高中物理 1.3 感應(yīng)電流的方向課件 粵教版選修3-2.ppt

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目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,一、楞次定律 1.楞次定律: 感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化. 2.楞次定律的適用范圍: 所有判斷感應(yīng)電流方向的情況. 電磁感應(yīng)中,若電路不閉合,穿過回路的磁通量變化時(shí),是否還會(huì)產(chǎn)生“阻礙”作用?為什么? 答案：不會(huì).若電路不閉合,無感應(yīng)電流,即無感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場,所以不會(huì)產(chǎn)生阻礙原磁場變化的作用.,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,二、右手定則 1.右手定則: 伸開右手,讓拇指跟其余四個(gè)手指垂直,并且都跟手掌在同一個(gè)平面內(nèi),讓磁感線垂直從手心進(jìn)入,拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向,其余四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向. 2.右手定則的適用范圍: 閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng). 3.右手定則可以看做楞次定律的特殊情況.,,,,,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,如圖所示,水平放置的平行金屬導(dǎo)軌的兩端接有電阻R,導(dǎo)線ab能在框架上無摩擦地滑動(dòng),勻強(qiáng)磁場垂直穿過框架平面,當(dāng)ab勻速向右移動(dòng)時(shí),試判斷流過R的電流方向. 答案：由右手定則可判斷流過導(dǎo)線ab的電流方向?yàn)閎→a,所以流過R的電流方向?yàn)閐→R→c.,知識精要,思考探究,典題例解,一,二,遷移應(yīng)用,一、楞次定律 1.楞次定律的內(nèi)容 感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化. (1)定律中的因果關(guān)系.閉合電路中磁通量的變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因,而結(jié)果是出現(xiàn)了感應(yīng)電流的磁場. (2)楞次定律中兩磁場間的關(guān)系.閉合電路中有兩個(gè)磁場,一是引起感應(yīng)電流的磁場,即原磁場;二是感應(yīng)電流的磁場.當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁通量(原磁通量)要增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場要阻礙它的增加,兩個(gè)磁場方向相反;原磁通量要減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場阻礙它的減少,兩個(gè)磁場方向相同.,知識精要,思考探究,典題例解,一,二,遷移應(yīng)用,(3)正確理解“阻礙”的含義.感應(yīng)電流的磁場阻礙的是引起感應(yīng)電流的原因——原磁場磁通量的變化,而不是阻礙原磁場,也不是阻礙原磁場的磁通量.“阻礙”的具體表現(xiàn)是:當(dāng)原磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相反;當(dāng)原磁通量減少時(shí),兩磁場方向相同.阻礙不等于阻止,其作用是使磁通量增加或減少變慢,但磁通量仍會(huì)增加或減少.,知識精要,思考探究,典題例解,一,二,遷移應(yīng)用,2.楞次定律的應(yīng)用 (1)一般步驟. ①明確閉合回路,確定原磁場方向; ②判斷閉合回路內(nèi)原磁場的變化情況; ③由楞次定律判斷感應(yīng)電流的磁場方向; ④由安培定則,根據(jù)磁場方向判斷感應(yīng)電流方向. (2)楞次定律的推廣. ①若由于相對運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致電磁感應(yīng)現(xiàn)象,則感應(yīng)電流的效果阻礙該相對運(yùn)動(dòng),簡稱口訣:“來拒去留”. ②若電磁感應(yīng)致使回路的面積有收縮或擴(kuò)張的趨勢,則收縮或擴(kuò)張是為了阻礙回路磁通量的變化,即磁通量增加時(shí),面積有收縮趨勢,磁通量減少時(shí),面積有增大趨勢,簡稱口訣:“增縮減擴(kuò)”.,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,楞次定律中的“阻礙”與能量守恒定律統(tǒng)一嗎? 答案：統(tǒng)一.感應(yīng)電流的磁場“阻礙”原磁通量的變化正是能量守恒的必然要求,如果變?yōu)椤巴苿?dòng)”磁通量變化,則會(huì)出現(xiàn)能量越來越大的結(jié)果,違背能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律.,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,【例1】如圖所示,一根條形磁鐵自左向右穿過一個(gè)閉合螺線管,則電路中( ) (導(dǎo)學(xué)號51130003) A.始終有感應(yīng)電流自a向b流過電流表G B.始終有感應(yīng)電流自b向a流過電流表G C.