楞次定律的应用
楞次定律的应用
楞次定律的应用楞次定律反映了感应电流的方向与磁通量变化间的关系，可结合右手螺旋法则、左手定则等判断法则，确定感应电流的方向或感应电动势的正极、负极。
运用楞次定律解题的关键是集中全力去分析所研究的那一瞬间的情况。
分析穿过所研究的闭合回路所包围面积的磁通量的变化情况。
这需要树立正确的时间观念和空间观念。
应用楞次定律的解题步骤为：画出引起感应电流的原磁场的磁感线，并使之穿过所研究的闭合回路所包围的面积；根据楞次定律画出穿过该闭合回路所包围面积的感应电流的磁场的磁感线；根据感应电流的磁场方向，借助于右手螺旋法则，确定感应电流的方向。
[例1]如图1所示，试画出闭合电键K时，线圈B中感应电流的方向。
分析：由于题还没有导线明显地做切割磁感线运动，所以，本题解题的出发点应为楞次定律，并依据上述解题步骤求解。
解：根据楞次定律判断感应电流的方向。
（按照楞次定律的解题步骤）1．画出闭合电键K时，通电线圈A中的电流的方向，依据右手螺旋法则，画出线圈A的磁场（原磁场）的磁感线，并使这些磁感线穿过所研究的线圈B所包围的面积，如图2实线所示。
2．闭合电键K，穿过所研究的线圈B的磁通量由零增至某一值，即磁通量增大。
3．根据楞次定律，在线圈B中产生感应电流，感应电流磁场的磁感线方向应与原磁场的磁感线方向相反，如图2虚线所示。
4．因为在通电线圈内部，磁感线从S极到N极，可标出线圈B中感应电流磁场的N极和S极，借助于右手螺旋法则，判断出感应电流的方向，如图2所示。
[例2]如图3所示，当可移动导线段AB向右平移时，图中小磁针的指向如何？若AB向左平移呢？分析：可移动导线段AB向右平移，穿过闭合回路的磁通量增大，有感应电流产生，可依据楞次定律判断感应电流的方向。
解：可移动导线段AB向右平移，切割磁感线运动，根据右手定则，画出AB中感应电流的方向。
如图4所示，通过线圈C中的电流的磁场在线圈D处将增强。
根据楞次定律。
1．画出线圈C中的电流的磁场的磁感线，并使之穿过线圈D所包围的面积；3．根据楞次定律画出线圈D中的感应电流磁场的磁感线，如图4虚线所示；4．借助于右手螺旋法则，画出线圈D中的感应电流的方向，如图4所示。
楞次定律应用-上课用-教案
课题：楞次定律的应用学科：物理授课教师：李授课班级：高二1班一、教材分析1、楞次定律是高中课程标准实验教科书选修3—2第四章第三节课的教学内容，它是电磁学中的重要定律，也是本章的重点和难点。
电磁感应作为联系电场和磁场的纽带,不仅是学过的电场和磁场知识的综合和扩展,也是以后学习交流电、电磁振荡和电磁波的基础。
楞次定律是电磁感应规律的重要组成部分，是分析和处理电磁感应现象问题的两个重要支柱之一。
在实际教学中要引导学生在实验的基础上，自主学习总结规律。
2、楞次定律第一节采用探究式教学模式,通过学生动手实验,学生得出了楞次定律的内容,学会了如何去判断感应电流的方向.但是由于时间关系,楞次定律的使用步骤、右手定则都没有讲。
学生知道了楞次定律的内容，应用的时候可能还有一定的困难，本节课就是要解决这个问题，通过理论分析探究，实验验证等方式加深学生对楞次定律的理解和应用。
二、学情分析本节内容要求一定的理论理解应用水平，选择理论探究和学生自主学习是有益的尝试。
通过探究得出结论并进一步深化结论是学生学习的重点。
1．学生已经掌握了磁通量的概念，并会分析磁通量的变化。
2．已经知道了几种典型磁场的磁感线的分布。
3．学生已经利用（条形磁铁、电流计、线圈等）实验器材研究感应电流产生的条件，并探究了感应电流方向的判断方法，知道了楞次定律的内容，现在要加深理解，学会解决实际问题。
三、教学目标1、知识与技能（1）通过楞次定律的实例应用分析，体会楞次定律内容中“阻碍”二字的含义，探明“磁通量变化”的方式和途径。
（2）通过实验和理论探究，学生理解楞次定律的其他表述内涵和应该方法。
（3）掌握右手定则2、过程与方法（1）学生通过教师引导，体验楞次定律的应用步骤，理解并掌握右手定则。
（2）学生在老师指导下，动手实验操作，并确定观察重点，进行观察，分析得出结论。
（3）通过讨论分析总结，找出实验现象的共性，并总结出规律，培养学生抽象思维能力和创新思维能力。
楞次定律的理解和应用
楞次定律的理解和应用楞次定律是物理学中比较重要的定律，由英国物理学家约翰楞次在1829年提出。
楞次定律指出，当一个正方形物体在两个平行的直线上运动时，动能平均会在两条直线上均匀分布。
楞次定律最初的提出的时候，只是一个描述实验现象的定律，后来随着物理学的发展，它被用来解释许多物理现象，成为一条定律性的公式，也可以用来预测物理现象。
首先，我们来看一下楞次定律的原理。
