高中物理对楞次定律的理解
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高三磁场楞次定律知识点磁场楞次定律是电磁学中的一个重要概念,描述了电流变化产生的磁场变化所遵循的规律。
高三物理学习中,磁场楞次定律是必须掌握的知识点之一。
本文将详细介绍高三磁场楞次定律的定义、公式以及应用,并结合具体案例进行解析。
1. 磁场楞次定律的定义磁场楞次定律是法国物理学家安德烈-玛丽·安培于1820年提出的。
它描述了通过导线的电流变化所产生的磁场变化,以及磁场变化对导线本身产生的感应电动势。
2. 磁场楞次定律的公式根据磁场楞次定律的定义,可以得到其数学表达式为:$$\varepsilon = -\frac{d\Phi}{dt}$$其中,$\varepsilon$表示感应电动势(单位:伏特V),$d\Phi$表示磁通量的变化量(单位:韦伯Wb),$dt$表示时间的变化量(单位:秒s)。
根据右手定则,磁场的方向可以确定为“垂直于电流方向和磁场变化的方向”。
3. 磁场楞次定律的应用磁场楞次定律的应用范围非常广泛,以下列举几个具体的应用案例:3.1 电磁感应根据磁场楞次定律,当导线中的电流发生变化时,会产生磁场的变化。
而这种磁场的变化又会引起导线中的感应电动势。
因此,磁场楞次定律是解释电磁感应现象的重要理论基础。
3.2 电动机电动机是利用电流在磁场中受力而产生机械运动的装置。
根据磁场楞次定律,当电流通过电动机的线圈时,线圈会受到磁场力的作用,进而产生旋转运动。
电动机的工作原理就是基于磁场楞次定律的。
3.3 电磁铁电磁铁是利用电流产生磁场的原理,通过控制电流的开关来控制磁铁的磁性。
根据磁场楞次定律,当电流通过电磁铁时,会产生磁场。
通过改变电流的方向和大小,可以控制磁铁的磁性强弱,从而实现吸附和释放等功能。
4. 案例分析为了更好地理解磁场楞次定律的应用,我们以一个具体案例进行分析。
假设有一根直导线$AB$,电流从$A$点流入导线,经过一段时间后电流从$B$点流出。
根据磁场楞次定律,可以得到以下结论:4.1 磁场的产生当电流从$A$点流入导线时,会在导线周围产生一个环绕导线的磁场。
高中物理| 4.3楞次定律详解楞次定律1磁通量1.概念:在磁感应强度为B的匀强磁场中,与磁场方向垂直的面积S与B的乘积。
2.公式:Φ=BS。
3.适用条件(1)匀强磁场。
(2)S为垂直磁场的有效面积。
4.磁通量是标量。
5.物理意义:相当于穿过某一面积的磁感线的条数.如图所示,矩形abcd、abb′a′、a′b′cd的面积分别为S1、S2、S3,匀强磁场的磁感应强度B与平面a′b′cd垂直,则:(1)通过矩形abcd的磁通量为BS1cosθ或BS3。
(2)通过矩形a′b′cd的磁通量为BS3。
(3)通过矩形abb′a′的磁通量为0。
6.磁通量变化:ΔΦ=Φ2-Φ1。
2电磁感应现象1.定义当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中有感应电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应。
2.条件(1)条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
(2)例如:闭合电路的一部分导体在磁场内做切割磁感线的运动。
3.实质产生感应电动势,如果电路闭合,则有感应电流.如果电路不闭合,则只有感应电动势而无感应电流。
3感应电流方向的判定1.楞次定律(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)适用范围:一切电磁感应现象。
2.右手定则(1)内容:如图,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:导线切割磁感线产生感应电流。
用右手定则时应注意①主要用于闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动时,产生的感应电动势与感应电流的方向判定。
②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、运动方向、感应电流方向三者互相垂直。
③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。
④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。
⑤“因电而动”用左手定则;“因动而电”用右手定则。
楞次定律怎么用?什么是愣次定律?在学习高中物理的时候往往会遇到很多关于物理问题,上课觉着什幺都懂了,可等到做题目时又无从下手。
以至于对于一些意志薄弱、学习方法不对的同学就很难再坚持下来。
过早的对物理没了兴趣,伤害了到高中的学习信心。
收集整理下面的这几个问题,是一些同学们的学习疑问,小编做一个统一的回复,有同样问题的同学,可以仔细看一下。
