1、1.培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力2理解并掌握楞次定律的内容(重点)3能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向,培养学生应用物理规律解决实际问题的能力(难点)4能利用右手定则判断导体切割磁感线时产生的感应电流的方向目目标导标导航航新 知 初 探自 主 学 习一、探究感应电流的方向1.实验探究:如图所示,将条形磁铁的一极(N极或S极)靠近悬挂的铝环时,铝环将被_,说明铝环跟磁铁之间存在_作用;当磁铁离开铝环时,铝环将被_,说明铝环跟磁铁之间存在_作用排斥斥力吸引引力2.分析论证:实验表明,当磁铁靠近或远离铝环时,铝环中_发生变化铝环中产生_,排斥力和吸引力说明了铝环中的感应
2、电流的_不同磁通量感应电流方向想一想实验中若选用铁环,实验还能成功吗?铝环中的电流方向是怎样判断的?提示:不能成功将铝环中的环形电流的磁场等效为小磁针的磁场二、楞次定律1.内容:感应电流的磁场总要_引起感应电流的_的变化2.实验分析:当磁铁靠近铝环时,穿过铝环的磁通量_,感应电流产生的磁场与原磁场方向_,阻碍原磁场的磁通量_;当 磁 铁 远 离 铝 环 时,穿 过 铝 环 的 磁 通 量_,感应电流产生的磁场与原磁场方向_,阻碍原磁场的磁通量_阻碍磁通量增大相反增大减小相同减小三、右手定则1.内容:伸开右手,使拇指跟其余四指_,并 且 都 跟 手 掌 在 一 个 平 面 内 让 磁 感 线_从
3、手心进入,拇指指向导体运动的方向,其余四指所指的方向就是_的方向2.适用范围:闭合电路的一部分导体在磁场中做_的运动垂直垂直感应电流切割磁感线四、电磁感应中的能量转化从能量转化和守恒的角度来看,把磁体移近线圈时,外力要克服磁体和线圈之间的_做功,使外界其他形式的能转化为_;磁体离开线圈时,外力则要克服磁体和线圈之间的_做功,也使外界其他形式的能转化为_在这两种情况下,总能量是守恒的排斥力电能吸引力电能学案导引1.如何理解楞次定律的“阻碍”作用?2.感应电流的磁场总是与原磁场方向相反吗?要 点 探 究讲 练 互 动要点一对楞次定律的理解1.楞次定律中“阻碍”的含义谁阻碍谁是感应电流的磁通量阻碍引
4、起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化阻碍什么阻碍的是磁通量的变化,而不是阻碍磁通量本身如何阻碍当原磁场磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反;当原磁场磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同,即“增反减同”结果如何阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化快慢,这种变化将继续进行,最终结果不受影响2.“阻碍”的效果体现感应电流的效果,总是要反抗产生感应电流的原因具体原因不同,反抗的形式也有所不同,具体情况见下表.产生感应电流的原因感应电流的效果磁通量增加或减小增反减同增加时,感应电流产生反向磁场减少时,感应电流产生同向磁场产生感应电流的原因感应电流的效果磁体与回路间的相对
5、运动来拒去留磁体靠近时,感应电流利用磁场产生斥力磁体远离时,感应电流利用磁场产生引力回路发生形变增缩减扩回路面积增大时,感应电流利用所受安培力使面积缩小;回路面积减小时,感应电流利用所受安培力使面积扩大通过线圈自身的电流发生变化增反减同原电流增大时,感应电流与之反向原电流减小时,感应电流与之同向如图所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是()A向右运动B向左运动C静止不动D不能判定例1【审题指导】解此题注意把握两点:(1)明确磁铁运动时铜环磁通量的变化情况(2)感应电流会产生阻碍相对运动的效果以阻碍磁通量变化【精讲精析】法一:躲闪法磁铁向右运动,使铜环的磁通量增加而产生感应电流,由楞次定
