人教版 (2019)选择性必修 第二册1 楞次定律一等奖ppt课件

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2.1 楞次定律
人教版高中物理选修二
目录
什么是电流的磁效应和电磁感应现象?
电流产生磁场
电流的磁效应
电 磁 感 应
磁场产生电流
新知导入
判断以下情况线圈中有无感应电流？
A
C
D
磁铁在线圈中不动
N
S
N
S
B
E

新知导入
要点回顾：产生感应电流的条件
产生感应电流的条件:
①闭合电路；②穿过电路的磁通量发生变化.
A
B
新知导入
如何判断感应电流的方向呢？
A
D
N
S
N
S
B
E
新知导入
②磁通量发生改变
感应电流
大小：
怎么计算？
怎么判断?
方向：
①闭 合 电 路
新知导入
感应电流的方向由哪些因素决定？
科学猜想：
新知导入
实验：
新知导入
试触的方法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系：
左进左偏
右进右偏
新知探究
新知探究
原磁场方向
向下
向下
感应电流方向（俯视）
逆时针
顺时针
穿过回路磁通量的变化
增大
减小
感应电流磁场方向
向上
向下
B
B′
I
I
I′
B
B′
I
I
I′
V
V
新知探究
原磁场方向
向上
向上
感应电流方向（俯视）
顺时针
逆时针
穿过回路磁通量的变化
增大
减小
感应电流磁场方向
向下
向上
B
B′
I
I
I′
B
B′
I
I
I′
V
V
新知探究
新知探究
N
向下
减小
顺时针
向下
向上
向上
减小
顺时针
逆时针
向下
向上
增加
向下
增加
逆时针
向上
新知探究
结论1：磁通量增大时，感应磁场和原磁场方向相反。
结论2：磁通量减小时，感应磁场和原磁场方向相同。
新知探究
B感
Φ原
增
减
与B原
与B原
阻碍
变 化
反
同
实验结论:
新知探究
I感
B感
产生
阻 碍
产生
因果关系：
新知探究
N出左偏
N进右偏
新知探究
S出右偏
S进左偏
新知探究
俄国物理学家1804.2.12生于爱沙尼亚巴托。彼得堡科学院院士，1834年起兼圣·彼得堡大学物理教授。他从青年时代开始研究电磁感应，并在法拉第等著名科学家研究的基础上，坚持不懈，克服各种困难，于1834年提出关于感应电流方向的规律：楞次定律。
楞次简介
新知探究
感应电流具有这样的方向，即感应电流总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
谁阻碍？
能否阻止？
如何阻碍？
阻碍谁？
楞次定律的含义
感应电流产生的磁场
原磁场的磁通量变化
“增反减同”
不能阻止，只是减缓原磁场的磁通量的变化过程
阻碍
新知探究
　思考判断 (1)感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反。( ) (2)感应电流的磁场可能与引起感应电流的磁场方向相同。( ) (3)感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。( )
×
√
√
新知应用
新知探究
（1）内容：
楞次定律：
（2）楞次定律的理解：
①结果如何?
——“阻碍”不是“阻止”
减慢变化“速度”
感应电流的磁场
总是
阻碍
