第四节楞次定律

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1、高中物理新人教版选修-系列课件第四章电磁感应第三节楞次定律教教 学学 目目 标标 （一）知识与技能（一）知识与技能 1掌握楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流方向。2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。3能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向 4掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。（二）过程与方法（二）过程与方法 1通过实践活动，观察得到的实验现象，再通过分析论证，归纳总结得出结论。2通过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。（三）情感、态度与价值观（三）情感、态度与价值观在本节课的学习中，同学们直接参与物

2、理规律的发现过程，体验了一次自然规律发现过程中的乐趣和美的享受，并在头脑中进一步强化“实践是检验真理的唯一标准”这一辩证唯物主义观点。教学重点教学重点1楞次定律的获得及理解。2应用楞次定律判断感应电流的方向。3利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。教学难点教学难点楞次定律的理解及实际应用。教学方法教学方法发现法，讲练结合法 教学用具教学用具干电池、灵敏电流表、外标有明确绕向的大线圈、条形磁铁、导线。1、电流的磁效应和电磁感应现象、电流的磁效应和电磁感应现象?2、通电螺线管的磁感线方向怎样判断、通电螺线管的磁感线方向怎样判断?3、产生感应电流的条件是什么、产生感应电流的条件是什么?只要

3、只要穿过穿过闭合电路闭合电路的的磁通量变化磁通量变化,就就有感应电流有感应电流.产生感应电流的条件产生感应电流的条件是：是：插入和拔出磁铁时插入和拔出磁铁时,电流方向电流方向一样吗一样吗?当闭合导体的一部分做当闭合导体的一部分做切割磁感线的运动时，怎样切割磁感线的运动时，怎样判断感应电流的方向判断感应电流的方向?1、我们研究的是哪个闭合电路、我们研究的是哪个闭合电路?2、穿过这个闭合电路的磁通量是增大还是减小、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、感应电流的磁场应该是沿哪个方向?4、导体棒、导体棒AB中的感应电流沿哪个方向中的感应电流沿哪个方向?ABEF增

4、大增大垂直纸面垂直纸面向外向外向上向上如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个矩形闭合导线框外，一个矩形闭合导线框abcd,沿纸面由位置沿纸面由位置1(左左)匀速运匀速运动到位置动到位置2(右右)，则，则()A.导线框进入磁场时，感应电流方向为导线框进入磁场时，感应电流方向为abcdaB.导线框离开磁场时，感应电流方向为导线框离开磁场时，感应电流方向为adcbaC.导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右D.导线框进入磁场时，受到的安培力方向水平向左导线框进入磁场时，受到的安培力方向

5、水平向左例与练例与练3解析：线圈进入磁场时，磁通量增加，由楞次定律可以判断感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，再运用安培定则可以确定感应电流的方向为adcba，选项A错误.同理可以判断B是错误的.应用楞次定律的内容可知感应电流在磁场中所受的安培力总是阻碍线框运动的，C项错误，D选项正确.答案：D举一反三、举一反三、矩形线框向右匀速运动经过一匀强磁场，设矩形线框向右匀速运动经过一匀强磁场，设线框中产生的逆时针的电流为正值，则线框线框中产生的逆时针的电流为正值，则线框中感应电流随时间变化的情况是图中的：中感应电流随时间变化的情况是图中的：猜想与假设：猜想与假设：你认为感应电流的方向可你认为感应电流

6、的方向可能与哪些因素有关能与哪些因素有关?原磁场的方向原磁场的方向磁通量的变化磁通量的变化1、感应电流的方向与、感应电流的方向与原磁场的方原磁场的方向向有什么关系有什么关系?2、感应电流的方向与、感应电流的方向与磁通量的变磁通量的变化化有什么关系有什么关系?器材器材?电路电路?实验方案实验方案?NS+G+G左进左偏左进左偏 右进右偏右进右偏用试触法用试触法NS+G示意图示意图感应电流的感应电流的磁 场 方 向磁 场 方 向感应电流方感应电流方向向(俯 视俯 视）线圈中磁通线圈中磁通量 的 变 化量 的 变 化线圈中磁场线圈中磁场的方向的方向 S 极拔出极拔出 S 极插入极插入 N 极拔出极拔出

7、 N 极插入极插入向下向下减小减小顺时针顺时针向下向下向上向上向上向上减小减小顺时针顺时针逆时针逆时针向下向下向上向上增加增加S向下向下增加增加逆时针逆时针向上向上NGGNGSG原磁场方向原磁场方向原磁场磁通原磁场磁通量 的 变 化量 的 变 化B感感原原增增减减与与B原原与与B原原阻碍阻碍变化变化反反同同“增反减同增反减同”楞次楞次(18041865)俄国物理俄国物理学家和地球物理学家学家和地球物理学家.16岁时以优岁时以优异成绩从中学毕业后进入大学异成绩从中学毕业后进入大学,26岁当选为俄国科学院候补院士岁当选为俄国科学院候补院士,30岁时升为正式院士岁时升为正式院士,并被其他院士并被其他

