磁通通变变化化感感应应电电流流的的方方 向向(俯俯视视)感感应应电电流流的的磁磁场场方方 向向S向下向下增加增加逆时针逆时针NGGNGSG向上向上向下向下减小减小顺时针顺时针向下向下 N 极放入极放入 N 极拿出极拿出 S 极放入极放入 S 极拿出极拿出示意图示意图原原磁磁场场方方向向原原磁磁场场的的磁磁通通
5、变变化化感感应应电电流流的的方方 向向(俯俯视视)感感应应电电流流的的磁磁场场方方 向向向下向下减小减小顺时针顺时针向下向下向上向上向上向上减小减小顺时针顺时针逆时针逆时针向下向下向上向上增加增加S向下向下增加增加逆时针逆时针向上向上NGGNGSG增反减同结论:结论:实验探究:实验探究:感应电流的方向与哪些因素有关!感应电流的方向与哪些因素有关!当引起感应电流的磁通量(原磁通量)当引起感应电流的磁通量(原磁通量)增加增加 时,感应电流的磁场就与原磁场方向时,感应电流的磁场就与原磁场方向相反;相反;当引起感应电流的磁通量(原磁通量)当引起感应电流的磁通量(原磁通量)减少减少 时,时,感应电流的磁
6、场就与原磁场方向感应电流的磁场就与原磁场方向相同。相同。感应电流具有这样的感应电流具有这样的方向,即方向,即感应电流的磁感应电流的磁场场总要总要阻碍阻碍引起感应电引起感应电流的流的磁通量的变化磁通量的变化。一、楞次定律:一、楞次定律:楞次楞次(Lenz,Heinrich Friedrich Emil)1804-1865俄国(1)搞清阻碍关系搞清阻碍关系(谁阻碍谁?):感应电流的“磁场”阻碍原磁场的“磁通量的变化变化”,不是阻碍“磁通量”;(2)怎样阻碍怎样阻碍:若原磁场变化引起闭合电路的磁通量增加增加,则感应电流的磁场方向与原磁场方向相反相反,“抵抗”增加;若原磁场变化引起闭合电路的磁通量减少
7、减少,则感应电流的磁场方向与原磁场方向相同相同,“补偿”减少;“抵抗”与“补偿”均为“阻碍”。结论:增反减同增反减同;(3)阻碍不是阻止:阻碍不是阻止:“阻碍”只能起防碍作用,但闭合电路的磁通量仍要变化;该增加还是增加,该减少还是减少故只能是阻碍不是阻止。对楞次定律中对楞次定律中“阻碍阻碍”二字的理解二字的理解楞次定律应用楞次定律应用分析分析:1、原磁场的方向:、原磁场的方向:向下向下2、原磁通量变化情况:、原磁通量变化情况:减小减小3、楞次定律感应电流的磁场方向:、楞次定律感应电流的磁场方向:向下向下4、右手安培定则感应电流的方向:、右手安培定则感应电流的方向:顺时针顺时针“增反减同增反减同
8、”如图所示,一根长直导线与一个矩形线圈在同一平面内,长直如图所示,一根长直导线与一个矩形线圈在同一平面内,长直导线中的电流导线中的电流 I I 向上,当向上,当 I I 减小时,判断矩形线圈中感应电减小时,判断矩形线圈中感应电流的方向。流的方向。第一步,判断原磁场的方向。第一步,判断原磁场的方向。第二步,判断原磁通量的变化。第二步,判断原磁通量的变化。第三步,根据楞次定律,判断感应电流第三步,根据楞次定律,判断感应电流的磁场方向。的磁场方向。第第四四步步,根根据据右右手手安安培培定定则则,判判断断矩矩形形线线圈圈中中产产生生的的感感应应电流的方向。电流的方向。减小减小“增反减同增反减同”明明确
9、确研研究究对对象象原磁通原磁通原磁通原磁通量变化量变化量变化量变化?原磁场原磁场原磁场原磁场方向方向方向方向?楞楞次次定定律律感应电流感应电流感应电流感应电流磁场方向磁场方向磁场方向磁场方向感应电感应电感应电感应电流方向流方向流方向流方向安安培培定定则则总结:楞次定律应用的一般步骤:总结:楞次定律应用的一般步骤:“增反减同增反减同”通电直导线与矩形线圈在同一平面内,当线圈远离导通电直导线与矩形线圈在同一平面内,当线圈远离导线时,判断线圈中感应电流的方向。线时,判断线圈中感应电流的方向。vI分析:分析:、原磁场的方向:、原磁场的方向:向里向里、原磁通量变化情况:、原磁通量变化情况:减小减小、感应