引起感应电流的
磁通量的变化
②电磁感应中的能量守恒
电能增加
机械能减少
新知探究
搞清两个磁场
N
S
N
N
S
S
S
N
新知探究
明确研究对象
磁通量如何变
磁场方向如何
楞次定律
感应电流磁场方向
安培定则
感应电流方向
应用楞次定律判定感应电流方向的思路
思路：它不单用来判定感应电流方向
一原 二感 三电流
新知探究
【例题 1】
法拉第最初发现电磁感应现象的实验如左图所示。软铁环上绕有M、N 两个线圈，当线圈M电路中的开关断开的瞬间，线圈N中的感应电流沿什么方向？
【解析】首先明确，我们用楞次定律研究的对象是线圈N和电流表组成的闭合导体回路。
线圈M中的电流在铁环中产生的磁感线是顺时针方向的（右图），这些磁感线穿过线圈N的方向是向下的，即线圈N中原磁场B 0 的方向是向下的。 开关断开的瞬间，铁环中的磁场迅速减弱，线圈N中的磁通量减小。感应电流的磁场B i （右图中没有标出）要阻碍磁通量的减小，所以，B i 的方向与B 0 的方向相同，即线圈N中B i 的方向也是向下的。 根据右手螺旋定则，由B i 的方向判定，线圈N中感应电流I i 应沿右图所示的方向。
新知应用
【例题 2】
如左图所示，在通有电流 I 的长直导线附近有一个矩形线圈 ABCD，线圈与导线始终在同一个平面内。线圈在导线的一侧，垂直于导线左右平移时，其中产生A→B→C→D→A方向的电流。已知距离载流直导线较近的位置磁场较强。请判断：线圈在向哪个方向移动？
【解析】①选择矩形线圈为研究对象，画出通电直导线一侧的磁感线分布图（右图），磁感线方向垂直纸面向里，用“×”表示。②已知矩形线圈中感应电流的方向是A→B→C→D→A，根据右手螺旋定则，感应电流的磁场方向是垂直纸面向外的（即指向读者的，用矩形中心的圆点“·”表示）。③根据楞次定律，感应电流的磁场应该是阻碍穿过线圈的磁通量变化的。现在已经判明感应电流的磁场从纸面内向外指向读者，是跟原来磁场的方向相反的。④因此线圈移动时通过它的磁通量一定是在增大。这说明线圈在向左移动。
新知应用
闭合电路磁通量的变化
原磁场
感应电流
感应电流磁场
产生
阻碍
激发
引起
阻碍怎样理解？
①从磁通量变化的角度来看:阻碍磁通量变化，通过“反抗”与 “补偿”来实现阻碍， “ 增反减同”
楞次定律理解运用提高
②感应电流的机械效果------总是反抗（阻碍）引起感应电流的原因。 “来拒去留”
新知探究
思考与讨论1:
新知探究
思考与讨论2:如图A、B都是很轻的铝环，环A是闭合的，环B是断开的。用磁铁的任一极去接近A环，会产生什么现象？把磁铁从A环移开，会产生什么现象？磁极移近或远离B环时，又会产生什么现象？解释所发生的现象。
新知探究
从相对运动看：感应电流的磁场总是阻碍相对运动。
从能量观点看：楞次定律可以看成是能量守恒定律在电磁感应现象中的反映。
来 拒 去 留
“阻碍”中包含着能量守恒
新知探究
判断正误：(1)有磁场就会产生电流。 ( 　 )(2)感应电流的磁场方向总是与原磁场方向相反。 ( 　 )(3)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量。 ( 　 )(4)感应电流的磁场有可能阻止原磁通量的变化。 ( 　 )(5)楞次定律表明感应电流的效果总是与引起感应电流的原因相对抗。( 　 )

