下载文档原格式
楞次定律现象1. 引言楞次定律是电磁学中的一个重要定律，描述了磁场的产生和变化对电路中电流的影响。
该定律由法国物理学家楞次在1831年发现并提出，是电磁学的基础之一。
楞次定律现象主要涉及到磁感应强度、导体中的电流和电动势之间的关系。
2. 楞次定律的表述楞次定律可以用以下方式表述：当导体中的磁通量发生变化时，导体中会产生感应电动势，从而产生感应电流。
楞次定律的数学表达式为：ℰ=−dΦdt其中，ℰ表示感应电动势，Φ表示磁通量，t表示时间。
负号表示感应电动势的方向与磁通量的变化方向相反。
3. 楞次定律的原理楞次定律的原理可以通过法拉第电磁感应定律和电磁场的相互作用来解释。
根据法拉第电磁感应定律，当磁场的变化穿过一个导体回路时，导体中会产生感应电动势。
根据电磁场的相互作用原理，导体中的感应电动势会产生感应电流，从而形成闭合电路。
具体来说，当导体中的磁通量发生变化时，磁场对导体中的自由电子施加了一个力，使得电子在导体中移动。
这个移动的电子流就形成了感应电流。
根据楞次定律，感应电动势的方向与磁通量的变化方向相反，这是为了保持能量守恒。
4. 楞次定律的应用楞次定律在电磁学和电路中有广泛的应用。
下面介绍几个常见的应用：4.1 电感和电磁感应楞次定律可以用来解释电感的工作原理。
电感是一种能够储存和释放电能的元件。
当电流通过电感时，产生的磁场会导致磁通量的变化。
根据楞次定律，磁通量的变化会产生感应电动势，从而产生感应电流。
这个感应电流会使得电感中的磁场发生变化，从而储存或释放电能。
4.2 变压器变压器是利用楞次定律原理工作的重要设备。
变压器由两个或多个线圈组成，通过电磁感应将电能从一个线圈传递到另一个线圈。
当交流电通过一个线圈时，产生的磁场会导致磁通量的变化。
根据楞次定律，磁通量的变化会在另一个线圈中产生感应电动势，从而传递电能。
4.3 感应电动机感应电动机是一种常见的电动机类型，利用楞次定律原理工作。
感应电动机由一个固定线圈和一个旋转线圈组成。
楞次定律讲解楞次定律是电磁感应领域的一项基本定律，对于理解电磁现象起着至关重要的作用。
本文将详细讲解楞次定律的原理、表达形式及其在实际应用中的重要性。
一、楞次定律的原理楞次定律是描述电磁感应现象的一个规律，它是由俄国物理学家海因里希·楞次于1831年发现的。
楞次定律指出：在闭合回路中，感应电动势的方向总是和改变它的磁通量的效果相反。
具体来说，当磁通量增大时，感应电动势的方向会使得磁通量减小；当磁通量减小时，感应电动势的方向会使得磁通量增大。
二、楞次定律的表达形式楞次定律可以用数学公式表示为：[ varepsilon = -frac{dPhi_B}{dt} ]其中，( varepsilon ) 表示感应电动势，( Phi_B ) 表示磁通量，( t ) 表示时间，负号表示感应电动势的方向与磁通量变化的方向相反。
三、楞次定律在实际应用中的重要性1.发电机的原理：发电机是利用楞次定律将机械能转化为电能的设备。
通过旋转的磁场和线圈之间的相互作用，产生感应电动势，从而实现电能的输出。
2.变压器的原理：变压器利用楞次定律实现电压的升高或降低。
当原线圈的电流变化时，产生的磁场会穿过副线圈，从而在副线圈中产生感应电动势，实现电压的变换。
3.电动机的制动：在某些情况下，电动机需要实现制动功能。
此时，可以通过改变电动机的供电方式，使得电动机的转子成为闭合回路的一部分，利用楞次定律产生的感应电动势实现制动。
4.磁场检测：楞次定律在磁场检测领域也有广泛的应用，如电流互感器、电压互感器等，它们都是利用楞次定律原理来检测电流和电压的。
四、总结楞次定律作为电磁感应领域的一项基本定律，不仅在理论研究中具有重要作用，而且在实际应用中也有着广泛的应用。
楞次定律的定义
“楞次定律的定义”
楞次定律，又称为法拉第电磁感应定律，是描述磁感应强度与电流、导线长度、导线方向之间关系的物理定律。
该定律由英国物理学家迈克尔·法拉第于1831年提出，被广泛运用于电磁学和电力工程领域。
楞次定律的表述是：当一个闭合回路中的磁通量发生变化时，该回路中会产生感应电动势，这个电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
即磁通量的变化率越大，感应电动势越大。
简单来说，楞次定律说明了磁场的变化会引起电场的变化，从而产生电压。
这个定律是电磁感应现象的基础，也是电磁场理论的重要组成部分。
为了更好地理解楞次定律，我们可以通过一个简单的实验来说明。
假设有一个导线环路，环路中心有一个恒定的磁场。
当我们改变导
线的方向或者改变磁场的强度时，环路中会产生感应电动势。
根据楞次定律，这个感应电动势的大小与磁场变化的速率成正比。
