楞次定律的推广
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楞次定律它的公式是:(如图所示)其中 E 是电感,N 是线圈圈数,Φ 是磁通量[1]。
楞次定律(Lenz law)是一条电磁学的定律,从电磁感应得出感应电动势的方向。
其可确定由电磁感应而产生之电动势的方向。
它是由俄国物理学家海因里希〃楞次在1834年发现的。
楞次(Heinrich Friedrich Lenz)定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现。
楞次定律还可表述为:感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。
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。
注意:“阻碍”不是“相反”,原磁通量增大时方向相反,原磁通量减小时方向相同;“阻碍”也不是阻止,电路中的磁通量还是变化的.1833年, 楞次在概括了大量实验事实的基础上,总结出一条判断感应电流方向的规律,称为楞次定律( Lenz law )。
楞次定律可表述为:闭合回路中感应电流的方向,总是使得它所激发的磁场来阻碍引起感应电流的磁通量的变化.楞次定律也可简练地表述为:感应电流的效果,总是阻碍引起感应电流的原因。
一、难点分析1. 从静到动的一个飞跃学习“楞次定律”之前所学的“电场”和“磁场”只是局限于“静态场”考虑,而“楞次定律”所涉及的是变化的磁场与感应电流的磁场之间的相互关系,是一种“动态场”,并且“静到动”是一个大的飞跃,所以学生理解起来要困难一些。
2. 内容、关系的复杂性“楞次定律”涉及的物理量多,关系复杂。
产生感应电流的原磁场与感应电流的磁场两者都处于同一线圈中,且感应电流的磁场总要阻碍原磁场的变化,它们之间既相互依赖又相互排斥。
如果不明确指出各物理量之间的关系,使学生有一个清晰的思路,势必造成学生思路混乱,影响学生对该定律的理解。
3. 学生知识、能力的不足要能理解“楞次定律”必须具备一定的思维能力,而大多数学生抽象思维和空间想象能力还不是很强,对物理知识的理解、判断、分析、推理常常表现出一定的主观性、片面性和表面性,所以在某些问题的理解上容易出差错。
感应电流的方向判定——右手定则及楞次定律应用【复习目标】会运用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向.【教学重点、难点】楞次定律的推广含义需通过训练来达到深刻理解、熟练掌握的要求【教学过程】一、知识要点回顾(一)感应电动势方向的判定感应电流的方向就是感应电动势的方向。
在内电路中,感应电动势的方向是由电源的负极指向电源的正极,跟内电路的电流方向一致。
产生感应电动势的那部分电路就是电源,感应电流的方向就是电源内部的电流方向。
所以感应电流的方向就感应电动势的方向。
(二)右手定则1.判定方法:伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线从手心垂直进入,大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。
2.适用范围:适用于闭合电路一部分导线切割磁感线产生感应电流的情况。
(三)楞次定律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。
适用于由磁通量变化引起感应电流的各种情况。
2.楞次定律的推广含意:感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因。
◆阻碍原磁通的变化◆阻碍相对运动——“来拒去留”;或者致使回路面积变化——“增缩减扩”◆阻碍原电流的变化(自感)适用于定性判明感应电流所引起的机械效果。
二、重点·难点·疑点解释(一)怎样正确理解楞次定律?1.围绕“两个磁场”来理解楞次定律。
所谓“两个磁场”是指原磁场(引起感应电流的磁场)和感应磁场(由感应电流产生的磁场)楞次定律直接反映了两磁场之间关系,即感应电流产生的磁场总要阻碍原磁场的磁通量的变化。
并没有直接指明感应电流的方向,再用安培定则进一步判断感应电流的方向2.准确把握定律中阻碍的含义。
(1)“阻碍”不同于阻止。
阻碍——使不能顺利通过或发展;阻止——使不能前进,使停止运动。
比较两词的含义,可以发现阻碍只是起到推迟原磁磁通量的变化的作用,即原磁场的磁通量变化时间延长了,但最终原磁场的磁通量还是按自己的变化趋势进行,感应磁场无法阻止原磁场的磁通量变化。
高中物理教科版选修3-2第一单元第4课《楞次定律》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案
1教学目标
1.知道电磁感应现象,知道产生感应电流的条件.
