楞次定律的内容及其理解
楞次定律的深度理解 (微课课件)

[解析] 本题考查楞次定律的理解及应用.滑片P向左移动时,电阻减小, 电流增大,穿过金属环A的磁通量增加,根据楞次定律,金属环将向左运动, 并有收缩趋势. [答案] 左 收缩
5. 楞次定律应用实例
③绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上,铁芯上套着一个铝环,线圈与电 源、电键相连,如下图所示.线圈上端与电源正极相连,闭合电键的瞬间,铝 环向上跳起.则下列说法中正确的是 A.若保持电键闭合,则铝环不断升高 B.若保持电键闭合,则铝环停留在某一高度 C.若保持电键闭合,则铝环跳起到某一高度后将回落 D.如果电源的正、负极对调,观察到的现象不变 [解析] 若保持电键闭合,磁通量不变, 感应电流消失,所以铝环跳起到某一高 度后将回落,A、B错,C对;正、负极 对调,同样磁通量增加,由楞次定律知, 铝环向上跳起,现象不变,D正确. [答案] CD
5. 楞次定律应用实例
①通电直导线与矩形线圈在同一平面内,当线圈远离导线时,判断线圈中感 应电流的方向。
分析: 1、原磁场的方向: 向里
I
v
2、原磁通量变化情况: 减小
3、感应电流的磁场方向: 向里 4、感应电流的方向: 顺时针
5. 楞次定律应用实例
②如图,金属环A用轻绳悬挂,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,则金属环A将向__________(填“左”或“右”)运动,并 有__________(填“收缩”或“扩张”)趋势.
出现是感应电流存在的结果,简单地说,只有当穿过闭合回路中的磁通量发生 变化时,才会有感应电流的磁场出现.
4.能量解读楞次定律
(1)磁通量的变化方式比较多,有一种常见的就是引起感应电流的磁场与
导体发生相对运动.那么,感应电流的磁场总是要阻碍磁体和闭合回路间的相
楞次定律物理知识点

楞次定律物理知识点即磁通量变化感应电流感应电流磁场磁通量变化。
楞次定律的内容:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流为磁通量变化。
楞次定律是判断感应电动势方向的定律,但它是通过感应电流方向来表述的。
按照这个定律,感应电流只能采取这样一个方向,在这个方向下的感应电流所产生的磁场一定是阻碍引起这个感应电流的那个变化的磁通量的变化。
我们把“引起感应电流的那个变化的磁通量”叫做“原磁道”。
因此楞次定律可以简单表达为:感应电流的磁场总是阻碍原磁通的变化。
所谓阻碍原磁通的变化是指:当原磁通增加时,感应电流的磁场(或磁通)与原磁通方向相反,阻碍它的增加;当原磁通减少时,感应电流的磁场与原磁通方向相同,阻碍它的减少。
从这里可以看出,正确理解感应电流的磁场和原磁通的关系是理解楞次定律的关键。
要注意理解“阻碍”和“变化”这四个字,不能把“阻碍”理解为“阻止”,原磁通如果增加,感应电流的磁场只能阻碍它的增加,而不能阻止它的增加,而原磁通还是要增加的。
更不能感应电流的“磁场”阻碍“原磁通”,尤其不能把阻碍理解为感应电流的磁场和原磁道方向相反。
正确的理解应该是:通过感应电流的磁场方向和原磁通的方向的相同或相反,来到达“阻碍”原磁通的“变化”即减或增。
楞次定律所反映提这样一个物理过程:原磁通变化时( 原变),产生感应电流(I感),这是属于电磁感应的条件问题;感应电流一经产生就在其周围空间激发磁场( 感),这就是电流的磁效应问题;而且I感的方向就决定了感的方向(用安培右手螺旋定那么判定); 感阻碍原的变化——这正是楞次定律所解决的问题。
这样一个复杂的过程,可以用图表理顺如下:楞次定律也可以理解为:感应电流的效果总是要对抗(或阻碍)产生感应电流的原因,即只要有某种可能的过程使磁通量的变化受到阻碍,闭合电路就会努力实现这种过程:(1)阻碍原磁通的变化(原始表速);(2)阻碍相对运动,可理解为“来拒去留”,具体表现为:假设产生感应电流的回路或其某些局部可以自由运动,那么它会以它的运动来阻碍穿过路的磁通的变化;假设引起原磁通变化为磁体与产生感应电流的可动回路发生相对运动,而回路的面积又不可变,那么回路得以它的运动来阻碍磁体与回路的相对运动,而回路将发生与磁体同方向的运动;(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势;(4)阻碍原电流的变化(自感现象)。
