楞次定律4

(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× ×

楞次定律教案(图文版)第一章：楞次定律简介1.1 楞次定律的定义介绍楞次定律的定义：感应电流的方向总是要使得其磁场对抗原磁场的变化。

解释楞次定律的实验现象：通过实验观察到，当导体在磁场中运动时，导体中会产生电流，电流的方向与磁场和导体运动方向有关。

1.2 楞次定律的发现历程强调楞次定律的重要性：楞次定律是电磁学中的基本定律之一，对于我们理解电磁现象和应用电磁技术具有重要意义。

第二章：楞次定律的数学表达式2.1 楞次定律的数学公式介绍楞次定律的数学公式：Δ∅= -dΦ/dt，其中Δ∅表示感应电动势，dΦ/dt 表示磁通量的变化率。

解释楞次定律的数学意义：楞次定律通过数学公式定量地描述了感应电流的方向和大小。

2.2 楞次定律的适用条件介绍楞次定律的适用条件：楞次定律适用于闭合回路中的感应电流，且磁场和导体运动方向不在同一平面内。

强调楞次定律的局限性：楞次定律只适用于线性、时不变的系统，对于复杂系统需要进行适当的简化。

第三章：楞次定律的应用3.1 楞次定律在电动机中的应用介绍楞次定律在电动机中的应用：电动机中，电流通过线圈产生磁场，磁场与电动机中的磁场相互作用，产生转矩。

解释楞次定律在电动机中的作用：楞次定律决定了电流的方向和大小，从而决定了转矩的大小和方向。

3.2 楞次定律在发电机中的应用介绍楞次定律在发电机中的应用：发电机中，磁场通过线圈产生电动势，线圈在磁场中旋转，产生交变电动势。

解释楞次定律在发电机中的作用：楞次定律决定了感应电动势的方向和大小，从而决定了发电机产生的电流的方向和大小。

第四章：楞次定律的实验验证4.1 楞次定律的实验装置介绍楞次定律的实验装置：实验中使用导线、磁铁、电流表等器材，搭建一个闭合回路，观察感应电流的方向。

强调实验安全：实验中要注意电流的大小，避免过大的电流对器材造成损坏。

4.2 楞次定律的实验结果介绍楞次定律的实验结果：通过实验观察到，当磁铁靠近导体时，感应电流的方向与磁铁的运动方向有关。

楞次定律感应磁场方向与原磁场的磁通量变化有关系，即当原磁场的磁通量增加时，感应磁场方向与原磁场方向相反；当原磁场的磁通量减少时，感应磁场方向与原磁场方向相同．1．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阻碍引起感应电流的磁通量的变化2．阻碍的表现：(1)当引起感应电流的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反，即阻碍磁通量的增加．(2)当引起感应电流的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同，即阻碍磁通量的减少．4．楞次定律应用四步曲(1)确定原磁场方向；(2)判定原磁场的磁通量如何变化(增大还是减小)；(3)确定感应电流的磁场方向(增反减同)；(4)根据安培定则判定感应电流的方向．►考点一“增反减同”法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．(1)当原磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反．(2)当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向就与原磁场方向相同．例1如图X11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，由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ，在位置Ⅱ，N极附近的磁感线正好与线圈平面平行，这个过程中线圈的感应电流()A．沿a→b→c→d流动B．沿d→c→b→a流动C．先沿a→b→c→d流动，后沿d→c→b→a流动D．先沿d→c→b→a流动，后沿a→b→c→d流动A[解析] 由条形磁铁的磁场可知，线圈在位置Ⅱ时穿过线圈的磁通量为零，线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ，从下向上穿过线圈的磁通量在减少，线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ，从上向下穿过线圈的磁通量在增加，根据楞次定律可知感应电流沿a→b→c→d流动．►考点二“增缩减扩”法当闭合电路中有感应电流产生时，电路的各部分导线就会受到安培力作用，会使电路的面积有变化(或有变化趋势)．(1)若原磁通量增加，则通过减小有效面积起到阻碍的作用．(2)若原磁通量减少，则通过增大有效面积起到阻碍的作用．例2如图X12所示，在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两个可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体ab和cd的运动情况是()A．一起向左运动B．一起向右运动C．ab和cd相向运动，相互靠近D．ab和cd相背运动，相互远离C[解析] 由于ab和cd中感应电流方向相反，所以两导体运动方向一定相反，排除A、B；当载流直导线中的电流逐渐增强时，穿过闭合回路的磁通量增大，根据楞次定律，感应电流总是阻碍穿过回路磁通量的变化，所以两导体相互靠近，减小面积，达到阻碍磁通量增加的目的，故选C.►考点三“来拒去留”法由于磁场与导体的相对运动而产生电磁感应现象时，产生的感应电流与磁场间有力的作用，这种力的作用会“阻碍”相对运动．例3如图所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是()A．向右摆动B．向左摆动C．静止D．无法判定A[解析] 本题可由两种方法来解决：方法1：画出磁铁的磁感线分布，如图甲所示，当磁铁向铜环运动时，穿过铜环的磁通量增加，由楞次定律判断出铜环中的感应电流方向如图甲所示．分析铜环受安培力作用而运动时，可把铜环中的电流等效为多段直线电流元．取上、下两小段电流元作为研究对象，由左手定则确定两段电流元的受力，由此可推断出整个铜环所受合力向右，则A正确．方法2(等效法)：磁铁向右运动，使铜环产生的感应电流可等效为如图乙所示的条形磁铁，两磁铁有排斥作用，故A 正确．►考点四“增离减靠”法发生电磁感应现象时，通过什么方式来“阻碍”原磁通量的变化要根据具体情况而定．可能是阻碍导体的相对运动，也可能是改变线圈的有效面积，还可能是通过远离或靠近变化的磁场源来阻碍原磁通量的变化．(1)若原磁通量增加，则通过远离磁场源起到阻碍的作用．(2)若原磁通量减少，则通过靠近磁场源起到阻碍的作用．例4如图X14所示，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端移动时D．在S已向a闭合的情况下，将R的滑片向d端移动时C[解析] 金属环N向左运动，说明穿过N的磁通量在减小，说明线圈M中的电流在减小，只有选项C符合．习题课：楞次定律的应用题组一“增反减同”法1.如图所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管，则电路中()A．始终有感应电流自a向b流过电流表GB．始终有感应电流自b向a流过电流表GC．先有a→G→b方向的感应电流，后有b→G→a方向的感应电流D．将不会产生感应电流解析当条形磁铁进入螺线管时，闭合线圈中的磁通量增加，当穿出时，磁通量减少，由楞次定律可知C正确．答案 C2．长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动，如图甲所示．