《高中物理 第四章第三節(jié) 楞次定律課件 新人教版選修32》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第四章第三節(jié) 楞次定律課件 新人教版選修32（35頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第三節(jié)楞次定律第三節(jié)楞次定律第四章電磁感應(yīng)第四章電磁感應(yīng)學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過實驗探究歸納出楞次定律通過實驗探究歸納出楞次定律2理解楞次定律的內(nèi)容和本質(zhì)理解楞次定律的內(nèi)容和本質(zhì)3會用右手定則及楞次定律解答有關(guān)問題會用右手定則及楞次定律解答有關(guān)問題新 知 初 探 自 主 學(xué) 習(xí)新 知 初 探 自 主 學(xué) 習(xí)一、探究感應(yīng)電流的方向一、探究感應(yīng)電流的方向自主探究自主探究如圖所示，將螺線管與電流計組成閉合回路，分別將如圖所示，將螺線管與電流計組成閉合回路，分別將N極、極、S極插入、抽出線圈，下表記錄了感應(yīng)電流的方向通過分極插入、抽出線圈，下表記錄了感應(yīng)電流的方向通過分析表格，得出感應(yīng)電流的磁場與原磁
2、場的方向關(guān)系析表格，得出感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向關(guān)系(1)線圈內(nèi)磁通量增加時的情況線圈內(nèi)磁通量增加時的情況圖號圖號磁場方向磁場方向感應(yīng)電流的方感應(yīng)電流的方向向感應(yīng)電流的磁場方感應(yīng)電流的磁場方向向甲甲向下向下逆時針逆時針(俯視俯視)向上向上乙乙向上向上順時針順時針(俯視俯視)向下向下(2)線圈內(nèi)磁通量減少時的情況線圈內(nèi)磁通量減少時的情況圖號圖號磁場方向磁場方向感應(yīng)電流的方感應(yīng)電流的方向向感應(yīng)電流的磁場方感應(yīng)電流的磁場方向向丙丙向下向下順時針順時針(俯視俯視)向下向下丁丁向上向上逆時針逆時針(俯視俯視)向上向上成功發(fā)現(xiàn)成功發(fā)現(xiàn)1當(dāng)線圈內(nèi)磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方當(dāng)線圈內(nèi)磁通量增加
3、時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向向_ ；當(dāng)線圈內(nèi)磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場與原磁；當(dāng)線圈內(nèi)磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向場的方向_2楞次定律楞次定律感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要_引起引起感應(yīng)電流的磁通量的變化感應(yīng)電流的磁通量的變化相反相反相同相同阻礙阻礙二、右手定則二、右手定則自主探究自主探究如圖所示，當(dāng)閉合回路的部分導(dǎo)體切割磁感線時，會引起磁如圖所示，當(dāng)閉合回路的部分導(dǎo)體切割磁感線時，會引起磁通量的變化，從而使回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流通量的變化，從而使回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流(1)請用楞次定律判斷導(dǎo)體中感應(yīng)電流的方向請用楞次定律判
4、斷導(dǎo)體中感應(yīng)電流的方向(2)若已知磁場方向和導(dǎo)體運動方向，能否找到一種簡單的若已知磁場方向和導(dǎo)體運動方向，能否找到一種簡單的方法來判斷感應(yīng)電流的方向？方法來判斷感應(yīng)電流的方向？垂直垂直掌心掌心拇指拇指四指四指部分導(dǎo)體部分導(dǎo)體要 點 探 究 講 練 互 動要 點 探 究 講 練 互 動要點一要點一對楞次定律的理解及應(yīng)用對楞次定律的理解及應(yīng)用1因果關(guān)系：因果關(guān)系：閉合導(dǎo)體回路中磁通量的變化是因，產(chǎn)生感閉合導(dǎo)體回路中磁通量的變化是因，產(chǎn)生感應(yīng)電流是果；原因產(chǎn)生結(jié)果，結(jié)果又反過來影響原因應(yīng)電流是果；原因產(chǎn)生結(jié)果，結(jié)果又反過來影響原因2“阻礙阻礙”的含義的含義誰阻誰阻礙誰礙誰是感應(yīng)電流的磁通量阻礙引起感
