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1、第四章第四章 电磁感应电磁感应 4.3 楞次定律楞次定律湖南师范大学湖南师范大学袁华军袁华军温故知新1. 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. 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. 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 穿 过 闭 合 电 路 的 磁 通 量 变 化 , 就有感应电流4. 4. 你认为感应电流的方向可能与哪些因素你认为感应电流的方向可能与哪些因素 有关有关? ?原磁场的方向磁通量的变化+ + + + +- -灵敏电流表中指针偏转方向和电流方向的关系+ +结论：左进左偏 右进右偏
2、+ +- -灵敏电流表中指针偏转方向和电流方向的关系探究：感应电流的方向G+ +NN极插入极插入NN极抽出极抽出S S极插入极插入S S极抽出极抽出SN SNSN实验现象 N 极插入 S 极插入 N 极拔出 S 极拔出感应电流的方向(俯视）逆时针顺时针顺时针逆时针结论：感应电流的方向与原磁场的方向与磁通量的变化有关相对运动的变化增加减少原磁场方向向下向上向下向上感应电流的方向(俯视）逆时针顺时针顺时针逆时针感应电流磁场方向向上向下向下向上感应电流磁场的效果阻碍了磁通量的增加阻碍了磁通量的减少归纳磁通量变化时，感应电流的磁场阻碍磁通量的变化增反减同一、楞次定律感应电流具有这样的方向，即感应电流具
3、有这样的方向，即感应电流感应电流的磁场的磁场总要总要阻碍阻碍引起感应电流的引起感应电流的磁通量磁通量的变化的变化。1.1.内容：内容：2.2.对楞次定律的理解：对楞次定律的理解： 起阻碍作用的是：感应电流的磁场；起阻碍作用的是：感应电流的磁场； 阻碍的是：原磁通量的变化；阻碍的是：原磁通量的变化； 增反减同；增反减同； 阻碍不是相反，阻碍也不是阻止。阻碍的本质阻碍不是相反，阻碍也不是阻止。阻碍的本质是能量转化。是能量转化。思考与讨论 当手持条形磁铁使它的一个磁极靠近闭合线圈时，线圈中产生了感应电流，获得了电能。从能量守恒的角度看，这必定有其它形式的能在减少，或者说，有外力对磁体-线圈这个系统做
4、了功。 你能不能用楞次定律做出判断，手持磁铁运动时我们克服什么力做了功？电磁感应中的能量守恒从从相对运动相对运动看看: :GNSSNNGNGSGNSSSN感应电流的磁场总要阻碍相对运动“来拒去留”从从做功做功看看: :楞次定律是能量守恒在电磁感应中的体现克服安培力做功，机械能转化为电能二、楞次定律的应用 明确穿过闭合回路的原磁场方向；明确穿过闭合回路的原磁场方向； 判断穿过闭合回路的磁通量如何变化；判断穿过闭合回路的磁通量如何变化； 由楞次定律确定感应电流的磁场方向；由楞次定律确定感应电流的磁场方向； 利用安培定则确定感应电流的方向。利用安培定则确定感应电流的方向。增反减同来拒去留阻碍原电流的
5、变化线圈面积有扩大或缩小的趋势思考与讨论当闭合导体的一部分做切割磁感线的运动时，怎样当闭合导体的一部分做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? ?FBvEA假定导体棒假定导体棒ABAB向右运动：向右运动： 我们研究的是哪个闭合电路我们研究的是哪个闭合电路? ? 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? ? 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? ? 导体棒导体棒ABAB中的感应电流沿哪个方向中的感应电流沿哪个方向? ?ABEF增大垂直纸面向外向上三、右手定则右手定则：伸开右手，让大拇指跟其余四指垂直，并与手掌
6、在同一平面内磁感线-垂直(或斜着)穿过掌心大拇指-指向导体运动的方向四指-指向感应电流的方向适用范围： 适用于闭合电路一部分导线切割磁感线产生感应电流的情况课堂训练例1. 如图所示，光滑固定导轨m、n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，当一条形磁铁从高处下落接近回路时，下列说法正确的是( )A. p、q将互相靠拢；B. p、q将互相远离；C. 磁铁的加速度仍为g；D. 磁铁的加速度小于g。ADp、q对导轨的正压力增大课堂训练例2. 如图所示，一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，环中的感应电流(自左向右看)与其运动方向分别是( )A. 沿顺时针方向；B. 沿逆时针
