楞次定律的实验
电磁感应中的楞次定律的实验验证与应用
电磁感应中的楞次定律的实验验证与应用楞次定律是电磁感应的基本定律之一，它描述了电磁感应中的电动势和电流的产生关系。
通过实验验证楞次定律的适用性和应用，可以更好地理解和应用电磁感应原理。
一种常见的验证楞次定律的实验是利用恒强磁场和匀速运动的导体实验。
实验装置包括一个平行磁场的恒强磁铁和一根可以在磁场中自由运动的导体。
首先，将导体置于磁场中，并使之保持匀速直线运动，此时由于导体切割磁场线产生感应电动势。
进一步，通过连接导体两端的电路，可以观察到感应电动势引起的电流。
在实验过程中，可以通过一系列探究来验证楞次定律。
例如，改变导体的速度、磁场的强度或者导体与磁场的相对角度等因素，观察感应电流的变化。
实验结果表明，感应电动势和产生的电流都与上述因素有关，符合楞次定律的规律。
根据楞次定律，感应电动势的大小与导体速度、磁场强度、导体与磁场的相对角度以及导体的长度等因素有关系。
在实验验证的基础上，楞次定律的应用十分广泛。
一个重要的应用是发电机的原理。
发电机利用动磁场切割导线产生感应电动势，通过导线两端的电路产生电流，从而实现电能的转换。
根据楞次定律，当导线在磁场中切割线条越多，产生的感应电动势越大，电流也相应增大。
因此，通过控制磁场和导线的运动方式，可以实现不同功率和频率的发电机。
另外，楞次定律还可以应用于电动机的原理。
电动机与发电机相反，它利用电流在磁场中的作用力，实现电能向机械能的转换。
根据楞次定律，通过改变电流的方向和大小，可以改变电动机的运动方式和速度。
电动机的应用非常广泛，从家用电器到工业机械都有它的身影。
此外，楞次定律还被应用于电磁感应传感器和电磁感应计算器等设备中。
电磁感应传感器利用楞次定律实现对物理量的测量，如流量、温度和压力等。
电磁感应计数器则是在楞次定律的基础上实现的，它利用导体切割磁场产生的感应电动势来统计物体的数量。
综上所述，楞次定律通过实验验证得以验证其适用性，同时也在各种应用中得以应用。
楞次定律的实验研究
楞次定律的实验研究楞次定律是电磁学中的基本定律之一，描述了在一个闭合电路中，由于变化的磁场引起的感应电动势与磁场的变化率成正比。
本文将探讨楞次定律的实验研究，包括实验目的、实验装置、实验过程、实验结果以及对实验结果的分析。
实验目的本实验的目的是验证楞次定律，即当闭合电路中的磁通量发生变化时，电路产生感应电动势的方向与磁通量变化的方向相反。
实验装置本实验所需的装置包括一个闭合电路、一个磁铁和一个电阻。
闭合电路由一根导线组成，两端接上电阻。
磁铁放置在闭合电路附近。
实验过程1. 将电阻连接到闭合电路的两端，保证电路是完整的闭合回路。
2. 将磁铁靠近闭合电路，改变磁铁与闭合电路之间的距离，观察感应电动势的变化。
3. 移动磁铁的方向，使得磁场的方向相对于闭合电路发生变化，再次观察感应电动势的变化。
实验结果在进行实验过程中，我们记录下了磁铁与闭合电路之间的距离和相对运动的方向，并记录了电路上的电动势变化。
通过实验观察和记录，我们发现以下结果：1. 当磁铁静止时，闭合电路中没有感应电动势产生。
2. 当磁铁靠近闭合电路时，电路中出现了感应电动势。
当将磁铁移近电路时，感应电动势逐渐增大；当将磁铁离开电路时，感应电动势则逐渐减小。
3. 当改变磁铁与闭合电路的相对运动方向时，感应电动势的方向也相应地发生了改变。
当将磁铁靠近电路时，感应电动势的方向与磁铁运动方向相反；当将磁铁离开电路时，感应电动势的方向则与磁铁运动方向相同。
对实验结果的分析根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 通过改变磁铁与闭合电路的相对位置，可以产生感应电动势。
这验证了楞次定律所描述的磁场变化引起感应电动势的现象。
2. 实验结果表明，感应电动势的大小与磁铁与闭合电路之间的距离以及相对运动的方向有关。
当磁铁靠近电路时，感应电动势增大；当磁铁远离电路时，感应电动势减小。
3. 感应电动势的方向与磁铁与闭合电路的相对运动方向相反，这符合楞次定律的要求。
综上所述，经过实验的验证，我们得出结论：楞次定律在实验中得到了有效验证。
4.3楞次定律(问题探究式)
(2)适用情况：所有电磁感应现象．
2．右手定则
(1)内容：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平面内，让 磁感线 从掌心进 入，并使拇指指向导线 运动的方向 ，这时四指所指 的方向就是 感应电流 的方向． (2)适用情况：导体 切割磁感线 产生感应电流．