5、應(yīng)電流的磁場是感應(yīng)電流的磁通量阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(原原磁場磁場)的磁通量的變化的磁通量的變化阻礙阻礙什么什么阻礙的是磁通量的變化，而不是阻礙磁通量本身阻礙的是磁通量的變化，而不是阻礙磁通量本身如何如何阻礙阻礙當(dāng)磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場當(dāng)磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場的方向相反；當(dāng)磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場的方向相反；當(dāng)磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場的方向相同，即方向與原磁場的方向相同，即“增反減同增反減同”結(jié)果結(jié)果如何如何阻礙并不是阻止，只是延緩了磁通量的變化，這阻礙并不是阻止，只是延緩了磁通量的變化，這種變化將繼續(xù)進行種變化將繼續(xù)進行3.應(yīng)用楞次定律
6、的一般步驟應(yīng)用楞次定律的一般步驟判定感應(yīng)電流的方向，思路和步驟如下判定感應(yīng)電流的方向，思路和步驟如下上述步驟也可概括為下列四句話：上述步驟也可概括為下列四句話：“明確增減和方向，明確增減和方向，增增反減同反減同切莫忘，安培定則來判斷，四指環(huán)繞是流向切莫忘，安培定則來判斷，四指環(huán)繞是流向” 如圖所示，在磁感應(yīng)強度大小為如圖所示，在磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向上的、方向豎直向上的勻強磁場中，有一質(zhì)量為勻強磁場中，有一質(zhì)量為m、阻值為、阻值為R的閉合矩形金屬線框的閉合矩形金屬線框abcd用絕緣輕質(zhì)細桿懸掛在用絕緣輕質(zhì)細桿懸掛在O點，并可繞點，并可繞O點擺動金屬點擺動金屬線框從右側(cè)某一位置由靜止開始
7、釋放，在擺動到左側(cè)最高點線框從右側(cè)某一位置由靜止開始釋放，在擺動到左側(cè)最高點的過程中，細桿和金屬線框平面始終處于同一平面，且垂直的過程中，細桿和金屬線框平面始終處于同一平面，且垂直紙面則線框中感應(yīng)電流的方向是紙面則線框中感應(yīng)電流的方向是()AabcdaBdcbadC先是先是dcbad，后是，后是abcdaD先是先是abcda，后是，后是dcbad【解析解析】線框從右側(cè)開始由靜止釋放，穿過線框平面的磁線框從右側(cè)開始由靜止釋放，穿過線框平面的磁通 量 逐 漸 減 少 ， 由楞次定律可得感 應(yīng) 電 流 的 方 向 為通 量 逐 漸 減 少 ， 由楞次定律可得感 應(yīng) 電 流 的 方 向 為dcbad；
8、過；過O點縱軸繼續(xù)向左擺動過程中，穿過線點縱軸繼續(xù)向左擺動過程中，穿過線框平面的磁通量逐漸增大，由楞次定律可得感應(yīng)電流的方向框平面的磁通量逐漸增大，由楞次定律可得感應(yīng)電流的方向仍為仍為dcbad，故選，故選B.【答案答案】B要點二要點二楞次定律的廣義表述及應(yīng)用楞次定律的廣義表述及應(yīng)用1廣義表述：廣義表述：感應(yīng)電流的感應(yīng)電流的“效果效果”總是要阻礙總是要阻礙(反抗反抗)引起引起感應(yīng)電流的感應(yīng)電流的“原因原因”常見的常見的“阻礙阻礙”有以下三種情況：有以下三種情況：增反增反減同減同就磁通量而言，感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁場磁就磁通量而言，感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁場磁通量的變化通量的變化來拒來拒去
9、留去留由于相對運動導(dǎo)致的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，感應(yīng)電流的效由于相對運動導(dǎo)致的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，感應(yīng)電流的效果阻礙相對運動果阻礙相對運動增縮增縮減擴減擴電磁感應(yīng)致使回路面積有變化趨勢時，則面積收縮電磁感應(yīng)致使回路面積有變化趨勢時，則面積收縮或擴張是為了阻礙回路磁通量的變化或擴張是為了阻礙回路磁通量的變化2.應(yīng)用步驟應(yīng)用步驟判斷產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因，思路和步驟如下判斷產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因，思路和步驟如下 如圖所示，光滑固定導(dǎo)軌如圖所示，光滑固定導(dǎo)軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)水平放置，兩根導(dǎo)體棒體棒P、Q平行放于導(dǎo)軌上，形成一個閉合回路，當(dāng)一條形平行放于導(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路時磁鐵從高
