楞次定律的内容及其理解之欧阳光明创编
- 格式:doc
- 大小:143.03 KB
- 文档页数:17
楞次定律的内容
楞次定律是一个重要的物理定律,对于描述目标的运动过程中动能和势能的转
换关系有着重要的作用。
这个定律的观念思想由工程师楞次提出,用以描述能量守恒定律的一个具体应用场景,即动能和势能在自然界相互转化的过程。
楞次定律在物理学中有着广泛的应用,例如在机械系统的运动分析中,我们常
常使用楞次定律来解释物体的运动状态以及能量的变化。
简单来说,楞次定律指出,物体的总机械能在不受外力作用时保持不变,即机械能守恒。
在具体应用中,我们可以通过楞次定律来解释各种物理现象。
例如,当一块物
体在一个光滑的斜坡上滑动时,根据楞次定律,物体的总机械能保持不变。
这意味着,当物体在滑动过程中失去动能时,它将获得一定量的势能,使得总能量保持恒定。
楞次定律的重要性不仅体现在静态系统中,同时也适用于动态系统。
在动态系
统中,楞次定律可以帮助我们分析物体在运动过程中的能量转化和变化。
例如,在一个摆动的物体系统中,楞次定律告诉我们,动能和势能之间存在着一种平衡关系,可以互相转化。
总的来说,楞次定律为我们提供了一个理解物体运动和能量转化的重要理论基础。
通过运用楞次定律,我们可以更好地理解自然界中的各种物理现象,并且在工程设计和科学研究中有着广泛的应用前景。
它的存在和发展为人类认识宇宙提供了强大的理论支撑,也拓展了我们对物理世界的认识和理解。
高考物理第一轮备考楞次定律知识点感应电流的磁场总要阻碍惹起感应电流的磁通量的变化,下面是楞次定律知识点,请大家仔细学习。
1、1834年德国物理学家楞次经过实验总结出:感应电流的方向总是要使感应电流的磁场阻碍惹起感应电流的磁通量的变化。
即磁通质变化感应电流感应电流磁场磁通质变化。
2、当闭合电路中的磁通量发作变化惹起感应电流时,用楞次定律判别感应电流的方向。
楞次定律的内容:感应电流的磁场总是阻碍惹起感应电流为磁通质变化。
楞次定律是判别感应电动势方向的定律,但它是经过感应电流方向来表述的。
依照这个定律,感应电流只能采取这样一个方向,在这个方向下的感应电流所发生的磁场一定是阻碍惹起这个感应电流的那个变化的磁通量的变化。
我们把〝惹起感应电流的那个变化的磁通量〞叫做〝原磁道〞。
因此楞次定律可以复杂表达为:感应电流的磁场总是阻碍原磁通的变化。
所谓阻碍原磁通的变化是指:当原磁通添加时,感应电流的磁场(或磁通)与原磁通方向相反,阻碍它的添加;当原磁通增加时,感应电流的磁场与原磁通方向相反,阻碍它的增加。
从这里可以看出,正确了解感应电流的磁场和原磁通的关系是了解楞次定律的关键。
要留意了解〝阻碍〞和〝变化〞这四个字,不能把〝阻碍〞了解为〝阻止〞,原磁通假设添加,感应电流的磁场只能阻碍它的添加,而不能阻止它的添加,而原磁通还是要添加的。
更不能感应电流的〝磁场〞阻碍〝原磁通〞,尤其不能把阻碍了解为感应电流的磁场和原磁道方向相反。
正确的了解应该是:经过感应电流的磁场方向和原磁通的方向的相反或相反,来到达〝阻碍〞原磁通的〝变化〞即减或增。
楞次定律所反映提这样一个物理进程:原磁通变化时( 原变),发生感应电流(I感),这是属于电磁感应的条件效果;感应电流一经发生就在其周围空间激起磁场( 感),这就是电流的磁效应效果;而且I感的方向就决议了感的方向(用安培右手螺旋定那么判定); 感阻碍原的变化——这正是楞次定律所处置的效果。
这样一个复杂的进程,可以用图表理顺如下:楞次定律也可以了解为:感应电流的效果总是要对立(或阻碍)发生感应电流的缘由,即只需有某种能够的进程使磁通量的变化遭到阻碍,闭合电路就会努力完成这种进程:(1)阻碍原磁通的变化(原始表速);(2)阻碍相对运动,可了解为〝来拒去留〞,详细表现为:假定发生感应电流的回路或其某些局部可以自在运动,那么它会以它的运动来阻碍穿过路的磁通的变化;假定惹起原磁通变化为磁体与发生感应电流的可动回路发作相对运动,而回路的面积又不可变,那么回路得以它的运动来阻碍磁体与回路的相对运动,而回路将发作与磁体同方向的运动;(3)使线圈面积有扩展或增加的趋向;(4)阻碍原电流的变化(自感现象)。
第一讲楞次定律1、感应电流的方向(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。
(2)从不同的角度来看楞次定律的内容,从磁通量变化的角度来看,感应电流总要。
从导体和磁体相对运动的角度来看,感应电流总要。
因此,产生感应电流的过程实质上是能的转化和转移的过程。
(3)用楞次定律判断感应电流方向的步骤:①明确所研究的闭合回路中原磁场的方向;②穿过回路的磁通量如何变化(是增加还是减小);③由楞次定律判定出;④根据感应电流的磁场方向,由判定出感应电流方向。
(4)右手定则:伸开右手,让拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一个面内,让磁感线垂直,拇指指向,则其余四指指的就是。
2.对楞次定律中“阻碍”意义的理解:(1)阻碍原磁场的变化。
