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人教版 (2019)选择性必修 第二册1 楞次定律一等奖课件ppt
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这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册1 楞次定律一等奖课件ppt，共53页。PPT课件主要包含了新课导入，新课讲解，巩固提升，课堂总结，PART01，磁铁在线圈中不动，PART02，搞清两个磁场，闭合电路磁通量的变化，安培定则等内容，欢迎下载使用。
判断以下情况线圈中有无感应电流？
要点回顾：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.
如何判断感应电流的方向呢？
感应电流的方向由哪些因素决定？
试触的方法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系：
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。
俄国物理学家生于爱沙尼亚巴托。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。
海因里希·楞次 Heinrich Friedrich Emil Lenz( 1804—1865)
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
不能阻止，只是减缓原磁场的磁通量的变化过程
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。( )
（2）楞次定律的理解：
——“阻碍”不是“阻止”
感应电流的磁场
引起感应电流的
②电磁感应中的能量守恒
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
例题1：法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示，软铁环上绕有M、N两个线圈，当M线圈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？
利用安培右手定则判断感应电流方向
利用增反减同确定感应电流的磁场方向
线圈N中磁感线BO向下
线圈N中磁通量减少（从有到无）
线圈N中感应电流的磁场Bi方向向下
例题2：在长直载流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。线圈在导线的一侧左右平移时，其中产生了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?
右手定则可知，在导线右侧，线圈中磁感线垂直纸面向里
磁通量增加，这说明线圈在向左移动。
线圈中感应电流的磁场垂直纸面向外
A-B-C-D-A方向
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”
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”
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。
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
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。( )
在图中，假定导体棒AB向右运动
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
感应电流
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。( )
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
1.［多选］关于楞次定律，下列说法中正确的是（ ）A. 感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相反B. 感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相同C. 感应电流的磁场方向与磁通量增大还是减小有关D. 感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化
解析：感应电流的磁场并不阻碍原磁场，而是阻碍原磁场的变化。感应电流的磁场方向取决于引起感应电流的磁通量是增加还是减小：当磁通量增大时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，当磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，简言之“增反减同”。
2. 如图，矩形金属线框abcd固定在桌面上，直导线MN贴近桌面且通有M向N的恒定电流I。将MN从图中Ⅰ位置匀速平移到Ⅱ位置过程中，线框中感应电流的方向是（ ）A. 一直沿abcda方向B. 一直沿adcba方向C. 先沿adcba方向，后沿abcda方向D. 先沿abcda方向，再沿adcba方向，后沿abcda方向
解析：由安培定则得，通有恒定电流的直导线产生的磁场在导线右边的方向为垂直纸面向外。在导线从图中Ⅰ位置匀速平移到Ⅱ位置过程中，如图所示，可分为4个过程，第1个过程，穿过线框的磁通量向外增加；第2个过程，穿过线框的合磁通量向外减少；第3个过程，穿过线框的合磁通量向里增加；第4个过程，穿过线框的磁通量向里减少。根据楞次定律可知，线框中的感应电流先沿abcda方向，再沿adcba方向，后沿abcda方向。
3.甲、乙两个同心的闭合金属圆环位于同一平面内，甲环中通以顺时针方向的电流I，如图所示，当甲环中电流逐渐增大时，乙环所受磁场力的方向是（ ）A. 指向圆心B. 背离圆心C. 垂直纸面向内D. 垂直纸面向外
解析：当甲环中电流逐渐增大时，在环内产生的磁场增大，乙环内的磁通量增大，为阻碍磁通量的增大，乙环有面积减小的趋势，故乙环受力的方向指向圆心。
点评： 应用楞次定律的推广表述来解决形变、导体相对运动等与安培力方向有关的问题，能够减少中间环节、化繁为简。
4.如图所示，导线框abcd和通电直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流并通过ad和bc的中点，当线框向右运动的瞬间，则（ ）A.线框中有感应电流，且沿顺时针方向B. 线框中有感应电流，且沿逆时针方向C.线框中有感应电流，但方向难以判断D.由于穿过线框的磁通量为零，所以线框中没有感应电流
解析：（一）右手定则法：由安培定则可知通电直导线周围的磁场方向如图所示，因ab导线向右做切割磁感线运动，由右手定则可知感应电流方向为a→b，同理，可判断cd导线中的感应电流方向为c→d，ad、bc两边不做切割磁感线运动，所以整个线框中的感应电流是沿逆时针方向的。（二）楞次定律法：由安培定则判断通电直导线周围的磁场方向，由对称性可知合磁通量Φ=0；当导线框向右运动时，穿过线框的合磁通量增大（方向垂直纸面向里），由楞次定律可知感应电流的磁场方向应垂直纸面向外，由安培定则可判断出感应电流沿逆时针方向。
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
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
【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。
7.(2021·蚌埠高二检测)科学家发现一种新型合金材料(Ni45C5Mn40Sn10)，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。
如何判定感应电流的方向
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
判断以下情况线圈中有无感应电流？
要点回顾：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.