先有a→G→b方向的感應(yīng)電流,后有b→G→a方向的感應(yīng)電流 D.將不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,點(diǎn)撥：分析條形磁鐵自左向右穿過螺線管時(shí)螺線管內(nèi)磁通量的變化: ①磁鐵進(jìn)入螺線管過程,磁通量增大. ②磁鐵從螺線管中穿出的過程,磁通量減少. ③用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向. 解析：條形磁鐵從左邊進(jìn)入螺線管的過程中,在螺線管內(nèi)產(chǎn)生的磁場方向向右,穿過螺線管的磁通量不斷增加,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的方向是a→G→b.條形磁鐵從螺線管中向右穿出的過程中,在螺線管中產(chǎn)生的磁場方向向右,穿過螺線管的磁通量不斷減小,根據(jù)楞次定律,感應(yīng)電流的方向是b→G→a,故選項(xiàng)C正確. 答案：C,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,如圖所示,電路EFGH與閉合導(dǎo)體框ABCD處于同一平面內(nèi),且彼此靠近,試判斷當(dāng)開關(guān)S閉合和斷開瞬間,導(dǎo)體框ABCD中感應(yīng)電流的方向. 答案：閉合瞬間電流方向是A→D→C→B→A 斷開瞬間電流方向是A→B→C→D→A,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,解析：S閉合瞬間: (1)穿過回路ABCD的磁場是電流I產(chǎn)生的磁場,方向由安培定則判知垂直紙面向外(如圖所示). (2)閉合S瞬間,穿過回路ABCD的原磁場從無到有,故磁通量增大. (3)由楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場方向應(yīng)和B原相反,即垂直紙面向內(nèi). (4)由安培定則判知導(dǎo)體框ABCD中感應(yīng)電流的方向是 A→D→C→B→A.,一,二,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,S斷開瞬間: (1)穿過回路ABCD的原磁場仍是電流I產(chǎn)生的磁場,方向由安培定則判知垂直紙面向外. (2)斷開S瞬間,穿過回路ABCD的原磁場從有到無,故磁通量減小. (3)由楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場方向應(yīng)和B原相同,即垂直紙面向外. (4)由安培定則判知導(dǎo)體框ABCD中感應(yīng)電流的方向是 A→B→C→D→A.,一,二,知識精要,典題例解,遷移應(yīng)用,二、右手定則的理解和應(yīng)用 1.對導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向的理解 右手定則中所描述的導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向,應(yīng)為導(dǎo)體相對于磁場的運(yùn)動(dòng)方向.例如,當(dāng)閉合電路不動(dòng),磁場相對于閉合電路的一部分導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)時(shí),也可以產(chǎn)生感應(yīng)電流.,一,二,知識精要,2.楞次定律與右手定則的區(qū)別與聯(lián)系,典題例解,遷移應(yīng)用,一,二,知識精要,典題例解,遷移應(yīng)用,【例2】北半球地磁場的豎直分量向下.如右圖所示,在北京某中學(xué)實(shí)驗(yàn)室的水平桌面上,放置邊長為L的正方形閉合導(dǎo)體線圈abcd,線圈的ab邊沿南北方向,ad邊沿東西方向.下列說法中正確的是( ) (導(dǎo)學(xué)號51130004) A.若使線圈向東平動(dòng),則b點(diǎn)的電勢比a點(diǎn)的電勢低 B.若使線圈向北平動(dòng),則a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的電勢低 C.若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn),則線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→a D.若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn),則線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→a,一,二,知識精要,典題例解,遷移應(yīng)用,解析：由右手定則知,若使線圈向東平動(dòng),線圈的ab邊和cd邊切割磁感線,c(b)點(diǎn)電勢高于d(a)點(diǎn)電勢,故選項(xiàng)A錯(cuò);同理知選項(xiàng)B錯(cuò);若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn),穿過線圈平面的磁通量將變小,由楞次定律可判斷線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b→c→d→a,選項(xiàng)C對,選項(xiàng)D錯(cuò). 答案：C,一,二,知識精要,典題例解,遷移應(yīng)用,(多選)如圖所示,光滑平行金屬導(dǎo)軌PP和QQ都處于同一水平面內(nèi),P和Q之間連接一電阻R,整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中.