2018版高中物理 第2章 楞次定律和自感現(xiàn)象 2.1 感應(yīng)電流的方向課件 魯科版選修3-2.ppt

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第2章——,楞次定律和自感現(xiàn)象,第1講感應(yīng)電流的方向,目標(biāo)定位,1.理解楞次定律的內(nèi)容，應(yīng)用楞次定律判定感應(yīng)電流的方向.2.通過實(shí)驗(yàn)，感受楞次定律的實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)過程，逐漸培養(yǎng)自己的觀察實(shí)驗(yàn)、分析、歸納、總結(jié)物理規(guī)律的能力.3.掌握右手定則，知道右手定則實(shí)際上是楞次定律的一種表現(xiàn)形式．,一、探究感應(yīng)電流的方向1．實(shí)驗(yàn)探究如圖1(a)所示，將螺線管與電流表組成閉合回路，分別將N極、S極插入、抽出線圈，記錄感應(yīng)電流方向如下，如圖1(b)所示,圖1,2.分析,向下,向下,向上,向上,減小,增大,減小,增大,向上,向下,向下,向上,相同,相反,相同,相反,想一想比較甲、丙兩種情況說明什么？比較乙、丁兩種情況說明什么？什么情況下感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場的方向相反？什么情況下相同？答案甲、丙兩種情況下，磁通量都增大，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反；乙、丁兩種情況下，磁通量都減小，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同.,二、楞次定律當(dāng)線圈內(nèi)磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向，阻礙磁通量的；當(dāng)線圈內(nèi)磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向，阻礙磁通量的.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感應(yīng)電流的磁通量的.,相反,增加,相同,減少,阻礙,變化,三、右手定則1.使用范圍：判定導(dǎo)線時(shí)感應(yīng)電流的方向.2.使用方法：伸出右手，使拇指與其余四個(gè)手指，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從進(jìn)入，并使拇指指向的方向，這時(shí)所指的方向就是感應(yīng)電流的方向.,切割磁感線運(yùn)動(dòng),垂直,掌心,導(dǎo)線運(yùn)動(dòng),四指,一、楞次定律中阻礙的含義,1．因果關(guān)系閉合導(dǎo)體回路中原磁通量的變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因，而感應(yīng)電流的磁場的出現(xiàn)是感應(yīng)電流存在的結(jié)果．,2．對“阻礙”的理解,3．“阻礙”的表現(xiàn)形式(1)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(增反減同)．(2)由于相對運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，感應(yīng)電流的效果是阻礙相對運(yùn)動(dòng)(來拒去留)．(3)電磁感應(yīng)致使回路面積有變化趨勢時(shí)，則面積收縮或擴(kuò)張是為了阻礙回路磁通量的變化(增縮減擴(kuò))．,例1如圖2所示，磁場垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度在豎直方向均勻分布，水平方向非均勻分布．一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點(diǎn)，將圓環(huán)拉至位置a后無初速度釋放，在圓環(huán)從a擺向b的過程中(),A．感應(yīng)電流方向先逆時(shí)針后順時(shí)針再逆時(shí)針B．感應(yīng)電流方向一直是逆時(shí)針C．感應(yīng)電流方向先順時(shí)針后逆時(shí)針再順時(shí)針D．感應(yīng)電流方向一直是順時(shí)針,答案A,二、楞次定律的應(yīng)用,例2如圖3所示，一對大磁極，中間處可視為勻強(qiáng)磁場，上、下邊緣處為非勻強(qiáng)磁場，一矩形導(dǎo)線框abcd保持水平，從兩磁極間中心上方某處開始下落，并穿過磁場，則(),圖3,A．線框中有感應(yīng)電流，方向是先沿a→b→c→d→a方向后沿d→c→b→a→d方向B．線框中有感應(yīng)電流，方向是先沿d→c→b→a→d方向后沿a→b→c→d→a方向C．受磁場的作用，線框要發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)D．線框中始終沒有感應(yīng)電流,針對訓(xùn)練1某磁場磁感線如圖4所示，有一銅線圈自圖示A處落至B處，在下落過程中，自上向下看，線圈中感應(yīng)電流的方向是()A.始終順時(shí)針B.始終逆時(shí)針C.先順時(shí)針再逆時(shí)針D.先逆時(shí)針再順時(shí)針,圖4,解析自A落至圖示位置時(shí)，穿過線圈的磁通量增加，磁場方向向上，則感應(yīng)電流的磁場方向與之相反，即向下，故可由安培定則判斷線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針；自圖示位置落至B點(diǎn)時(shí)，穿過線圈的磁通量減少，磁場方向向上，則感應(yīng)電流的磁場方向與之相同，即向上，故可由安培定則判斷線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針，選C.答案C,三、右手定則的應(yīng)用1.導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流是磁通量發(fā)生變化產(chǎn)生感應(yīng)電流的特例，所以右手定則是楞次定律的特例.(1)楞次定律研究對象是整個(gè)回路，適用于各種電磁感應(yīng)現(xiàn)象，對于磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便.