因此，如果磁场变化得越快，感应电动势就越大。
楞次定律的应用非常广泛。
在电力工程中，楞次定律被用于发电机的设计和电感耦合器的工作原理。
在电磁学中，楞次定律是麦克斯韦方程组的一部分，被用于解释电磁波的传播和电磁感应现象。
总之，楞次定律是描述磁感应强度与电流、导线长度、导线方向之间关系的重要定律。
它的应用范围广泛，并且对于理解电磁学和电力工程领域的许多现象具有重要意义。
《楞次定律》教学设计
《楞次定律》教学设计
一、教学目标
1、知识与技能：
（1）理解楞次定律的内容。
（2）能初步应用楞次定律判定感应电流方向。
（3）理解楞次定律与能量守恒定律是相符的。
（4）理解楞次定律中“阻碍”二字的含义。
2、过程与方法
（1）通过观察演示实验，探索和总结出感应电流方向的一般规律（2）通过实验教学，感受楞次定律的实验推导过程，培养学生观察实验，分析、归纳、总结物理规律的能力。
3、情感态度与价值观
（1）使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法。
（2）培养学生的空间想象能力。
（3）让学生参与问题的解决，培养学生科学的探究能力和合作精神。
二、重难点分析
教学重点：学会应用楞次定律判断感应电流的方向
教学难点：理解楞次定律中“阻碍”的含义
三、新课导入
知识回顾：
在上节课中已经通过实验演示了产生感应电流的条件，当我们从电流表上观察是否有感应电流的时候，细心地同学会发现电流表的指针是随着实验动作不同而两边偏转的，这说明闭合导体回路中产生的感应电流的方向是在变化的，产生感应电流的本质是闭合导体回路中有磁通量的变化，那么感应电流的方向会不会也和磁通量的变化有关呢？这节课我们就来学习判断感应电流方向的一个定律——楞次定律。
复习提问：
1、要产生感应电流必须具备什么样的条件？
答：穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，就会在导体回路中产生感应电流。
2、磁通量的变化包括哪情况？
答：根据公式Φ=BS sinθ(θ是B与S之间的夹角)可知，磁通量Φ的变化包括B的变化，S的变化，B与S之间的夹角的变化。
这些变化都可以引起感应电流的产生。
四、新课教学
1、实验探究
任何理论定律都是来源于实验，所以还是来看一下如何利用实验探究感应电流的方向与哪些因素有关。
首先根据前面所学习的知识，请同学们大胆的猜想一下，闭合导体回路中感应电流的方向可能与哪些因素有关？有了猜想才好着手设计实验进行验证。
（请学生回答）学生答：可能与磁感应强度的大小变化有关，可能与磁感应强度的方向有关，可能与闭合导体回路面积有关。
（1）实验器材
条形磁铁、电流表、线圈、导线、一节干电池（用来查明线圈中电流的方向与电流表中指针偏转方向的关系）
（2）实验现象
教师讲解：现在我们探究的是一个确定的闭合导体回路，所以面积是不变化的；一个闭合导体回路中，磁感应强度大小的变化可以用磁铁的运动来表示；磁感应强度方向的变化就是磁铁南北极的变化。
所以归纳起来就是四种操作：即N极向下运动、S极向下运动、N向上运动，S极向上运动。
每一种操作都可以记录一些物理量，以N向下运动为例：此时可知磁感应强度方向向下、线圈中磁通量增大、线圈中产生感应电流的方向也可以测得。
横向的操作与纵向的物理量我已经给同学列出来了，现在请大家花几分钟时间设计一个实验表格，然后我们对着表格中的项目进行实验。
学生设计好表格后先讲解实验仪器，再开始进行实验。
完善这个表格之后，请同学们想想，原磁场的方向与感应电流的磁场方向有时候相反有时候相同，那么在什么情况下相反？什么情况下相同？最后为什么会出现这种情况？
【说明】①实验前应首先查明线圈中的电流方向与电流表指针偏转方向的关系
②感应电流的磁场方向根据安培定则和感应电流方向判定
③磁体间的相互作用，可以将产生感应电流的线圈等效为条形磁铁，则可以根据同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引判断，也可根据同向磁场互相吸引，反向磁场互相排斥判断，该结论也可作为后面学习中判断磁场间互相作用的依据。
（3）实验结论
一是当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反，有阻碍磁通量变大的作用，如图甲所示；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同，有阻碍磁通量变小的作用，如图乙所示
二是当磁铁靠近线圈时，两者相斥；当磁铁远离线圈时两者相吸。
2、楞次定律
（1）内容：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。