6、律可知,铜环为阻碍原磁通量的增大,必向磁感线较疏的右方运动,即向躲开磁通量增加的方向运动故A正确法二:阻碍相对运动法产生磁场的物体与闭合线圈之间的相互作用力可概括为四个字“来拒去留”磁铁向右运动时,铜环产生的感应电流总是阻碍导体间的相对运动,则磁铁和铜环间有排斥作用故A正确甲 乙法三:电流元受力分析法如图甲所示,当磁铁向环运动时,由楞次定律判断出铜环的感应电流方向,把铜环的电流等效为多段直线电流元,取上、下两小段电流元进行研究,由左手定则判断出两段电流元的受力,由此可判断整个铜环所受合力向右故A正确法四:等效法如图乙所示,磁铁向右运动,使铜环产生的感应电流可等效为条形磁铁,则两磁铁有排斥作用故
7、A正确【答案】A【规律方法】(1)“阻碍”的现象说明了两个场间的方向关系,即感应电流的磁场方向与原磁场方向“增反减同”(2)“阻碍”的结果,是实现了其他形式的能向电能转化,如果没有“阻碍”,将违背能量守恒定律变式训练如图所示,一密绕螺线管与电源、开关构成电路,两个金属闭合铝环a和b分别挂在螺线管的两端,且与螺线管共轴在接通电源的瞬间,两个铝环的运动状态为a环向_摆动,b环向_摆动解析:在接通电源的瞬间,螺线管中的磁通量增加,穿过两侧小金属环的磁通量增加,产生感应电流,来阻碍磁通量的增加,所以两环都向两边摆开,远离磁极以阻碍磁通量的增加答案:左 右学案导引1.楞次定律直接给出感应电流的方向吗?2
8、.如何应用楞次定律判断感应电流方向?要点二应用楞次定律判断感应电流的方向1.因果关系:楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系,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.应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤(1)明确研究对象是哪一个闭合电路(2)明确原磁场的方向(3)判断闭合回路内原磁场的磁通量是增加还是减少(4)由楞次定律判断感应电流的磁场方向(5)由安培定则判断感应电流的方向一般步骤也可概括为以下四句话:“明确增减和方向”,“增反减同切莫忘”,“安培定则来判断”,“四指环绕是方向”如右图所示,闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中,将它从匀强磁场中
9、匀速拉出,以下各种说法中正确的是()例2A向左拉出和向右拉出时,环中的感应电流方向相反B向左或向右拉出时,环中感应电流方向都是沿顺时针方向的C向左或向右拉出时,环中感应电流方向都是沿逆时针方向的D环在离开磁场之前,就已经有了感应电流【思路点拨】楞次定律是用来判定感应电流方向的,但定律中并没有直接给出感应电流的方向,要理清定律中所叙述的两个磁场和关系,即感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化【精讲精析】将金属圆环不管从哪边拉出磁场,穿过闭合圆环的磁通量都要减少,根据楞次定律可知,感应电流的磁场要阻碍原磁通量的减少,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,应用安培定则可以判断出感应电流的方向
10、是顺时针方向的,选项B正确,A、C错误另外在圆环离开磁场前,穿过圆环的磁通量没有改变,该种情况无感应电流,故D错误【答案】B互动探究从产生感应电流的角度来看,原题中圆环做何运动时还可以产生感应电流(试举一例)?解析:只要能使穿过圆环的磁通量发生变化即可例如:绕垂直于磁场的任一条轴转动;将圆环拉成正方形等等答案:见解析学案导引1.右手定则的适用范围是哪些?如何判断电流方向?2.右手定则和楞次定律有哪些区别和联系?要点三右手定则的理解及应用1.楞次定律与右手定则的区别及联系楞次定律右手定则区别研究对象 整个闭合回路闭合回路的一部分,即做切割磁感线运动的导线适用范围各种电磁感应现象只适用于导体在磁场