长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的电流，i－t图象如图乙所示．规定沿长直导线方向上的电流为正方向．关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向，下列说法正确的是()A．由顺时针方向变为逆时针方向B．由逆时针方向变为顺时针方向C．由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向D．由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向解析将一个周期分为四个阶段，对全过程的分析列表如下：答案 D题组二“来拒去留”法3.如图所示，老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆绕中心点自由转动，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，横杆发生转动C．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动D．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动解析左环没有闭合，在磁铁插入过程中，不产生感应电流，故横杆不发生转动．右环闭合，在磁铁插入过程中，产生感应电流，横杆将发生转动．答案 B4.如图所示，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从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.设环经过磁铁上端和下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>mgB．T1<mg，T2<mgC．T1>mg，T2<mgD．T1<mg，T2>mg解析当圆环经过磁铁上端时，磁通量增大，根据楞次定律可知磁铁要把圆环向上推，根据牛顿第三定律可知圆环要给磁铁一个向下的磁场力，因此有T1>mg.当圆环经过磁铁下端时，磁通量减小，根据楞次定律可知磁铁要把圆环向上吸，根据牛顿第三定律可知圆环要给磁铁一个向下的磁场力，因此有T2>mg，所以只有A正确．答案 A 5．如图所示，两轻质闭合金属圆环，穿挂在一根光滑水平绝缘直杆上，原来处于静止状态．当条形磁铁的N极自右向左插入圆环时，两环的运动情况是()A．同时向左运动，两环间距变大B．同时向左运动，两环间距变小C．同时向右运动，两环间距变大D．同时向右运动，两环间距变小答案 B6.如图4416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F N及在水平方向运动趋势的正确判断是()A．F N先小于mg后大于mg，运动趋势向左B．F N先大于mg后小于mg，运动趋势向左C．F N先小于mg后大于mg，运动趋势向右D．F N先大于mg后小于mg，运动趋势向右解析条形磁铁从线圈正上方由左向右运动的过程中，线圈中的磁通量先增大后减小，根据楞次定律的第二种描述：“来拒去留”可知，线圈先有向下和向右的趋势，后有向上和向右的趋势；故线圈受到的支持力先大于重力后小于重力，同时运动趋势向右．故选D.答案 D题组三“增缩减扩”法7如图4417所示，在水平面上有一固定的U形金属框架，框架上放置一金属杆ab，不计摩擦，在竖直方向上有匀强磁场，则()A．若磁场方向竖直向上并增大时，杆ab将向右移动B．若磁场方向竖直向上并减小时，杆ab将向右移动C．若磁场方向竖直向下并增大时，杆ab将向右移动D．若磁场方向竖直向下并减小时，杆ab将向右移动解析不论磁场方向竖直向上还是竖直向下，当磁感应强度增大时，回路中磁通量变大，由楞次定律知杆ab将向左移动，反之，杆ab将向右移动，选项B、D正确．答案BD8．如图所示，螺线管B置于闭合金属圆环A的轴线上，当B中通过的电流增大时()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有伸长的趋势解析螺线管中的电流增大，穿过A环的磁通量增大，由楞次定律知感应电流的磁场阻碍磁通量的增大，有两种分析思路：(1)感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反，感应电流的磁感线向右，由安培定则，感应电流沿顺时针方向(从左向右看)；但A环导线所在处的磁场方向向左(因为A环在线圈的中央)，由左手定则，安培力沿半径向外，A环有扩张的趋势．(2)阻碍磁通量增大，只能增大A环的面积，因为面积越大，磁通量越小，故A环有扩张的趋势，B正确；螺线管B，每匝线圈中电流方向相同，相互吸引，B有短缩趋势，C选项正确．故正确选项为B、C.答案BC9.如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置于导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时()A．P、Q将相互靠拢B．P、Q将相互远离C．磁铁的加速度仍为gD．磁铁的加速度小于g解析根据楞次定律，感应电流的效果是总要阻碍产生感应电流的原因，本题中“原因”是回路中磁通量的增加，P、Q可通过缩小面积的方式进行阻碍，故可得A正确；由“来拒去留”得回路电流受到向下的力的作用，由牛顿第三定律知磁铁受向上的作用力，所以磁铁的加速度小于g，选A、D.答案AD题组四“增离减靠”法10．如图4420甲所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd所围区域内磁场的磁感应强度按图4420乙中的哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环对桌面的压力增大？()图4420解析由“导体圆环对桌面的压力增大”分析可知螺线管对圆环有斥力作用．故螺线管中的电流应该增加(等效磁铁的磁性增强，则要求磁通量的变化率逐渐增加)，结合Bt图象分析，B对．答案 B11.如图4421所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合．现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，则()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解析胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，形成环形电流，环形电流的大小增大，根据右手螺旋定则知，通过B线圈的磁通量向下，且增大，根据楞次定律的另一种表述，引起的机械效果阻碍磁通量的增大，知金属环的面积有缩小的趋势，且有向上的运动趋势，所以丝线的拉力减小．故B正确，A、C、D错误．答案 B12.如图所示，通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环，铜环平面与螺线管截面平行，当电键S接通一瞬间，两铜环的运动情况是()A．同时向两侧推开B．同时向螺线管靠拢C．一个被推开，一个被吸引，但因电源正负极未知，无法具体判断D．同时被推开或同时向螺线管靠拢，但因电源正负极未知，无法具体判断解析当电键S接通瞬间，小铜环中磁通量从无到有增加，根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加，则两环将向两侧运动，故A正确．答案 A。