7、方向；C. 往左运动；D. 往右运动。BD课堂训练例3. 一平面线圈用细杆悬于P点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动，已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置和位置时，顺着磁场的方向看去，线圈中的感应电流的方向分别为( )A. 逆时针方向，逆时针方向；B. 逆时针方向，顺时针方向；C. 顺时针方向，顺时针方向；D. 顺时针方向，逆时针方向。B课堂训练例4. 如图所示，固定的水平长直导线中通有电流I，矩形线框与导线在同一竖直平面内，且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中( )A. 穿过线框的磁通量保持不变；B. 线框中感应电流方向保持不变；C. 线框所
8、受安培力的合力为零；D. 线框的机械能不断增大。B课堂训练例5. 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PQ、MN，当PQ在外力的作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是( )A. 向右匀加速运动；B. 向左匀加速运动；C. 向右匀减速运动；D. 向左匀减速运动。BC课堂训练例6. 如图所示，甲中有两条不平行轨道而乙中的两条轨道是平行的，其余物理条件都相同。金属棒MN都正在轨道上向右匀速平动，在棒运动的过程中，将观察到的现象是( )A. L1、L2小电珠都发光，只是亮度不同；B. L1、L2都不发光；C. L2发光，L1不发光；D. L1发光，L2不发光
9、。D课堂训练例7. 如图所示，螺旋形线圈M置于铜圆环A的轴线上，当螺旋形线圈中通过的电流I强度减小时，下列说法正确的是( )A. 铜圆环有缩小的趋势；B. 铜圆环有扩张的趋势；C. 螺旋形线圈有缩短的趋势；D. 螺旋形线圈有伸长的趋势。AD课堂训练例8. 如图所示，在通电螺线管外部左侧和内部靠近右侧处，各吊一个轻质闭合金属环a和b，a、b的环面均与螺线管的轴线垂直。现将变阻器R的滑片P向左移动，则a、b环将( )A. a环左摆，b环右摆； B. a环右摆，b环左摆； C. a环左摆，b环不动； D. a环右摆，b环右摆；C课堂训练例9. 如图所示，MN是一根固定的通电长直导线，电流方向向上，今
10、将一金属线框abcd放在导线上，让线框的位置偏向导线的左边，两者彼此绝缘，当导线中的电流突然减小时，线框整体受力情况为( )A. 受力向右； B. 受力向左；C. 受力向上； D. 受力为零。B课堂训练例10. 如图所示，光滑平行金属导轨PP和QQ，都处于同一水平面内，P和Q之间连一电阻，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平高右的力F拉动导体棒MN ，以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是( )A. 感应电流方向是NM；B. 感应电流方向是 M N；C. 安培力水平向左；D. 安培力水平向右。AC课堂训练例11. 如图所示，“U
11、”形金属框架固定在水平面上，金属杆ab与框架无摩擦，整个装置处于竖直方向的磁场中。若因磁场的变化，使杆ab向右运动，则磁感应强度( )A. 方向向下并减小；B. 方向向下并增大；C. 方向向上并增大；D. 方向向上并减小。AD课堂训练例12. 两个大小不同的绝缘圆环，如图叠放在一起，小圆环有一半的面积在大圆内，当大圆环通上顺时针方向的电流的瞬间，小圆环中感应电流的方向是( )A 顺时针方向；B 逆时针方向；C 左半圆顺时针，右半圆逆时针；D 无感应电流。B课堂训练例13. 如右图所示，在水平放置的光滑绝缘杆ab上，挂有两个金属环M和N。两环套在一个通电密绕长螺线管的左部，当变阻器的滑动触头向左