11、中做切割磁感线运动的情况楞次定律右手定则区别应用用于磁感应强度B随时间变化而产生的电磁感应现象较方便用于导体切割磁感线产生的电磁感应现象较方便联系右手定则是楞次定律的特例2.应用右手定则判电势的高低(1)电源用来切割磁感线的“导体”(2)电流“四指”的指向为电源内部电流,即为高电势 (2012济南高二检测)如图所示,同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r,导体棒PQ与三条导线接触良好;匀强磁场的方向垂直纸面向里导体棒的电阻可忽略当导体棒向左滑动时,下列说法正确的是()例3A流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由b到aB流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由b到aC流过R的电流为由d到c
12、,流过r的电流为由a到bD流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由a到b【思路点拨】解此题要把握住原磁场方向、导体棒的运动方向及右手放置方式【精讲精析】依据右手定则可判断出导体棒PQ中的电流由P到Q,Q处电势最高,P处电势最低,由P到Q电势依次升高外电路中的电流方向总是从高电势流向低电势处,因此流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由b到a,选项B正确【答案】B【规律方法】(1)右手定则是楞次定律的特例用右手定则求解的问题也可用楞次定律求解但对导体切割磁感线的问题,用右手定则判断更方便(2)如果电路不闭合时,若穿过电路的磁通量变化或导体切割磁感线运动时,虽然无感应电流,但仍有感应电动势产生,此
13、时仍可假设电路闭合,应用楞次定律或右手定则来判断感应电动势的高低变式训练2.如图所示为地磁场磁感线的示意图,在北半球地磁场的竖直分量向下,飞机在我国上空匀速巡航,机翼保持水平,飞行高度不变,由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差设飞行员左方机翼末端处的电势为U1,右方机翼末端处的电势为U2()A若飞机从西往东飞,U1比U2高B若飞机从东往西飞,U1比U2低C若飞机从南往北飞,U1比U2高D若飞机从南往北飞,U1比U2低解析:选AC.在应用右手定则判断时,四指所指的方向应是正电荷积累的方向,该端电势高于另一端对A项,磁场竖直分量向下,手心向上,拇指指向飞机飞行方向,四指指向左翼末端,故U1U2,A
14、项正确同理,飞机从东往西飞,仍是U1U2,B项错误从南往北、从北往南飞,都是U1U2,故C项正确,D项错误右手定则和楞次定律的综合应用经典案例(12分)在图所示的电路中,A、B两个线圈绕在同一个闭合铁心上,线圈B与电流表G组成一闭合电路,线圈A的两端分别与平行的金属导轨P、Q相连,P、Q处在匀强磁场中,磁场方向与导轨面垂直.试分析判断:当导体棒ab在平行导轨P、Q上向左做(1)匀速、热 点 示 例创 新 拓 展(2)匀加速、(3)匀减速滑动时,是否有电流通过电流表?若有电流通过,其方向如何?【思维流程】【解题样板】导体棒ab向左切割磁感线运动时,将产生由a到b的感应电流,感应电流通过线圈A时,
15、铁心中有顺时针方向的磁场,这个磁场既穿过线圈A,又穿过线圈B.(1)当ab向左做匀速运动时,感应电流都不变穿过线圈B的磁通量不发生变化,线圈B中不会产生电磁感应现象,所以没有感应电流通过电流表(4分)(2)当ab向左做匀加速运动时,速度不断增大,感应电流随着v增大而增大,穿过线圈B的磁通量也增大,线圈B中将产生电磁感应现象,根据楞次定律,线圈B中感应电流的磁场方向应朝上,阻碍磁通量增大;运用安培定则,线圈B中的电流将由d到c通过电流表G.(4分)(3)当ab向左做匀减速运动时,通过电流表G的感应电流方向是由c到d.(4分)【答案】(1)没有(2)感应电流由d到c通过电流表G(3)感应电流由c到d通过电流表G【借题发挥】(1)在研究电磁感应现象时,经常用到右手螺旋定则、左手定则、右手定则及楞次定律等规律要想灵活运用“三定则一规律”,就必须明确这些规律的区别与联系(2)“三定则一规律”应用于不同的现象基本现象应用的定则或规律运动电荷、电流产生的磁场右手螺旋定则磁场对运动电荷、电流的作用力左手定则电磁感应导线切割磁感线右手定则闭合回路磁通量变化楞次定律本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放