10、电流的磁场方向:、感应电流的磁场方向:向里向里、感应电流的方向:、感应电流的方向:顺时针顺时针“增反减同增反减同”逆逆时时针针逆逆时时针针NS如图所示,条形磁铁水平放置,金属圆环环面如图所示,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。程中圆环中的电流方向。、原磁场的方向:、原磁场的方向:、原磁通量变化情况:、原磁通量变化情况:、感应电流的磁场方向:、感应电流的磁场方向:、感应电流的方向:、感应电流的方向:“增反减同增反减同”法拉第最初发现电磁感应现象的实验法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示,软铁环上
11、绕有如图所示,软铁环上绕有A、B两个线两个线圈,当圈,当A线圈电路中的开关断开的瞬间,线圈电路中的开关断开的瞬间,线圈线圈B中的感应电流沿什么方向中的感应电流沿什么方向?感感I感感“增反减同增反减同”NSB原磁通量增大磁通量增大阻碍磁通量增大阻碍磁通量增大产生反方向的磁场产生反方向的磁场感应电流的磁场感应电流的磁场从从右侧看右侧看B原B感I感试判断线圈中感应电流的方向。试判断线圈中感应电流的方向。增反减同增反减同思考:线圈中有感应电流后线圈会如何运动?思考:线圈中有感应电流后线圈会如何运动?从从相对运动相对运动看看:GNSSNNGNGSGNSSSN拓展拓展:楞次定律第二种表述:楞次定律第二种表
12、述感应电流的磁场总要感应电流的磁场总要阻碍阻碍相对运动相对运动.“来拒去留来拒去留”思考与讨论思考与讨论在图中在图中,假定导体棒假定导体棒ABAB分别向右、左运动分别向右、左运动向右向右向左向左原原磁场方向磁场方向穿过穿过回路磁通量的变回路磁通量的变化化感应电流磁场方向感应电流磁场方向感应电流方向感应电流方向向里向里增大增大向外向外A-BA-BBAEFv向里向里减少减少向里向里B-AB-ABAEFv(三)楞次定律与右手定则的比较(三)楞次定律与右手定则的比较1、楞次定律可适用于由磁通量变化引起感应电楞次定律可适用于由磁通量变化引起感应电流的各种情况,而右手定则只适用于一部分导流的各种情况,而右
13、手定则只适用于一部分导体在磁场中做切割磁感线运动的情况,导线不体在磁场中做切割磁感线运动的情况,导线不动时不能应用,因此动时不能应用,因此右手定则可以看作楞次定右手定则可以看作楞次定律的特殊情况。律的特殊情况。2、在判断由、在判断由导体切割磁感线导体切割磁感线产生的感应电流时产生的感应电流时右手定则与楞次定律是等效的,右手定则与楞次定律是等效的,而右手定则比而右手定则比楞次定律更方便。楞次定律更方便。LI 如图所示,光滑固定导体轨如图所示,光滑固定导体轨M M、N N水平放置,水平放置,两根导体棒两根导体棒P P、Q Q平行放于导轨上,形成一个闭平行放于导轨上,形成一个闭合路,当一条形磁铁从高
14、处下落接近回路时合路,当一条形磁铁从高处下落接近回路时 ()A AP P、Q Q将互相靠拢将互相靠拢 B BP P、Q Q相互相远离相互相远离 C C磁铁的加速度仍为磁铁的加速度仍为g g D D磁铁的加速度小于磁铁的加速度小于g gADsN“增缩减扩增缩减扩”“来拒去留来拒去留”在光滑水平面上放着两个完全相同的金属环在光滑水平面上放着两个完全相同的金属环a和和b,当一条形磁铁的,当一条形磁铁的N极竖直向下靠近两环极竖直向下靠近两环时,时,a,b将如何运动?桌面对环的弹力将如将如何运动?桌面对环的弹力将如何变?何变?3.应用举例例1.如图所示,光滑水平导轨处于竖直向下的匀强磁场B中,导棒ab、
15、cd静置于导轨上,并于导轨垂直,当cd在外力F作用下,以速度V匀速运动时,求:(1)闭合电路中的感应电流方向?abcdBvFabcdVFFAV发电机发电机电动机电动机FA(2)导棒ab的运动方向?下一片应用举例5、课堂练习、课堂练习、AB为一直线电流,矩形线圈为一直线电流,矩形线圈abcd的平面与的平面与AB在在同一平面内,且同一平面内,且abAB,当线圈从图中的当线圈从图中的M位置向右匀速平动位置向右匀速平动到与到与M的位置对称的的位置对称的M的位置时,分析在此过程中线圈中产生的位置时,分析在此过程中线圈中产生的感应电流的方向的感应电流的方向.2 2、在图中、在图中,线圈线圈M M和线圈和线