“阻碍”不是阻止,而是“延缓”,感应电流的磁场不会阻止原磁场的变化,只能使原磁场的变化被延缓或者说被迟滞了,原磁场的变化趋势不会改变,不会发生逆转.(2)阻碍的是原磁场的变化,而不是原磁场本身,如果原磁场不变化,即使它再强,也不会产生感应电流.(3)阻碍不是相反.当原磁通减小时,感应电流的磁场与原磁场同向,以阻碍其减小;当磁体远离导体运动时,导体运动将和磁体运动同向,以阻碍其相对运动.3.楞次定律的具体应用(1)从“阻碍磁通量变化”的角度来看,由磁通量计算式Φ=BS sinα可知,磁通量变化ΔΦ=Φ2-Φ1有多种形式,主要有:①S、α不变,B改变,这时ΔΦ=ΔB∙S sinα②B、α不变,S改变,这时ΔΦ=ΔS∙B sinα③B、S不变,α改变,这时ΔΦ=BS(sinα2-sinα1)当B、S、α中有两个或三个一起变化时,就要分别计算Φ1、Φ2,再求Φ2-Φ1了。
(2)从“阻碍相对运动”的角度来看,楞次定律的这个结论可以用能量守恒来解释:既然有感应电流产生,就有其它能转化为电能。
又由于是由相对运动引起的,所以只能是机械能减少转化为电能,表现出的现象就是“阻碍”相对运动。
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》讲义一、引入在物理学中,电磁学是一个非常重要的领域,而楞次定律则是电磁学中的一个关键定律。
当我们研究电磁感应现象时,楞次定律就像一把神奇的钥匙,帮助我们理解和解释其中的规律。
想象一下,当你拿着一根磁铁,靠近一个闭合的线圈时,会发生什么呢?或者当一个线圈中的电流发生变化时,又会产生怎样的效应呢?要回答这些问题,就需要我们深入了解楞次定律。
二、楞次定律的内容楞次定律的表述是: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。
这听起来可能有点复杂,让我们来拆解一下。
首先,“感应电流”是指由于电磁感应现象而产生的电流。
“磁通量”可以简单理解为通过某个面积的磁感线条数。
那么,“阻碍磁通量的变化”又是什么意思呢?比如说,当通过一个线圈的磁通量增加时,感应电流产生的磁场就会试图减弱这种增加;反之,当磁通量减少时,感应电流产生的磁场就会试图阻止这种减少。
三、楞次定律的理解为了更好地理解楞次定律,我们可以通过一些具体的例子。
假设我们有一个闭合的线圈,当把一个 N 极朝下的磁铁快速插入线圈时,通过线圈的磁通量增加。
根据楞次定律,感应电流产生的磁场方向应该是朝上的,这样才能阻碍磁通量的增加。
所以,感应电流的方向就可以通过右手螺旋定则来判断,结果是感应电流的方向是逆时针的。
再来看另一个例子,如果我们在线圈中通一个逐渐增大的电流,那么磁通量也会增加。
此时,感应电流产生的磁场会与原磁场方向相反,从而阻碍磁通量的增加,感应电流的方向也就可以判断出来了。
从能量守恒的角度来看,楞次定律也很有意义。
当磁通量发生变化时,产生感应电流需要消耗能量,而感应电流产生的磁场阻碍磁通量的变化,实际上是在把其他形式的能量转化为电能,这符合能量守恒定律。
四、楞次定律的应用楞次定律在实际中有很多重要的应用。
在发电机中,通过转动线圈或移动磁铁,使磁通量发生变化,从而产生感应电流。
正是依据楞次定律,我们可以设计出高效的发电机,为我们的生活提供电力。
楞次定律物理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述楞次定律是电磁学中的一条基本定律,描述了磁场对电流产生的作用力。
它由法国物理学家楞次于1831年首次提出,是电磁学理论的重要组成部分。
楞次定律与法拉第电磁感应定律一起,构成了电磁学中的重要基础。
楞次定律通过数学表达式描述了电流与磁场之间的相互作用。
根据定律的表述,当一个电导体中有电流通过时,会在其周围产生一个磁场。
而当电导体与外部磁场相互作用时,会产生一个力使其发生运动或变形。
这个力的大小和方向由电流的大小、电导体的形状以及外部磁场的强度和方向决定。
楞次定律不仅是理论的基础,也被广泛应用于实际生活和工业领域。
例如,在电动机、发电机、变压器等电磁设备中,楞次定律被用来解释电能转化和传输的原理。
在电磁感应、电磁波传播以及电磁场探测等领域,楞次定律的应用也发挥着重要作用。
虽然楞次定律已经有近两个世纪的研究历史,但其理解和应用仍然在不断深化和拓展。
研究人员们对楞次定律的局限性和扩展性进行了深入的研究,提出了许多新的理论和应用。
这些研究为我们更好地理解电磁学提供了新的思路和方法。
综上所述,楞次定律作为电磁学中的基本定律,对于我们理解和应用电磁现象至关重要。
通过深入研究楞次定律,我们可以更好地理解电流与磁场之间的关系,并将其应用于各个领域,为人类的生活和科技发展做出贡献。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方向进行编写:文章结构是指文章的整体组织和布局方式,它可以帮助读者更好地理解和吸收文章内容。
本文将按照以下结构进行阐述楞次定律的相关知识和应用。
首先,引言部分会对整篇文章进行概述,介绍楞次定律的基本概念和背景,以及本文的结构和目的。
接下来,正文部分会详细讨论楞次定律的定义、数学表达式、应用领域和实验验证。
在2.1小节,将介绍楞次定律的定义,包括电磁感应的基本原理和楞次定律的核心思想。
在2.2小节,将展示楞次定律的数学表达式,强调电动势与磁通变化的关系。
解释楞次定律-概述说明以及解释1.引言1.1 概述楞次定律是电磁学中的一个基本法则,描述了磁场随时间变化时所产生的电场。
它由法国物理学家楞次于1834年发现并命名。
楞次定律对于理解电磁感应现象和电磁波传播具有重要意义。
楞次定律可以简单地表述为:当一个磁通量的变化率穿过一个闭合电路时,该电路中会产生电动势和电流。
这意味着当磁场穿过一个导体回路时,电场会沿着回路的路径产生,从而引起电流的流动。
