3 楞次定律1.docx
- 文档编号:24330747
- 上传时间:2023-05-26
- 格式:DOCX
- 页数:20
- 大小:1.39MB
3 楞次定律1.docx
《3 楞次定律1.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《3 楞次定律1.docx(20页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
3楞次定律1
3楞次定律
学习目标》
1.通过实验探究归纳出判断感应电流方向的规律-----楞定律。
2.理解楞次定律的内容及其本质。
3.能够运用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向。
温故知新》
1.如图4-3-1所示,环形金属软弹簧所处平面与某一匀强磁场垂直,将弹簧沿半径方向向外拉成圆彩,则以下措施不能使该金属弹簧中产生电磁感应现象的是()。
A.保持该圆的周长不变,将弹簧由圆形拉成方形
B.保持该圆的周长不变,将弹簧由圆形拉成主角形
C.保持该圆的面积不变,将弹簧由圆形拉成方形・
D.保持该圆的面积不变,将弹簧由圆形拉成三角形
答案:
CD
2.如图4-3-2所示,在一根水平放置的通以恒定电流的长直导线下方,有一个小线框abcd放置在长导线所在的竖直平面内,今使小线框分别做如下六种不同的运动,试判断线框内有无感应电流。
A.左右平移
B.上下平移
C.垂直纸面前后平移
D.绕过ab、cd边的中点的轴转动
E.绕线框中心轴O在纸面内旋转
F.以直导线为轴绕其转动
解析:
A、F两种运动,穿过线框的磁通量都不变,线框中没有感应电流。
B、C、D、E四种运动,穿过线框的磁通量都会发生变化,线框中有感应电流。
互动探究
基础探究
探究1楞次定律
知识梳理》
1.探究感应电流的方向
(1)实验探究
将螺线管与电流表组成闭合回路,分别将N极、S极插入、拔出线圈,如图4-3-3所示,记录感应电流方向如下:
(2)分析
①线圈内磁通量增加时的情况
图号
磁场方向
感应电流的方向
感应电流的磁场方向
甲
逆时针(俯视)
乙
顺时针(俯视)
线圈内磁通量减少时的情况
图号
磁场方向
感应电流的方向
感应电流的磁场方向
丙
顺时针(俯视)
丁
逆时针(俯视)
(3)归纳结论
当线圈内磁通量增加时,感应电流的磁场磁通量的增加;当线圈内磁通量减少时,感应电流的磁场磁通量的减少。
2.楞次定律
感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要引起感应电流的磁通量的。
名师点睛》
1.阻碍不是阻止,最终引起感应电流的磁通量还是发生了变化,是“阻而未止”。
2.阻碍不是相反,当引起感应电流磁通量增大时,感应电流的磁场与原磁场方向相反,当引起感应电流的磁通量减少时,感应电流的磁场与引起感应电流的原磁场方向相同(增反减同)。
3.涉及相对运动时,阻碍的是导体与磁体的相对运动,而不是阻碍导体或磁体的运动。
重点突破》
【例题1】如图4-3-4所示,试判定当开关闭合和断开瞬间,线圈ABCD中的电流方向。
思路点拨:
根据电流的方向,由安培定则判断出原磁场的方向。
再根据磁场的强弱变化用楞次定律判断。
解析:
当S闭合时:
(1)研究的回路是ABCD,穿过回路的磁场是电流I产生的磁场,方向(由安培定则判知)指向读者(如题图所示),且磁通量增大;
(2)由楞次定律得知感应电流磁场方向应和B原相反,即离开读者指向纸面内;
(3)由安培定则判知线圈ABCD中感应电流方向是A→D→C→B→A。
当S断开时:
1研究的回路仍是线圈电流I产生的磁场,穿过回路的原磁场仍是电流I产生的磁场,方向(由安培定则判知)指向读者,且磁通量减小;
2由楞次定律得知感应电流磁场方向应和B原相同,即指向读者;
3由安培定则判知线圈中感应电流方向是A
答案:
S闭合时,感应电流方向为A→D→C→B→A;S断开时,感应电流方向为A→B
C→D→A。
【练习1】如图4-3-5所示,在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在0点,并可绕0点摆动。
金属线框从右侧某位置静止开始释放,在摆动到左侧最高点的过程中,细杆和金属线框平面始终处于同一平面,且垂直纸面。
则线框中感应电流的方向是()。
A.
B.