3、楞次定律中“阻碍”的含义
楞次定律表述三：“增缩减扩”
例7 一长直铁芯上绕有一固定线圈M，铁芯右端与一木 质圆柱密接，木质圆柱上套有一闭合金属环N，N可在木 质圆柱上无摩擦移动，M连接在如图4所示的电路中，其 中R为滑动变阻器，E1和E2为直流电源，S为单刀双掷开关， 下列情况中，可观测到N向左运动的是 ( )
A.在S断开的情况下，S向a闭合的瞬间 B.在S断开的情况下，S向b闭合的瞬间 C.在S已向a闭合的情况下，将R的滑片向c端
移去时
引力
阻碍相互远离
楞次定律表述二： “来拒去留”，总阻碍相对运动。
5
如图所示，当条形磁铁突然向闭合铜环运动时，铜 环里产生的感应电流的方向怎样？铜环运动情况怎样？
NS
原磁场方向 穿过回路磁通量的变化 感应电流磁场方向 感应电流方向
向左 增加 向右 顺时针
铜环向右运动
思考与讨论
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，又会发生什么 现象？
5、在竖直向下的匀强磁场中，放在水平光滑的导轨上的
两平行导线aa′,bb′,其中aa受外力作用而向左运动，试分析
导线bb′向哪边运动？
××
a× × b × ×
××
××
××
v× ×
实验报告楞次定律
一、实验目的1. 验证楞次定律，即感应电流的方向总是阻碍原磁通量的变化。
2. 理解法拉第电磁感应定律和楞次定律的关系，加深对电磁感应现象的认识。
3. 掌握实验器材的使用方法，提高实验操作技能。
二、实验原理楞次定律：感应电流的方向总是使得由它产生的磁场阻碍原磁通量的变化。
具体来说，当原磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反；当原磁通量减少时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同。
法拉第电磁感应定律：感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，即ε = -dΦ/dt。
三、实验器材1. 磁铁2. 闭合线圈3. 滑动变阻器4. 电流表5. 电源6. 导线7. 电流计8. 磁通量计9. 秒表四、实验步骤1. 将磁铁插入闭合线圈中，使磁铁的北极与线圈的一端相接触。
2. 闭合电路，观察电流表指针的偏转情况，记录初始磁通量Φ1。
3. 拉动磁铁，使其离开线圈，同时观察电流表指针的偏转情况，记录磁通量Φ2。
4. 重复步骤3，改变拉动磁铁的速度，记录不同速度下的磁通量Φ3、Φ4、Φ5。
5. 使用秒表测量不同速度下磁铁离开线圈的时间t1、t2、t3、t4、t5。
6. 使用磁通量计测量不同速度下磁铁离开线圈时的磁通量Φ6、Φ7、Φ8。
五、实验数据及处理根据实验数据，计算磁通量的变化率ΔΦ/Δt，即：ΔΦ/Δt = (Φ2 - Φ1) / t1 = (Φ3 - Φ1) / t2 = (Φ4 - Φ1) / t3 = (Φ5 - Φ1) / t4 = (Φ6 - Φ1) / t5根据法拉第电磁感应定律，计算感应电动势ε：ε = -dΦ/dt六、实验结果与分析根据实验结果，分析如下：1. 随着磁铁离开线圈的速度增加，磁通量的变化率ΔΦ/Δt也随之增大，说明感应电动势ε与磁通量的变化率成正比。
2. 电流表指针的偏转方向与磁铁离开线圈的速度有关，符合楞次定律的描述。
3. 在不同速度下，感应电动势ε的值与磁通量的变化率ΔΦ/Δt成正比，说明法拉第电磁感应定律和楞次定律在实验中得到了验证。
楞次定律ppt(含实验动画)
“增反减同”
3、楞次定律总结可简化为“增反减同”
当线圈内原磁场的 磁通量增加时，感应电流的磁场B＇的方向与 原磁场B0的方向相反
“增 反”： “减 同”：
当线圈内原磁场的
磁通量减少时，感应电流的磁场B＇的方向与 原磁场B0的方向相同
4.应用楞次定律判定的步骤：
（1）明确原磁场的方向； （2）明确穿过回路的磁通量是增加还是减少； （3）根据楞次定律(增反减同)判断感应电流的 磁场方向； （4）利用安培定则来判断感应电流的方向。
根据图示条件判定，闭合电路的 一部分导体中感应电流的方向。
B
I
a I × v
v
v
N
I
×
S
b
B
三、楞次定律与右手定则
1．右手定则是应用楞次定律中的特例． 在导体做切割磁感线运动时，可以用 右手定则简单地判断出感应电流（或感应 电动势）的方向．
2．右手定则与楞次定律本质一致，判断得出 的结果相同．