楞次定律的数学表达式为:\mathcal{E} = -\frac{d\Phi}{dt}其中,\mathcal{E}表示感应电动势,\frac{d\Phi}{dt}表示磁通量的变化率。
根据楞次定律,当磁通量的变化率发生变化时,感应电动势的大小和方向也会相应改变。
楞次定律在许多领域都有广泛的应用。
在发电机中,楞次定律被用于解释发电的原理。
当导体在磁场中旋转时,磁通量的变化率会导致感应电动势的产生,从而驱动电流流动,实现能量的转换。
此外,楞次定律也被应用于变压器、感应加热、电磁感应测量等领域。
总之,楞次定律是电磁学中一个非常重要的定律,它描述了磁场通过闭合电路时产生的电场和电流。
通过理解和应用楞次定律,我们可以更好地理解电磁感应现象,并在工程技术中实现能量的转换和控制。
未来,随着电磁学和电子技术的发展,楞次定律的研究将继续深入,并为新一代电子设备和能源技术的创新提供基础。
1.2文章结构文章结构是指文章整体的组织框架和布局方式,有助于读者理解和把握文章的主旨和逻辑关系。
在本文中,文章结构的设计可以按照以下几个方面进行解释和说明。
首先,介绍楞次定律的定义和基本概念。
这一部分可以从历史背景出发,介绍楞次定律的发现和提出者安德鲁·楞次,以及楞次定律的基本原理和表述方式。
可以解释楞次定律是描述电磁感应现象的重要物理定律,它揭示了电磁感应过程中的能量转换和电磁场的产生与变化。
其次,探讨楞次定律的应用领域和实际意义。
楞次定律广泛应用于各个领域,如发电机、变压器、感应炉等电磁场设备的设计和运行中。
《楞次定律》讲义一、引入在电磁学的领域中,楞次定律是一个极其重要的规律。
它就像是一把神奇的钥匙,能够帮助我们打开电磁感应现象中众多复杂问题的大门。
当我们探讨电磁感应时,楞次定律总是不可或缺的一部分。
想象一下,我们有一个闭合的回路,当磁场发生变化时,回路中就会产生感应电流。
那么,这个感应电流的方向究竟是怎样的呢?这就是楞次定律要告诉我们的。
二、楞次定律的内容楞次定律的表述为: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。
这听起来可能有些抽象,让我们来拆解一下。
首先,“感应电流的磁场”指的是由感应电流所产生的磁场。
而“引起感应电流的磁通量的变化”,则是指导致感应电流产生的那个磁通量的改变情况。
比如说,一个磁场的强度在增强,那么根据楞次定律,感应电流所产生的磁场就会去阻碍这个增强的趋势;反之,如果磁场在减弱,感应电流产生的磁场就会试图阻止这种减弱。
三、对楞次定律的深入理解为了更好地理解楞次定律,我们可以通过一些具体的例子来分析。
假设我们有一个线圈,外面有一个磁场,磁场的方向垂直于线圈平面。
当我们增大这个磁场的强度时,穿过线圈的磁通量就会增加。
按照楞次定律,感应电流产生的磁场会阻碍这个磁通量的增加。
所以,感应电流产生的磁场方向就与外部磁场的方向相反。
再来看另一个例子,如果外部磁场的强度在减小,那么穿过线圈的磁通量就会减少。
此时,感应电流产生的磁场就会阻碍这种减少,所以感应电流产生的磁场方向与外部磁场的方向相同。
从能量的角度来看,楞次定律也有着深刻的意义。
当磁通量发生变化时,要产生感应电流,就需要克服一定的阻力做功。
这个阻力做功的过程,实际上是将其他形式的能量转化为电能的过程。
楞次定律所描述的这种阻碍变化的特性,保证了能量的转化和守恒。
四、楞次定律的应用在实际生活和科学研究中,楞次定律有着广泛的应用。
例如,在变压器中,通过改变原线圈中的电流,从而改变磁通量,在副线圈中就会产生感应电流。
第3节 楞次定律要点一 楞次定律的理解1.楞次定律的关键词是“阻碍变化”,那么到底是“谁在阻碍”、“阻碍什么”、“如何阻碍”、2.对楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因:(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”;(2)阻碍相对运动——“来拒去留”(“敌”进“我”退、“敌”逃“我”追);(3)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”;(4)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”.3.楞次定律中的因果关系:楞次定律所提示的电磁感应过程中有两个最基本的因果关系,一是感应电流产生的磁场(结果)与原磁场磁通量变化(原因)之间的阻碍与被阻碍的关系,因此,楞次定律也可表述为:感应电流导致的结果总是阻碍引起感应电流的原因;二是感应电流与感应磁场间的产生和被产生的关系.抓住“阻碍”和“产生”这两个因果关联点是应用楞次定律解决问题的关键. 要点二 如何应用楞次定律判断回路的运动情况及回路面积的变化趋势判断回路运动情况、回路面积和变化趋势的一般步骤:(1)明确闭合回路所围面积上的原磁场方向和穿过回路的磁通量的变化情况.(2)根据楞次定律确定感应电流的磁场方向.(3)根据安培定则确定感应电流的方向.(4)将闭合回路合理分为几段.根据左手定则判断各段所受安培力的方向,进而分析回路的运动情况或回路面积的变化趋势.一、如何区分左手定则和右手定则1.列表比较2.左手定则与右手定则在使用时易相混,可采用“字形记忆法”,通电导线在磁场中受安培力的作用,“力”字的最后一撇“”向左,用左手定则:导体切割磁感线产生感应电流,“电”字最后一竖折钩“”向右偏折,用右手定则.