C.先是
,后是
D.先是
,后是
探究2楞次定律的应用
知识梳理》
应用楞次定律的一般步骤
运用楞次定律判定感应电流方向的思路,可以概括为以下方框图。
此图不仅概括了根据楞次定律判定方向的思路,同时也描述了变化、方向、
三个因素的关系,只要知道了其中任意两个因素,就可以判定第三个因素。
名师点睛》
楞次定律的广义表述-
电磁感应现象中引起感应电流的原因与感应电流的“效果”之间是因与果的关系,原因产生结果,结果又反过来影响原因。
因此,楞次定律可广义表述为:
感应电流的“效果”总要反抗(或阻碍)引起感应电流的原因,常见的“阻碍”有以下几种:
重点突破》
【例题2】如图4-3-6所示,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈,当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力FN及在水平方向运动趋势的正确判断是()。
A.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向左
B.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向左
C.FN先小于mg后大于mg,运动趋势向右
D.FN先大于mg后小于mg,运动趋势向右
解析:
由题意可判断出在条形磁铁等高快速经过线圈时,穿过线圈的磁通量是先增加后减小,根据楞次定律可判断:
在线圈中磁通量增大的过程中,线圈受指向右下方的安培力,在线圈中磁通量减小的过程中,线圈受指向右上方的安培力,故线圈受到的支持力先大于mg后小于mg,而运动趋势总向右,D正确。
答案:
D
【练习2】如图4-3-7所示,ab是一个可绕垂直于纸面的轴0转动的闭合矩形导线框,当滑动变阻器R的滑片自左向右滑行时,线框ab的运动情况是()。
A.保持静止不动
B.逆时针转动
C.顺时针转动
D.发生转动,但因电源极性不明,无法确定转动的方向
探究3右手定则
知识梳理》
1.使用范围:
判定导线时感应电流的方向。
2.使用方法:
伸出右手,使拇指与其余四个手指,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从进入,并使拇指指向的方向,这时所指的方向就是感应电流的方向。
名师点睛》
安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律应用的现象及区别
(1)应用现象
基本现象
应用的定则或定律
运动电荷(电流产生磁场
安培定则
磁场对运动电荷、电流有作用力
左手定则
电磁
感应
部分导体做切割磁感线运动
右手定则
闭合回路磁通量变化
楞次定律
(2)应用区别
关键是抓住因果关系:
1电而生磁(I→B)
安培定则;
2动而生电(v、B
I安)
右手定则;
3电而受力(I、B→F安)→左手定则。
重点突破》
【例题3】如图4-3-8所示,水平放置的两组光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN,当PQ在外力作用下运动时,MN在磁场力作用下向右运动,则PQ所做的运动可能是()。
A.向右加速运动
B.向左加速运动
C.向右减速运动
D.向左减速运动
解析:
设PQ向右运动,用右手定则和安培定则可知穿过L1的磁感线方向向上;若PQ向右加速运动,通过L2的电流变大,L2的磁场增强,则穿过L1的磁通量增加,用楞次定律可知通过MN的感应电流方向是N→M,对MN用左手定则可知MN向左运动;若PQ向右减速运动,通过L2的电流减小,L2的磁场减弱,则穿过Ll的磁通量减少,用楞次定律判定可知通过MN的感应电流的方向是M→N,用左手定则可知MN是向右运动。
可见C正确。
同理设PQ向左运动,用上述类似方法可判定B正确。
答案:
BC
【练习3】如图4-3-9所示,同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r,导体棒PQ与三条导线接触良好,匀强磁场的方向垂直纸面向里。
导体棒的电阻可忽略,当导体棒向左滑动时,下列说法正确的是()。
A.流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由b到a
B.流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由b到a
C.流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由a到b
D.流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由a到b
创新探究
楞次定律与能量守恒定律
【例题4】如图4-3-10所示,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()。
A.金属环在下落过程中的机械能守恒
B.金属环在下落过程中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
解析:
金属环在穿越磁铁的过程中,环中产生感应电流,产生的安培力对环来讲是阻力,把机械能转化为电能,A、C错,B正确;由牛顿第三定律知,环对磁铁的磁场力是向下的,但环到中间的瞬间无感应电流,此时相互作用力为0,故D错。
答案:
B
基础训练
1.关于楞次定律,下列说法中正确的是()。
A.感应电流的磁场方向总是与外磁场的方向相反
B.感应电流的磁场方向总是与外磁场的方向相同