現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒MN,用一水平向右的力F拉動(dòng)導(dǎo)體棒MN,以下關(guān)于導(dǎo)體棒MN中感應(yīng)電流方向和它所受安培力的方向及M、N點(diǎn)電勢高低的說法正確的是( ) (導(dǎo)學(xué)號51130005) A.感應(yīng)電流方向是N→M B.感應(yīng)電流方向是M→N C.安培力水平向左 D.M端電勢高于N端的電勢,一,二,知識精要,典題例解,遷移應(yīng)用,答案：ACD 解析：磁場方向向下,棒向右運(yùn)動(dòng),由右手定則知棒中感應(yīng)電流方向是N→M,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.由左手定則知棒受安培力方向向左,選項(xiàng)C正確.因切割磁感線的導(dǎo)體棒MN為電源,電源內(nèi)部電流方向?yàn)殡妱萆叻较?則M端電勢高于N端電勢,選項(xiàng)D正確.,知識鏈接,案例探究,知識鏈接,案例探究,規(guī)律方法:用楞次定律的推廣含義解決感應(yīng)電流的磁場問題 1.通過阻礙相對運(yùn)動(dòng)來阻礙磁通量變化 當(dāng)磁體靠近或遠(yuǎn)離某閉合導(dǎo)體回路時(shí),回路通過與磁體同向的運(yùn)動(dòng)來阻礙磁通量變化;當(dāng)閉合回路的部分導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)引起磁通量變化時(shí),則另一部分導(dǎo)體與產(chǎn)生感應(yīng)電流的導(dǎo)體同向運(yùn)動(dòng)或有同向運(yùn)動(dòng)趨勢.此處的同向,指的是方向相同或大致相同,具體方向需根據(jù)受力判斷.,知識鏈接,案例探究,知識鏈接,案例探究,如圖所示,光滑導(dǎo)軌L1、L2水平地固定在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,A、B兩導(dǎo)體棒放置在導(dǎo)軌上,并與L1、L2接觸良好,現(xiàn)對導(dǎo)體棒B進(jìn)行如下一些操作,則下列對應(yīng)導(dǎo)體棒A的運(yùn)動(dòng)情況中錯(cuò)誤的是( ) A.導(dǎo)體棒B向右運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體棒A受到向右的力而向右運(yùn)動(dòng) B.導(dǎo)體棒B向左運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體棒A受到向左的力而向左運(yùn)動(dòng) C.導(dǎo)體棒B運(yùn)動(dòng)得越快,導(dǎo)體棒A的加速度越大 D.導(dǎo)體棒B(設(shè)導(dǎo)體棒B足夠長)順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體棒A也順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),知識鏈接,案例探究,知識鏈接,案例探究,點(diǎn)撥： 解析：當(dāng)導(dǎo)體棒B向右運(yùn)動(dòng)時(shí),由右手定則可以判斷導(dǎo)體棒B中感應(yīng)電流的方向?yàn)橛蒐1指向L2,導(dǎo)體棒A中的感應(yīng)電流方向?yàn)橛蒐2指向L1,如圖所示.由左手定則知,導(dǎo)體棒A受到向右的安培力而使其向右做加速直線運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體棒B受到向左的安培力而阻礙導(dǎo)體棒B向右運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)A正確.同理可知,選項(xiàng)B、C正確.當(dāng)導(dǎo)體棒B順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),A、B兩導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流的方向與上圖相同,導(dǎo)體棒A仍受到向右的安培力,導(dǎo)體棒A向右做加速直線運(yùn)動(dòng),而不是轉(zhuǎn)動(dòng),故選項(xiàng)D不正確.,答案：D,知識鏈接,案例探究,知識鏈接,案例探究,2.通過改變線圈面積來“反抗”磁通量變化 電磁感應(yīng)致使回路面積有變化趨勢時(shí),則收縮或擴(kuò)張是為了阻礙回路原磁通量的變化,即磁通量增大時(shí),面積有收縮趨勢,磁通量減少時(shí),面積有增大趨勢.,知識鏈接,案例探究,知識鏈接,案例探究,如圖所示,三個(gè)金屬環(huán)用細(xì)線懸掛,與螺線管都垂直且C在螺線管上方正中位置,當(dāng)滑片P向左滑時(shí),分析A、B、C環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況. 點(diǎn)撥：由滑片P的滑動(dòng)情況判斷螺線管產(chǎn)生磁場的變化情況,從而得到各環(huán)中的磁通量變化情況,然后由楞次定律的推廣含義判斷各環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況。,知識鏈接,案例探究,知識鏈接,案例探究,解析：當(dāng)滑片P向左滑時(shí),電路中的電阻變大,電流變小,穿過三個(gè)線圈的磁通量都減小,則環(huán)將通過向磁場較強(qiáng)的位置運(yùn)動(dòng)來阻礙磁通量的減小,故A右擺、B左擺。而C在磁場中有向下的運(yùn)動(dòng)趨勢,因C是用細(xì)線懸掛,故C靜止不動(dòng)。 答案：A右擺、B左擺、C靜止不動(dòng),