总之,可简记为“力左电右”.二、右手定则的应用1.右手定则仅在导体切割磁感线时使用,应用时要注意磁场方向、导体的运动方向、感应电流方向三者互相垂直.2.当导体的运动方向与磁场方向不垂直时,拇指应指向切割磁感线的分速度方向.3.若形成闭合回路,四指指向感应电流方向;若未形成闭合回路,四指指向高电势方向.4.“因电而生磁”用安培定则:“因电而受力”用左手定则;“因动而生电”用右手定则.三、从能量转化和守恒的角度理解楞次定律1.楞次定律的能量本质楞次定律中的“阻碍”作用,正是能量转化和守恒定律的反映,在克服这种“阻碍”的过程中,其他形式的能转化为电能.2.从能的转化和守恒的角度看,楞次定律可广义的描述为:感应电流的“效果”总是反抗(或阻碍)引起感应电流的“原因”,常见的有四种:①阻碍原磁通量的变化;②阻碍导体的相对运动;③通过改变线圈面积来反抗;④阻碍原电流的变化.3.当一条磁铁靠近一闭合的铝环或磁铁远离铝环时,会产生排斥和吸引作用,磁体虽然不吸引铝环,但是会因为磁铁的运动在铝环内产生感应电流,感应电流受到磁铁的作用力而远离或靠近磁铁.一、楞次定律的理解【例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二、楞次定律的常规判断步骤【例2】如图所示,MN、PQ为同一水平面的两平行导轨,导轨间有垂直于导轨平面向内的磁场,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,根据楞次定律判断感应电流方向的一般步骤判断cd将() A.右滑B.不动C.左滑D.无法确定1.如图所示,水平放置的两条光滑导轨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.向右匀加速运动B.向左匀加速运动C.向右匀减速运动D.向左匀减速运动2.如图所示,AB为固定的通电直导线,闭合导线框P与AB在同一平面内,当P远离AB运动时,导体框中产生的感应电流的情况是()A.电流的方向是顺时针方向B.电流的方向是逆时针方向C.没有感应电流产生D.以上说法都不对3.闭合线圈abcd运动到如图所示的位置时,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.向右平动进入磁场C.向上平动D.向下平动4.超导体的电阻为零,如果闭合的超导电路内有电流,这个电流不产生焦耳热,所以不会自行消失.现有一个固定的超导体圆环如图甲所示,此时圆环中没有电流.在其右侧放入一个条形永磁体(如图乙),由于电磁感应,在超导体圆环中产生了电流,电流的方向如何?5.如图所示是一种风速仪示意图,试回答下列问题:(1)有水平风吹来时磁体将如何转动?(自上往下看)(2)磁体转动一周,则导线CD段中电流方向如何?(3)说明测风速大小的原理.题型一楞次定律如图1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,运动趋势向右拓展探究在沿水平方向的匀强磁场中,有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动.开始时线圈静止,线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直,所成的锐角为α.在磁场开始增强后的一个极短时间内,线圈平面()A.维持不动B.将向使α减小的方向转动C.将向使α增大的方向转动D.将转动,因不知磁场方向,不能确定α会增大还是会减小题型二右手定则的应用如图2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aB.流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由b到aC.流过R的电流为由d到c,流过r的电流为由a到bD.流过R的电流为由c到d,流过r的电流为由a到b思维步步高你想采用什么方法判断感应电流的方向,是楞次定律还是右手定则?假设PQ棒中间与r相连的导轨连接处为M点,则P、M、Q三点电势高低的情况是怎样的?如果你采用了楞次定律和右手定则两种方法解答了本题,那么请您比较这两种方法的不同?拓展探究如图3所示,在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨,导轨跟大线圈M相连,导轨上放一导线ab,磁感线垂直导轨所在平面,欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流,则导线ab的运动情况可能是()A.匀速向右运动B.加速向右运动C.减速向右运动D.加速向左运动1.如图所示,两条柔软的导线与两根金属棒相连,组成闭合电路,且上端金属棒固定,下端金属棒自由悬垂.如果穿过回路的磁场逐渐增强,下面金属棒可能的运动情况是()A.向左摆动B.向右摆动C.向上运动D.不运动2.矩形闭合线圈放置在水平薄板上,有一块蹄形磁铁如图所示置于平板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度).当磁铁匀速向右通过线圈时,线圈仍静止不动,那么线圈受到薄板的摩擦力方向和线圈中产生感应电流的方向(从上向下看)是()A.摩擦力方向一直向左B.摩擦力方向先向左、后向右C感应电流的方向顺时针→逆时针→逆时针→顺时针D感应电流的方向顺时针→逆时针3.