1、3 楞次定律,一、楞次定律 1.内容: 感应电流具有这样的方向,感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 2.适用情况:所有电磁感应现象。 二、右手定则 1.内容 伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。 2.适用范围 适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。,自我检测 1.正误判断。 (1)感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反。 ( ) 解析:原磁场引起回路磁通量增加时,感应电流磁场与原磁场方向相反,原磁场引起磁通量减少时,两磁场方向相同。 答案: (
2、2)电路不闭合,穿过回路的磁通量变化时,也会产生“阻碍”作用。 ( ) 解析:回路中的“阻碍”是由感应电流的磁场产生的,若回路不闭合,就无感应电流,因此不会产生阻碍作用。 答案:,(3)引起感应电流的磁场变化很快时,感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相反。 ( ) 解析:感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场变化的快慢无关。 答案: (4)感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化。 ( ) 解析:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 答案:,2.(多选)如图是验证楞次定律实验的示意图,竖直放置的线圈固定不动,将磁铁从线圈上方插入或拔出,线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流
3、,各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况,其中表示正确的是( ),解析:先根据楞次定律“来拒去留”判断线圈的N极和S极,A中线圈上端为N极,B中线圈上端为N极,C中线圈上端为S极,D中线圈上端为S极,再根据安培定则确定感应电流的方向,A、B错误,C、D正确。 答案:CD,3.(多选)磁场垂直穿过一个圆形线圈,由于磁场的变化,在线圈中产生顺时针方向的感应电流,如图所示,则以下说法正确的是( )A.若磁场方向垂直线圈向里,则此磁场的磁感应强度是在增强 B.若磁场方向垂直线圈向里,则此磁场的磁感应强度是在减弱 C.若磁场方向垂直线圈向外,则此磁场的磁感
4、应强度是在增强 D.若磁场方向垂直线圈向外,则此磁场的磁感应强度是在减弱,解析:所产生的感应电流为顺时针方向,由安培定则知感应电流的磁场垂直线圈向里,由楞次定律中的“增反减同”可知,可能是方向垂直线圈向里的磁场正在减弱或是方向垂直线圈向外的磁场正在增强,故B、C正确。 答案:BC,探究一,探究二,楞次定律 问题探究 根据如图甲、乙、丙、丁所示进行电路图连接与实验操作,并填好实验现象记录表格。,探究一,探究二,探究一,探究二,(1)请根据上表所填内容分析,感应电流的磁场方向是否总是与原磁场方向相反或相同?什么时候相反?什么时候相同?感应电流的磁场对原磁场磁通量变化有何影响? (2)分析当磁铁靠近
5、或远离线圈时两者的相互作用有什么规律? 要点提示:(1)不一定,有时相反,有时相同;闭合回路中原磁场的磁通量增加时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反;闭合回路中原磁场的磁通量减少时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同;感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化。 (2)当条形磁铁插入时,磁铁与线圈的磁极是同名磁极相对;当条形磁铁拔出时,磁铁与线圈的磁极是异名磁极相对。即:两者靠近时,相互排斥;两者远离时,相互吸引。感应电流总要阻碍原磁场的相对运动。,探究一,探究二,知识归纳 1.楞次定律 (1)内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 (2)简
6、化表述:原磁场磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场方向相反,原磁场磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场方向相同。 (3)适用情况:所有电磁感应现象。,探究一,探究二,2.对楞次定律的理解 (1)因果关系:楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系,原磁场磁通量发生变化是原因,产生感应电流是结果,原因产生结果,结果反过来影响原因。 (2)对“阻碍”的理解,探究一,探究二,“阻碍”不是“阻止”。引起感应电流的磁场仍然变化了,是阻而未止。“阻碍”并不意味着“相反”,当原磁场磁通量减少时,“阻碍”意味着“相同”。,探究一,探究二,典例剖析 【例题1】1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上,A线圈与电源、
7、滑动变阻器R组成一个回路,B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路,如图所示。通过多次实验,法拉第终于总结出产生感应电流的条件。关于该实验,下列说法正确的是 ( ),A.闭合开关S的瞬间,电流表G中有ab的感应电流 B.闭合开关S的瞬间,电流表G中有ba的感应电流 C.闭合开关S后,在增大电阻R的过程中,电流表G中有ab的感应电流 D.闭合开关S后,在增大电阻R的过程中,电流表G中有ba的感应电流,探究一,探究二,解析:在滑片不动的情况下,A线圈中通过的是恒定电流,产生的磁场是恒定的,所以B线圈中不产生感应电流,所以选项A、B错误;在滑片移动增大电阻R的过程中,A线圈中通过的是逐渐减弱的电流,即
