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物理選修3-2 第四章,第3節(jié) 楞次定律 ----判斷感應(yīng)電流的方向,1,一、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：,復(fù)習(xí)鞏固,2,復(fù)習(xí)提問,試判斷下圖螺線管內(nèi)部的磁感線方向。,判斷方法：安培定則(右手螺旋定則),安培定則:用右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向跟電流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部磁感線的方向。,N,S,,,3,一、導(dǎo)體棒切割磁感線時(shí)產(chǎn)生電流的方向,,4,探究一 導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流方向的判定,5,右手定則,1、內(nèi)容：將右手手掌伸平，使大拇指與其余并攏的四指垂直，并與手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線從手心穿入，大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，這時(shí)四指的指向就是感應(yīng)電流的方向。,2、適用范圍:閉合電路一部分導(dǎo)體 切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流。,6,課堂練習(xí),1.兩根相互平行的金屬導(dǎo)軌水平放置于如圖所示的勻強(qiáng)磁場 中，在導(dǎo)軌上接觸良好的導(dǎo)體棒AB和CD可以自由滑動(dòng)．當(dāng)AB在外力F作用下向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法中正確的是( ) A．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過，方向是D→C B．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過，方向是C→D C．磁場對導(dǎo)體棒CD的作用力向左 D．磁場對導(dǎo)體棒AB的作用力向左,BD,7,二、磁鐵在螺線管中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向,8,猜想與假設(shè)： 你認(rèn)為感應(yīng)電流的方向可能與哪些因素有關(guān)?,探究目標(biāo),1、感應(yīng)電流的方向與原磁場的方向有什么關(guān)系? 2、感應(yīng)電流的方向與磁通量的變化有什么關(guān)系?,9,上面的實(shí)驗(yàn)用簡單的圖表示為：,試一試：根據(jù)圖示分析，概括出感應(yīng)電流的方向與磁通量變化的關(guān)系嗎?,分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,10,示意圖,,,,,感應(yīng)電流的磁場方向,,,,,感應(yīng)電流方向(俯視）,,,,,線圈中磁通量的變化,,,,,線圈中磁場的方向,S 極拔出,S 極插入,N 極拔出,N 極插入,,,,,,,,,,,,,,,向下,減小,順時(shí)針,向下,向上,向上,減小,順時(shí)針,逆時(shí)針,向下,向上,,增加,,向下,增加,逆時(shí)針,向上,原磁場方向,原磁場磁通量的變化,11,結(jié)論,①當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁通量（原磁通量）增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場就與原磁場方向相反； ②當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁通量（原磁通量）減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場就與原磁場方向相同。,12,B感,Φ原,增,減,與 B原,與 B原,,,阻礙,變化,反,同,13,1、內(nèi)容：感應(yīng)電流具有這樣的方向：,感應(yīng)電流的磁場,總要,阻礙,引起感應(yīng)電流的,磁通量的變化,“增反減同”,二、楞次定律：,14,,楞次(1804～1865)俄國物理學(xué)家和地球物理學(xué)家.16歲時(shí)以優(yōu)異成績從中學(xué)畢業(yè)后進(jìn)入大學(xué),26歲當(dāng)選為俄國科學(xué)院候補(bǔ)院士,30歲時(shí)升為正式院士,并被其他院士推選為圣彼得堡大學(xué)第一任校長.,,學(xué)生中的“物理學(xué)家” 楞次在中學(xué)時(shí)期就酷愛物理學(xué)，成績突出。1820年他以優(yōu)異成績考入杰普特大學(xué)，學(xué)習(xí)自然科學(xué)。1823年他還在三年級讀書，就因?yàn)槲锢沓煽儍?yōu)秀被校方選中，以物理學(xué)家的身份參加了環(huán)球考察。1828年2月16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)院研究生。