楞次定律课件

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。在直流电路中 ,当通过线圈的磁通量发生变化时,线圈中会产生感应电流,其方向可根据楞次定律来判断。
交流电路中感应电流判断方法
法拉第电磁感应定律
在交流电路中,感应电动势的大小与磁通量对时间的变化率成正比。因此,当交流电源的频率、线圈的匝数和磁 通量的变化率一定时,感应电动势的大小也就确定了。根据楞次定律,感应电流的方向总是要阻碍原磁通量的变 化,所以在交流电路中,感应电流的方向会不断改变。
02 楞次定律实验验 证
实验器材准备与操作步骤
实验器材:电磁铁、电流表、电压表、滑动变 阻器、导线、开关等。
01
操作步骤
02
04
调节滑动变阻器,使电流表示数逐渐增大, 观察电磁铁吸引大头针的数量变化。
05
当电流表示数达到某一值时,迅速断开开 关,观察电磁铁吸引大头针的数量变化。
按照实验电路图连接好电路,检查无误后 闭合开关。
楞次定律课件
目录
• 楞次定律基本概念 • 楞次定律实验验证 • 楞次定律数学表达式推导 • 楞次定律在电路分析中应用 • 楞次定律在生活生产中应用实例 • 总结回顾与拓展延伸
01 楞次定律基本概 念
楞次定律定义及表述
楞次定律定义
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。
相量图分析法
在交流电路中,可以使用相量图来表示相位关系。通过画出电压、电流和磁通量的相量图,可以直观地判断感应 电流的方向和大小。
复杂电路分析方法与技巧
支路电流法
对于复杂电路,可以将其分解为若干个简单的支路,然后分别对每个支路应用基尔霍夫定 律和欧姆定律进行分析。通过列写方程并求解,可以得到各支路的电流和电压值,进而判 断感应电流的方向和大小。
楞次定律

I
2、楞次定律的应用: 楞次定律的应用:
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
例与练 2、一根竖直放置的直导线MN通以向上的电流, 一根竖直放置的直导线MN通以向上的电流, MN通以向上的电流 在直导线MN MN的右方平行放置一个矩形导线框 在直导线MN的右方平行放置一个矩形导线框 ABCD,MN与ABCD在同一个竖直平面内 在同一个竖直平面内。 ABCD,MN与ABCD在同一个竖直平面内。当 直导线MN中的电流减小 MN中的电流减小时 试判断: 直导线MN中的电流减小时,试判断: 矩形导线框中感应电流的方向。 矩形导线框中感应电流的方向。
(2)楞次定律的理解: 楞次定律的理解: ①谁阻碍? ——感应电流的磁场 谁阻碍? ——感应电流的磁场
或安培力
1、楞次定律: 楞次定律:
(1)内容: 内容:
感应电流的磁场 总是 阻碍 引起感应电流 引起感应电流的 磁通量的变化 感应电流的
(2)楞次定律的理解: 楞次定律的理解: ②阻碍谁? ——原来磁通量的变化 阻碍谁? ——原来磁通量的变化
方向
向上 变大 顺时 向下 针
阻碍原来磁 阻碍原来磁 通量变大
演示实验
原来 磁场 方向 磁通 量的 变化 感应 感应 电流 电流 方向 磁场
方向
向上 变小 逆时 向上 针
阻碍原来磁 阻碍原来磁 通量变小
1、楞次定律: 楞次定律:
(1)内容: 内容:
感应电流的磁场 总是 阻碍 引起感应电流 引起感应电流的 磁通量的变化 感应电流的
析与解 ①明确研究对象: 明确研究对象: ②判断原磁场磁通量的变化: 变小 判断原磁场磁通量的变化: ③判断原磁场的方向: 垂直纸面向里 判断原磁场的方向: 垂直纸面向里 ④由楞次定律判断感应电流的磁场方向: 由楞次定律判断感应电流的磁场方向: 垂直纸面向里 垂直纸面向里 ⑤由安培定则判断感应电流的方向: 由安培定则判断感应电流的方向: 顺时针方向
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。