如何判断感应电流的方向呢？
感应电流的方向由哪些因素决定？
试触的方法确定电流方向与电流计指针偏转方向的关系：
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。
俄国物理学家生于爱沙尼亚巴托。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。
海因里希·楞次 Heinrich Friedrich Emil Lenz( 1804—1865)
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
不能阻止，只是减缓原磁场的磁通量的变化过程
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。( )
（2）楞次定律的理解：
——“阻碍”不是“阻止”
感应电流的磁场
引起感应电流的
②电磁感应中的能量守恒
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
例题1：法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示，软铁环上绕有M、N两个线圈，当M线圈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？
利用安培右手定则判断感应电流方向
利用增反减同确定感应电流的磁场方向
线圈N中磁感线BO向下
线圈N中磁通量减少（从有到无）
线圈N中感应电流的磁场Bi方向向下
例题2：在长直载流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。线圈在导线的一侧左右平移时，其中产生了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?
右手定则可知，在导线右侧，线圈中磁感线垂直纸面向里
磁通量增加，这说明线圈在向左移动。
线圈中感应电流的磁场垂直纸面向外
A-B-C-D-A方向
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”
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”
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。
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
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。( )
在图中，假定导体棒AB向右运动
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
感应电流
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。( )
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
1.［多选］关于楞次定律，下列说法中正确的是（ ）A. 感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相反B. 感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相同C. 感应电流的磁场方向与磁通量增大还是减小有关D. 感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化
解析：感应电流的磁场并不阻碍原磁场，而是阻碍原磁场的变化。感应电流的磁场方向取决于引起感应电流的磁通量是增加还是减小：当磁通量增大时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，当磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，简言之“增反减同”。
2. 如图，矩形金属线框abcd固定在桌面上，直导线MN贴近桌面且通有M向N的恒定电流I。将MN从图中Ⅰ位置匀速平移到Ⅱ位置过程中，线框中感应电流的方向是（ ）A. 一直沿abcda方向B. 一直沿adcba方向C. 先沿adcba方向，后沿abcda方向D. 先沿abcda方向，再沿adcba方向，后沿abcda方向
解析：由安培定则得，通有恒定电流的直导线产生的磁场在导线右边的方向为垂直纸面向外。在导线从图中Ⅰ位置匀速平移到Ⅱ位置过程中，如图所示，可分为4个过程，第1个过程，穿过线框的磁通量向外增加；第2个过程，穿过线框的合磁通量向外减少；第3个过程，穿过线框的合磁通量向里增加；第4个过程，穿过线框的磁通量向里减少。根据楞次定律可知，线框中的感应电流先沿abcda方向，再沿adcba方向，后沿abcda方向。
3.甲、乙两个同心的闭合金属圆环位于同一平面内，甲环中通以顺时针方向的电流I，如图所示，当甲环中电流逐渐增大时，乙环所受磁场力的方向是（ ）A. 指向圆心B. 背离圆心C. 垂直纸面向内D. 垂直纸面向外
解析：当甲环中电流逐渐增大时，在环内产生的磁场增大，乙环内的磁通量增大，为阻碍磁通量的增大，乙环有面积减小的趋势，故乙环受力的方向指向圆心。
点评： 应用楞次定律的推广表述来解决形变、导体相对运动等与安培力方向有关的问题，能够减少中间环节、化繁为简。
4.如图所示，导线框abcd和通电直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流并通过ad和bc的中点，当线框向右运动的瞬间，则（ ）A.线框中有感应电流，且沿顺时针方向B. 线框中有感应电流，且沿逆时针方向C.线框中有感应电流，但方向难以判断D.由于穿过线框的磁通量为零，所以线框中没有感应电流
解析：（一）右手定则法：由安培定则可知通电直导线周围的磁场方向如图所示，因ab导线向右做切割磁感线运动，由右手定则可知感应电流方向为a→b，同理，可判断cd导线中的感应电流方向为c→d，ad、bc两边不做切割磁感线运动，所以整个线框中的感应电流是沿逆时针方向的。（二）楞次定律法：由安培定则判断通电直导线周围的磁场方向，由对称性可知合磁通量Φ=0；当导线框向右运动时，穿过线框的合磁通量增大（方向垂直纸面向里），由楞次定律可知感应电流的磁场方向应垂直纸面向外，由安培定则可判断出感应电流沿逆时针方向。
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
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
【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。
7.(2021·蚌埠高二检测)科学家发现一种新型合金材料(Ni45C5Mn40Sn10)，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。
如何判定感应电流的方向
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
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