3楞次定律 第四章電磁感應 1 理解楞次定律的內容 并應用楞次定律判定感應電流的方向 2 通過實驗探究 感受楞次定律的實驗推導過程 培養觀察實驗 分析 歸納 總結物理規律的能力 3 掌握右手定則 并理解右手定則實際上是楞次定律的一種表現形式 目標定位 二 楞次定律 三 右手定則 欄目索引 一 探究感應電流的方向 對點檢測自查自糾 一 探究感應電流的方向 知識梳理 1 實驗探究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 如圖1所示 記錄感應電流方向如下 圖1 答案 2 分析 向下 向下 向上 向上 增大 減小 增大 減小 逆時針 順時針 順時針 逆時針 向上 向下 向下 向上 相反 相同 相反 相同 深度思考 感應電流的磁場與原磁場的方向 是相同還是相反 感應電流的磁場起到什么作用 答案當磁通量增加時 感應電流的磁場與原磁場的方向相反 當磁通量減少時 感應電流的磁場與原磁場的方向相同 感應電流的磁場總是阻礙磁通量的變化 答案 典例精析 例1如圖2所示 是 研究電磁感應現象 的實驗裝置 圖2 解析補充的實物電路如圖所示 解析答案 1 將實物電路中所缺的導線補充完整 答案見解析圖 解析已知閉合開關瞬間 線圈L2中的磁通量增加 產生的感應電流使靈敏電流計的指針向右偏轉 當開關閉合后 將線圈L1迅速插入線圈L2中時 線圈L2中的磁通量增加 由已知條件可知產生的感應電流也應使靈敏電流計的指針向右偏轉 2 如果在閉合開關時發現靈敏電流計的指針向右偏了一下 那么閉合開關后 將線圈L1迅速插入線圈L2中 靈敏電流計的指針將 偏轉 選填 向左 向右 或 不 3 線圈L1插入線圈L2后 將滑動變阻器的滑片迅速向右移動時 靈敏電流計的指針將 偏轉 選填 向左 向右 或 不 向右 向左 返回 解析答案 溫馨提示 解析滑動變阻器的滑片迅速向右移動 線圈L1中的電流變小 線圈L2中的磁場方向不變 磁通量減少 則靈敏電流計的指針向左偏轉 返回 溫馨提示 在 研究電磁感應現象 的實驗中 用線圈產生的磁場模擬條形磁鐵的磁場 要注意三點 1 線圈L2與靈敏電流計直接相連 了解靈敏電流計指針的偏轉方向與電流方向之間的關系 2 明確線圈L1中電流的變化 3 明確線圈L2中磁通量的變化及磁場方向 二 楞次定律 答案 知識梳理 1 楞次定律 1 內容 感應電流具有這樣的方向 即感應電流的磁場總要引起感應電流的 2 簡化表述 相同 3 適用情況 所有電磁感應現象 磁通量的變化 阻礙 相反 2 楞次定律的理解 1 因果關系 磁通量發生變化是原因 產生感應電流是結果 原因產生結果 結果又反過來影響原因 2 楞次定律中 阻礙 的含義 感應電流的磁通量阻礙引起感應電流的磁場 原磁場 的磁通量的變化 當磁通量增加時 感應電流的磁場方向與原磁場的方向相反 當磁通量減少時 感應電流的磁場方向與原磁場的方向相同 即 增反減同 阻礙并不是阻止 只是延緩了磁通量的變化 這種變化將繼續進行 答案 深度思考 1 阻礙 是否意味著 相反 答案 阻礙 并不意味著 相反 當磁通量減少時 阻礙 意味著 相同 2 阻礙 與 阻止 的意思相同嗎 答案不相同 阻礙 不是 阻止 二者之間的程度不同 阻礙是使事情不能順利發展 但還是向原來的方向發展了 阻止是使事情停止 不再向原來的方向發展了 典例精析 例2關于楞次定律 下列說法中正確的是 A 感應電流的磁場總是阻礙原磁場的增強B 感應電流的磁場總是阻礙原磁場的減弱C 感應電流的磁場總是和原磁場方向相反D 感應電流的磁場總是阻礙原磁通量的變化 解析楞次定律的內容 感應電流具有這樣的方向 感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化 故選D D 解析答案 返回 解析答案 例3下列各圖是驗證楞次定律實驗的示意圖 豎直放置的線圈固定不動 將磁鐵從線圈上方插入或抽出 由線圈和電流表構成的閉合回路中就會產生感應電流 各圖中分別標出了磁鐵的極性 磁鐵相對線圈的運動方向以及線圈中產生的感應電流的方向等情況 其中正確的是 總結提升 解析根據楞次定律可確定感應電流的方向 以C選項為例 當磁鐵向下運動時 1 閉合線圈中的原磁場的方向 向上 2 穿過閉合線圈的磁通量的變化 增加 3 感應電流產生的磁場方向 向下 4 利用安培定則判斷感應電流的方向 與圖中箭頭方向相同 