楞次定律物理-解释说明

楞次定律物理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述楞次定律是电磁学中的一条基本定律,描述了磁场对电流产生的作用力。
它由法国物理学家楞次于1831年首次提出,是电磁学理论的重要组成部分。
楞次定律与法拉第电磁感应定律一起,构成了电磁学中的重要基础。
楞次定律通过数学表达式描述了电流与磁场之间的相互作用。
根据定律的表述,当一个电导体中有电流通过时,会在其周围产生一个磁场。
而当电导体与外部磁场相互作用时,会产生一个力使其发生运动或变形。
这个力的大小和方向由电流的大小、电导体的形状以及外部磁场的强度和方向决定。
楞次定律不仅是理论的基础,也被广泛应用于实际生活和工业领域。
例如,在电动机、发电机、变压器等电磁设备中,楞次定律被用来解释电能转化和传输的原理。
在电磁感应、电磁波传播以及电磁场探测等领域,楞次定律的应用也发挥着重要作用。
虽然楞次定律已经有近两个世纪的研究历史,但其理解和应用仍然在不断深化和拓展。
研究人员们对楞次定律的局限性和扩展性进行了深入的研究,提出了许多新的理论和应用。
这些研究为我们更好地理解电磁学提供了新的思路和方法。
综上所述,楞次定律作为电磁学中的基本定律,对于我们理解和应用电磁现象至关重要。
通过深入研究楞次定律,我们可以更好地理解电流与磁场之间的关系,并将其应用于各个领域,为人类的生活和科技发展做出贡献。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方向进行编写:文章结构是指文章的整体组织和布局方式,它可以帮助读者更好地理解和吸收文章内容。
本文将按照以下结构进行阐述楞次定律的相关知识和应用。
首先,引言部分会对整篇文章进行概述,介绍楞次定律的基本概念和背景,以及本文的结构和目的。
接下来,正文部分会详细讨论楞次定律的定义、数学表达式、应用领域和实验验证。
在2.1小节,将介绍楞次定律的定义,包括电磁感应的基本原理和楞次定律的核心思想。
在2.2小节,将展示楞次定律的数学表达式,强调电动势与磁通变化的关系。
解释楞次定律-概述说明以及解释

解释楞次定律-概述说明以及解释1.引言1.1 概述楞次定律是电磁学中的一个基本法则,描述了磁场随时间变化时所产生的电场。
它由法国物理学家楞次于1834年发现并命名。
楞次定律对于理解电磁感应现象和电磁波传播具有重要意义。
楞次定律可以简单地表述为:当一个磁通量的变化率穿过一个闭合电路时,该电路中会产生电动势和电流。
这意味着当磁场穿过一个导体回路时,电场会沿着回路的路径产生,从而引起电流的流动。
楞次定律的数学表达式为:\mathcal{E} = -\frac{d\Phi}{dt}其中,\mathcal{E}表示感应电动势,\frac{d\Phi}{dt}表示磁通量的变化率。
根据楞次定律,当磁通量的变化率发生变化时,感应电动势的大小和方向也会相应改变。
楞次定律在许多领域都有广泛的应用。
在发电机中,楞次定律被用于解释发电的原理。
当导体在磁场中旋转时,磁通量的变化率会导致感应电动势的产生,从而驱动电流流动,实现能量的转换。
此外,楞次定律也被应用于变压器、感应加热、电磁感应测量等领域。
总之,楞次定律是电磁学中一个非常重要的定律,它描述了磁场通过闭合电路时产生的电场和电流。
通过理解和应用楞次定律,我们可以更好地理解电磁感应现象,并在工程技术中实现能量的转换和控制。
未来,随着电磁学和电子技术的发展,楞次定律的研究将继续深入,并为新一代电子设备和能源技术的创新提供基础。
1.2文章结构文章结构是指文章整体的组织框架和布局方式,有助于读者理解和把握文章的主旨和逻辑关系。
在本文中,文章结构的设计可以按照以下几个方面进行解释和说明。
首先,介绍楞次定律的定义和基本概念。
这一部分可以从历史背景出发,介绍楞次定律的发现和提出者安德鲁·楞次,以及楞次定律的基本原理和表述方式。
可以解释楞次定律是描述电磁感应现象的重要物理定律,它揭示了电磁感应过程中的能量转换和电磁场的产生与变化。
其次,探讨楞次定律的应用领域和实际意义。
楞次定律广泛应用于各个领域,如发电机、变压器、感应炉等电磁场设备的设计和运行中。