8、院士推选为圣彼得堡大学第一任校长推选为圣彼得堡大学第一任校长.学生中的学生中的“物理学家物理学家”楞次在中学时期就酷爱物理学，成绩突出。楞次在中学时期就酷爱物理学，成绩突出。1820年年他以优异成绩考入杰普特大学，学习自然科学。他以优异成绩考入杰普特大学，学习自然科学。1823年年他还在三年级读书，就因为物理成绩优秀被校方选中，他还在三年级读书，就因为物理成绩优秀被校方选中，以物理学家的身分参加了环球考察。以物理学家的身分参加了环球考察。1828年年2月月16日，日，楞次向彼得堡皇家科学院作了考察成果汇报，由于报告楞次向彼得堡皇家科学院作了考察成果汇报，由于报告生动、出色，被接收为科学院研究生

9、。生动、出色，被接收为科学院研究生。2、理解、理解“阻阻碍碍”：谁起阻碍作用谁起阻碍作用?阻碍什么阻碍什么?阻碍不是相反、阻碍不是阻止阻碍不是相反、阻碍不是阻止如何阻碍如何阻碍?感应电流的磁场感应电流的磁场引起感应电流的磁通量的引起感应电流的磁通量的变化变化“增反减同增反减同”使磁通量的变化使磁通量的变化变慢变慢结果如何结果如何?从从相对运动相对运动看看:GNSSNNGNGSGNSSSN拓展拓展感应电流的磁场总要感应电流的磁场总要阻碍阻碍相对运动相对运动.“来拒去留来拒去留”思考题思考题：通电直导线与矩形线圈在同一平面内，通电直导线与矩形线圈在同一平面内，当线圈远离导线时，判断线圈中感应电流的

10、方当线圈远离导线时，判断线圈中感应电流的方向，并总结判断感应电流方向的步骤。向，并总结判断感应电流方向的步骤。vI分析分析：1、原磁场的方向：、原磁场的方向：向里向里2、原磁通量变化情况：、原磁通量变化情况：减小减小3、感应电流的磁场方向：、感应电流的磁场方向：向里向里4、感应电流的方向：、感应电流的方向：顺时针顺时针感感I感感“增反减同增反减同”原磁场的方向：原磁场的方向：向里向里向外向外增大增大“增反减同增反减同”“增反减同增反减同”、“来拒去留来拒去留”、“增缩减扩增缩减扩”,这些现象的这些现象的共同本共同本质质是什么？是什么？阻碍磁通量的变化阻碍磁通量的变化楞次定律是能量守恒定律楞次定

11、律是能量守恒定律 在电磁感应现象中的反映在电磁感应现象中的反映.为什么会出现这种现象为什么会出现这种现象?这些现象的背后原因是什么这些现象的背后原因是什么?I感感 B感感 产产生生阻碍阻碍产产生生3、楞次定律中、楞次定律中“阻碍阻碍”的含意：的含意：不是相反、不是阻止；不是相反、不是阻止；可理解为可理解为“增反减同增反减同”，“结果结果”反抗反抗“原因原因”2、楞次定律中的、楞次定律中的因果关系因果关系：“来拒去留来拒去留”“增缩减扩增缩减扩”如何判定如何判定 I 方向方向楞次定律增反减同增反减同来拒去留来拒去留磁通量变化磁通量变化1、楞次定律适用于楞次定律适用于由磁通量变化引由磁通量变化引起

12、感应电流的起感应电流的一切情况一切情况;右手定则右手定则只适用于只适用于导体切割磁感线导体切割磁感线.“右手定则右手定则”是是“楞次定律楞次定律”的特例的特例.2、在判断、在判断导体切割磁感线导体切割磁感线产生的感产生的感应电流时应电流时右手定则与楞次定律是右手定则与楞次定律是等效的等效的,右手定则比楞次定律方便右手定则比楞次定律方便.一水平放置的矩形闭合线圈一水平放置的矩形闭合线圈abcd，在细长磁铁的，在细长磁铁的N极附近竖直下落，由图示位置极附近竖直下落，由图示位置经过位置经过位置到位到位置置，位置，位置和位置和位置都很靠近位置都很靠近位置 在这个在这个过程中，线圈中感应电流：过程中，线

13、圈中感应电流：A.沿沿abcd流动流动 B.沿沿dcba流动流动C.从从到到是沿是沿abcd流动，流动，从从到到是沿是沿dcba流动流动D.从从到到是沿是沿dcba流动，流动，从从到到是是 沿沿 abcd 流动流动 NabcdA例与练例与练1 如图如图,M、N是套在同一铁芯上的两个线是套在同一铁芯上的两个线圈圈,M线圈与电池、电键、变阻器相连线圈与电池、电键、变阻器相连,N线线圈与圈与R连成一闭合电路连成一闭合电路.当电键合上后当电键合上后,将将图中变阻器图中变阻器R的滑片向的滑片向左端左端滑动的过程中滑动的过程中,流过电阻流过电阻R的感应电流什么方向的感应电流什么方向?B感感BI例与练例与练