8、线圈B处于逐渐减弱的磁场中,由安培定则和楞次定律可判断得知,电流表中的电流从ba,故选项C错误,D正确。 答案:D应用楞次定律判断感应电流方向的步骤,探究一,探究二,变式训练1(多选)如图所示,通电直导线L和平行直导线放置的闭合导体框abcd,当通电导线L运动时,以下说法正确的是( )A.当导线L向左平移时,导体框abcd中感应电流的方向为abcda B.当导线L向左平移时,导体框abcd中感应电流的方向为adcba C.当导线L向右平移时(未到达ad),导体框abcd中感应电流的方向为abcda D.当导线L向右平移时(未到达ad),导体框abcd中感应电流的方向为adcba,探究一,探究二
9、,解析:当导线L向左平移时,闭合导体框abcd中磁场减弱,磁通量减少,abcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍磁通量的减少,由于导线L在abcd中磁场方向垂直纸面向里,所以abcd中感应电流的磁场方向应为垂直纸面向里,由安培定则可知感应电流的方向为abcda,选项A正确;当导线L向右平移时,闭合电路abcd中磁场增强,磁通量增加,abcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍原磁通量的增加,可知感应电流的磁场为垂直纸面向外,再由安培定则可知感应电流的方向为adcba,选项D正确。 答案:AD,探究一,探究二,右手定则 问题探究 在下图中,假定导体棒AB向右运动。1.我们研究的是哪个闭合电路? 2.当
10、导体棒AB向右运动时,穿过这个闭合电路的磁通量是增大还是减小? 3.感应电流的磁场应该是沿哪个方向的? 4.导体棒AB中的感应电流是沿哪个方向的? 要点提示:1.ABEF 2.增大 3.垂直纸面向外 4.AB,探究一,探究二,知识归纳 1.右手定则:伸开右手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时四指所指的方向就是感应电流的方向。 2.当切割磁感线时四指的指向就是感应电流的方向,即感应电动势的方向(注意等效电源内部感应电流方向由负极指向正极)。,探究一,探究二,3.楞次定律与右手定则的区别及联系,探究一,探究二,典例剖析 【例
11、题2】 下图表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景,其中能产生由a到b的感应电流的是( ),探究一,探究二,解析:由右手定则判知,A中感应电流方向为ab,B、C、D中均为ba。 答案:A,探究一,探究二,变式训练2(多选)如图所示,光滑平行金属导轨PP和QQ都处于同一水平面内,P和Q之间连接一电阻R,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现垂直于导轨放置一根导体棒MN,用一水平向右的力F拉动导体棒MN,以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是( ) A.感应电流方向是NM B.感应电流方向是MN C.安培力水平向左 D.安培力水平向右 解析:由右手定
12、则知,MN中感应电流方向是NM,A正确;再由左手定则可知,MN所受安培力方向垂直导体棒水平向左,C正确。故选A、C。 答案:AC,1,2,3,4,1.根据楞次定律可知感应电流的磁场一定是( ) A.阻碍引起感应电流的磁通量 B.与引起感应电流的磁场反向 C.阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D.与引起感应电流的磁场方向相同 解析:根据楞次定律,感应电流的磁场阻碍的是引起它的磁通量的变化,而不是引起它的磁通量。分析易知A、B、D项错误,C项正确。 答案:C,1,2,3,4,2.(多选)某同学用如图所示的实验装置探究电磁感应现象,该同学第一步探究出,当有电流从电流计的正极流入时,指针向右偏转。接下来
13、该同学进行了一系列的操作,则下列关于操作中电流计指针偏转的描述正确的有( )A.当把磁铁N极向下插入线圈时,电流计指针向左偏转 B.当把磁铁S极向下插入线圈时,电流计指针向左偏转 C.保持磁铁在线圈中静止,电流计指针不发生偏转 D.将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动,电流计向左偏转,1,2,3,4,解析:当把磁铁N极向下插入线圈时,穿过线圈的磁场方向向下,磁通量增加,由楞次定律可知,感应电流从负极流入,电流计指针向左偏,故A正确;当把磁铁S极向下插入线圈时,穿过线圈的磁场方向向上,磁通量增加,由楞次定律可知,感应电流从正极流入,电流计指针向右偏转,故B错误;保持磁铁在线圈中静止,穿过线圈的磁通
14、量不变,不产生感应电流,电流计指针不发生偏转,故C正确;将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动,穿过线圈的磁通量不变,不产生感应电流,电流计指针不偏转,故D错误。 答案:AC,1,2,3,4,3.如图所示,A、B都是很轻的铝环,分别吊在绝缘细杆的两端,杆可绕竖直轴在水平面内转动,环A是闭合的,环B是断开的。若用磁铁分别靠近这两个圆环,则下列说法正确的是( )A.图中磁铁N极接近A环时,A环被吸引,而后被推开 B.图中磁铁N极远离A环时,A环被排斥,而后随磁铁运动 C.用磁铁N极接近B环时,B环被排斥,远离磁铁运动 D.用磁铁的任意一磁极接近A环时,A环均被排斥,1,2,3,4,解析:用磁铁的任意一
15、磁极接近A环,A环被排斥;远离 A环,A环被吸引。接近或远离B环,则B环无任何反应。因为在磁铁的任意一磁极接近或远离A环时,由于A环闭合,环中产生了感应电流,阻碍磁极和A环间的相对运动;而B环不闭合,无感应电流产生。 答案:D,1,2,3,4,4.(多选)如图是某电磁冲击钻的原理图,若突然发现钻头M向右运动,则可能是( )A.开关S闭合瞬间 B.开关S由闭合到断开的瞬间 C.开关S已经是闭合的,滑动变阻器滑片P向左迅速滑动 D.开关S已经是闭合的,滑动变阻器滑片P向右迅速滑动 解析:当开关突然闭合时,左线圈上有了电流,产生磁场,而对于右线圈来说,磁通量增加,产生感应电流,使钻头M向右运动,同理可知,开关由闭合到断开瞬间,钻头M向左运动,故A项正确,B项错误;当开关S已经闭合时,只有左侧线圈电流增大才会导致钻头M向右运动,故C项正确,D项错误。 答案:AC,