楞次定律指出，当一个正方形物体在两个平行的直线上运动的时候，它的动能平均会随着时间，在两条直线上均匀分布。
为了证明这一点，我们可以用动能守恒定律来表达。
假定有一个物体，它在两个相互平行的直线上运动，其动能可以表示为E，我们可以得出：E1 = E2这就是楞次定律的原理。
楞次定律也可以用来解释一些不同的物理现象，比如圆周运动和机械波的传播。
关于圆周运动，楞次定律可以解释动能为什么保持不变。
运动的时候，正方形物体的动能总是在两个相互平行的直线上平均分布，所以动能保持不变。
同样也可以利用楞次定律来解释机械波的传播，机械波是一种在固体，液体，空气或者其他介质中传播的波。
楞次定律可以解释机械波是如何传播的，当一个机械波在介质中传播的时候，它的动能会随着时间在介质的两端相互平行的直线上均匀分布，这就是楞次定律的思想。
另外，楞次定律也可以用于实际的应用，比如说电子设备的设计和制造，楞次定律可以用来描述电子元件的布局，以及电流在电路中的传播。
电子元件具有明确的布局，电流会沿着一条平行的直线在电路中传播，这就是楞次定律描述的现象。
此外，也有研究发现，楞次定律可以解释许多天文现象，比如说，太阳系内行星运动的轨道。
太阳系内行星行走的路径是环形的，楞次定律就可以解释这种运动模式，由于行星在太阳系内环形运动，它的动能会均匀分布在两条平行的直线上，从而形成行星的轨道，这也正是楞次定律所描述的现象。
总的来说，楞次定律是一条比较重要的物理定律，它不仅仅可以描述物理现象，还可以用来解释许多天文现象。
楞次定律的理解和应用
楞次定律的理解和应用楞次定律，又称“楞次正弦定律”，是由美国物理学家伊斯诺F楞次于1877年提出的物理定律。
它的本质是一种物理现象，即固定的传递物质在空间上的位移与其传输时间成正比。
在物理学领域，楞次定律是一种重要的基本原理，在日常生活中也有广泛的应用。
楞次定律认为，物体在给定的时间内以等速度运动，其位移与时间成正比，即“位移=速度×时间”，这就是楞次定律。
楞次定律认为，只要物体运动速度不变，它经过的时间越长，其位移越大，这一点在物理学中受到广泛认可，它还被用来预测物体在某一时间段的运动轨迹。
楞次定律的应用主要分为三大类：一是物理学，二是生活中的应用，三是工程学领域的应用。
1.理学领域的应用在物理学领域，楞次定律为运动学的理论提供了一个有力的解释。
它是解释物理现象的基础。
一般来说，物理学中的实验有关物体运动速度和时间段、物体位置和位移等，都可以用楞次定律来解释。
例如，物体从原点A到点B的距离可以用楞次定律来计算。
若物体的速度为v，则从A到B的总距离等于v×t，其中t为从A到B所花的时间。
因此，可以用楞次定律来计算物体从A到B的距离。
2.活中的应用除了物理学，楞次定律也在日常生活中得到广泛应用，例如设计交通规划和火车路线，在交通出行中有重要作用，可以更有效地安排运输工作。
此外，在经济领域，可以利用楞次定律来预测市场变化，这对于投资者、消费者和政府都很重要。
同时，楞次定律也可以帮助人们更好地预测股票的走势，有助于准确判断股市行情。
3.程学领域的应用楞次定律也在工程学领域有重要应用。
它可以应用于多种机械系统，并允许工程师更好地设计运动系统，准确预测机械系统的运动轨迹。
例如，炮弹发射时，可以用楞次定律来确定炮弹发射的角度、距离以及发射的速度，从而更准确地击中目标。
此外，楞次定律在机械设计中也有重要应用，如齿轮系统和摆线机构的设计，可以利用楞次定律来估算齿轮的大小及形状，以及摆线机构的运动轨迹，从而绘制更准确的机械系统图。
楞次定律的应用
闭合回路的整体与部分 ②从适用范围来看：
一般与特殊
例4、如图，导体棒AB在金属框CDEF上 从左向右移动，试判断E、F间和C、D 间的电流方向
A
C
F
G E
G
v
D B
例5、如图示，当条形磁铁做下列运动时，线圈 中感应电流方向是（从左向右看）（ AD）
A、磁铁靠近线圈时，电流方向是逆时针 B、磁铁靠近线圈时，电流方向是顺时针 C、磁铁远离线圈时，电流方向是逆时针 D、磁铁远离线圈时，电流方向是顺时针
第四节 愣次定律的应用
一、应用楞次定律判定感应电流的方向的步骤 ：
（1）先确定原磁场方向。 （2）确定磁通量的变化趋势（增大或减小）。 （3）确定感应电流产生的磁场方向。 （4）用上)运动
时,试确定回路中感应电流的方向
S
S
S
N
N
S
例2:确定线圈B中感应电流的方向
? 例6、如图所示，两导轨光滑，当给CD一 个向右运动的初速度v时，它们将如何运动？
A
C
v
B
D
导轨
A
A
B
B
A中电流增大时 A中电流减小时
例3：确定导体在磁场中做切割磁感线 运动时，产生的感应电流的方向
B
v
A
二、右手定则：
1、内容：
