高中物理 1.3 感應電流的方向課件 粵教版選修3-2.ppt

目標導航,預習導引,目標導航,預習導引,一,二,一、楞次定律 1.楞次定律: 感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流的磁通量的變化. 2.楞次定律的適用范圍: 所有判斷感應電流方向的情況. 電磁感應中,若電路不閉合,穿過回路的磁通量變化時,是否還會產(chǎn)生“阻礙”作用?為什么? 答案：不會.若電路不閉合,無感應電流,即無感應電流產(chǎn)生的磁場,所以不會產(chǎn)生阻礙原磁場變化的作用.,目標導航,預習導引,一,二,二、右手定則 1.右手定則: 伸開右手,讓拇指跟其余四個手指垂直,并且都跟手掌在同一個平面內(nèi),讓磁感線垂直從手心進入,拇指指向?qū)w運動的方向,其余四指所指的方向就是感應電流的方向. 2.右手定則的適用范圍: 閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線的運動. 3.右手定則可以看做楞次定律的特殊情況.,目標導航,預習導引,一,二,如圖所示,水平放置的平行金屬導軌的兩端接有電阻R,導線ab能在框架上無摩擦地滑動,勻強磁場垂直穿過框架平面,當ab勻速向右移動時,試判斷流過R的電流方向. 答案：由右手定則可判斷流過導線ab的電流方向為ba,所以流過R的電流方向為dRc.,知識精要,思考探究,典題例解,一,二,遷移應用,一、楞次定律 1.楞次定律的內(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. (1)定律中的因果關(guān)系.閉合電路中磁通量的變化是產(chǎn)生感應電流的原因,而結(jié)果是出現(xiàn)了感應電流的磁場. (2)楞次定律中兩磁場間的關(guān)系.閉合電路中有兩個磁場,一是引起感應電流的磁場,即原磁場;二是感應電流的磁場.當引起感應電流的磁通量(原磁通量)要增加時,感應電流的磁場要阻礙它的增加,兩個磁場方向相反;原磁通量要減少時,感應電流的磁場阻礙它的減少,兩個磁場方向相同.,知識精要,思考探究,典題例解,一,二,遷移應用,(3)正確理解“阻礙”的含義.感應電流的磁場阻礙的是引起感應電流的原因原磁場磁通量的變化,而不是阻礙原磁場,也不是阻礙原磁場的磁通量.“阻礙”的具體表現(xiàn)是:當原磁通量增加時,感應電流的磁場與原磁場方向相反;當原磁通量減少時,兩磁場方向相同.阻礙不等于阻止,其作用是使磁通量增加或減少變慢,但磁通量仍會增加或減少.,知識精要,思考探究,典題例解,一,二,遷移應用,2.楞次定律的應用 (1)一般步驟. 明確閉合回路,確定原磁場方向; 判斷閉合回路內(nèi)原磁場的變化情況; 由楞次定律判斷感應電流的磁場方向; 由安培定則,根據(jù)磁場方向判斷感應電流方向. (2)楞次定律的推廣. 若由于相對運動導致電磁感應現(xiàn)象,則感應電流的效果阻礙該相對運動,簡稱口訣:“來拒去留”. 若電磁感應致使回路的面積有收縮或擴張的趨勢,則收縮或擴張是為了阻礙回路磁通量的變化,即磁通量增加時,面積有收縮趨勢,磁通量減少時,面積有增大趨勢,簡稱口訣:“增縮減擴”.,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應用,楞次定律中的“阻礙”與能量守恒定律統(tǒng)一嗎? 答案：統(tǒng)一.感應電流的磁場“阻礙”原磁通量的變化正是能量守恒的必然要求,如果變?yōu)椤巴苿印贝磐孔兓?則會出現(xiàn)能量越來越大的結(jié)果,違背能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律.,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應用,【例1】如圖所示,一根條形磁鐵自左向右穿過一個閉合螺線管,則電路中( ) (導學號51130003) A.始終有感應電流自a向b流過電流表G B.始終有感應電流自b向a流過電流表G C.先有aGb方向的感應電流,后有bGa方向的感應電流 D.將不會產(chǎn)生感應電流,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應用,點撥：分析條形磁鐵自左向右穿過螺線管時螺線管內(nèi)磁通量的變化: 磁鐵進入螺線管過程,磁通量增大. 磁鐵從螺線管中穿出的過程,磁通量減少. 用楞次定律判斷感應電流方向. 解析：條形磁鐵從左邊進入螺線管的過程中,在螺線管內(nèi)產(chǎn)生的磁場方向向右,穿過螺線管的磁通量不斷增加,根據(jù)楞次定律,感應電流的方向是aGb.條形磁鐵從螺線管中向右穿出的過程中,在螺線管中產(chǎn)生的磁場方向向右,穿過螺線管的磁通量不斷減小,根據(jù)楞次定律,感應電流的方向是bGa,故選項C正確. 答案：C,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應用,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應用,如圖所示,電路EFGH與閉合導體框ABCD處于同一平面內(nèi),且彼此靠近,試判斷當開關(guān)S閉合和斷開瞬間,導體框ABCD中感應電流的方向. 