10、處下落接近回路時()AP、Q將相互靠攏將相互靠攏BP、Q將相互遠離將相互遠離C磁鐵的加速度仍為磁鐵的加速度仍為gD磁鐵的加速度小于磁鐵的加速度小于g【思路點撥思路點撥】楞次定律的推廣含義楞次定律的推廣含義感應(yīng)電流的效果總感應(yīng)電流的效果總要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因【解析解析】法一：設(shè)磁鐵下端為法一：設(shè)磁鐵下端為N極，如圖所示，根據(jù)楞次極，如圖所示，根據(jù)楞次定律可判斷出定律可判斷出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，可見所受安培力的方向，可見P、Q將相互靠攏，由于回路所將相互靠攏，由于回路所受安培力的合力向下，由牛
11、頓第三定律知磁鐵將受到向上的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，從而加速度小于反作用力，從而加速度小于g，當(dāng)，當(dāng)S極為下端時，可得到同極為下端時，可得到同樣的結(jié)果故選樣的結(jié)果故選AD.法二：根據(jù)楞次定律的另一種表述法二：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，本題的要反抗產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因，本題的“原因原因”是回路中磁通是回路中磁通量的增加，歸根結(jié)底是磁鐵靠近回路，量的增加，歸根結(jié)底是磁鐵靠近回路，“效果效果”便是阻礙磁便是阻礙磁通量的增加和磁鐵的靠近，所以通量的增加和磁鐵的靠近，所以P、Q將相互靠近且磁鐵的將相互靠近且磁
12、鐵的加速度小于加速度小于g.故選故選AD.【答案答案】AD【題后反思題后反思】從上面提供的兩種解法來看，應(yīng)用楞次定律從上面提供的兩種解法來看，應(yīng)用楞次定律的推廣含義分析此類問題往往比直接應(yīng)用楞次定律方便、的推廣含義分析此類問題往往比直接應(yīng)用楞次定律方便、快捷快捷跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練1如圖所示，如圖所示，ab是一個可繞垂直于紙面的軸是一個可繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動的閉合矩形導(dǎo)線框，當(dāng)滑動變阻器的閉合矩形導(dǎo)線框，當(dāng)滑動變阻器R的滑片自左向右滑動時，的滑片自左向右滑動時，線框線框ab的運動情況是的運動情況是()A保持靜止不動保持靜止不動B逆時針轉(zhuǎn)動逆時針轉(zhuǎn)動C順時針轉(zhuǎn)動順時針轉(zhuǎn)動D發(fā)生轉(zhuǎn)動，但電源極性
13、不明，無法確定轉(zhuǎn)動的方向發(fā)生轉(zhuǎn)動，但電源極性不明，無法確定轉(zhuǎn)動的方向解析：選解析：選C.由圖示電路，當(dāng)滑動變阻器的滑片向右滑動時，由圖示電路，當(dāng)滑動變阻器的滑片向右滑動時，電路中電阻增大，電流減弱，則穿過閉合導(dǎo)線框電路中電阻增大，電流減弱，則穿過閉合導(dǎo)線框ab的磁通的磁通量將減少，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流磁場將阻礙原磁通量的量將減少，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流磁場將阻礙原磁通量的變化，線框變化，線框ab只有順時針轉(zhuǎn)動，才能使穿過線框的磁通量只有順時針轉(zhuǎn)動，才能使穿過線框的磁通量增加故選增加故選C.要點三要點三右手定則的理解和應(yīng)用右手定則的理解和應(yīng)用1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