(2)右手定則研究對象是閉合電路的部分導(dǎo)體，只適用于導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況.2.當(dāng)切割磁感線時(shí)四指的指向就是感應(yīng)電流的方向，即感應(yīng)電動(dòng)勢的方向(在等效電源的內(nèi)部從負(fù)極指向正極).,例3下圖表示閉合電路中的一部分導(dǎo)體ab在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情景，其中能產(chǎn)生由a到b的感應(yīng)電流的是(),解析由右手定則判知，A中感應(yīng)電流方向a→b，C、D中均為b→a.B中感應(yīng)電流產(chǎn)生由b→a，所以選A.,A,針對訓(xùn)練2如圖5所示，一個(gè)有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外，一個(gè)矩形閉合導(dǎo)線框abcd，沿紙面由位置1(左)勻速運(yùn)動(dòng)到位置2(右)，則()A.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時(shí)，感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→b→c→d→aB.導(dǎo)線框離開磁場時(shí)，感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→aC.導(dǎo)線框離開磁場時(shí)，受到的安培力方向水平向右D.導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時(shí)，受到的安培力方向水平向左,圖5,解析根據(jù)右手定則可知導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時(shí)，感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→d→c→b→a，離開磁場時(shí)感應(yīng)電流為a→b→c→d→a，所以A、B均錯(cuò)誤；再根據(jù)左手定則知，C錯(cuò)誤，D正確.答案D,楞次定律的應(yīng)用1．如圖6所示，一根條形磁鐵自左向右穿過一個(gè)閉合螺線管，則流過靈敏電流計(jì)的感應(yīng)電流方向是()A．始終由a流向bB．始終由b流向aC．先由a流向b，再由b流向aD．先由b流向a，再由a流向b,圖6,解析條形磁鐵從左向右進(jìn)入螺線管的過程中，原磁場方向向左，且磁通量在增加，由楞次定律知，感應(yīng)磁場方向向右，由安培定則，知感應(yīng)電流的方向?yàn)閎→電流計(jì)→a；條形磁鐵從螺線管右側(cè)穿出的過程中，原磁場方向向左，且磁通量在減少，由楞次定律知，感應(yīng)磁場方向向左，由安培定則，知感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→電流計(jì)→b，D項(xiàng)正確，A、B、C項(xiàng)錯(cuò)誤．答案D,2.(2016北京西城月考)如圖所示，一個(gè)閉合導(dǎo)體圓環(huán)固定在水平桌面上，一根條形磁鐵沿圓環(huán)的軸線運(yùn)動(dòng)，使圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生了感應(yīng)電流．下列四幅圖中，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向與條形磁鐵的運(yùn)動(dòng)情況相吻合(),D項(xiàng)中N極下降，穿過圓環(huán)的原磁場方向向下，在磁鐵靠近圓環(huán)時(shí)，穿過圓環(huán)的磁通量增大，由楞次定律知，從上向下看，圓環(huán)中的感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向，D項(xiàng)正確．答案D,右手定則的應(yīng)用3.如圖7所示，勻強(qiáng)磁場與圓形導(dǎo)體環(huán)平面垂直，導(dǎo)體ef與環(huán)接觸良好，當(dāng)ef向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)()A.圓環(huán)中磁通量不變，環(huán)上無感應(yīng)電流產(chǎn)生B.整個(gè)環(huán)中有順時(shí)針方向的電流C.整個(gè)環(huán)中有逆時(shí)針方向的電流D.環(huán)的右側(cè)有逆時(shí)針方向的電流，環(huán)的左側(cè)有順時(shí)針方向的電流,圖7,解析由右手定則知ef上的電流由e→f，故環(huán)的右側(cè)的電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，環(huán)的左側(cè)的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，選D.答案D,4.如圖8所示，光滑平行金屬導(dǎo)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(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，現(xiàn)在垂直于導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒MN，用一水平向右的力F拉動(dòng)導(dǎo)體棒MN，以下關(guān)于導(dǎo)體棒MN中感應(yīng)電流方向和它所受安培力的方向的說法正確的是()A.感應(yīng)電流方向是N→MB.感應(yīng)電流方向是M→NC.安培力水平向左D.安培力水平向右,圖8,解析方法1：由右手定則易知，MN中感應(yīng)電流方向是N→M，再由左手定則可判知，MN所受安培力方向垂直棒水平向左.方法2：由楞次定律知，本題中感應(yīng)電流是由于MN相對于磁場向右運(yùn)動(dòng)引起的，則安培力必然阻礙這種相對運(yùn)動(dòng)，由安培力方向既垂直于電流方向又垂直于磁場方向可判知，MN所受安培力方向必然垂直于MN水平向左，再由左手定則，容易判斷出感應(yīng)電流的方向是N→M.故選A、C.答案AC,