新知应用
在图中，假定导体棒AB向右运动
向里
增大
向外
A→B
B
A
F
v
向里
减少
向里
B→A
B
A
E
F
v
E
思考与讨论３：
新知探究
四、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，并使拇指指向导体运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
磁感线
掌心进入
拇指
导体运动
四指
感应电流
新知探究
判断正误：(1)使用右手定则时必须让磁感线垂直穿过掌心。 ( )(2)右手定则中拇指指向为导线运动的方向。 ( )(3)右手定则中四指所指的方向就是感应电流的方向。 ( )(4)任何感应电流方向的判断既可以用楞次定律，又可使用右手定则。( )

新知应用
安培定则：
左手定则：
右手定则：
已知电流，判磁场方向
已知电流、磁场，判电流受力方向
导线切割磁感线后，判产生感应电流方向
新知探究
１． (多选)如图所示，有界匀强磁场竖直向下穿过光滑的水平桌面，一椭圆形导体框平放在桌面上。使导体框从左边进入磁场，从右边穿出磁场。下列说法正确的是(　　)
A.导体框进入磁场过程中，感应电流的方向为顺时针方向B.导体框离开磁场过程中，感应电流的方向为顺时针方向C.导体框全部在磁场中运动时，感应电流的方向为顺时针方向D.导体框全部在磁场中运动时，无感应电流产生
BD
新知巩固
2.一水平放置的矩形闭合线圈abcd，在细长磁铁的N极附近竖直下落，由图示位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和位置Ⅲ都很靠近位置Ⅱ.在这个过程中，线圈中感应电流（ ）A.沿abcd流动 B.沿dcba流动C.从Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动，从Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动D.从Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动，从Ⅱ到Ⅲ是 沿 abcd 流动
A
新知巩固
３．下列图中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，导体ab上的感应电流方向为a→b的是(　　)
A
新知巩固
４．如图4所示，CDEF是一个矩形金属框，当导体棒AB向右移动时，回路中会产生感应电流，则下列说法正确的是(　　)
A.导体棒中的电流方向由B→AB.电流表A1中的电流方向由F→EC.电流表A1中的电流方向由E→FD.电流表A2中的电流方向由D→C
B
新知巩固
５、2020年9月1日消息，广东清远磁浮列车圆满完成整车静态调试运行试验如图1，图2是磁浮的原理图，图2中甲是圆柱形磁铁，乙是用高温超导材料制成的超导圆环，将超导圆环乙水平放在磁铁甲上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁甲的上方空中，若甲的N极朝上，在乙放入磁场向下运动的过程中（　　）
A.俯视，乙中感应电流的方向为顺时针方向；当乙稳定后，感应电流消失B.俯视，乙中感应电流的方向为顺时针方向；当乙稳定后，感应电流仍存在C.俯视，乙中感应电流的方向为逆时针方向；当乙稳定后，感应电流消失D.俯视，乙中感应电流的方向为逆时针方向；当乙稳定后，感应电流仍存在
B
新知巩固
６．(2021·渝中区高二检测)航空母舰上飞机弹射起飞可以利用电磁驱动来实现。电磁驱动原理如图所示，当固定线圈上突然通入直流电时，靠近线圈左端放置的金属环被弹射出去，在闭合开关S瞬间，下列判断正确的是(　　)A.从左侧看环中感应电流沿逆时针方向B．金属环的面积有收缩的趋势C．电池正负极调换后，金属环将不能向左弹射D．若将金属环放在线圈右侧再闭合开关S，环将向左运动

B
【解析】根据楞次定律，金属环中产生从左侧看顺时针方向的感应电流，故A错误；根据楞次定律，金属环中磁通量增大，有收缩面积阻止磁通量增大的趋势，故B正确；当电池正负极调换后，通过“来拒去留”的方法判断，金属环也可以向左弹射，故C错误；若将金属环放在线圈右侧，闭合开关，环与线圈间也会产生排斥力，所以环将向右运动，故D错误。
新知巩固
７．(2021·蚌埠高二检测)科学家发现一种新型合金材料(Ni45Co5Mn40Sn10)，只要略微加热该材料下面的铜片，这种合金就会从非磁性合金变成强磁性合金。将两个相同的条状新型合金材料竖直放置，在其正上方分别竖直、水平放置两闭合金属线圈，如图甲、乙所示。现对两条状新型合金材料下面的铜片加热，则(　　)A.甲图线圈有收缩的趋势B．乙图线圈有收缩的趋势C．甲图线圈中一定产生逆时针方向的感应电流D．乙图线圈中一定产生顺时针方向的感应电流

【解析】对两条状新型合金材料加热，均会从非磁性合金变成强磁性合金，甲图中，穿过线圈的磁通量为零，故甲图线圈中始终无感应电流产生，也不受安培力，无收缩或扩张趋势，A、C错误；乙图线圈中磁通量增加，依据楞次定律，线圈有收缩并远离趋势，B正确；依据感应电流产生条件，乙图线圈中一定产生感应电流，但磁场方向未知，所以感应电流方向不确定，D错误。
B
新知巩固
课堂小结
如何判定感应电流的方向
楞次定律
相对运动
增反减同
来拒去留
磁通量变化
能量守恒
课堂小结
明确原磁场方向
明确穿过闭合电路磁通量是增加还是减少
根据楞次定律确定感应电流的磁场方向
利用安培定则判断感应电流方向
判断感应电流方向的步骤
课堂小结
课程结束
人教版高中物理选修二