16、圈N N绕在同一个铁芯上绕在同一个铁芯上.(1)(1)当闭合开关开关的一瞬间当闭合开关开关的一瞬间,线圈线圈N N里有没有感应电流里有没有感应电流?(2)(2)当线圈当线圈M M里有恒定电流通过时里有恒定电流通过时,线圈线圈N N里有没有感应电流里有没有感应电流?(3)(3)当断开开关当断开开关S S的一瞬间的一瞬间,线圈线圈N N里有没有感应电流里有没有感应电流?(4)(4)在上面三种情况里在上面三种情况里,如果线圈如果线圈N N里有感应电流里有感应电流,线圈线圈N N的哪的哪一端相当于条形磁铁的一端相当于条形磁铁的N N极极?课堂练习课堂练习MNES6、如、如图图所示,所示,ab是一个可是
17、一个可绕绕垂直于垂直于纸纸面的面的轴轴O转动转动的闭合矩的闭合矩形导线框,当滑线变阻器形导线框,当滑线变阻器R的滑动片的滑动片P自左向右滑行时,自左向右滑行时,线框线框ab将将 ()A.保持静止不动保持静止不动B.沿逆时针方向转动沿逆时针方向转动C.沿顺时针方向转动沿顺时针方向转动D.发生转动,但因电源极性不明,无法确定转动方向发生转动,但因电源极性不明,无法确定转动方向来源来源:学学,科科,网网Z,X,X,KB7、如、如图图所示,所示,MN、PQ为为同一水平面内的两平行同一水平面内的两平行导轨导轨,导轨导轨间间有垂直于有垂直于导轨导轨平面的磁平面的磁场场,导导体体ab、cd与与导轨导轨有良好
18、的接触有良好的接触并能滑并能滑动动,当当ab沿沿轨轨道向右滑道向右滑动时动时,则则A.cd右滑右滑 B.cd不不动动 C.cd左滑左滑 D.无法确定无法确定A从楞次定律可知,感应电流总要阻碍磁铁相对于螺线管的运动。从楞次定律可知,感应电流总要阻碍磁铁相对于螺线管的运动。从楞次定律可知,感应电流总要阻碍磁铁相对于螺线管的运动。从楞次定律可知,感应电流总要阻碍磁铁相对于螺线管的运动。当把磁铁移进螺线管时,根据当把磁铁移进螺线管时,根据当把磁铁移进螺线管时,根据当把磁铁移进螺线管时,根据“来拒来拒来拒来拒”磁铁和螺线管间有斥力做负功,磁铁和螺线管间有斥力做负功,磁铁和螺线管间有斥力做负功,磁铁和螺线
19、管间有斥力做负功,减少机械能(或其他形式的能量),所以产生的电能是从机械能(或其减少机械能(或其他形式的能量),所以产生的电能是从机械能(或其减少机械能(或其他形式的能量),所以产生的电能是从机械能(或其减少机械能(或其他形式的能量),所以产生的电能是从机械能(或其他形式的能量)转化而来的。他形式的能量)转化而来的。他形式的能量)转化而来的。他形式的能量)转化而来的。当让磁铁离开螺线管时,根据当让磁铁离开螺线管时,根据当让磁铁离开螺线管时,根据当让磁铁离开螺线管时,根据“去留去留去留去留 磁铁和螺线管间的引力做负功,磁铁和螺线管间的引力做负功,磁铁和螺线管间的引力做负功,磁铁和螺线管间的引力做
20、负功,减少机械能(或其他形式的能量),所以产生的电能是从机械能(或其减少机械能(或其他形式的能量),所以产生的电能是从机械能(或其减少机械能(或其他形式的能量),所以产生的电能是从机械能(或其减少机械能(或其他形式的能量),所以产生的电能是从机械能(或其他形式的能量)转化而来的。他形式的能量)转化而来的。他形式的能量)转化而来的。他形式的能量)转化而来的。GNSSNNGNGSGNSSSN楞次定律与楞次定律与能量转化能量转化结论:楞次定律是能量守恒在电磁感应现象中的具体表现结论:楞次定律是能量守恒在电磁感应现象中的具体表现结论:楞次定律是能量守恒在电磁感应现象中的具体表现结论:楞次定律是能量守恒