線圈的上端為S極 磁鐵與線圈相互排斥 運用以上分析方法可知 C D正確 答案CD 總結提升 返回 總結提升 應用楞次定律判斷感應電流方向的步驟 三 右手定則 知識梳理 1 當導體做運動時 可以用右手定則判斷感應電流的方向 右手定則 伸開右手 使拇指與其余四個手指垂直 并且都與手掌在同一個平面內 讓磁感線從進入 并使指向導線運動的方向 這時所指的方向就是感應電流的方向 2 當切割磁感線時四指的指向就是感應電流的方向 即感應電動勢的方向 注意等效電源部感應電流方向由極指向極 答案 正 切割磁感線 掌心 拇指 四指 內 負 深度思考 1 右手定則與楞次定律有什么關系 兩定律各在什么情況下使用較方便 答案導體運動切割磁感線產生感應電流是磁通量變化引起感應電流的特例 所以右手定則是楞次定律的特例 楞次定律適用于所有電磁感應現象 對于磁感應強度B隨時間t變化而產生的電磁感應現象較方便 右手定則只適用于導體做切割磁感線運動的情況 答案 2 什么情況下應用右手定則 什么情況下應用左手定則 答案因動而生電時用右手定則 因電而受力時用左手定則 返回 解析答案 總結提升 典例精析 例4下圖表示閉合電路中的一部分導體ab在磁場中做切割磁感線運動的情景 其中能產生由a到b的感應電流的是 解析由右手定則判知 A中感應電流方向為a b B C D中均為b a A 總結提升 返回 閉合電路的一部分導體切割磁感線時 應用右手定則比較方便 對點檢測自查自糾 1 2 3 4 解析答案 1 楞次定律的應用 電阻R 電容C與一線圈連成閉合回路 條形磁鐵靜止于線圈的正上方 N極朝下 如圖3所示 現使磁鐵開始自由下落 在N極接近線圈上端的過程中 流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是 A 從a到b 上極板帶正電B 從a到b 下極板帶正電C 從b到a 上極板帶正電D 從b到a 下極板帶正電 圖3 1 2 3 4 解析穿過線圈的磁場方向向下 磁鐵接近時 線圈中磁通量增加 由楞次定律知 產生感應電流的磁場方向向上 由安培定則可知 流過R的電流方向是從a到b a電勢高于b 對電容器充電 故電容器下極板帶正電 B正確 答案B 1 2 3 4 解析答案 2 楞次定律的應用 多選 如圖4所示 通電直導線L和平行直導線放置的閉合導體框abcd 當通電導線L運動時 以下說法正確的是 A 當導線L向左平移時 導體框abcd中感應電流的方向為abcda 圖4 B 當導線L向左平移時 導體框abcd中感應電流的方向為adcbaC 當導線L向右平移時 導體框abcd中感應電流的方向為abcdaD 當導線L向右平移時 導體框abcd中感應電流的方向為adcba 1 2 3 4 解析當導線L向左平移時 閉合導體框abcd中磁場減弱 磁通量減少 abcd回路中產生的感應電流的磁場將阻礙磁通量的減少 由于導線L在abcd中磁場方向垂直紙面向里 所以abcd中感應電流的磁場方向應為垂直紙面向里 由安培定則可知感應電流的方向為abcda 選項A正確 當導線L向右平移時 閉合電路abcd中磁場增強 磁通量增加 abcd回路中產生的感應電流的磁場將阻礙磁通量的增加 可知感應電流的磁場為垂直紙面向外 再由安培定則可知感應電流的方向為adcba 選項D正確 答案AD 1 2 3 4 3 右手定則的應用 如圖5所示 勻強磁場與圓形導體環所在平面垂直 導體ef與環接觸良好 當ef向右勻速運動時 A 圓環中磁通量不變 環上無感應電流產生B 整個環中有順時針方向的電流C 整個環中有逆時針方向的電流D 環的右側有逆時針方向的電流 環的左側有順時針方向的電流 圖5 解析由右手定則知ef上的電流由e f 故右側的電流方向為逆時針 左側的電流方向為順時針 選D D 解析答案 1 2 3 4 4 右手定則的應用 多選 如圖6所示 光滑平行金屬導軌PP 和QQ 都處于同一水平面內 P和Q之間連接一電阻R 整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中 現在垂直于導軌放置一根導體棒MN 用一水平向右的力F拉動導體棒MN 以下關于導體棒MN中感應電流方向和它所受安培力的方向的說法正確的是 A 感應電流方向是N MB 感應電流方向是M NC 安培力方向水平向左D 安培力方向水平向右 圖6 返回 解析答案 1 2 3 4 返回 解析