楞次定律的理解及应用

ʏ甘肃省天水市第十中学 刘志强楞次定律是电磁感应知识中最基础㊁最重要的定律之一,定律的内容简明扼要㊁内涵丰富,同学们一定要准确理解,并灵活应用㊂一㊁楞次定律的表述原始表述: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㊂其引申表述有三种:表述一:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量(原磁通量)的变化㊂表述二:导体和磁体发生相对运动时,感应电流的磁场总是阻碍二者的相对运动㊂表述三:感应电流的方向总是阻碍引起它的原电流(自身电流)的变化㊂二㊁楞次定律的理解首先,明确两个磁场,即感应电流的磁场(新产生的磁场)和引起感应电流的磁场(原有的磁场)㊂其次,明确因果关系,即闭合线圈㊁原磁场㊁磁通量的变化是因,感应电流的产生是果㊂然后,理解 阻碍 的含义,①谁起阻碍作用起阻碍作用的是 感应电流的磁场 ;②阻碍什么?感应电流的磁场阻碍的是引起感应电流的磁通量的变化 ,而不是阻碍原磁场,也不是阻碍 原磁通量 ;③怎样阻碍?当引起感应电流的磁通量(原磁通量)增加时,感应电流的磁场就与原磁场的方向相反, 反抗 原磁通量的增加,当引起感应电流的磁通量(原磁通量)减少时,感应电流的磁场就与原磁场的方向相同, 补偿 原磁通量的减少,即 增反减同 ;④阻碍 不等于 阻止 , 反抗 与 补偿 均为 阻碍 , 阻碍 与阻止 程度不同, 阻碍 只能起妨碍作用,但闭合电路的磁通量仍在变化,只不过变化的速度放慢了,从而使感应电流减小, 阻止 是指使闭合电路的磁通量不再变化,从而使感应电流消失;⑤ 阻碍 也不意味着 相反 ,事实上,感应电流的磁场和引起感应电流的磁场可能同向,也可能反向(增反减同)㊂三㊁楞次定律的应用楞次定律没有直接给出感应电流的方向,它只是概括了确定感应电流方向的原则,同学们必须通过基本练习,亲身体会并总结出利用楞次定律判断感应电流方向的步骤:(1)明确原磁场的磁感线分布特点及其方向;(2)明确穿过闭合电路的磁通量是变还是不变(决定感应电流的有无),怎样变(增大还是减小);(3)根据楞次定律判断感应电流的磁场方向,若穿过闭合电路的磁通量增加,则感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,若穿过闭合电路的磁通量减少,则感应电流的磁场方向与原磁场方向相同(增反减同);(4)利用安培定则,逆向确定感应电流的方向㊂1.从 阻碍磁通量变化 的角度来看,无论什么原因,只要使穿过闭合电路的磁通量发生了变化,就一定有感应电流产生,其方向按照 增反减同 进行判断㊂图1例1 如图1所示,当条形磁铁的N 极靠近线框a b c d 时,判断产生感应电流的方向㊂解析:当条形磁铁的N极靠近线框a b c d 时,原磁场方向向下,磁通量在增大,根据 增反减同 可知,感应电流的磁场B '的方向是向上的,根据安培定则可知,感应电流的方向沿逆时针方向(俯视),即a b c d ㊂51知识篇 知识结构与拓展 高考理化 2023年11月图2例2 如图2所示,两个同心导体圆环位于纸面内,内环中通有沿顺时针方向的电流,外环中原来无电流㊂当内环中电流逐渐增大时,外环中有无感应电流?方向如何?解析:因为磁感线是闭合曲线,内环内部向里的磁感线条数和内环外部向外的所有磁感线条数相等,所以外环所围面积内(包括内环圆面积在内的总面积,而不只是环形区域的面积)的总磁通量向里,并逐渐增大,根据楞次定律(增反减同)可知,外环中有感应电流,且感应电流的磁场方向向外,根据安培定则可知,外环中感应电流沿逆时针方向㊂点评:用楞次定律分析判断感应电流的方向时,一定要分清回路周围的磁场分布情况,从而确定原磁通量究竟是增大的还是减小的㊂2.