21、在电磁感应现象中的具体表现结论:电磁感应现象中的结论:电磁感应现象中的结论:电磁感应现象中的结论:电磁感应现象中的“阻碍阻碍阻碍阻碍”过程就是磁场力(安培力)做负功的过程,磁场力过程就是磁场力(安培力)做负功的过程,磁场力过程就是磁场力(安培力)做负功的过程,磁场力过程就是磁场力(安培力)做负功的过程,磁场力(安培力)做负功时总是在把其他形式的能量转化为电能,做多少负功就有多少其他(安培力)做负功时总是在把其他形式的能量转化为电能,做多少负功就有多少其他(安培力)做负功时总是在把其他形式的能量转化为电能,做多少负功就有多少其他(安培力)做负功时总是在把其他形式的能量转化为电能,做多少负功就有多
22、少其他形式的能量转化为电能,对纯电阻电路有多少电能就产生多少焦耳热形式的能量转化为电能,对纯电阻电路有多少电能就产生多少焦耳热形式的能量转化为电能,对纯电阻电路有多少电能就产生多少焦耳热形式的能量转化为电能,对纯电阻电路有多少电能就产生多少焦耳热电磁感应现象中的能量问题解决方法和思路电磁感应现象中的能量问题解决方法和思路根据电磁感应中能量转化特点:根据电磁感应中能量转化特点:根据电磁感应中能量转化特点:根据电磁感应中能量转化特点:外力克服安培力做功即安培力做负功时,把机械能或其他形式的能量外力克服安培力做功即安培力做负功时,把机械能或其他形式的能量外力克服安培力做功即安培力做负功时,把机械能或
23、其他形式的能量外力克服安培力做功即安培力做负功时,把机械能或其他形式的能量转化为电能,感应电流通过电路时做功又把电能转化为热能(内能)转化为电能,感应电流通过电路时做功又把电能转化为热能(内能)转化为电能,感应电流通过电路时做功又把电能转化为热能(内能)转化为电能,感应电流通过电路时做功又把电能转化为热能(内能)或其他形式的能量,所以解决能量问题时注意分清楚哪些力在做功促或其他形式的能量,所以解决能量问题时注意分清楚哪些力在做功促或其他形式的能量,所以解决能量问题时注意分清楚哪些力在做功促或其他形式的能量,所以解决能量问题时注意分清楚哪些力在做功促使哪些能量发生转化,特别注意安培力做了多少负功
24、是解题的关键使哪些能量发生转化,特别注意安培力做了多少负功是解题的关键使哪些能量发生转化,特别注意安培力做了多少负功是解题的关键使哪些能量发生转化,特别注意安培力做了多少负功是解题的关键能量问题的解决思路:能量问题的解决思路:能量问题的解决思路:能量问题的解决思路:(1 1)利用安培力做功求解:电磁感应中产生的电能(纯电阻电路的焦)利用安培力做功求解:电磁感应中产生的电能(纯电阻电路的焦)利用安培力做功求解:电磁感应中产生的电能(纯电阻电路的焦)利用安培力做功求解:电磁感应中产生的电能(纯电阻电路的焦耳热)等于克服安培力所做的功。耳热)等于克服安培力所做的功。耳热)等于克服安培力所做的功。耳热
25、)等于克服安培力所做的功。(2 2)利用能量守恒求解:其他形式的能的减少量等于产生的电能)利用能量守恒求解:其他形式的能的减少量等于产生的电能)利用能量守恒求解:其他形式的能的减少量等于产生的电能)利用能量守恒求解:其他形式的能的减少量等于产生的电能(3 3)根据电路特征灵活求解)根据电路特征灵活求解)根据电路特征灵活求解)根据电路特征灵活求解(1 1)画出下落距离为)画出下落距离为)画出下落距离为)画出下落距离为r/2r/2时的等效电路图,并求出此时棒产生的感应电动势大小时的等效电路图,并求出此时棒产生的感应电动势大小时的等效电路图,并求出此时棒产生的感应电动势大小时的等效电路图,并求出此时棒产生的感应电动势大小(2 2)下落距离为)下落距离为)下落距离为)下落距离为r/2r/2时棒的加速度的大小时棒的加速度的大小时棒的加速度的大小时棒的加速度的大小(3 3)从开始下落到经过圆心过程中棒克服安培力做的功及线框产生的热量)从开始下落到经过圆心过程中棒克服安培力做的功及线框产生的热量)从开始下落到经过圆心过程中棒克服安培力做的功及线框产生的热量)从开始下落到经过圆心过程中棒克服安培力做的功及线框产生的热量
限制150内