【问:楞次定律怎幺用?什幺是愣次定律?】答:楞次定律的内容是:电磁感应所产生的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。
从定义来看,楞次定律并没有直接指出感应电流的方向,它只是概括了确定感应电流方向的原则,给出了确定感应电流的程序。
要真正掌握它,必须要求对表述的涵义有正确的理解,并熟练掌握电流的磁场及电流在磁场中受力的规律。
结合一些典型题来理解,是捷径。
【问:远距离输电的中间输电线部分,各电压间的关系?】答:电压关系:升压器端电压等于降压器端电压+损耗电压。
输电线整体闭合,是串联回路,电流是处处相等的。
因为要降低输电线能耗,需采取高压低流的配送电方案。
对于输电线上电阻,满足部分欧姆定律,即△u=i*r。
【问:右手定则的使用?】答:把右手放平伸开,放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心(当磁感线为直线时,相当于手心面向n 极),大拇指所指的是导线运动方向,则四指所指方向,就为回路中所产生的感应电流的方向。
也可以通过楞次定律来判定产生的电流的方向。
【问:什幺是热力学第二定律?】答:第二定律:热传递的过程是有方向性的,热量会自发地从高温物体传递给低温物体,而不会反过来,不会自发地从低温物体传给高温物体。
还可以表述为:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来对外做功,而不引起其他的变化。
第二定律比较难理解,同学们课下要多反。
易错点22 电磁感应现象楞次定律易错总结一、磁通量的变化磁通量的变化大致可分为以下几种情况:(1)磁感应强度B不变,有效面积S发生变化.如图(a)所示.(2)有效面积S不变,磁感应强度B发生变化.如图(b)所示.(3)磁感应强度B和有效面积S都不变,它们之间的夹角发生变化.如图(c)所示.二、感应电流的产生条件当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中就产生感应电流.三、对楞次定律的理解1.楞次定律中的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.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)的磁通量的变化为何阻碍(原)磁场的磁通量发生了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当原磁场磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反;当原磁场磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同,即“增反减同”结果如何阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化,这种变化将继续进行,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.解题方法楞次定律的应用应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,判断原磁场方向.(2)判断闭合回路内原磁场的磁通量变化.(3)依据楞次定律判断感应电流的磁场方向.(4)利用右手螺旋定则(安培定则)判断感应电流的方向.【易错跟踪训练】易错类型1:对物理概念理解不透彻1.(2020·江苏姜堰中学)学习物理除了知识的学习外,还要领悟并掌握处理物理问题的思想与方法。
下列关于物理学中的思想方法叙述正确的是()A.伽利略在研究自由落体运动时采用了微元法B.法拉第在研究电磁感应现象时利用了理想实验法C.在探究求合力方法的实验中使用了等效替代的思想D.在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了理想化模型的思想方法【答案】C【详解】A.伽利略在研究自由落体运动时采用了实验和逻辑推理的方法。
高二物理楞次定律知识点楞次定律是电磁感应中的基本定律之一,描述了磁感应强度与通过闭合回路的磁通量的关系。
它由法国物理学家楞次在1834年提出,是电磁学的重要基石之一。
本文将介绍高二物理楞次定律的相关知识点。
1. 楞次定律的表述楞次定律可以用以下公式表述:ε = -ΔΦ/Δt其中,ε代表感应电动势,ΔΦ代表磁通量变化,Δt代表时间变化。
2. 磁通量的概念磁通量Φ是描述磁场穿过一个平面的数量的物理量。
它的大小与磁场的强度和面积有关,可以用以下公式计算:Φ = B·A·cosθ其中,B代表磁场强度,A代表平面面积,θ代表磁场线与平面法线之间的夹角。
3. 楞次定律的基本原理楞次定律的基本原理是磁场变化引起感应电动势的产生。
当磁通量发生变化时,闭合回路中会产生感应电动势,进而产生感应电流。
4. 楞次定律的应用楞次定律在实际应用中具有广泛的意义,包括以下几个方面:1) 可以解释电磁感应现象,如电磁感应发电机的工作原理。
2) 可以解释变压器的工作原理,即利用楞次定律实现电压的升降。
3) 可以解释电磁铁的工作原理,即通过改变电磁铁中的电流产生磁场,实现吸附和释放物体。