因磁体的相对运动而引起线圈所在处磁感应强度变化从而产生感应电流时,感应电流的磁场表现为阻碍磁体的相对运动(阻碍相对距离的变化),即 来拒去留㊂图3例3 如图3所示,当条形磁铁绕O 1O 2轴匀速转动时,矩形导线框a b c d (不考虑重力)将如何运动解析:本题的分析方法很多,最简单的方法是从 阻碍相对运动 的角度来看,导线框一定会跟随条形磁铁同方向转动起来㊂如果不计一切摩擦阻力,最终导线框将和磁铁的转动速度无限接近到可以认为相同;如果考虑摩擦阻力,则导线框的转动速度总比条形磁铁的小些(导线框始终受到安培力矩的作用,其大小和摩擦力的阻力矩相等)㊂点评:本题也可以用 阻碍磁通量变化 来分析,其结论是一样的,但是叙述过程要复杂得多㊂因磁体的相对运动而引起磁通量的变化,从而产生感应电流时,感应电流的磁场表现为阻碍磁体的相对运动,这就是 电磁驱动 的原理㊂图4例4 如图4所示,闭合导体环固定,条形磁铁的S 极向下以初速度v 0沿过导体环圆心的竖直线下落的过程中,导体环中的感应电流方向如何?解法1:从 阻碍磁通量变化 的角度来看,当条形磁铁的中心恰好位于导体环所在的水平面时,磁铁内部向上的磁感线都穿过了线圈,而磁铁外部向下穿过线圈的磁通量最少,所以此时刻穿过导体环的磁通量最大㊂因此全过程中原磁场方向向上,先增后减,感应电流的磁场方向先下后上,感应电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向(俯视)㊂解法2:从 阻碍相对运动 的角度来看,导体环对条形磁铁应该是先排斥(靠近阶段)后吸引(远离阶段),把条形磁铁等效为螺线管,该螺线管中的电流从上向下看是沿逆时针方向的,根据 同向电流互相吸引,反向电流互相排斥 可知,感应电流应该先沿顺时针方向后沿逆时针方向(俯视)㊂点评:对比本题的两种解法可以看出,深刻理解 阻碍 的含义及推广,并加以灵活应用,可使问题的分析过程大大简化㊂3.当线圈自身电流变化时,通过线圈本身的磁通量发生变化,从而产生感应电流,感应电流的磁场表现为 阻碍自身电流的变化 ,这就是自感现象㊂图5例5 如图5所示,灯泡L 1㊁L 2分别标有36V 40W 和 36V 25W 字样,闭合开关S ,调节滑动变阻器R ,使灯泡L 1㊁L 2都正常发光㊂这时断开开关S 重做实验,则开关S 闭合瞬间看到的现象是什么?稳定后哪个灯泡较亮?再断开开关S,又将看到什么现象?解析:重新闭合开关S 瞬间,由于电感线圈L 对电流增大的阻碍作用,灯泡L 1将慢慢亮起来,而灯泡L 2立即变亮,这时电感线圈L 的作用相当于一个大电阻㊂稳定后两灯泡都正常发光,因为灯泡L 1的额定功率较大,所以较亮,这时电感线圈L 的作用相当于一61 知识篇 知识结构与拓展 高考理化 2023年11月只普通的电阻(就是该线圈的内阻)㊂断开开关S 瞬间,由于电感线圈L 对电流减小的阻碍作用,通过灯泡L 1的电流将逐渐减小,灯泡L 1渐渐变暗到熄灭,而L 1㊁L 2㊁R ㊁L 组成一个闭合回路,所以灯泡L 2也将逐渐变暗直至熄灭,而且灯泡L 2还会闪亮一下(因为I L 1>I L 2),通过灯泡L 2的电流方向与原来的电流方向相反,这时电感线圈L 的作用相当于一个电源㊂(若灯泡L 1的额定功率小于灯泡L 2的额定功率,则断开开关S 瞬间灯泡L 2不会出现闪亮 现象)点评:常见的自感有两种,即通电自感,通电的瞬间自感线圈处相当于断路;断电自感,断电的瞬间自感线圈处相当于电源㊂当线圈电阻ȡ灯丝电阻时,灯泡缓慢熄灭;当线圈电阻<灯丝电阻时,灯泡闪亮后缓慢熄灭㊂4.楞次定律与能量守恒㊂电磁感应过程实质上是能的转化和转移过程㊂楞次定律中 阻碍 正是能的转化和守恒定律的具体体现㊂既然有感应电流产生,就有其他形式的能转化为电能㊂又因为感应电流是由相对运动引起的,所以只能是机械能转化为电能,即机械能减少㊂磁场力对物体做负功,是阻力,表现出的现象就是 阻碍 相对运动,即 来拒去留㊂图6例6 如图6所示,用丝线将一个闭合金属环悬挂于O 点,虚线左侧有垂直于纸面向外的匀强磁场,虚线右侧没有磁场㊂金属环的摆动会很快停下来㊂试解释这一现象㊂若整个空间都有垂直于纸面向外的匀强磁场,会有这种现象吗?解析:只虚线左侧有匀强磁场的情况下,金属环在穿越磁场边界时(无论是进入还是穿出),由于磁通量发生变化,金属环内一定有感应电流产生㊂根据楞次定律可知,感应电流将会阻碍相对运动,因此金属环的摆动会很快停下来,这就是电磁阻尼现象㊂还可以用能量守恒来解释:金属环中有感应电流产生,就一定有机械能转化为电能,金属环的机械能将不断减小㊂若整个空间都有匀强磁场,则穿过金属环的磁通量不变化,无感应电流,不会阻碍相对运动,金属环的摆动就不会很快停下来㊂点评:楞次定律中的阻碍过程,实质上就是能量转化的过程㊂图71.