2.会运用楞次定律和左手定则判断感应电流的方向.
3.会计算感应电动势的大小(切割法、磁通变化法)
2学情分析
在考试说明中,楞次定律、法拉第电磁感应定律都属B级要求,每年的高考试题中都会出现相应考题,题型也多种多样,在历年高考中,以选择、填空、实验、计算各种题型都出现过.分值占全卷的比例约为5%~8%(其中在1990年、1995年的高考中占到16%、17%的比例),属高考必考内容.同时,由电磁感应与力学、电学知识相结合的题目更是高考中的热点内容,题目内容变化多端,需要学生有扎实的知识基础,又有一定的解题技巧,因此在复习中要重视这方面的训练.
3重点难点
感应电流产生的条件
感应电流的方向
感应电动势的计算
4教学过程
教学活动
1【导入】复习引入
一、楞次定律及其推广
复习引入:
在复习楞次定律的过程中,应理解、掌握以下几点:
(1)“阻碍”不是阻止.
(2)“阻碍”的不是磁感强度B,也不是磁通 ,而是阻碍穿过闭合回路的磁通变化.
(3)由于“阻碍”作用才导致了电磁感应中的能量转化.。
第六章·电磁感应定律第1节楞次定律(1)◎目标导航知识要点难易度1. (实验)探究影响感应电流方向的因素:阻碍磁通量变化2. 楞次定律判断感应电流的方向3. 推广的楞次定律:来拒去留,增缩减扩,增反减同4. 楞次定律反映能量转化:机械能→电能→内能5. 右手定则★★★★★★★★★★★★★◎知识精讲一、探究影响感应电流方向的因素1. 确定灵敏电流计电流流入方向与指针的偏转方向试触法:按下图(a)连入电源、灵敏电流计、限流电阻(几十千欧),采用瞬间闭合开关的方法,判断灵敏电流计的偏转方向和电流方向的关系。
(a) (b)2. 按上图(b)方式将感应线圈和灵敏电流计连成回路,将磁体插入或抽出线圈,观察电流计偏转方向。
操作原磁场方向磁通量变化感应电流的磁场甲N极插入向下增加向上阻碍增加乙N极抽出向下减小向下阻碍减小丙S极插入向上增加向下阻碍增加丁S极抽出向上减小向上阻碍减小3. 结论:感应电流的磁场和引起电磁感应的磁场方向可能相同,也可能相反,但总是阻碍磁通量的变化。
4. 铜管和塑料管中放入铝块和磁体的实验(1)实验:如下图(a)在相同形状的铜管和塑料管中分别放入铝块和磁体。
(2)结果:放入铝块时同时落下,放入磁体时铜管中磁体下降明显缓慢。
(2)原因:在铜管中放入磁体,产生电磁感应,阻碍磁通量的变化,铜管上部相当于异名磁极,下部相当于同名磁极,对下降的磁体有向上的阻力,使磁体下降变慢,如下图(b)所示。
(a) (b)例1. 用磁铁和线圈研究电磁感应现象实验中,已知通入灵敏电流表从正接线柱流入时,指针向正接线柱一侧偏转,则:甲图中电表指针偏向______;乙图中条形磁棒下方是______极。
丙图中条形磁铁向______运动;丁图中线圈的绕制方法是______(在丁图中画出)【总结】(1)把线圈看成等效磁体,磁体向下靠近时,等效磁体互斥;远离时,等效磁体吸引。
(2)磁极、运动方向、电流,绕向。
四个中知道三个则能确定第四个。
浅谈楞次定律推广含义的应用摘要:楞次定律是一条重要的电磁学定律。
其中关键在于“阻碍”一词的理解及引申应用。
在实际运用楞次定律分析问题时,可抓住感应电流的各种阻碍磁通量变化的方式,进行直接分析,这样比直接运用左手定则、右手定则综合分析更为方便、快捷。
关键词:楞次定律;磁通量;感应电流;阻碍我们大家都知道,楞次定律是一条重要的电磁学定律,是历年来高考的热点问题。
它是由俄国物理学家海因里希·楞次在1834年发现的。
楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现。
楞次定律可表述为: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;另外一种表述为:感应电流的效果,总是阻碍引起感应电流的原因。