,楞次,15,2、理解“阻礙” ：,誰起阻礙作用?,阻礙什么?,（1）阻礙不是相反；（2）阻礙不是阻止；,如何阻礙?,感應(yīng)電流的磁場,引起感應(yīng)電流的磁通量的變化（原磁通的變化）,“增反減同”,延緩原磁通量的變化變慢,結(jié)果如何?,16,3、從相對運(yùn)動(dòng)的角度認(rèn)識(shí)楞次定律,在下面四個(gè)圖中標(biāo)出線圈上的N、S極,N,S,N,N,N,S,S,S,移近時(shí),斥力,阻礙相互靠近,移去時(shí),引力,阻礙相互遠(yuǎn)離,感應(yīng)電流的效果總是阻礙導(dǎo)體和引起感應(yīng)電流的磁體間的相對運(yùn)動(dòng),楞次定律表述二：,來“拒”去“留”,17,二、楞次定律的應(yīng)用,18,思考問題：當(dāng)閉合導(dǎo)體的一部分做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，能否用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向?,1、研究的閉合回路：,3、閉合電路內(nèi)原磁通量的變化情況：,4、感應(yīng)電流的磁場方向：,5、導(dǎo)體棒AB中的感應(yīng)電流方向：,ABEF,增大,向外,2、閉合回路內(nèi)原磁場的方向：,向里,? ? ? ? ? ? ? ? ?,增反減同,安培定則,19,明 確 研 究 對 象,楞次定律,感應(yīng)電流 磁場方向,感應(yīng)電 流方向,,,,楞次定律的應(yīng)用步驟,安培定則,增反減同,20,1. 判斷原磁場B0的方向， （一方向） 2.確定B0的磁通量的變化， （增加、減少）（二變化） 3.由楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場 B感方向(增反、減同) （三阻礙） 4.用安培定則判斷感應(yīng)電流的方向。 （四一抓）,,楞次定律的應(yīng)用步驟：,21,例1：法拉第最初發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)如圖所示，軟鐵環(huán)上繞有A、B兩個(gè)線圈，當(dāng)A線圈電路中的開關(guān)斷開的瞬間，線圈B中的感應(yīng)電流沿什么方向?,22,B原,同向,I感,安培定則,增反減同,23,例2：如圖所示,在長直載流導(dǎo)線附近有一個(gè)矩形線圈ABCD,線圈與導(dǎo)線始終在同一個(gè)平面內(nèi)。已知線圈在導(dǎo)線的右側(cè)平移時(shí),其中產(chǎn)生了A→B→C→D→A方向的電流。 請判斷：線圈在向哪個(gè)方向移動(dòng)?,解析：,研究對象——矩形線圈,已知感應(yīng)電流的磁場方向：,,原磁通量變化:,故此可知，線圈是向左移動(dòng)的！,原磁場的方向：,向里,向外,增大,增反減同,,24,楞次定律的幾種表述方式 表述一：感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。（即增“反”減“同”）,鞏固練習(xí)1、2、3,25,1、如圖所示，一水平放置的圓形通電線圈I固定，有另一個(gè)較小的線圈II從正上方下落，在下落過程中線圈II的平面保持與線圈I的平面平行且兩圓心同在一豎直線上，則線圈II從正上方下落到穿過線圈I直至在下方運(yùn)動(dòng)的過程中，從上往下看線圈II：( ) (A)無感應(yīng)電流； (B)有順時(shí)針方向的感應(yīng)電流； (C)有先順時(shí)針后逆時(shí)針的感應(yīng)電流； (D)有先逆時(shí)針后順時(shí)針的感應(yīng)電流。,C,26,2、導(dǎo)線框abcd與直導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線中通有恒定電流I，當(dāng)線框自左向右勻速通過直導(dǎo)線的過程中，線框中感應(yīng)電流如何流動(dòng)？,解：畫出磁場的分布情況如圖示：,開始運(yùn)動(dòng)到A位置，向外的磁通量增加，I 的方向?yàn)轫槙r(shí)針；,當(dāng)dc邊進(jìn)入直導(dǎo)線右側(cè)，直到線框在正中間位置B時(shí)，向外的磁通量減少到0，I 的方向?yàn)槟鏁r(shí)針；,接著運(yùn)動(dòng)到C，向里的磁通量增加，I 的方向?yàn)槟鏁r(shí)針；,ab邊離開直導(dǎo)線后，向里的磁通量減少，I 的方向?yàn)轫槙r(shí)針。,所以，感應(yīng)電流的方向先是順時(shí)針，接著為逆時(shí)針，然后又為順時(shí)針。,27,3、在同一鐵芯上繞著兩個(gè)線圈，單刀雙擲開關(guān)原來接在點(diǎn)1，現(xiàn)把它從1扳向2，試判斷在此過程中，在電阻R上的電流方向是：(如圖所示) ( ) (A) 先由P?Q，再由Q?P； (B) 先由Q?P，再由P?Q； (C) 始終由Q?P； (D) 始終由P?Q。,C,28,表述二： 感應(yīng)電流總要阻礙導(dǎo)體和磁體間的相對運(yùn)動(dòng)。（即來“拒”去“留”）,鞏固練習(xí)4、5、6、7,29,4、如圖示，一閉合的銅環(huán)從靜止開始由高處下落通過條形磁鐵后繼續(xù)下落，空氣阻力不計(jì)，則在圓環(huán)的運(yùn)動(dòng)過程中，下列說法正確的是：（ ） A.圓環(huán)在磁鐵的上方時(shí)，加速度小于g，在下方時(shí)大于g B.圓環(huán)在磁鐵的上方時(shí)，加速度小于g，在下方時(shí)也小于g C.圓環(huán)在磁鐵的上方時(shí)，加速度小于g，在下方時(shí)等于g D.圓環(huán)在磁鐵的上方時(shí)，加速度大于g，在下方時(shí)小于g,B,30,5、如圖所示，兩個(gè)相同的鋁環(huán)套在一根無限長的光滑桿上，將一條形磁鐵向左插入鋁環(huán)(未穿出)的過程中，兩環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是：( ) (A)同時(shí)向左運(yùn)動(dòng)，距離增大； (B)同時(shí)向左運(yùn)動(dòng)，距離不變； (C)同時(shí)向左運(yùn)動(dòng)，距離變?。?