5. 楞次定律的扩展楞次定律还可以扩展到电场变化引起的感应电动势。
当电场发生变化时,也会产生感应电动势。
这一扩展称为法拉第电磁感应定律。
6. 楞次定律的实验验证楞次定律可以通过一系列实验来验证,如改变磁场强度、改变磁场方向以及改变回路形状等。
实验结果与楞次定律的预测一致,进一步验证了该定律的准确性。
总结:高二物理学习中楞次定律是一个重要的知识点,它可以用来解释电磁感应现象,如电磁感应发电机、变压器和电磁铁的工作原理。
楞次定律的实验验证也进一步证明了其准确性。
通过学习楞次定律,我们可以更好地理解电磁学的基本原理和应用,为进一步的物理学习奠定基础。
40. 高中物理中的楞次定律有什么作用?关键信息项:1、楞次定律的定义:____________________________2、楞次定律的作用领域:____________________________3、楞次定律在实际应用中的案例:____________________________4、楞次定律对学生理解物理概念的帮助:____________________________5、楞次定律在教学中的重点和难点:____________________________11 楞次定律的定义楞次定律是电磁学中的一个重要定律,它指出: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。
这一定律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。
111 楞次定律的具体表述当穿过闭合回路的磁通量发生变化时,回路中就会产生感应电流。
感应电流的方向总是使得它所产生的磁场去阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
例如,当一个磁体靠近一个闭合线圈时,线圈中的磁通量增加,根据楞次定律,感应电流所产生的磁场方向将与磁体的磁场方向相反,从而阻碍磁通量的增加。
112 楞次定律的数学表达式楞次定律可以用数学公式来表达。
假设穿过闭合回路的磁通量为Φ,感应电动势为ε,根据法拉第电磁感应定律,ε =dΦ/dt。
而感应电流 I=ε/R,其中 R 是回路的电阻。
通过这些公式,可以更精确地分析和计算电磁感应现象中的相关物理量。
12 楞次定律的作用领域楞次定律在许多领域都有着重要的应用。
121 在电磁感应实验中的作用在高中物理实验中,通过研究各种电磁感应现象,如导体在磁场中的运动、磁场变化引起的感应电流等,楞次定律可以帮助学生理解和预测实验结果。
122 在发电机中的应用发电机是利用电磁感应原理将机械能转化为电能的装置。
楞次定律决定了发电机中感应电流的方向和大小,从而保证了发电机的正常运行和电能的输出。
高等教育成人考试函授教育毕业论文对“楞次定律”的点滴体会专业物理学班级姓名学号指导教师联系电话完稿日期【内容摘要】:楞次定律是高中物理教学的一个难点,同时也是近年来高考的热点,对楞次定律的学习应正确理解其内容,更重要的是对该定律中的“阻碍”要有充分的理解,这样才会更好地理解并应用楞次定律解决实际问题【关键词】:楞次定律;内容理解;阻碍;“楞次定律”是高中物理学习中的一个难点,同时也是高考的热点。
其内容是: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。
要掌握这个定律,学习理解的过程中我觉得应注意以下几点:一、要正确理解楞次定律1、感应电流的磁通量阻碍引起产生感应电流的磁通量;2、阻碍的是穿过回路的磁通量的变化,而不是磁通量本身。
3、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。
4、“阻碍”不是阻止,也不是变为反向,应理解为“反抗”或“补偿”二、要正确理解“阻碍”二字含义的进一步表述1、表述内容:A感应电流的磁场总是反抗产生它的那个原磁场。
B感应电流的磁场总是弥补产生它的那个原磁场。
2、可概括为以下三种形式:(1)阻碍原磁通量的变化,可概括为:“增反减同”;(2)阻碍导体与磁体间的相对运动,概括为:“来拒去留”;(3)阻碍原电流的变化(自感现象),概括为:“增反减同”。
有了这些结论,在有些特殊情况下,运用推广含义解题比运用楞次定律本身直接解题要方便得多。
例如图1所示,当磁铁突然向铜环方向运动时,铜环的运动情况是:()A.向右摆动B. 向左摆动C. 静止D. 无法判定图2图1【解析】:本题通常情况下可以用两种方法解决:【方法一】(阻碍原磁通量变化法):当磁铁向左运动时,使穿过铜环的磁通量增加而产生如图2所示的感应电流,由楞次定律可知,铜环为阻碍原磁通量的增大,必向左移,故B选项正确。
【方法二】(阻碍相对运动法):磁铁向左运动时,铜环产生的感应电流总是要阻碍引起感应电流的导体和磁体间的相对运动,故磁铁和铜环间有排斥力的作用,故B选项正确。
一、电磁感应现象1.概念当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时,闭合导体回路中有感应电流产生,这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应。