伸开右手，让大拇指跟其它四个手指 垂直，且都在手掌的同一平面内，让磁感 线垂直穿入手心，拇指指向导体的运动方 向，其余四指所指的方向就是感应电流的 方向。
2、适用条件：导体切割磁感线而产生感 应电流方向的判定。
楞次定律的应用
【自主学习】注意：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，是“阻碍”“变化”，不是阻止变化，阻碍的结果是使磁通量逐渐的变化。
如果引起感应电流的磁通量增加，感应电流的磁场就跟引起感应电流的磁场方向相反，如果引起感应电流的磁通量减少，感应电流的磁场方向就跟引起感应电流的磁场方向相同。
楞次定律也可理解为“感应电流的磁场方向总是阻碍相对运动”。
1．磁感应强度随时间的变化如图所示，磁场方向垂直闭合线圈所在的平面，以垂直纸面向里为正方向．t1时刻感应电流沿方向，t2时刻感应电流，t3时刻感应电流；t4时刻感应电流的方向沿．2．如图所示，导体棒在磁场中垂直磁场方做切割磁感线运动，则a、b两端的电势关系是．【典型例题】【例1】如图所示，通电螺线管置于闭合金属环A的轴线上，A环在螺线管的正中间；当螺线管中电流减小时，A环将：A、有收缩的趋势B、有扩张的趋势C、向左运动D、向右运动【例2】如图所示，在O点悬挂一轻质导线环，拿一条形磁铁沿导线环的轴线方向突然向环内插入，判断导线环在磁铁插入过程中如何运动【例3】．如图所示，在一个水平放置闭合的线圈上方放一条形磁铁，希望线圈中产生顺时针方向的电流(从上向下看)，那么下列选项中可以做到的是( )．A．磁铁下端为N极，磁铁向上运动 B．磁铁上端为N极，磁铁向上运动C．磁铁下端为N极，磁铁向下运动 D．磁铁上端为N极，磁铁向下运动【例4】．如图所示，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，保持bc边在纸外，ad边在纸内，由图中的位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近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．由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动D．由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动【例5】．如图所示，圆形线圈垂直放在匀强磁场里，第1秒内磁场方向指向纸里，如图（b）．若磁感应强度大小随时间变化的关系如图（a），那么，下面关于线圈中感应电流的说法正确的是A．在第1秒内感应电流增大，电流方向为逆时针B．在第2秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针C．在第3秒内感应电流减小，电流方向为顺时针D．在第4秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针【针对训练】1．下述说法正确的是：A、感应电流的磁场方向总是跟原来磁场方向相反B、感应电流的磁场方向总是跟原来的磁场方向相同C、当原磁场减弱时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同D、当原磁场增强时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同2．关于楞次定律，下列说法中正确的是：A、感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强B、感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱C、感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化D、感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化3、如图所示的匀强磁场中，有一直导线ab在一个导体框架上向左运动，那么ab导线中感应电流方向（有感应电流）及ab导线所受安培力方向分别是：A、电流由b向a，安培力向左B、电流由b向a，安培力向右C、电流由a向b，安培力向左D、电流由a向b，安培力向右4、如图所示，若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ，则关于线圈的感应电流及其方向（从上往下看）是：A、有顺时针方向的感应电流B、有逆时针方向的感应电流C、先逆时针后顺时针方向的感应电流D、无感应电流5．如图所示，螺线管中放有一根条形磁铁，当磁铁突然向左抽出时，A点的电势比B点的电势；当磁铁突然向右抽出时，A点的电势比B点的电势。