注:“总要”：说明只要有感应电流产生，那么它所形成的磁场必
定是阻碍引起感应电流的磁通量的变化的。
(2)说明：楞次定律含有的两层含义
①因果关系:闭合导体回路中磁通量的变化是产生感应电流的原因，而感应电流的磁场的出现是感应电流存在的结果。
简要地说，只有闭合导体回路中磁通量发生变化时才会有感应电流的磁场出现。
②符合能量守恒定律：感应电流的磁场对闭合导体回路中磁通量的变化起着阻碍作用，这种阻碍作用正是能量守恒这一普遍定律在电磁感应现象中的体现。
（3）注意：明确各个物理量之间的关系
当穿过闭合导体回路中磁通量发生变化时。
闭合回路才会有感应电流，而感应电流与其他电流一样，也会产生磁场，即感应电流的磁场，这样回路中就存在两个分磁场----原来的磁场（产生感应电流的磁场）和感应电流的磁场
（4）透彻理解楞次定律中“阻碍”的含义
①谁在阻碍？
起阻碍作用的是感应电流的磁场。
②阻碍什么？
感应电流的磁场是阻碍“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如何阻碍？
当引起感应电流的磁通量增加时，感应电流磁场的方向就与原磁场的方向相反，感应电流的磁场“反抗”磁通量的增加；当引起感应
电流的磁通量减小时，感应电流磁场的方向就与原磁场的方向相同，“补偿”了磁通量的减小。
可简单的概括为“增反减同”
④“阻碍”不是“阻止”，而只是延缓了原磁通量的变化，电路中的磁通量还是在变化的．例如：当原磁通量增加时，虽有感应电流的磁场的阻碍，磁通量还是在增加，只是增加的慢一点而已
（5）楞次定律的另一种表述：
电磁感应所产生的效果总是要阻碍（或反抗）引起感应电流的原因
①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
②就相当运动而言，阻碍导体间的相对运动，简称口诀“来拒去留”。
③就闭合回路的面积而言，致使电路的面积有收缩或扩张的趋势。
若穿过回路的磁通量增大时，面积有收缩的趋势；若穿过回路的磁通量减小时，面积有增大的趋势，简称口诀“增缩减扩”。
④就电流而言，感应电流阻碍原电流的变化。
即原电流增大时，感应电流的方向就与原电流方向相反；即原电流减小时，感应电流的方向就与原电流方向相同，简称口诀“增反减同”。
3.应用楞次定律的解题的一般步骤
⑴查明产生感应电流的闭合回路所围面积上的原磁场的方向
⑵查明穿过闭合回路的磁通量时增加还是减少。
根据已知的磁感线分布和题目所描述的情况来确定。
（3）根据楞次定律确定感应电流的磁场方向，这一步骤才是直接运用了楞次定律。
当磁通量增加时，感应电流磁场的方向就与原磁场的方向相反；当磁通量减小时，感应电流磁场的方向就与原磁场的方向相同。
⑷得出感应电流的磁场方向后，就可以根据安培定则确定感应电流的方向。
4.右手定则
（1）内容：伸开右手，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。
把右手放入磁场中，让磁感线垂直进入手心（当磁感线为直线时，相当于手心面向N极），大拇指指向导线运动方向，则四指所指方向为导线中感应电流（感生电动势）的方向。
【说明】：①右手定则是楞次定律的一种特殊情况，这种方法对于闭合回路的一部分导体切割磁感线时感应电流方向的判断非常方便
②巧记：因电而生磁（I→B）----安培定则
因动而生电（ν、B→I）----右手定则
因电而受力（I、B→F）----左手定则
（2）楞次定律和右手定则
①从研究对象上说，楞次定律研究的是整个闭合回路有；右手定则研究的是闭合回路的一部分，即一段导体做切割磁感线运动。
②从研究的范围上说，楞次定律可应用于由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。
③有的问题只能用楞次定律不能用右手定则，有的问题则两者都能用，关于选用楞次定律还是右手定则，则要具体问题具体分析，对一个具体问题，能用楞次定律判断感应电流方向，不要想着也一定能用右手定则判断出来。
若是导体不动，回路中的磁通量变化，能用楞次定律判断感应电流方向，而不能用右手定则判断；若是回路中的一部分导体切割磁感线运动产生感应电流，用右手定则判断较为简单，用楞次定律也能进行判断，但比较麻烦。
五、课堂小结
通过实验研究了感应电流的方向与什么因素有关，并进一步总结得出可以判定感应电流方向的楞次定律，它可以从两个不同角度去理解：
a、从磁通量变化的角度看：感应电流总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
b、从导体和磁体的相对运动的角度来看，感应电流总要阻碍引起感应电流的相对运动。
六、练习
课后练习3、5
七、教学反思。