老师做了一个物理小实验让学生观察:如图6所示,一轻质横杆两侧各固定一金属环,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4.如图所示,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5.如图所示是著名物理学家费曼设计的一个实验,在一块绝缘板中部安装一个线圈,并接有电源,板的四周有许多带负电的小球.将整个装置悬挂起来.当接通开关瞬间,整个圆盘将(自上而下看)()A.顺时针转动一下B.逆时针转动一下C.顺时针不断转动D.逆时针不断转动6.将如图甲中开关S闭合后电流表指针由中央向左偏,当把一个线圈A和这个电流表串联起来(图乙),将一个条形磁铁B插入或拔出线圈时,线圈中产生感应电流,经观察发现,电流表指针由中央位置向右偏,这说明()A.如果磁铁的下端是N极,则磁铁正在远离线圈B.如果磁铁的下端是S极,则磁铁正在远离线圈C.如果磁铁的下端是N极,则磁铁正在靠近线圈D.如果磁铁的下端是S极,则磁铁正在靠近线圈7.M和N是绕在一个环形铁芯上的两个线圈,绕法和线路如图所示.现将开关S从a处断开,然后合向b处,在此过程中,通过电阻R2的电流方向是()A.先由c流向d,后又由c流向dB.先由c流向d,后又由d流向cC.先由d流向c,后又由d流向cD.先由d流向c,后又由c流向d8.如图所示,一轻质金属棒ab与水平光滑金属框架接触,框架内有一条形磁铁可绕固定轴OO′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()A.向左B.向右C.先左后右D.先右后左9.如图所示,在一根较长的铁钉上,用漆包线绕两个线圈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电流稳定后,小磁针又怎样偏转?10.(1)如图13甲所示,线圈静止时恰位于蹄形磁铁正中,线圈平面与磁感线垂直,现使线圈左右摆动,则过程中线圈里感应电流的方向情况怎样?(2)如图乙所示,若线圈平面始终垂直于纸面处于水平方向的匀强磁场中,从Ⅰ位置由静止释放,当线圈第一次经过位置Ⅱ和Ⅲ时,判定线圈中感应电流的方向.。
楞次定律课件一、引言电磁感应现象是电磁学中的重要内容,广泛应用于日常生活和工业生产中。
楞次定律是描述电磁感应现象的基本定律之一,对于理解和分析电磁感应过程具有重要意义。
本文将详细介绍楞次定律的原理、应用及其在电磁学中的地位。
二、楞次定律的原理楞次定律是法国物理学家海因里希·楞次于1831年提出的,用于描述闭合回路中感应电动势的产生规律。
楞次定律可表述为:闭合回路中感应电动势的方向,总是使得感应电流产生的磁通量的变化,来抵消原磁通量的变化。
楞次定律可以通过两种方式来表述:法拉第电磁感应定律和磁通量连续性原理。
1.法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律是楞次定律的基础,由迈克尔·法拉第于1831年提出。
该定律表述为:闭合回路中感应电动势的大小,与穿过回路的磁通量的变化率成正比,方向垂直于磁通量变化率和回路平面。
2.磁通量连续性原理磁通量连续性原理是楞次定律的另一种表述方式,由詹姆斯·克拉克·麦克斯韦于1861年提出。
该原理表述为:闭合回路中的磁通量在任意时刻都是连续的,即磁通量的变化必须通过感应电流产生的磁通量来抵消。
三、楞次定律的应用1.发电机发电机是利用楞次定律实现能量转换的典型装置。
通过旋转导体在磁场中产生电动势,将机械能转换为电能。
2.变压器变压器是利用楞次定律实现电压变换的装置。
通过电磁感应原理,将输入电压转换为不同大小的输出电压。
3.电动机电动机是利用楞次定律实现能量转换的反过程。
通过通电导体在磁场中受到力的作用,将电能转换为机械能。
4.磁悬浮列车磁悬浮列车是利用楞次定律实现悬浮和推进的高速交通工具。
通过电磁感应原理,实现列车的悬浮和前进。
四、楞次定律在电磁学中的地位楞次定律是电磁学的基本定律之一,与法拉第电磁感应定律、安培定律和法拉第电解定律共同构成了电磁学的四大基本定律。
楞次定律在电磁学中的地位举足轻重,对于理解和分析电磁现象具有重要意义。
楞次定律不仅揭示了电磁感应现象的本质,还为电磁场理论的发展奠定了基础。
19.1 楞次定律判断感应电流方向的两种方式:要点一.楞次定律1.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.2.适用范围楞次定律适用于一切电磁感应现象通常用来判断闭合回路中磁通量发生变化时,感应电流方向.2.实质阻碍是能量守恒的反映,在克服阻碍的过程中,其他形式的能转化为电能。
2.楞次定律的理解1.因果关系楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系,磁通量发生变化是原因,产生感应电流是结果,原因产生结果,结果反过来影响原因.2.对“阻碍”的理解问题结论谁阻碍谁感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化阻碍什么阻碍的是磁通量的变化,而不是阻碍磁通量本身如何阻碍“增反减同”原磁场磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场的方向相反;原磁场磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场的方向相同。