14、2下图为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的竖直分下图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量向下.飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞机飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞机高度不变，由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差高度不变，由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差.设设飞行员左方机翼末端处的电势为飞行员左方机翼末端处的电势为U1，右方机翼末端处的电，右方机翼末端处的电势为势为U2()A.若飞机从西往东飞，若飞机从西往东飞，U1比比U2高高B.若飞机从东往西飞，若飞机从东往西飞，U2比比U1高高C.若飞机从南往北飞，若飞机从南往北飞，U1比比U2高高D.若飞机从北往南

15、飞，若飞机从北往南飞，U2比比U1高高例与练例与练4解析：我国位于地球的北半球，北半球的地磁场的竖直分量向下解析：我国位于地球的北半球，北半球的地磁场的竖直分量向下.当飞行员伸出自己的右当飞行员伸出自己的右手，掌心向上手，掌心向上(磁感线穿过手心磁感线穿过手心)，大拇指指向飞机的飞行方向，大拇指指向飞机的飞行方向(也就是机翼切割磁感线的也就是机翼切割磁感线的运动方向运动方向)，此时四指指向飞行员的左侧，此时四指指向飞行员的左侧(也就是电源中的电流方向，或电源正极也就是电源中的电流方向，或电源正极)，所以，所以不管飞行员沿什么方向飞行，左方机翼末端处的电势都高于右方机翼的末端处的电势不管飞行员沿

16、什么方向飞行，左方机翼末端处的电势都高于右方机翼的末端处的电势.正正确选项为确选项为A、C.如图所示，光滑固定导轨如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路平行放于导轨上，形成一个闭合回路.当一条形磁铁从当一条形磁铁从高处下落接近回路时，则高处下落接近回路时，则A.P、Q将相互靠拢将相互靠拢B.P、Q将彼此远离将彼此远离C.磁铁的加速度为磁铁的加速度为gD.磁铁的加速度小于磁铁的加速度小于g例与练例与练5“来拒去留来拒去留”“增缩减扩增缩减扩”思考：思考：1.下图中，若磁场不变，使下图中，若磁场不变，使Q 向右运动，向右运动，则则

17、P将向将向 运动。运动。2.若条形磁铁向上运动，若条形磁铁向上运动，PQ将如何运动？将如何运动？二次感应问题二次感应问题例例1：如图，导轨间有垂直纸面向里的磁场，电磁铁：如图，导轨间有垂直纸面向里的磁场，电磁铁A和和圆形金属环圆形金属环B紧靠在一起，则下列导体棒的运动情况中金紧靠在一起，则下列导体棒的运动情况中金属环属环B中有感应电流的是：中有感应电流的是：A导体棒向右做加速运动过程中导体棒向右做加速运动过程中B导体棒向右做减速运动过程中导体棒向右做减速运动过程中C导体棒向右做匀速运动过程中导体棒向右做匀速运动过程中D导体棒突然运动或突然停止运动导体棒突然运动或突然停止运动例例2、如图所示，水

18、平放置的两条光滑轨道上有可自由移、如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒动的金属棒PQ、MN，当，当PQ在外力作用下运动时，在外力作用下运动时，MN在在磁场力作用下向右运动磁场力作用下向右运动.则则PQ所做的运动可能是所做的运动可能是()A.向右匀加速运动向右匀加速运动B.向左匀加速运动向左匀加速运动C.向右匀减速运动向右匀减速运动D.向左匀减速运动向左匀减速运动BC电磁感应与力学问题的综合应用电磁感应与力学问题的综合应用如图甲所示，两根足够长的直金属导轨如图甲所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为的绝缘斜面上，两导轨间

19、距为l。M、P两点间接有阻值为两点间接有阻值为R的电阻的电阻。一根质量为。一根质量为m的均匀直金属杆的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，放在两导轨上，并与导轨垂直，导轨和金属杆的电阻可忽略。整套装置处于磁感应强度为导轨和金属杆的电阻可忽略。整套装置处于磁感应强度为B的匀强的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。让磁场中，磁场方向垂直斜面向下。让ab杆沿导轨由静止开始下滑，杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦，重力加速度为导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦，重力加速度为g。（1）由）由b向向a方向看到的装置如图乙所示，请画出方向看到的装置如图乙所示，请画出ab杆下滑过程中杆下滑过程中某时刻的受力示意图；某时刻的受力示意图；（2）在加速下滑时，当）在加速下滑时，当ab杆杆的速度大小为的速度大小为时，求时，求ab杆中杆中的电流及其加速度的大小；的电流及其加速度的大小；（3）求在下滑过程中，）求在下滑过程中，ab杆杆可以达到的速度最大值。可以达到的速度最大值。电磁感应与电路问题的综合应用电磁感应与电路问题的综合应用