依据这两种表述,楞次定律可以推广为以下四种具体的应用:一、从“阻碍原磁通量变化”的角度来看,如果穿过线框的磁通量增加,感应电流的磁场方向就与原磁场的方向相反;如果穿过线框的磁通量减少,感应电流的磁场方向就与原磁场的方向相同。
可概括为“增反减同”。
例1 如图1所示,导线框abcd与直导线ab在同一平面内,直导线ab中通有如图所示方向的恒定电流i,当线框abcd由左向右匀速地通过直导线的过程中,线框中感应电流的方向是()a.先dcbad,再abcda,后abcdab.先abcda,再dcbad,后abcdac.先abcda,后dcbadd.始终是dcbad解析:整个线框在直导线ab的左边和右边运动时,根据直导线周围的磁感线分布很容易判断出其感应电流的方向为dcbad,而对于线框开始进入直导线ab的右方到全部进入右方的整个过程中,线圈左边部分磁通量穿出,而右边部分磁通量穿入,如图2所示,当跨在导线左边的线圈面积大于右边的面积时,合磁通量是向外的且逐渐减小,为阻碍这个方向磁通量的减小,感应电流的方向是沿abcda;当跨在导线左边的线圈面积小于右边的面积时,合磁通量是向内的且逐渐增加,为阻碍向内方向的磁通量增大,感应电流的方向仍是沿abcda。
For personal use only in study and research; not for commercial use
楞次定律的内容:----------------------------------------------
一.就磁通量而言,总是阻碍引起感应电流的磁通量(原磁通量)的变化
当原磁通量增加时,感应电流的效果就是阻碍原磁通量的增加,
当原磁通量减少时,感应电流的效果就是阻碍原磁通量的减少。
例1. 如图2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,当滑动变阻器R的滑片P 自左向右滑行时,线框ab将()
A.保持静止不动
B.逆时针转动
C.顺时针转动
D.发生转动,但因电源极性不明,无法确定转动方向
二.就相对运动而言,阻碍所有的相对运动,简称口诀“来据去留”
当磁铁插入线圈时,线圈中感应电流的磁场对磁铁产生斥力,阻碍其插入;
当磁铁拔出线圈时,线圈中感应电流的磁场对磁铁产生吸引力,阻碍其远离;
例1. 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?
解析:磁铁右端的磁感线分布如图16-3-9所示,当磁铁向环运动时,环中磁通量变大,由楞次定律可判断出感应电流磁场方向,再由安培定则判断出感应电流方向如图16-3-9所示.把铜环等效为多段直线电流元,取上、下两对称的小段研究,由左手定则可知其受安培力如图16-3-9,由此推想整个铜环受合力向右,故铜环将向右摆动.
图16-3-9
由于磁铁的靠近引起环中感应电流的产生,而电流(通电导体)在磁场中受到力作用.
巧妙变式巧解提示一:磁铁向右运动,使铜环产生感应电流如图16-3-10所示.此环形电流可等效为图
16-3-10中所示的小磁针.显然,由于两磁体间的推斥作用铜环将向右运动.
图16-3-10
巧解提示二:由于磁铁向右运动而使铜环中产生感应电流,根据楞次定律的另一种表述可知铜环将向右躲避以阻碍这种相对运动.
三.就闭合回路而言,致使回路的面积有收缩或扩张的趋势
四.收缩或扩张是为了阻碍闭合回路磁通量的变化。
若穿过闭合回路的磁感线皆朝同一个方向,则磁通量增大时,面积有收缩趋势,磁通量减小时,面积有增大的趋势,简称口诀“增缩减扩”;
若穿过闭合回路的磁感线朝两个相反的方向都有,以上结论可能完全相反。
当螺线管B中的电流减小时,穿过闭合金属圆环A的磁通量减小,这时A环有收缩的趋势,对这类问题特别要注意圆环面积对其合磁通量的影响(圆环面积越小,穿过圆环的磁通量越大)
五.就感应电流而言,感应电流总是阻碍原电流的变化,简称口诀“增反减同”
六.
以下无正文
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