结果如何阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化,最终结果不受影响。
3. “阻碍”的表现形式从磁通量变化的角度看:感应电流的效果是阻碍磁通量的变化.从相对运动的角度看:感应电流的效果是阻碍相对运动.3.楞次定律的推广(推论)感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因。
1.“增反减同”感应电流的磁场,阻碍原磁通量的变化.例如:磁体靠近(远离)线圈,B感与B原方向相反(相同).2.“来拒去留”阻碍磁场与回路间的相对运动.靠近时,体现斥力;远离时,体现引力。
3.“增缩减扩”使回路面积有扩大或缩小的趋势.磁体向下运动,磁通量增加,回路有缩小的趋势,来阻碍磁通量的变化。
4. “增离减靠”使闭合线圈远离或靠近磁体.当开关S闭合时,左环向左摆动、右环向右摆动,远离通电线圈5.自感电动势阻碍原电流的变化——“增反减同”感应电流阻碍回路中,原电流的变化,电流增加(减小)时阻碍电流增加(减小).如图:合上S,B先亮提醒:以上五种情况的本质“殊途同归”,实质上都是,采取一切手段,以不同的方式阻碍磁通量的变化.4.楞次定律的应用判断感应电流方向的“四步法”要点二.右手定则1.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个平面内;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:该方法适用于切割磁感线产生的感应电流。
楞次定律的内容及其理解欧阳家百(2021.03.07)1、内容: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、四步理解楞次定律1.明白谁阻碍谁──感应电流的磁通量阻碍产生产感应电流的磁通量的变化。
2.弄清阻碍什么──阻碍的是穿过回路的磁通量的变化,而不是磁通量本身。
3.熟悉如何阻碍──原磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,即“增反减同”。
4.知道阻碍的结果──阻碍并不是阻止,结果是增加的还增加,减少的还减少。
3、理解楞次定律的另一种表述1.表述内容:感应电流总是反抗产生它的那个原因。
2.表现形式有四种:a.阻碍原磁通量的变化;增反减同b.阻碍物体间的相对运动,有的人把它称为“来拒去留”;c.增缩减扩,磁通量增大,面积有收缩的趋势,磁通量减小,面积有扩大的趋势d.阻碍原电流的变化(自感)。
二、正确区分楞次定律与右手定则的关系导体运动切割磁感线产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例,所以判定电流方向的右手定则也是楞次定律的特例。
用右手定则能判定的,一定也能用楞次定律判定,只是不少情况下,不如用右手定则判定来得方便简单。
反过来,用楞次定律能判定的,并不是用右手定则都能判断出来。
如闭合圆形导线中的磁场逐渐增强,用右手定则就难以判定感应电流的方向;相反,用楞次定律就很容易判定出来三、楞次定律的应用1、应用楞次定律的步骤a.明确原来的磁场方向b.判断穿过(闭合)电路的磁通量是增加还是减少c.根据楞次定律确定感应电流(感应电动势)的方向d.用安培定则(右手螺旋定则)来确定感应电流(感应电动势)的方向2、应用拓展(1)、增反减同。
当原磁通量增加时,感应电流的磁场方向就与原磁场方向相反,当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方相同,例1、两圆环A 、B 置于同一水平面上,其中A 为均匀带电绝缘环,B 为导体环,当A 以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时,B 中产生如图所示方向的感应电流.则(A )A 可能带正电且转速减小(B )A 可能带正电且转速增大(C )A 可能带负电且转速减小(D )A 可能带负电且转速增大解:若A 带正电,则A 环中有顺时针方向的电流,则原磁场垂直A 环向里,而感应电流的磁场方向垂直B 环向外,由增反减同,说明原磁场在增加,转速在增大;若A 环带负电,,则则A 环中有逆时针方向的电流,则原磁场垂直A 环向外,而感应电流的磁场方向垂直B 环向外,说明原磁场在减小,原电流在减小,转速减小,所以B 、C 正确。
楞次定律的内容及其理解欧阳光明(2021.03.07)1、内容: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、四步理解楞次定律1.明白谁阻碍谁──感应电流的磁通量阻碍产生产感应电流的磁通量的变化。
2.弄清阻碍什么──阻碍的是穿过回路的磁通量的变化,而不是磁通量本身。
3.熟悉如何阻碍──原磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,即“增反减同”。
4.知道阻碍的结果──阻碍并不是阻止,结果是增加的还增加,减少的还减少。
3、理解楞次定律的另一种表述1.表述内容:感应电流总是反抗产生它的那个原因。
2.表现形式有四种:a.阻碍原磁通量的变化;增反减同b.阻碍物体间的相对运动,有的人把它称为“来拒去留”;c.增缩减扩,磁通量增大,面积有收缩的趋势,磁通量减小,面积有扩大的趋势d.阻碍原电流的变化(自感)。