C.感应电流的磁场方向取决于磁通量是增大还是减小
D.感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的变化
2.如图4-3-11所示,两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上,当一条形磁铁向左运动靠近两环时,两环的运动情况是()。
A.同时向左运动,间距变大
B.同时向左运动,间距变小
C.同时向右运动,间距变小
D.同时向右运动,间距变大
3.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()。
4.如图4-3-12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之间连接一电阻R,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,现在垂直于导轨放置一根导体棒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N
M
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
5.闭合线圈ABCD运动到如图4-3-13所示的位置时,BC边所受到的磁场力的方向向下,那么线圈的运动情况是()。
A.向左平动进入磁场
B.向右平动离开磁场
C.向上平动
D.向下平动
6.某实验小组用如图4-3-14所示的实验装置来验证楞次定律。
当条形磁铁至上而下穿过固定的线圈时,通过电流表的感应电流是()。
A.a
B.先a
,后b
C.b
D,先b
,后a
7.如图4-3-15所示,MN、PQ为同一水平面的两平行导轨,导轨间直于导轨平面网内的磁P
场,导体AB、CD与导轨有良好
的接触并能滑动,当AB杆沿轨
道向右滑动时,判断CD将()。
A.右滑⒏不动C.左滑
D.无法确定
B
景掇嚣晏霄謦罕圈甲:
通过申F
4,如图4-3-12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之间连接=电阻尽,整个装置
处于竖直向下的匀强磁场中,现在垂
直于导轨放置一根导体棒MN,用⊥
水平向右的力F拉动导体棒MJV,以下关于导体棒MN中
8,如图奎-3-16所示,匀强磁场与圆
形导体环平面垂直,导体EF与环接触
良好,当EF向右匀速运动时()∶
A.圆环中磁通量不变,环中无感应
电流产生
B,整个环中有顺时针方向的电流
C,整个环中有逆时针方向的电流
D,环的右侧有逆时针方向的电流,环的左侧有顺时针方向
的电流
9.如图4-3-17所示,=轻质金属棒AB
与水平光滑金属框架接触,框架内有=
条形磁铁可绕固定轴0σ转动,开始AB
静止,在磁铁N极向上转过90°的过程
中,AB的运动方向是()。
AP
A。
向左
C.先左后右
B.向右
D.先右后左
10.两个完全相同的灵敏电流计A、B,
按图4―s-18所示用导线连接起
来,在把电流计A的指针向左边拨
动的过程中,电流计B的指针
将()。
A,向左摆动
B.向右摆动
C。
静止不动
D.发生摆动,由于不知道电流计的内部结构情况,故无法
确定摆动方向∷∷
11.老师做了一个物理小实验让学
生观察:
如图钅-3-19所示,一
轻质横杆两侧各固定工金属环,
横杆可绕中心点自由转动,老师
拿一条形磁铁插向其中一个小
环,后又取出插向另一个小环,
同学们看到的现象是()。
A。
磁铁插向左环,横杆发生转动
B.磁铁插向右环,横环发生转动
图4-3-19
C.无论磁钦插向左环还是右环,横杆都不发生转动
D.无论磁铁插向左环还是右环,横杆都发生转动
12.如图4-3-20所示,螺线管B置
于闭食伞犀国环A的钟线上,当B
申通过的电流r减小时()。
A.环A有缩小的趋势
B.环A有扩张的趋势
C.螺线管B有缩短的趋势
D.螺线管B有伸长的趋势
图钅-3=16
图4-3△17
图4-3-18
图厶二⒊-20
综合应用
l3.如图座△3-21所示,线圈ABCD
所在平面与磁感线平行,在线圈以
AB边为轴顺时针(由下往上看)转
过180?
的过程中,线圈中感∷应电流
的方向为()。
八沿ABCDA
B.沿DCBAD
C,先沿ABCDA,后沿DCBAD
D,∷先沿DCBAD,后沿ABCD^∷
图4-3-21
14.“卫星悬绳发电”是人类为寻找卫星的新型电力能源供应
系统而进行的实验。
假设在实验中,用飞杌拖着△根很
长的金属线(其下端悬挂⊥个金属球,以保证金属线总是
呈竖直状态)在高空环绕地球飞行,且每次飞经我国上空
时都是由西北方向飞向东南方向,则下列说法正确的
是()。
.∶∷・∶
A。
这是利用运劫导线切割她磁荡的磁感线产生感应电动
势的原理,金属线相当于发电机的绕组
B,该发电机产生直流电,且金属线的上端为正极
C.该发电机产生直流电,且金属线的上端为负极
D,该发电机产生交流电,当飞机在北半球由西向东飞行
时,金属线的△端为其正极,当飞机在南半球曲西向东
飞行时,金属线的上端为其负极
15.如图4-3-22所示,在一根较长的铁钉上,用漆包线绕两
∴个线崮A和B。
将线圈B的两端与漆包线CD相连,使
CD平放在静止的小磁针的正上方,与小磁针平行。
试判
断合上开关的瞬间,小磁针N极的偏转情况?
线圈A的
电流稳定后,小磁针又怎样偏转?
图4-3-22
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 楞次定律1 楞次定律