14、區(qū)別與聯(lián)系楞次定律楞次定律右手定則右手定則區(qū)區(qū)別別研究研究對象對象整個閉合回路整個閉合回路閉合回路的一部分，閉合回路的一部分，即做切割磁感線運即做切割磁感線運動的導(dǎo)體動的導(dǎo)體適用適用范圍范圍各種電磁感應(yīng)現(xiàn)象各種電磁感應(yīng)現(xiàn)象只適用于導(dǎo)體在磁只適用于導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線場中做切割磁感線運動的情況運動的情況應(yīng)用應(yīng)用對于磁感應(yīng)強度隨時間對于磁感應(yīng)強度隨時間變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便現(xiàn)象較方便對于導(dǎo)體棒切割磁對于導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的電磁感感線產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便應(yīng)現(xiàn)象較方便聯(lián)系聯(lián)系右手定則是楞次定律的特例右手定則是楞次定律的特例2.右手定則與左手定則的比較右手定則與左手
15、定則的比較比較項目比較項目右手定則右手定則左手定則左手定則作用作用判斷感應(yīng)電流方判斷感應(yīng)電流方向向判斷通電導(dǎo)體所受磁場力判斷通電導(dǎo)體所受磁場力的方向的方向圖例圖例因果關(guān)系因果關(guān)系運動運動電流電流電流電流運動運動應(yīng)用實例應(yīng)用實例發(fā)電機發(fā)電機電動機電動機 如圖所示，在勻強磁場中放有平行金屬導(dǎo)軌，它與大如圖所示，在勻強磁場中放有平行金屬導(dǎo)軌，它與大線圈線圈P相連接，要使小線圈相連接，要使小線圈Q獲得順時針方向的感應(yīng)電流，獲得順時針方向的感應(yīng)電流，則放在導(dǎo)軌上的裸金屬棒則放在導(dǎo)軌上的裸金屬棒ab的運動情況是的運動情況是(兩線圈共面兩線圈共面)()A向右勻速運動向右勻速運動 B向左加速運動向左加速運動C
16、向右減速運動向右減速運動 D向右加速運動向右加速運動【解析解析】法一：法一：(逆向思維法逆向思維法)欲使欲使Q線圈中產(chǎn)生順時針的感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場方向線圈中產(chǎn)生順時針的感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場方向垂直于紙面向里，由楞次定律可知有兩種情況，一是垂直于紙面向里，由楞次定律可知有兩種情況，一是P中有中有順時針方向的逐漸減小的電流，該電流產(chǎn)生的穿過順時針方向的逐漸減小的電流，該電流產(chǎn)生的穿過Q的磁通的磁通量在減少；二是量在減少；二是P中有逆時針方向的逐漸增大的電流，該電中有逆時針方向的逐漸增大的電流，該電流產(chǎn)生的穿過流產(chǎn)生的穿過Q的磁通量在增大因此，對于第一種情況，的磁通量在增大因此，對于第一種
17、情況，應(yīng)使應(yīng)使ab減速向右運動；對于第二種情況，應(yīng)使減速向右運動；對于第二種情況，應(yīng)使ab加速向左加速向左運動當(dāng)運動當(dāng)ab勻速運動時，在勻速運動時，在P中產(chǎn)生的感應(yīng)電流是穩(wěn)定的，中產(chǎn)生的感應(yīng)電流是穩(wěn)定的，穿過穿過Q的磁通量不變化，的磁通量不變化，Q中無感應(yīng)電流故選中無感應(yīng)電流故選BC.法二：法二：(篩選法篩選法)若若ab向右勻速運動，向右勻速運動，Q中無感應(yīng)電流，選項中無感應(yīng)電流，選項A排除，依次篩排除，依次篩選剩余選項故選選剩余選項故選BC.【答案答案】BC【規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)】解答此類問題的關(guān)鍵是抓住因果關(guān)系，并選解答此類問題的關(guān)鍵是抓住因果關(guān)系，并選擇合理的定則或定律來判斷，其對應(yīng)關(guān)系如下
18、：擇合理的定則或定律來判斷，其對應(yīng)關(guān)系如下：(1)因電而生磁因電而生磁(IB)安培定則；安培定則；(2)因動而生電因動而生電(v、BI安安)右手定則；右手定則；(3)因電而受力因電而受力(I、BF安安)左手定則左手定則跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練2如圖所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌如圖所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌PP和和QQ都處都處于同一水平面內(nèi)，于同一水平面內(nèi)，P和和Q之間連接一電阻之間連接一電阻R，整個裝置處于豎，整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒直向下的勻強磁場中現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒MN，用一水平向右的力用一水平向右的力F拉動導(dǎo)體棒拉動導(dǎo)體棒MN，以下關(guān)于導(dǎo)體棒，以下關(guān)于導(dǎo)體棒MN中