二、正确区分楞次定律与右手定则的关系导体运动切割磁感线产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例,所以判定电流方向的右手定则也是楞次定律的特例。
用右手定则能判定的,一定也能用楞次定律判定,只是不少情况下,不如用右手定则判定来得方便简单。
反过来,用楞次定律能判定的,并不是用右手定则都能判断出来。
如闭合圆形导线中的磁场逐渐增强,用右手定则就难以判定感应电流的方向;相反,用楞次定律就很容易判定出来三、楞次定律的应用1、应用楞次定律的步骤a.明确原来的磁场方向b.判断穿过(闭合)电路的磁通量是增加还是减少c.根据楞次定律确定感应电流(感应电动势)的方向d.用安培定则(右手螺旋定则)来确定感应电流(感应电动势)的方向2、应用拓展(1)、增反减同。
当原磁通量增加时,感应电流的磁场方向就与原磁场方向相反,当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方相同,例1、两圆环A、B置于同一水平面上,其中A为均匀带电绝缘环,B为导体环,当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时,B中产生如图所示方向的感应电流.则(A)A可能带正电且转速减小(B)A可能带正电且转速增大(C)A可能带负电且转速减小(D )A 可能带负电且转速增大解:若A 带正电,则A 环中有顺时针方向的电流,则原磁场垂直A 环向里,而感应电流的磁场方向垂直B 环向外,由增反减同,说明原磁场在增加,转速在增大;若A 环带负电,,则则A 环中有逆时针方向的电流,则原磁场垂直A 环向外,而感应电流的磁场方向垂直B 环向外,说明原磁场在减小,原电流在减小,转速减小,所以B 、C 正确。
(2)来拒去留:感应电流阻碍相对运动,原磁场来时,感应电流的磁场要拒之,原磁场离去时,感应电流的磁场要留之,从运动的效果看,可表述为敌进我退,敌退我追例2.如图2所示,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N 极朝下但未插入线圈内部。
当磁铁向上运动时:A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互吸引B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互排斥C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互吸引D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互排斥解:由增反减同,N 向下运动,原磁通量增加,感应电流磁场方向与原磁场方向相反,,由安培定则知感应电流方向与图中箭头方向相同,由来拒去留,知磁铁与线圈相互排斥,故B 正确。
(3)增缩减扩:回路原磁通量增大时,闭合回路的面积有收缩的趋势,原磁通量减少时,闭合回路面积有扩大的趋势图2例3、如图3所示,两个闭合圆形线圈A 、B 的圆心重合,放在同一水平面内,线圈B 中通以图中所示的交变电流,设t =0时电流沿逆时针方向(图中箭头所示).对于线圈A ,在1t ~2t 时间内,下列说法中正确的是:A .有顺时针方向的电流,且有扩张的趋势B .有顺时针方向的电流,且有收缩的趋势C .有逆时针方向的电流,且有扩张的趋势D .有逆时针方向的电流,且有收缩的趋势解:1t ~2t 时间内,B 中的电流为顺时针增大,由增反减同,A 中的感应电流要与B 中的电流相反,A 中的电流为逆时针,由增缩减扩,A 的面积有收缩的趋势;D 正确。
例4.如图所示,ef 、gh 为两水平放置相互平衡的金属导轨,ab 、cd 为搁在导轨上的两金属棒,与导轨接触良好且无摩擦.当一条形磁铁向下靠近导轨时,关于两金属棒的运动情况的描述正确的是A .如果下端是N 极,两棒向外运动;如果下端是S极,两棒相向靠近B .如果下端是S 极,两棒向外运动;如果下端是N 极,两棒相向靠近C .不管下端是何极,两棒均向外互相远离D .不管下端是何极,两棒均互相靠近解:条形磁体向下运动,回路的磁通量在增加,回路的面积有收缩图3 A B t 1 tI 0 t 2 图4的趋势,所以两棒相互靠近,与下端是哪个极无关,D正确。
(4)阻碍原电流变化:线圈是原电流增加,在线圈中自感电流的方向与原电流方向相反,反之,则相同例5.如图所示,L1,L2为两盏规格相同的小灯泡,线圈的直流电阻与小灯泡的电阻相等,安培表电阻不计。
当开关S闭合时,安培表中指示某一读数,下列说法中正确的是()A、开关S闭合时,L1,L2都立即变亮B、开关S闭合时,L2立即变亮,L1逐渐变亮C、开关S断开瞬间,安培表有可能烧坏D、开关S断开时,L2立即熄灭,L1逐渐熄灭解:开关S闭合,线圈中原电流在增大,感应电流阻碍其增大,所以L1立即变亮,L2逐渐变亮,;开关S断开时,线圈中电流在减小,感应电流阻碍其减小,L1逐渐熄灭,L2立即熄灭。
D 正确。
楞次定律的三种表述方式:表述一:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化;表述二:导体和磁体发生相对运动时,感应电流的磁场总是阻碍相对运动;表述三:感应电流的方向,总是阻碍引起它的原电流的变化;判断感应电流方向的步骤:1确定原磁场方向;2判断穿过闭合电路磁通量的变化情况;3根据楞次定律判断感应电流的磁场方向;4根据安培定则判断感应电流的方向。