楞次定律的内容和应用
A．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大 B．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小 C．金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小 D．金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大
•楞次定律的内容和应用
小结
楞次定律理解 楞次定律中的因果关系
阻碍磁通量变化
阻碍相对运动 I感
Δφ
阻碍Leabharlann B感创新微课同学，下节再见
创新微课
阻碍什么？
引起感应电流的磁通量的变化
“阻碍”就是感应电流的磁场总与原磁场的方向相反吗？
“阻碍”不是“相反”
不一定! “增反减同”
阻碍是阻止吗？
否，只是使磁通量的变化变慢
阻碍是反抗吗？
“阻碍”不是“阻止” “阻碍”不仅“反抗”，还有“补偿”
•楞次定律的内容和应用
楞次定律的推广应用
创新微课
•楞次定律的内容和应用
“增反减同”应用：
创新微课
• 例题1:一无限长导线通有如图电流，有一矩形线框与其共面，当电流I
突然减少时,判断线框会产生的电流方向？
解题思路：
原磁场B0的方向：向里
原磁场B0的楞变次定化律情况：变小 感应磁场B‘的方向：向里
安培定则
感应电流的方向：顺时针
•楞次定律的内容和应用
增反减同 来拒去留
阻碍原磁通量的变化 阻碍导体的相对运动
增缩减扩
改变线圈的面积来阻碍
增反减同
阻碍线圈自身电流的变化
创新微课
•楞次定律的内容和应用
应用步骤：
明确 研究 的对 象是 哪一 个闭 合电
路
该电路磁 通量如何 该电变路化磁 场的方向
如何
楞次 定律
楞次定律及应用
例1．如图1—1所示，一水平放置的矩形线圈
abcd，在细长的磁铁的N极附近竖直下落，保持
bc边在纸外，ad边在纸内，从图中的位置Ⅰ经过
位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ，在这个
过程中，线圈中感应电流A（ ） A．沿abcd流动
Ⅰ
a
d
B．沿dcba流动
N
C．由Ⅰ到Ⅱ都是abcd流动， b
的方向相反吗？ 不一定! “增反减同”
阻碍是阻止吗？否，只是使磁通量的变化变慢
从另一个角度认识楞次定律
在下面四个图中标出线圈上的N、S极
S
S
N
N
N
N
N
S
S
S
S
N
G
G
G
G
S
N
N
S
移近时 移去时
斥力 引力
阻碍相互靠近 阻碍相互远离
楞次定律表述二： 感应电流的效果总是阻碍导体和引 “来拒去留” 起感应电流的磁体间的相对运动
2．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。
二、重点·难点·疑点解释
（一）怎样正确理解楞次定律第一种表述？
1．围绕“两个磁场”来理解楞次定律。所 谓“两个磁场”是指原磁场（引起感应电 流的磁场）和感应磁场（由感应电流产生 的磁场）楞次定律直接反映了两磁场之间 关系，即感应电流产生的磁场总要阻碍原 磁场的磁通量的变化。并没有直接指明感 应电流的方向。
（三）楞次定律与右手定则在判定感 应电流的方向问题上有无区别？
▪ 在判断由导体切割磁感线产生的感应电流 时右手定则与楞次定律是等效的而右手定 则比楞次定律更方便。
▪ 楞次定律可适用于由磁通量变化引起感应 电流的各种情况，而右手定则只适用于一 部分导体在磁场中做切割磁感线运动的情 况，导线不动时不能应用，因此右手定则 可以看作楞次定律的特殊情况。
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M为一闭合金属轻环，当右侧线圈通以下述 的何种电流时，将在环内产生如图所示方 向的感应电流，同时环向线圈靠拢？（ ） （A）电流由a流入，且逐渐减小 （B）电流由b流入，且逐渐减小 （C）电流由a流入，且逐渐增大 （D）电流由b流入，且逐渐增大
练2：一无限长直导线通有电流，，有一矩形 线圈与其共面，如图所示。当电流I减小时， 矩形线圈将（ ） （A）向左平动 （B）向右平动 （C）静止不动 （D）发生转动
楞次定律的应用
例1：如图，金属环A用轻线悬挂，与长直螺线管共 轴，并位于其左侧。若变阻器滑片P向左移动，则 左 金属环A将向_________ （填“左”或“右”）运 收缩 动，并有___________ （填“收缩”或“扩张”） 趋势。
