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楞次定律. 【 复习提问 】 产生感应电流的条件是什么? 穿过 闭合回路 的磁通量发生变化. 请列举出能在图中线圈中产生感应电流的方法. N. G. S. +. 如何判定感应电流的方向呢?. 研究几种现象. 插入线圈. S. 阻碍磁通量增大. B 感. 产生反方向的磁场. _. +. G. N. 感应电流的磁场. B 原. I 感. 磁通量增大. 从右侧看. B 原. S. B 感. 阻碍磁通量增大. I 感. B 原. 产生反方向的磁场. N. 感应电流的磁场. 磁通量增大. S. S. N. N. G.
E N D
【复习提问】 产生感应电流的条件是什么? 穿过闭合回路的磁通量发生变化
N G S + 如何判定感应电流的方向呢?
研究几种现象 插入线圈 S 阻碍磁通量增大 B感 产生反方向的磁场 _ + G N 感应电流的磁场 B原 I感 磁通量增大
从右侧看 B原 S B感 阻碍磁通量增大 I感 B原 产生反方向的磁场 N 感应电流的磁场 磁通量增大
S S N N G G G G 顺时针 向下 向上 向下 向下 向上 增加 减小 增加 减小 逆时针 逆时针 顺时针 增 反 减 同 向上 向下 向上
S S N N G G G G N N S S N N S S 从相对运动看,感应电流的磁场总是阻碍相对运动。 来 拒 去 留
楞次定律: 感应电流具有这样的方向,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。 感应电流具有这样的方向,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。 思考:1、谁起阻碍作用 ?阻碍什么 ?怎么阻碍? 2、“阻碍”的含义?
理解规律 领会内涵 明确以下几点: ①谁起阻碍作用—— ②阻碍的是什么—— ③怎样阻碍—— ④阻碍的结果怎样—— ⑤电磁感应中能量怎么变—— 感应电流的磁场 原磁场的磁通量变化 “增反减同”,来“拒” 去“留” 减缓原磁场的磁通量的变化 其它形式的能转化为电能 “阻碍”不是阻止!
对楞次定律中“阻碍”二字怎么理解? “阻碍”是指感应电流的磁场阻碍原来磁场磁通量的增加或减少。 “阻碍”不是阻止,不仅有反抗的意思,而且有补偿的意思,对于磁通量的增加是反抗,对于磁通量的减少是补偿。
楞次(1804~1865),俄国物理学家和地球物理学家。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
楞次定律的两种理解: (1)、从磁通量变化的角度来看,感应电流的磁场总要阻碍原磁通量的变化; (2)、从导体和磁体的相对运动来看,感应电流的磁场总要阻碍相对运动。 ---增反减同 -----来拒去留
S I感 N 当N极远离线圈时,线圈上感应电流在线圈的右侧表现为S极,线圈和条形磁铁的相互作用表现为引力。
对楞次定律的理解 S N I感 2、感应电流的效果总是要阻碍引起感应电流的原因 当N极接近线圈时,线圈上感应电流在线圈的右侧表现为N极,线圈和条形磁铁的相互作用表现为斥力
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。
【例题1】 如图所示,当条形磁铁做下列运动时,线圈中的感应电流方向应是(从左向右看): A.磁铁靠近线圈时,电流方向是逆时针的 B.磁铁靠近线圈时,电流方向是顺时针的 C.磁铁向上平动时,电流方向是逆时针的 D.磁铁向上平动时,电流方向是顺时针的
【例题2】 如图所示,当滑动变阻器R的滑片向右滑动时,则流过R′的电流方向是_____。
B原 B感 I感 R’中感应电流方向从b到a A的磁场减弱 B中感应磁场方向与原磁场方向相同 B中磁通量减小 滑动变阻器R的滑片向右滑动时,A中电流减小
二、楞次定律的应用 【例1-1】如图所示,当线框向右移动,请判断线框中感应电流的方向 解题思路: 原磁场B0的方向:向外 原磁场B0的变化情况:变小 感应磁场B‘的方向:向外 感应电流的方向:A→D →C →B I 楞次定律 安培定则
【例1-2】如图所示,当直导线中电流增加时,请判断线框中感应电流的方向【例1-2】如图所示,当直导线中电流增加时,请判断线框中感应电流的方向 解题思路: 原磁场B0的方向:向外 原磁场B0的变化情况:变大 感应磁场B'的方向:向内 感应电流的方向:A→B →C →D I 楞次定律 安培定则
【巩固练习1】 如图所示,让闭合线圈由位置1通过一个匀强磁场运动到位置2。线圈在运动过程中,什么时候没有感应电流?为什么?什么时候有感应电流?方向如何?
【巩固练习2】 法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示。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中从感应电流沿什么方向?
【思考与讨论】 如图所示,导体棒AB向右运动。 (1)我们研究的是哪个闭合电路? (2)当导体棒AB向右运动时,穿过闭合电路的磁通量是增大还是减少? (3)感应电流的磁场应该是沿哪个方向方向如何? (4)导体棒AB中的感应电流是沿哪个方向的? I
右手定则 I
右手定则: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,并使拇指指向导线运动方向,这时四指所指的方向就是感应电流方向右手定则: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,并使拇指指向导线运动方向,这时四指所指的方向就是感应电流方向
楞次定律和右手定则的关系: • 1.从研究对象上说,楞次定律研究的是整个闭合回路,右手定则研究的是闭合电路的一部分,即做切割磁感线运动的一段导体。 • 2.从适用范围上说,楞次定律可应用于磁通量变化引起感应电流的各种情况,右手定则只适用于一段导体在磁场中做切割磁感线运动的情况,导体不动时不能应用。
逆时针 逆时针 1、如图所示,条形磁铁水平放置,金属圆环环面水平,从条形磁铁附近自由释放,分析下落过程中圆环中的电流方向。 S N
2. 在竖直向下的匀强磁场中,放在水平光滑的轨道上的两平行导线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? 分析:用右手定则判断出aa′ 中的感应电流的方向 有a→a′→b′→b,bb′中 因为有了电流受安培力而运动, 由左手定则判断bb′向左运动
3 N S 如图所示四根光滑的金属铝杆叠放在绝缘水平面上, 组成一个闭合回路,一条形磁铁的S极正对着回路靠近, 试分析: (1)导体杆对水平面的压力怎样变化? (2)导体杆将怎样运动? 分析解答:磁铁接近线圈时,穿过回路的磁通量增大, 在闭合回路中出现的感应电流阻碍磁通量的增加, 闭合回路有两种作用可阻碍磁通量增加, 第一是回路向下退缩,但水平面限制了它不能向下退, 因而出现导体杆与水平面间的正压力增大, 第二是回路的收缩,由于四根导体杆可以在水平面内运动, 所以它们都得相向运动,互相靠近.
4.如图所示,匀强磁场B中,放置一水平光滑金属框架,有一根金属棒ab与导轨接触良好,在外力F的作用下4.如图所示,匀强磁场B中,放置一水平光滑金属框架,有一根金属棒ab与导轨接触良好,在外力F的作用下 匀速向右运动,分析此过程中能量转化的情况。 a F b 1、由楞次定律(或右手定则)判定 ab棒上感应电流的方向应由b→a 2、由左手定则判断ab在磁场 中受到的安培力的方向是水平 向左的。 外力做正功,消耗外界能量,完全用来克服安培 力做功,转化成闭合回路中的电能,最后转化 成内能。
如何判定 I 方向 楞次定律 磁通量变化 相对运动 来拒去留 增反减同 能量守恒