示例:如图所示,光滑金属导轨的一部分处在匀强磁场中,当导体棒ab向右匀速运动切割磁感线时,判断ab中感应电流方向.1.回路中原磁场方向垂直纸面向里.2.通过回路的磁通量在减小.3.感应电流的磁场与原磁场方向相同,为垂直纸面向里.4 .ab中感应电流的方向为向上.楞次定律表明感应电流的后果总与引起感应电流的原因相对抗!为什么对呀?解答:楞次定律的内容是: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。
感应电流的磁场要阻碍原磁通量的变化,这并不等于说,由于感应电流的磁场的阻碍作用,原磁场不变化了,或者改变了变化的方向,恰恰相反,原磁场该是怎样变化,还是怎样变化。
譬如原磁场是增强的,尽管有感应电流的磁场的阻碍作用,原磁场仍是逐渐增强的,感应电流的磁场的阻碍作用,只是使得原磁场的增强变得缓慢些罢了,但终归还是要增强的,而且要达到原来所要达到的增强程度,而绝不能理解成起阻止作用,而应理解为“反抗”(对抗)或“补偿”,即当原磁场引起的磁通量增加时,感应电流的磁场方向将与原磁场方向相反,以“反抗”原磁通量的增加;当原磁场引起的磁通量减少时,感应电流的磁场方向将与原磁场的磁场方向相同,以“补偿”原磁通量的减少。
可见“阻碍”的方式是感应电流产生的磁场与原磁场方向相同或相反,即感应电流的后果总与引起感应电流的原因相对抗。
“阻碍”并不是“阻止”,如果磁通量变化被阻止了,则感应电流也就不能产生了。
因此“楞次定律表明感应电流的后果总与引起感应电流的原因相对抗!”这句话是正确的。
对于楞次定律的内容:感应电流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,这句话怎样理解?感应电流的方向和磁通量的变化该怎样判断?感应电流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,当磁通量增加时,产生的感应电流会阻碍磁通量的增加,也就时说感应电流产生的磁场方向于原来的磁场方向相反。
当磁通量减小时,产生的感应电流会阻碍磁通量的减小,也就时说感应电流产生的磁场方向于原来的磁场方向相同。
磁通量的变化要看通过线圈的磁感线数目,当磁感线数增加时,磁通量增加。
感应电流的方向根据左手定则进行判断。
怎样判断感应电怎样判断感应电流的方向呢?解答:一般可以用楞次定律来进行判断,楞次定律的内容为:感应电流具有这样的方向,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
应用楞次定律判断感应电流的方向的具体步骤为:(1)明确原磁通量的方向(2)判断磁通量的增减情况(3)确定感应电流的磁场的方向(4)利用楞次定律的“增反减同”的原理来推断感应电流的方向。
注意:阻碍不是阻止!当磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,当磁通量减小时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。
只是延缓了磁通量变化的快慢!!(另外:对于导体切割磁感线产生感应电流的方向用右手定则来判断较为简便。
)右手定则:伸开右手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并跟手掌在一个平面内,把右手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,大拇指指向导体运动方向,那么其余四个手指所指的方向就是感应电流的方向。
复习要点1、掌握磁通量概念及其意义,能够正确判断磁通量的变化情况。
2、了解电磁感应现象,掌握发生电磁感应现象,产生感应电动势、产生感应电流的条件。
3、掌握右手定则和楞次定律,并能灵活运用于感应电流方向的判断。
4、掌握法拉第电磁感应定律,明确tE ∆φ∆=和E=LvB 两种表述形式的适用条件和适用范围,并能运用法拉第电磁感应定律熟练地计算电磁感应现象中所产生的感应电动势。
5、对导体棒旋转切割磁感线时所产生的感应电动势能够灵活地运用法拉第电磁感应定律做出正确的计算。
6、了解自感现象,掌握自感现象中的基本特征。
二、难点剖析1、关于电磁感应的几个基本问题(1)电磁感应现象所谓电磁感应现象,实际上是指由于磁的某种变化而引起电的产生的现象,磁场变化,将在周围空间激起电场;如周围空间中有导体存在,一般导体中将激起感应电动势;如导体构成闭合回路,则回路程还将产生感应电流。
(2)发生电磁感应现象的两种基本方式及其理论解释①导体在磁场中做切割磁感线的相对运动而发生电磁感应现象:当导体在磁场中做切割磁感线的相对运动时,就将在导体中激志感应电动势。
这种发生电磁感应现象的方式可以用运动电荷在磁场中受到洛仑兹力的作用来解释。
如图-1所示,当导体棒ab 在磁场B 中做切割磁感线运动时,棒中的自由电荷将随棒一起在磁场中运动而受到洛仑兹力f B 的作用于是受到f B 作用的自由电荷将向棒端迁移而使棒两端分别积累起正、负电荷,形成所谓感应电动势。
图-1 图-2 图-3②磁场变化使穿过磁场中闭合回路的磁通量改变而发生电磁感应现象:当磁场的强弱改变而使穿过磁场中的闭合回路程的磁通量发生变化时,就将在闭合回路程里激起感应电流。