19、中感應(yīng)電流方向和它所受安培力方向的說法正確的是感應(yīng)電流方向和它所受安培力方向的說法正確的是()A感應(yīng)電流方向是感應(yīng)電流方向是NMB感應(yīng)電流方向是感應(yīng)電流方向是MNC安培力水平向左安培力水平向左D安培力水平向右安培力水平向右解析：選解析：選AC.法一：由右手定則易知，法一：由右手定則易知，MN中感應(yīng)電流方向中感應(yīng)電流方向是是NM，再由左手定則可判知，再由左手定則可判知，MN所受安培力方向垂直所受安培力方向垂直棒水平向左棒水平向左法二：由楞次定律知，感應(yīng)電流的產(chǎn)生，必須阻礙引起感應(yīng)法二：由楞次定律知，感應(yīng)電流的產(chǎn)生，必須阻礙引起感應(yīng)電流的原因本題中，感應(yīng)電流是由于電流的原因本題中，感應(yīng)電流是由于M
20、N相對于磁場向右相對于磁場向右運動引起的，則安培力必然阻礙這種相對運動，由安培力既運動引起的，則安培力必然阻礙這種相對運動，由安培力既垂直于電流又垂直于磁場方向可判知，垂直于電流又垂直于磁場方向可判知，MN所受安培力方向所受安培力方向必須垂直于必須垂直于MN水平向左，再由左手定則，容易判斷出感應(yīng)水平向左，再由左手定則，容易判斷出感應(yīng)電流的方向是電流的方向是NM.故選故選AC.尋 規(guī) 探 法 思 維 啟 迪尋 規(guī) 探 法 思 維 啟 迪電磁感應(yīng)中線圈運動、伸縮的判斷方法電磁感應(yīng)中線圈運動、伸縮的判斷方法【范例范例】如圖，金屬環(huán)如圖，金屬環(huán)A用輕繩懸掛，與長直螺線管共軸，用輕繩懸掛，與長直螺線管共
21、軸，并位于其左側(cè)若變阻器滑片并位于其左側(cè)若變阻器滑片P向左移動，則金屬環(huán)向左移動，則金屬環(huán)A將向?qū)⑾騙(選填選填“左左”或或“右右”)運動，并有運動，并有_(選填選填“收縮收縮”或或“伸張伸張”)趨勢趨勢【解析解析】變阻器滑片變阻器滑片P向左移動，電阻變小，電流變大，向左移動，電阻變小，電流變大，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場方向與原電流磁場方向相反，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場方向與原電流磁場方向相反，相互排斥，則金屬環(huán)相互排斥，則金屬環(huán)A將向左移動，因磁通量增大，金屬環(huán)將向左移動，因磁通量增大，金屬環(huán)A有收縮趨勢有收縮趨勢【答案答案】左左收縮收縮【名師歸納名師歸納】( (1) )當(dāng)磁通量減小
22、時，線圈可表現(xiàn)為面積的當(dāng)磁通量減小時，線圈可表現(xiàn)為面積的擴大或有擴大的趨勢；當(dāng)磁通量增大時，線圈可表現(xiàn)為面積擴大或有擴大的趨勢；當(dāng)磁通量增大時，線圈可表現(xiàn)為面積的縮小或有縮小的趨勢的縮小或有縮小的趨勢.( (2) )當(dāng)通過線圈的磁通量減小時，線圈可表現(xiàn)為向磁場變強當(dāng)通過線圈的磁通量減小時，線圈可表現(xiàn)為向磁場變強的方向運動或運動趨勢，當(dāng)線圈磁通量增大時，線圈可表現(xiàn)的方向運動或運動趨勢，當(dāng)線圈磁通量增大時，線圈可表現(xiàn)為向磁場變小的方向運動或運動趨勢為向磁場變小的方向運動或運動趨勢.( (3) )當(dāng)通過線圈的磁通量減小時，線圈可表現(xiàn)為向磁通量增當(dāng)通過線圈的磁通量減小時，線圈可表現(xiàn)為向磁通量增大的方向轉(zhuǎn)動或有轉(zhuǎn)動趨勢；當(dāng)線圈磁通量增大時，線圈可大的方向轉(zhuǎn)動或有轉(zhuǎn)動趨勢；當(dāng)線圈磁通量增大時，線圈可表現(xiàn)為向磁通量減小的方向轉(zhuǎn)動或有轉(zhuǎn)動趨勢表現(xiàn)為向磁通量減小的方向轉(zhuǎn)動或有轉(zhuǎn)動趨勢.在電磁感應(yīng)在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，無論是平動或轉(zhuǎn)動，還是線圈面積的改變，都是通現(xiàn)象中，無論是平動或轉(zhuǎn)動，還是線圈面積的改變，都是通過感應(yīng)電流受到的安培力來實現(xiàn)的過感應(yīng)電流受到的安培力來實現(xiàn)的.
高中物理 第四章第三節(jié) 楞次定律課件 新人教版選修32