(D)同時(shí)向右運(yùn)動(dòng)，距離增大。,C,31,課堂練習(xí),6、兩根相互平行的金屬導(dǎo)軌水平放置于如圖所示的勻強(qiáng)磁場 中，在導(dǎo)軌上接觸良好的導(dǎo)體棒AB和CD可以自由滑動(dòng)．當(dāng)AB在外力F作用下向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法中正確的是( ) A．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過，方向是D→C B．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過，方向是C→D C．磁場對導(dǎo)體棒CD的作用力向左 D．磁場對導(dǎo)體棒AB的作用力向左,BD,32,右手定則與左手定則的比較,33,7、如圖2—1所示，光滑固定導(dǎo)體軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放于導(dǎo)軌上，形成一個(gè)閉合路，當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時(shí)（不考慮導(dǎo)體棒間的磁場力） （ ） A．P、Q將互相靠攏 B．P、Q相互相遠(yuǎn)離 C．磁鐵的加速度仍為g D．磁鐵的加速度小于g,,,,,,,M,N,P,Q,N,AD,34,三、教材課后練習(xí),35,（教科書：P13---1）,,１、原磁場的方向：,２、原磁通量變化情況：,３、感應(yīng)電流的磁場方向：,４、感應(yīng)電流的方向：,向左,增加,向右,,36,（教科書：P13---2） 2、如圖，導(dǎo)線AB和CD互相平行，試確定在閉合和斷開開關(guān)S時(shí)導(dǎo)線CD中感應(yīng)電流的方向。,· · · ·,,,,,,,,,,,,,,,,× × ×,,,,,,G,,閉合時(shí)：D—C,斷開時(shí)：C—D,37,（教科書：P13---3） 3、在圖中CDEF是金屬框，當(dāng)導(dǎo)體AB向右移動(dòng)時(shí)，請用楞次定律判斷ABCD和ABFE兩個(gè)電路中感應(yīng)電流的方向。我們能不能用這兩個(gè)電路中的任一個(gè)來判定導(dǎo)體AB中感應(yīng)電流的方向？,ABCD中感應(yīng)電流方向：A→B→C→D→A,ABFE中感應(yīng)電流方向：A→B→F→E→A,AB中感應(yīng)電流方向：A→B,38,（教科書：P13---4） 4、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，分析下落過程中圓環(huán)中的電流方向。,（,39,4、一水平放置的矩形閉合線圈abcd，在細(xì)長磁鐵的N極附近豎直下落，由圖示位置Ⅰ經(jīng)過位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和位置Ⅲ都很靠近位置Ⅱ ．在這個(gè)過程中，線圈中感應(yīng)電流：（ ） A.始終沿abcd流動(dòng) B.始終沿dcba流動(dòng) C.從Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流動(dòng)， 從Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流動(dòng) D.從Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流動(dòng)， 從Ⅱ到Ⅲ是 沿 abcd 流動(dòng),A,40,（教科書：P13---5） 5、如圖,M、N是套在同一鐵芯上的兩個(gè)線圈,M線圈與電池、電鍵、變阻器相連,N線圈與R’連成一閉合電路.當(dāng)電鍵合上后,將圖中變阻器R的滑片向左端滑動(dòng)的過程中,流過電阻R’的感應(yīng)電流什么方向?,41,（教科書：P14--6） 6、如圖所示，A、B是兩個(gè)很輕的鋁環(huán)。橫梁可以繞中間的支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。環(huán)A是閉合的，環(huán)B是斷開的，用磁鐵的任一極去接近A環(huán)，會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？把磁鐵從A環(huán)移開，會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？磁極移近或遠(yuǎn)離B環(huán)，又會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？,N,S,42,例與練5,法拉第的圓盤發(fā)電機(jī),43,“來拒去留”,44,45,1、楞次定律的內(nèi)容：,從磁通量變化看：,感應(yīng)電流的磁場總要阻礙原磁通量的變化,從相對運(yùn)動(dòng)看：,感應(yīng)電流總要阻礙相對運(yùn)動(dòng),課堂小結(jié),46,φ原變化,,I感,B感,,,產(chǎn)生,阻礙,產(chǎn)生,3、楞次定律中“阻礙”的含意：,不是相反、不是阻止?？衫斫鉃椋?“結(jié)果”反抗“原因”,2、楞次定律中的因果關(guān)系：,增反減同,來拒去留,增縮減擴(kuò),47,,,,,,,,,如何判定 I 方向,楞次定律,相對運(yùn)動(dòng),增反減同,來拒去留,磁通量變化,能量守恒,,,,,,,,,,,48,