四.从另一个角度认识楞次定律
课堂训练
4、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 A.沿abcd流动 B.沿dcba流动 Ⅰ
a d
b
c
Ⅱ Ⅲ
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
●
Ⅰ
Ⅱ Ⅲ
N Ｎ
●
●
楞次（1804~1865），俄国物理学家和地球物 理学家。 1．在电磁学方面的成就 楞次定律、焦耳－楞次定律、确定了电阻与温 度的关系 …… 2 ．地球物理方面的贡献 测量了深海的海水比重和温度 发现并正确地解释了大西洋和太平洋赤道南北 的海水是含盐量较高，且大西洋的比太平洋的 高，而印度洋含盐量低的现象 还注意到在一定纬度下，海洋表面的水温高于 水上面的空气温度 1845年在他倡导和协助下组织了俄国地理学会
楞次定律课件
3. 应用楞次定律解题的步骤：
（1）明确原磁场方向
（2）明确穿过闭合回路的磁通量如何变化
（3） 由楞次定律确定感应电流的磁场方向 （4） 利用安培定则确定感应电流的方向
右手定则
伸开右手，让拇指与其余四指在同一个平面内，使拇 指与并拢的四指垂直；让磁感线垂直穿入手心，使拇 指指向导体运动的方向，其余四指所指的方向就是感 应电流的方向。
例3、如图所示，ab是一个可绕垂直于纸面 的轴O转动的闭合矩形导线框，当滑线变阻 器R的滑动片P自左向右滑动时，线框ab将 （ ） A．保持静止不动 B．逆时针转动 C．顺时针转动 D．转动，但因电源极性 不明，无法判断转动方向
在水平面上有一固定的U形金属框架，框架上置一 金属杆ab，如图示（纸面即水平面），在垂直纸面 方向有一匀强磁场，则以下说法中正确的是： （ B D ） A. 若磁场方向垂直纸面向外并增加时， a 杆ab将向右移动。 B. 若磁场方向垂直纸面向外并减少时， 杆ab将向右移动。 C. 若磁场方向垂直纸面向里并增加时， 杆ab将向右移动。 b D.若磁场方向垂直纸面向里并减少时， 杆ab将向右移动。 点拨：Φ=BS，杆ab将向右移动 ， S增大， Φ增大，只有B减小，才能阻碍Φ增大
a c v b d B
如图：①ab如何运动？ ②ab的速度能大于v吗?
一. 电磁感应现象-----产生感应电流的条件
1.闭合电路中的磁通量发生变化时,有感应电流产生. 2.闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时,有感 应电流产生.
二.感应电流的方向: (1).右手定则:(判定导体切割磁感线时的感应电流方向) (2).楞次定律 表述一：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁 场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 表述二：感应电流总要阻碍导体和磁体间的相对运动。 表述三：感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因
实验楞次定律
三、实验原理1.楞次定律的本质楞次定律的本质是在电磁感应现象中的反映。
感应电流的磁场是原磁通量变化的，其结果必须克服这个阻碍，而需要消耗能量，这个能量就是的源头。
2．楞次定律的深刻意义楞次定律的深刻意义在于它是——在电磁感应现象中的具体反映。
为了产生和维持，必须有外力克服磁场力的阻碍作用，在这个过程中机械能转化为，通电导线在磁场中运动时，它又将因磁感线而产生，这个电动势是与原电流方向的电动势，电流要克服反电动势做功，在这个过程中，电能转化为。
3．实验方法把条形磁铁迅速(或)线圈，使线圈中产生，找出感应电流的和磁铁的的关系。
(1)因果判断法楞次定律所揭示的电磁感应过程中有两个最基本的因果关系：一是与变化之间的与的关系；二是与和。
抓住“阻碍”和“产生”这两个因果关联点是应用楞次定律解决物理问题的关键。
线圈中在什么情况下可以产生某个方向的感应电流，我们可以通过看这个感应电流产生什么样的，然后结合寻找其原因，即根据产生感应电流这个结果判断产生感应电流的原因，称之为，例如：线圈中产生了逆时针方向的感应电流，而这个感应电流产生的是向外的磁场，根据此结果，分析可知其原因有两种可能：一是原来的磁通量向外，正在减小；另一种情况是原来的磁通量向里，且正在增加。
(2)等效替代法。
等效替代的思维方法是把复杂的和转化为、、物理现象和过程来研究和处理。