例2、如图所示，MN是一根固定的通电长直导线， 电流方向向上。今将一矩形金属线框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增大时，线框整体受 力情况为（ A ） （A）受力向右 （B）受力向左 （C）受力向上 （D）受力为零
（1）Q是N极，P是S极；（2）搬动时， 灵敏电流计里的线圈由于受到振动而在 磁场内来回摆动，穿过线圈的磁通量不 断变化。用导线将它的正负接线柱连接 后形成闭合回路，在线圈中产生感应电 流，感应电流的磁场阻碍它跟原磁场间 的相对运动，于是线圈会很快停止摆动， 起到保护作用。
如图所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴 OOʹ转动， 若线圈和转轴之间的摩擦不能忽略，从上向下看，当 磁铁逆时针匀速转动时，则（ B、C、D ） （A）线圈将逆时针匀速转动，转速与磁铁相同 （B）线圈将逆时针匀速转动，转速一定比磁铁转速小 （C）从图示位置磁铁开始转动时，线圈abcd中的感应 电流的方向是abcda （D）在磁铁不断转动的过程中，线圈abcd中感应电流 的方向一定会发生改变
收缩
左
练3：铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开 始下落，在下落过程中，下列判断中正确的 是（ B ） （A）金属环在下落过程中的机械能守恒； （B）金属环在下落过程动能的增加量小于其 重力势能的减少量； （C）金属环的机械能先减小后增大； （D）磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重 力。
练3：如图所示是一种灵敏电流计结构示意图。 （1）根据图上正负接线柱和指针偏转方向，在图上 画出电流流过线圈的方向，以及磁体P、Q的极性。 （2）在搬运灵敏电流计时，为了不使它因指针的摆 动而损坏，常用导线将它的正负接线柱连接起来， 请说明这样做的原因 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一、楞次定律的另一种表述
从磁通量变化的角度看，感应电流的磁场总是 要阻碍磁通量的变化； 从导体和磁体的相对运动角度看，感应电流的 磁场总是要阻碍相对运动
感应电流的效果总是要阻碍引起感应电 流的原因。
二、楞次定律中的能量守恒
例4：两个［形金属导线框A、B放在光滑的水平面 上，其中A处于有理想边界的匀强磁场内，如图1所 示。使A匀速向B运动，刚好能进入B（有接触而无 摩擦）。在A、B接触后的短暂时间内，A将如何运 动（ C ） （A）加速向B （B）加速离开B （C）减速向B （D）不动 A线框中产生感应电流后， 此电流会受到安培力的作用， A线框通过克服安培力做功 把机械能转化为电能。
例3、如图，ef、gh为两水平放置相互平行的金属导轨， ab、cd为搁在导轨上的金属棒，与导轨接触良好且无 摩擦，当一条形磁铁向上远离导轨时，关于两金属棒 的运动情况的描述正确的是（ C ） （A）如果下端是N极，两棒向外运动，如果下端是S极， 两棒相向靠近； （B）如果下端是S极，两棒向外运动，如果下端是N极， 两棒相向靠近； （C）无论下端是何极性，两棒均向外相互远离； （D）无论下端是何极性，两棒均相互靠近。
练1：如图所示，在能够绕竖直轴自由转动的横杆两 端，固定着A、B两个铝环，其中铝环A闭合，B不闭 合，则（ ） （A）当条形磁铁插入A环时，A环中产生感应电流同 时远离磁铁 （B）当条形磁铁插入A环时，A环中产生感应电流同 时靠近磁铁 （C）当条形磁铁插入B环时，B环中产生感应电流同 时远离磁铁 （D）当条形磁铁插入B环时，B环中产生感应电流同 时靠近磁铁
练2：如图所示，在通电密绕长螺线管靠近左端 处，吊一金属环a处于静止状态，在其内部也 吊一金属环b处于静止状态，两环环面均与螺 线管的轴线垂直且环中心恰在螺线管中轴上， 当滑动变阻器R的滑片P向左端移动时，b环将 有_________（填“收缩”或“扩张”）趋势， a环将向_________（填“左”或“右”）运 动。
如图所示，一质量为m的条形磁铁用细线悬 挂在天花板上，细线一水平金属圆环中穿 过．现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到 达位置Ⅱ。设环经过磁铁上端附近时细线 的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g， 则（ ） （A）T1＞mg，T2＞mg （B）T1＜mg，T2＜mg （C）T1＞mg，T2＜mg （D）T1＜mg，T2＞mg