如图7所示,M ㊁N 是通有电流大小和方向都相同的两根长直导线,当矩形导线框a b c d 向右匀速运动时,导线框中的感应电流的方向如何?2.如图8所示,O 1O 2是矩图8形导线框a b c d 的对称轴,其左方有垂直于纸面向外的匀强磁场㊂以下哪些情况下导线框中有感应电流产生方向如何?A.将导线框向纸外平移B .将导线框向右平移C .将导线框以a b 边为轴转动60ʎD .将导线框以c d 边为轴转动60ʎ图93.如图9所示,绝缘光滑水平面上有两个离得很近的导体环a ㊁b ㊂条形磁铁的N 极向下,沿它们的正中向下移动(不到达该平面),则导体环a ㊁b 将如何移动?图104.如图10所示,水平面上固定有两根平行导轨,上面放置两根金属棒a ㊁b ㊂当条形磁铁向下移动时(不到达导轨平面),金属棒a ㊁b 将如何移动参考答案:1.沿顺时针方向,即a b c d ㊂2.B ㊁D 两种情况下导线框中有感应电流产生,且感应电流方向为a b c d ㊂3.导体环a ㊁b 将相互远离㊂4.金属棒a ㊁b 将互相靠近㊂(责任编辑 张 巧)71知识篇 知识结构与拓展 高考理化 2023年11月。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
楞次定律的内容及其理解1、内容:感应电流的磁场,总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化2、四步理解楞次定律1.明白谁阻碍谁──感应电流的磁通量阻碍产生产感应电流的磁通量的变化。
2.弄清阻碍什么──阻碍的是穿过回路的磁通量的变化,而不是磁通量本身。
3.熟悉如何阻碍──原磁通量增加时,感应电流的磁场方向及原磁场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向及原磁场方向相同,即“增反减同”。
4.知道阻碍的结果──阻碍并不是阻止,结果是增加的还增加,减少的还减少。
3、理解楞次定律的另一种表述1.表述内容:感应电流总是反抗产生它的那个原因。
2.表现形式有四种:a.阻碍原磁通量的变化;增反减同b.阻碍物体间的相对运动,有的人把它称为“来拒去留”;c.增缩减扩,磁通量增大,面积有收缩的趋势,磁通量减小,面积有扩大的趋势d.阻碍原电流的变化(自感)。
二、正确区分楞次定律及右手定则的关系导体运动切割磁感线产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例,所以判定电流方向的右手定则也是楞次定律的特例。
用右手定则能判定的,一定也能用楞次定律判定,只是不少情况下,不如用右手定则判定来得方便简单。
反过来,用楞次定律能判定的,并不是用右手定则都能判断出来。
如闭合圆形导线中的磁场逐渐增强,用右手定则就难以判定感应电流的方向;相反,用楞次定律就很容易判定出来三、楞次定律的应用1、应用楞次定律的步骤a.明确原来的磁场方向b.判断穿过(闭合)电路的磁通量是增加还是减少c.根据楞次定律确定感应电流(感应电动势)的方向d.用安培定则(右手螺旋定则)来确定感应电流(感应电动势)的方向2、应用拓展(1)、增反减同。
当原磁通量增加时,感应电流的磁场方向就及原磁场方向相反,当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向及原磁场方相同,例1、两圆环A、B置于同一水平面上,其中A为均匀带电绝缘环,B为导体环,当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时,B中产生如图所示方向的感应电流.则(A)A可能带正电且转速减小(B)A可能带正电且转速增大(C)A可能带负电且转速减小(D)A可能带负电且转速增大解:若A 带正电,则A 环中有顺时针方向的电流,则原磁场垂直A 环向里,而感应电流的磁场方向垂直B 环向外,由增反减同,说明原磁场在增加,转速在增大;若A 环带负电,,则则A 环中有逆时针方向的电流,则原磁场垂直A 环向外,而感应电流的磁场方向垂直B 环向外,说明原磁场在减小,原电流在减小,转速减小,所以B 、C 正确。