应用等效替代法的关键在于明确两个不同的物理现象或物理过程在什么条件下，什么意义上可以等效并相互替代，这是等效替代的实质所在。
实验结论：通过上述实验，可以得出结论：在原线圈插入或通环保瞬间，感应电流的磁场方向与原磁场方向怎样？当原线圈排出或断电瞬间，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同；当滑动变阻器插入回路的阻值变大时，感应电流的磁场方向与原磁场方向怎样？当滑动变阻器接入回路的阻值变小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向怎样？实验拓展：1.实验前电流表为什么一定要检查电流表指针偏转方向与通过电流方向之间的关系？2.为什么不直接将原线圈接入电源两端？且为何只能将滑动变阻器由大调小？3.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。
铝环实验-楞次定律对比演示器
定律验证
01 02
铝环实验
通过铝环实验可以直观地观察到楞次定律的现象，当磁铁插入铝环时， 铝环产生感应电流，根据楞次定律，感应电流产生的磁场会阻碍磁铁的 插入，表现为铝环的收缩或扩张。
实验设备
进行铝环实验需要准备磁铁、铝环、导线等实验器材，通过连接导线可 以观察到电流表指针的偏转，从而判断感应电流的方向。
实验结论对比
实验一结论
当磁铁靠近闭合铝环时，铝环中 产生的感应电流产生磁场，该磁 场阻碍磁铁靠近，表现出“拒抗
”现象。
实验二结论
当磁铁远离闭合铝环时，铝环中产 生的感应电流产生磁场，该磁场阻 碍磁铁远离，表现出“承追”现象 。
对比结论
两个实验的结论均符合楞次定律， 进一步证明了楞次定律的正确性和 普遍适用性。
03
实验步骤
将导线绕在铝环上，将磁铁插入铝环，观察电流表指针的偏转方向，根
据楞次定律判断感应电流的方向，从而验证楞次定律的正确性。
04
对比演示
实验现象对比
实验一现象
对比结论
当条形磁铁靠近闭合铝环时，铝环产 生阻力，阻碍磁铁靠近，表现出“拒 抗”现象。
实验一和实验二的现象均符合楞次定 律，即感应电流产生的磁场总是阻碍 引起感应电流的磁通量的变化。
实验二现象
当条形磁铁远离闭合铝环时，铝环产 生推力，推动磁铁远离，表现出“承 追”现象。
实验数据对比
实验一数据
磁铁靠近铝环时的速度、加速度、 作用力等数据记录。
实验二数据
磁铁远离铝环时的速度、加速度、 作用力等数据记录。
对比结论
通过对比实验一和实验二的数据， 可以发现感应电流产生的磁场对 磁铁的作用力方向与磁铁运动方 向相反，符合楞次定律的规律。
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楞次定律的实验
楞次定律的实验
引入：
N
不同情况下产生的感应电流的方
S
向不同，那么，感应电流的方向由
哪些因素决定？遵循什么规律？
创新微课
G
+
楞次定律的实验
猜想与假设：感应电流的方向可能与哪些因素有关?
N S
G
+
原磁场的方向 磁通量的变化
创新微课
楞次定律的实验
创新微课
1、感应电流的方向与原磁场的方向有什么关系? 2、感应电流的方向与磁通量的变化有什么关系?
当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场阻碍磁通量增加； 当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场阻碍磁通量减少。
感应电流的磁场阻 碍磁通量的变化
同学，下节再见
感应电流方向 逆时针
向上 感应电流磁场方向 相反 感应电流的磁场与
原磁场方向的关系
减小 增大 减小
顺时针 顺时针 逆时针
向下 向下 向上 相同 相反 相同
创新微课
楞次定律的实验
小结
创新微课
增反减同
当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反； 当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。
楞次定律的实验
G
+
创新微课
正进右偏 负进左偏
楞次定律的实验
创新微课
N SGBiblioteka +若指针右偏，说明线圈中产生逆时针 方向（俯视）的感应电流
楞次定律的实验
创新微课
N极向下 插入线圈
S极向下 插入线圈
N极向下 拔出线圈
S极向下 拔出线圈
楞次定律的实验
磁铁运动情况
原磁场的方向 向下 向下 向上 向上
增大 原磁通量变化情况