答案：閉合瞬間電流方向是ADCBA 斷開瞬間電流方向是ABCDA,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應用,解析：S閉合瞬間: (1)穿過回路ABCD的磁場是電流I產(chǎn)生的磁場,方向由安培定則判知垂直紙面向外(如圖所示). (2)閉合S瞬間,穿過回路ABCD的原磁場從無到有,故磁通量增大. (3)由楞次定律可知感應電流的磁場方向應和B原相反,即垂直紙面向內(nèi). (4)由安培定則判知導體框ABCD中感應電流的方向是 ADCBA.,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應用,S斷開瞬間: (1)穿過回路ABCD的原磁場仍是電流I產(chǎn)生的磁場,方向由安培定則判知垂直紙面向外. (2)斷開S瞬間,穿過回路ABCD的原磁場從有到無,故磁通量減小. (3)由楞次定律可知感應電流的磁場方向應和B原相同,即垂直紙面向外. (4)由安培定則判知導體框ABCD中感應電流的方向是 ABCDA.,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,二、右手定則的理解和應用 1.對導體運動方向的理解 右手定則中所描述的導體的運動方向,應為導體相對于磁場的運動方向.例如,當閉合電路不動,磁場相對于閉合電路的一部分導體運動時,也可以產(chǎn)生感應電流.,一,二,知識精要,2.楞次定律與右手定則的區(qū)別與聯(lián)系,典題例解,遷移應用,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,【例2】北半球地磁場的豎直分量向下.如右圖所示,在北京某中學實驗室的水平桌面上,放置邊長為L的正方形閉合導體線圈abcd,線圈的ab邊沿南北方向,ad邊沿東西方向.下列說法中正確的是( ) (導學號51130004) A.若使線圈向東平動,則b點的電勢比a點的電勢低 B.若使線圈向北平動,則a點的電勢比b點的電勢低 C.若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn),則線圈中感應電流方向為abcda D.若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn),則線圈中感應電流方向為adcba,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,解析：由右手定則知,若使線圈向東平動,線圈的ab邊和cd邊切割磁感線,c(b)點電勢高于d(a)點電勢,故選項A錯;同理知選項B錯;若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn),穿過線圈平面的磁通量將變小,由楞次定律可判斷線圈中感應電流方向為abcda,選項C對,選項D錯. 答案：C,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,(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(guān)于導體棒MN中感應電流方向和它所受安培力的方向及M、N點電勢高低的說法正確的是( ) (導學號51130005) A.感應電流方向是NM B.感應電流方向是MN C.安培力水平向左 D.M端電勢高于N端的電勢,一,二,知識精要,典題例解,遷移應用,答案：ACD 解析：磁場方向向下,棒向右運動,由右手定則知棒中感應電流方向是NM,選項A正確,選項B錯誤.由左手定則知棒受安培力方向向左,選項C正確.因切割磁感線的導體棒MN為電源,電源內(nèi)部電流方向為電勢升高方向,則M端電勢高于N端電勢,選項D正確.,知識鏈接,案例探究,知識鏈接,案例探究,規(guī)律方法:用楞次定律的推廣含義解決感應電流的磁場問題 1.通過阻礙相對運動來阻礙磁通量變化 當磁體靠近或遠離某閉合導體回路時,回路通過與磁體同向的運動來阻礙磁通量變化;當閉合回路的部分導體運動引起磁通量變化時,則另一部分導體與產(chǎn)生感應電流的導體同向運動或有同向運動趨勢.此處的同向,指的是方向相同或大致相同,具體方向需根據(jù)受力判斷.,知識鏈接,案例探究,知識鏈接,案例探究,如圖所示,光滑導軌L1、L2水平地固定在豎直向上的勻強磁場中,A、B兩導體棒放置在導軌上,并與L1、L2接觸良好,現(xiàn)對導體棒B進行如下一些操作,則下列對應導體棒A的運動情況中錯誤的是( ) A.導體棒B向右運動時,導體棒A受到向右的力而向右運動 B.導體棒B向左運動時,導體棒A受到向左的力而向左運動 C.導體棒B運動得越快,導體棒A的加速度越大 D.導體棒B(設導體棒B足夠長)順時針方向轉(zhuǎn)動時,導體棒A也順時針方向轉(zhuǎn)動,知識鏈接,案例探究,知識鏈接,案例探究,點撥： 解析：當導體棒B向右運動時,由右手定則可以判斷導體棒B中感應電流的方向為由L1指向L2,導體棒A中的感應電流方向為由L2指向L1,如圖所示.由左手定則知,導體棒A受到向右的安培力而使其向右做加速直線運動,導體棒B受到向左的安培力而阻礙導體棒B向右運動,故選項A正確.同理可知,選項B、C正確.當導體棒B順時針方向轉(zhuǎn)動時,A、B兩導體棒中感應電流的方向與上圖相同,導體棒A仍受到向右的安培力,導體棒A向右做加速直線運動,而不是轉(zhuǎn)動,故選項D不正確.,答案：D,知識鏈接,案例探究,知識鏈接,案例探究,2.通過改變線圈面積來“反抗”磁通量變化 電磁感應致使回路面積有變化趨勢時,則收縮或擴張是為了阻礙回路原磁通量的變化,即磁通量增大時,面積有收縮趨勢,磁通量減少時,面積有增大趨勢.,知識鏈接,案例探究,知識鏈接,案例探究,如圖所示,三個金屬環(huán)用細線懸掛,與螺線管都垂直且C在螺線管上方正中位置,當滑片P向左滑時,分析A、B、C環(huán)的運動情況. 點撥：由滑片P的滑動情況判斷螺線管產(chǎn)生磁場的變化情況,從而得到各環(huán)中的磁通量變化情況,然后由楞次定律的推廣含義判斷各環(huán)的運動情況。,知識鏈接,案例探究,知識鏈接,案例探究,解析：當滑片P向左滑時,電路中的電阻變大,電流變小,穿過三個線圈的磁通量都減小,則環(huán)將通過向磁場較強的位置運動來阻礙磁通量的減小,故A右擺、B左擺。而C在磁場中有向下的運動趨勢,因C是用細線懸掛,故C靜止不動。 答案：A右擺、B左擺、C靜止不動,