2.产生感应电流的条件(1)闭合回路的一部分导体在磁场内做切割磁感线运动;(2)穿过闭合回路的磁通量发生变化;①磁场强弱不变,回路面积改变;②回路面积不变,磁场强弱改变;③回路面积和磁场强弱均不变,但二者的相对位置发生改变。
注意:当回路不闭合时,没有感应电流,但有感应电动势,只产生感应电动势的现象也可以称为电磁感应现象,且产生感应电动势的那部分导体或线圈相当于电源。
3.能量转化发生电磁感应现象时,机械能或其他形式的能转化为电能。
二、感应电流方向的判定1.右手定则: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,让磁感线从掌心进入,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。
适用范围:适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况。
2.楞次定律(1)内容: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。
(2)理解楞次定律中“阻碍”的含义:(3)运用楞次定律判定感应电流方向的步骤:a.明确穿过闭合电路的原磁场方向;b.明确穿过闭合电路的原磁通量是如何变化的;c.根据楞次定律确定感应电流的磁场方向;d.利用安培定则判定感应电流的方向。
注意:导体切割磁感线产生感应电流的方向用右手定则较简便;变化的磁场产生感应电流只能用楞次定律判断。
具体流程如图:三、楞次定律应用的推广楞次定律描述的是感应电流与磁通量变化之间的关系,常用于判断感应电流的方向或其所受安培力的方向,一般有以下四种呈现方式: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”;3.使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”;4.阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”。
四、“三个定则、一个定律”的综合应用技巧1.应用现象及规律比较基本现象应用的定则或定律运动电荷、电流产生的磁场安培定则磁场对运动电荷、电流的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.应用技巧多定则应用的关键是抓住因果关系:无论是“安培力”还是“洛伦兹力”,只要是“力”都用左手判断。
楞次定律的内容及其理解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及原磁场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向及原磁场方向相同,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、正确区分楞次定律及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及原磁场方向相反,当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向及原磁场方相同,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。
对楞次定律的理解
1.因果关系:闭合导体回路中磁通量的变化是因,产生感应电流是果;原因产生结果,结果
2.“阻碍”的含义
特别提醒:“阻碍”的实质,是实现了其他形式的能向电能的转化,这和能的转化与守恒相吻合.如果不是“阻碍”,将违背能量守恒,可以得出总能量同时增加的错误结论.
3.应用楞次定律的思路
(1)明确研究的是哪一个闭合电路.
(2)明确原磁场的方向.
(3)判断闭合回路内原磁场的磁通量是增加还是减少.
(4)由“增反减同”判断感应电流的磁场方向.
4.楞次定律含义的推广
(1)若由于相对运动导致电磁感应现象,则感应电流的效果阻碍该相对运动,简称口诀:“来拒去留”
(2)若电磁感应致使回路的面积有收缩或扩张的趋势,则收缩或扩张是为了阻碍回路磁通量的变化,即磁通量增大时,面积有收缩趋势,磁通量减少时,面积有增大趋势,简称口诀:“增缩减扩”.
特别提醒:判断回路面积的变化趋势时,若穿过闭合回路的磁感线皆朝同一方向,既可由一般步骤判断,也可根据楞次定律的推广含义判断,若闭合回路所围面积内存在两个方向的磁场,则不宜采用楞次定律的推广含义判断、应根据一般步骤判断.
二、楞次定律与右手定则的区别及联系
特别提醒:
(1)楞次定律判断的电流方向也是电路中感应电动势的方向,右手定则判断的电流方向也是做切割磁感线运动的导体上感应电动势的方向.若电路是开路,可假设电路闭合,应用楞次定律或右手定则确定电路中假想电流的方向即为感应电动势的方向.
(2)在分析电磁感应现象中电势高低时,一定要明确产生感应电动势的那部分电路就是电源.在电源内部,电流方向从低电势处流向高电势处.。