(2)来拒去留:感应电流阻碍相对运动,原磁场来时,感应电流的磁场要拒之,原磁场离去时,感应电流的磁场要留之,从运动的效果看,可表述为敌进我退,敌退我追例2.如图2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及图中箭头方向相同,磁铁及线圈相互吸引B.线圈中感应电流的方向及图中箭头方向相同,磁铁及线圈相互排斥C.线圈中感应电流的方向及图中箭头方向相反,磁铁及线圈相互吸引D.线圈中感应电流的方向及图中箭头方向相反,磁铁及线圈相互排斥解:由增反减同,N 向下运动,原磁通量增加,感应电流磁场方向及原磁场方向相反,,由安培定则知感应电流方向及图中箭头方向相同,由来拒去留,知磁铁及线圈相互排斥,故B 正确。
(3)增缩减扩:回路原磁通量增大时,闭合回路的面积有收缩的趋势,原磁通量减少时,闭合回路面积有扩大的趋势图2例3、如图3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t =0时电流沿逆时针方向(图中箭头所示).对于线圈A ,在1t ~2t 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,且有收缩的趋势解:1t ~2t 时间内,B 中的电流为顺时针增大,由增反减同,A 中的感应电流要及B 中的电流相反,A 中的电流为逆时针,由增缩减扩,A 的面积有收缩的趋势;D 正确。
例4.如图所示,ef 、gh 为两水平放置相互平衡的金属导轨,ab 、cd 为搁在导轨上的两金属棒,及导轨接触良好且无摩擦.当一条形磁铁向下靠近导轨时,关于两金属棒的运动情况的描述正确的是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 .不管下端是何极,两棒均向外互相远离D .不管下端是何极,两棒均互相靠近图3图4解:条形磁体向下运动,回路的磁通量在增加,回路的面积有收缩的趋势,所以两棒相互靠近,及下端是哪个极无关,D正确。
(4)阻碍原电流变化:线圈是原电流增加,在线圈中自感电流的方向及原电流方向相反,反之,则相同例5.如图所示,L1,L2为两盏规格相同的小灯泡,线圈的直流电阻及小灯泡的电阻相等,安培表电阻不计。
当开关S闭合时,安培表中指示某一读数,下列说法中正确的是()A、开关S闭合时,L1,L2都立即变亮B、开关S闭合时,L2立即变亮,L1逐渐变亮C、开关S断开瞬间,安培表有可能烧坏D、开关S断开时,L2立即熄灭,L1逐渐熄灭解:开关S闭合,线圈中原电流在增大,感应电流阻碍其增大,所以L1立即变亮,L2逐渐变亮,;开关S断开时,线圈中电流在减小,感应电流阻碍其减小,L1逐渐熄灭,L2立即熄灭。
D正确。
楞次定律的三种表述方式:表述一:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化;表述二:导体和磁体发生相对运动时,感应电流的磁场总是阻碍相对运动;表述三:感应电流的方向,总是阻碍引起它的原电流的变化;判断感应电流方向的步骤:1确定原磁场方向;2判断穿过闭合电路磁通量的变化情况;3根据楞次定律判断感应电流的磁场方向;4根据安培定则判断感应电流的方向。
示例:如图所示,光滑金属导轨的一部分处在匀强磁场中,当导体棒ab向右匀速运动切割磁感线时,判断ab中感应电流方向.1.回路中原磁场方向垂直纸面向里.2.通过回路的磁通量在减小.3.感应电流的磁场及原磁场方向相同,为垂直纸面向里.4 .ab中感应电流的方向为向上.楞次定律表明感应电流的后果总及引起感应电流的原因相对抗!为什么对呀?解答:楞次定律的内容是:感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
感应电流的磁场要阻碍原磁通量的变化,这并不等于说,由于感应电流的磁场的阻碍作用,原磁场不变化了,或者改变了变化的方向,恰恰相反,原磁场该是怎样变化,还是怎样变化。