12、移动时，两环将怎样运动( )A. 两环保持相对静止一起向左运动；B. 两环保持相对静止一起向右运动；C. 两环互相靠近并向左运动；D. 两环互相离开并向右运动。C课堂训练例14. 如图所示，导体AB、CD可在水平轨道上自由滑动，且两水平轨道在中央交叉处互不相通。当导体棒AB向左移动时( )A. AB中感应电流的方向为A到B；B. AB中感应电流的方向为B到A；C. CD向左移动；D. CD向右移动。AD课堂训练例15. 如图所示，闭合螺线管固定在置于光滑水平面上的小车上，现将一条形磁铁从左向右插入螺线管中的过程中，则( )A. 车将向右运动；B. 使条形磁铁向右插入时外力所做的功全部由螺线管转
13、变为电能，最终转化为螺线管的内能；C. 条形磁铁会受到向左的力；D. 车会受到向左的力。AC课堂训练例16. 如图所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的 N 极朝下但未插入线圈内部。当磁铁向上运动时( )A. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引；B. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥；C. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引；D. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥。C课堂训练例17. 如图所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈B中通以图中所示的交变电流，设t0时
14、电流沿逆时针方向(图中箭头所示)。对于线圈A，在t1t2时间内，下列说法中正确的是( )A. 有顺时针方向的电流，且有扩张的趋势；B. 有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势；C. 有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势；D. 有逆时针方向的电流，且有收缩的趋势。D课堂训练例18. 如图所示，当磁铁运动时，流过电阻的电流由A经R到B，则磁铁的运动可能是( )A. 向下运动； B. 向上运动；C. 向左平移； D. 向右平移。BCD课堂训练例19. 如右图所示，在匀强磁场中，放着一个平行导轨，与大线圈D相连接，要使放在D中的A线圈(A、D两线圈共面)各处受到沿半径指向圆心的力，金属棒MN的运动情况可能是
15、( )A. 向右加速； B. 向左加速；C. 向右减速； D. 向左减速。AB课堂训练例20. 一块铜片置于如图所示的磁场中，如果用力把铜片从磁场拉出或把它进一步推入，则在这两个过程中有关磁场对铜片的作用力，下列叙述正确的是( )A. 拉出时是阻力； B. 推入时是阻力；C. 拉出时不受磁场力； D. 推入时不受磁场力。AB课堂训练例21. 如图所示，两个金属圆环在最低点处切断并分别焊在一起。整个装置处在垂直纸面向里的匀强磁场中，当磁场均匀增加时( )A. 内环有逆时针方向的感应电流B. 内环有顺时针方向的感应电流C. 外环有逆时针方向的感应电流D. 内、外环都没有感应电流BC课堂训练例22.
16、 下图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，其中能产生由a到b的感应电流的是( )A课堂训练例23. 在闭合铁芯上绕有一组线圈，线圈与滑动变阻器、电池构成电路，假定线圈和生磁感线全部集中在铁芯内。a、b、c三个闭合金属圆环，位置如右图所示。当滑动变阻器滑动触头左右滑动时，能产生感应电流的圆环是( )A. a、b两环； B. b、c两环；C. a、c两环； D. a、b、c三个环。A课堂训练例24. 如图所示，在水平地面上有一条沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向西稳定、强大的直流电流现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏的检流计，图中未画出)检测此通电直导线的位置，若不考虑地磁场的影响，在检测线圈位于水平面内，从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距导线很远处的过程中，俯视检测线圈，其中的感应电流的方向是( )A. 先顺时针后逆时针；B. 先逆时针后顺时针；C. 先逆时针后顺时针，然后再逆时针；D. 先顺时针后逆时针，然后再顺时针。C课堂训练例25. 两平行长直导线M、N都通以相同电流，线圈abcd与导线共面，当它从左到右在两导线之间移动时，其感应电流的方向是?