综合题型
【练1】如图，在水平光滑的两根金属导轨
上放置两根导体棒AB、CD，当条形磁铁插 入与拔出时导体棒如何运动？（不考虑导 体棒间的磁场力） 插入时：相向运动 拔出时：相互远离
B
A C
若穿过闭合电路的磁感 线皆朝同一方向,则磁通量增 大时,面积有收缩趋势,磁通 量减少时,面积有增大趋势 “增缩减扩”
I
v 2、原磁通量变化情况： 减小
4、感应电流的方向： 顺时针
向里 3、感应电流的磁场方向：
【 例 3】 如图，软铁环上绕有 A 、 B 两个
线圈，当 A 线圈电路中的开关断开的 瞬间，线圈 B 中的感应电流沿什么方 向？
I感
感
提升训练：电磁学与运动相结合
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？
D
从磁场变化看，感应电流的磁场总是
G
阻碍原磁场的变化。
增 反 减 同
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
【练2】两平行导体棒ab、cd置于光滑水 平导轨上，并处于竖直向下的匀强磁场 中，若ab在外力作用下向左运动，试分 析cd向哪边运动？若ab向右运动呢？
a c
v
I F安 d
习题5
3、如图,M、N是套在同一铁芯上的两个线 圈,M线圈与电池、电键、变阻器相连,N线 圈与R’连成一闭合电路.当电键合上后,将图 中变阻器R的滑片向左端滑动的过程中,流 过电阻R’的感应电流什么方向?
B感
Байду номын сангаас
B
I
习题6
A、B是两个很轻的铝环，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？