譬如原磁场是增强的,尽管有感应电流的磁场的阻碍作用,原磁场仍是逐渐增强的,感应电流的磁场的阻碍作用,只是使得原磁场的增强变得缓慢些罢了,但终归还是要增强的,而且要达到原来所要达到的增强程度,而绝不能理解成起阻止作用,而应理解为“反抗”(对抗)或“补偿”,即当原磁场引起的磁通量增加时,感应电流的磁场方向将及原磁场方向相反,以“反抗”原磁通量的增加;当原磁场引起的磁通量减少时,感应电流的磁场方向将及原磁场的磁场方向相同,以“补偿”原磁通量的减少。
可见“阻碍”的方式是感应电流产生的磁场及原磁场方向相同或相反,即感应电流的后果总及引起感应电流的原因相对抗。
“阻碍”并不是“阻止”,如果磁通量变化被阻止了,则感应电流也就不能产生了。
因此“楞次定律表明感应电流的后果总及引起感应电流的原因相对抗!”这句话是正确的。
对于楞次定律的内容:感应电流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,这句话怎样理解?感应电流的方向和磁通量的变化该怎样判断?感应电流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,当磁通量增加时,产生的感应电流会阻碍磁通量的增加,也就时说感应电流产生的磁场方向于原来的磁场方向相反。
当磁通量减小时,产生的感应电流会阻碍磁通量的减小,也就时说感应电流产生的磁场方向于原来的磁场方向相同。
磁通量的变化要看通过线圈的磁感线数目,当磁感线数增加时,磁通量增加。
感应电流的方向根据左手定则进行判断。
怎样判断感应电怎样判断感应电流的方向呢?解答:一般可以用楞次定律来进行判断,楞次定律的内容为:感应电流具有这样的方向,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
应用楞次定律判断感应电流的方向的具体步骤为:(1)明确原磁通量的方向(2)判断磁通量的增减情况(3)确定感应电流的磁场的方向(4)利用楞次定律的“增反减同”的原理来推断感应电流的方向。
注意:阻碍不是阻止!当磁通量增加时,感应电流的磁场方向及原磁场方向相反,当磁通量减小时,感应电流的磁场方向及原磁场方向相同。
只是延缓了磁通量变化的快慢!!(另外:对于导体切割磁感线产生感应电流的方向用右手定则来判断较为简便。
)右手定则:伸开右手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并跟手掌在一个平面内,把右手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,大拇指指向导体运动方向,那么其余四个手指所指的方向就是感应电流的方向。
复习要点1、掌握磁通量概念及其意义,能够正确判断磁通量的变化情况。
2、了解电磁感应现象,掌握发生电磁感应现象,产生感应电动势、产生感应电流的条件。
3、掌握右手定则和楞次定律,并能灵活运用于感应电流方向的判断。
4、掌握法拉第电磁感应定律,明确和E=LvB两种表述形式的适用条件和适用范围,并能运用法拉第电磁感应定律熟练地计算电磁感应现象中所产生的感应电动势。
5、对导体棒旋转切割磁感线时所产生的感应电动势能够灵活地运用法拉第电磁感应定律做出正确的计算。
6、了解自感现象,掌握自感现象中的基本特征。
二、难点剖析1、关于电磁感应的几个基本问题(1)电磁感应现象所谓电磁感应现象,实际上是指由于磁的某种变化而引起电的产生的现象,磁场变化,将在周围空间激起电场;如周围空间中有导体图-1 图-2 图-3存在,一般导体中将激起感应电动势;如导体构成闭合回路,则回路程还将产生感应电流。
(2)发生电磁感应现象的两种基本方式及其理论解释①导体在磁场中做切割磁感线的相对运动而发生电磁感应现象:当导体在磁场中做切割磁感线的相对运动时,就将在导体中激志感应电动势。
这种发生电磁感应现象的方式可以用运动电荷在磁场中受到洛仑兹力的作用来解释。
如图-1所示,当导体棒ab 在磁场B 中做切割磁感线运动时,棒中的自由电荷将随棒一起在磁场中运动而受到洛仑兹力f B 的作用于是受到f B 作用的自由电荷将向棒端迁移而使棒两端分别积累起正、负电荷,形成所谓感应电动势。
②磁场变化使穿过磁场中闭合回路的磁通量改变而发生电磁感应现象:当磁场的强弱改变而使穿过磁场中的闭合回路程的磁通量发生变化时,就将在闭合回路程里激起感应电流。