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1、楞次定律及應(yīng)用 一、楞次定律 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、內(nèi)容: 2、對 “ 阻礙 ” 的理解: 明確原磁場與感應(yīng)電流的磁場間的因果關(guān)系 誰起阻礙作用? 阻礙什么? 阻礙是阻止嗎? “阻礙 ” 就是感應(yīng)電流的磁場總與原磁場的 方向相反嗎? 感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場 引起感應(yīng)電流的磁通量的 變化 “增反減同 ” 否,只是使磁通量的變化變慢 不一定 ! 一、知識要點回顧 從另一個角度認識楞次定律 在下面四個圖中標出線圈上的 N、 S極 G N S G S N G S N G N S N S N N N S S S 移近時 斥力 阻礙相互靠近 移去時
2、 引力 阻礙相互遠離 感應(yīng)電流的效果總是阻礙導(dǎo)體和引 起感應(yīng)電流的磁體間的相對運動 楞次定律表述二: “來拒去留 ” 思考與討論 如圖 A、 B都是很輕的鋁環(huán),環(huán) A是閉合的,環(huán) B是斷 開的,用磁鐵的任一極去接近 A環(huán),會產(chǎn)生什么現(xiàn) 象?把磁鐵從 A環(huán)移開,會產(chǎn)生什么現(xiàn)象?磁極移 近或遠離 B環(huán),又會發(fā)生什么現(xiàn)象?解釋所發(fā)生的 現(xiàn)象 閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線 產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向 (二)右手定則 1 判定方法 :伸開右手,讓大拇指跟其余四 指垂直,并且都跟手掌在同一平面內(nèi),讓 磁感線從手心垂直進入,大拇指指向?qū)w 運動的方向,其余四指所指的方向就是感 應(yīng)電流的方向。 2 適用范圍 :適
3、用于閉合電路一部分導(dǎo)線 切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況。 二、重點 難點 疑點解釋 (一)怎樣正確理解楞次定律第一種表述? 1圍繞 “ 兩個磁場 ” 來理解楞次定律。所 謂 “ 兩個磁場 ” 是指 原磁場(引起感應(yīng)電 流的磁場)和感應(yīng)磁場(由感應(yīng)電流產(chǎn)生 的磁場) 楞次定律直接反映了兩磁場之間 關(guān)系,即 感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場總要阻礙原 磁場的磁通量的變化。 并沒有直接指明感 應(yīng)電流的方向。 2準確把握定律中阻礙的含義。 ( 1) “ 阻礙 ” 不同于阻止 。阻礙 使不能順利 通過或發(fā)展 ;阻止 使不能前進,使停止運動 。 比較兩詞的含義,可以發(fā)現(xiàn)阻礙只是起到 推遲原 磁磁通量的變化的作用,即原磁場
4、的磁通量變化 時間延長了,但最終原磁場的磁通量還是按自己 的變化趨勢進行,感應(yīng)磁場無法阻止原磁場的磁 通量變化。 ( 2) “ 阻礙 ” 不同于 “ 反向 ” 。感應(yīng)磁場要阻礙 原磁場的磁通量的變化,就要反抗原磁場的磁通量 增加,或補償原磁通量的減小,所以,原磁場磁通 量增加時,感應(yīng)磁場與原磁場反向,原磁場的磁通 量減小時,感應(yīng)磁場與原磁場同向,簡稱為 “ 增反 減同 ” 。 總而言之,理解“阻礙”含義時要明 確: 誰起阻礙作用 感應(yīng)磁場 阻礙的是什么 原磁場的磁通量變化 怎樣阻礙 “ 增反減同 ” 阻礙的結(jié)果怎樣 減緩原磁場的磁通量 的變化 (二)如何正確理解楞次定律的第二種表述? 產(chǎn)生感應(yīng)
5、電流的原因,既可以是 磁通量的 變化,也可以是引起磁通量變化的相對運 動或回路變形等; 感應(yīng)電流效果既可以是 感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場 ,也可以是 因感應(yīng)電 流的出現(xiàn)而引起的機械作用等 。常見的兩 種典型的機構(gòu)作用表現(xiàn): 1阻礙相對運動 “ 來拒去留 ” 2致使回路面積變化 “ 增縮減擴 ” (三)楞次定律與右手定則在判定感 應(yīng)電流的方向問題上有無區(qū)別? 在判斷由導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流 時 右手定則與楞次定律是等效的 而右手定 則比楞次定律更方便。 楞次定律可適用于 由磁通量變化引起感應(yīng) 電流的各種情況 ,而右手定則只適用于一 部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動的情 況,導(dǎo)線不動時不能應(yīng)用,因此
6、右手定則 可以看作楞次定律的特殊情況。 (四)如何判定感應(yīng)電流的方向呢? 首先,根據(jù)題意選定規(guī)律。在應(yīng)用右手定則不方 便或無法應(yīng)用時,選擇楞次定律。其次,當(dāng)選用 楞次定律之后,應(yīng)按以下 步驟進行 : ( 1) 明確原磁場的方向 ( 2) 明確原磁通量是增加還是減小的 ( 3) 根據(jù)楞次定律判定感應(yīng)電流磁場的方向 ( 4) 根據(jù)安培定則確定感應(yīng)電流的方向 三、典例剖析 1感應(yīng)電流方向的判定 例 1如圖 1 1所示,一水平放置的矩形線圈 abcd,在細長的磁鐵的 N極附近豎直下落,保持 bc 邊在紙外, ad邊在紙內(nèi),從圖中的位置 經(jīng)過位 置 到位置 ,位置 和 都很靠近 ,在這個 過程中,線圈中
7、感應(yīng)電流( ) A沿 abcd流動 B沿 dcba流動 C由 到 都是 abcd流動, 由 到 是 dcba流動 D由 到 都是 dcba流動, 由 到 是 abcd流動 a b c d N A 2楞次定律第二種表述應(yīng)用 例 2如圖 2 1所示,光滑固定導(dǎo)體軌 M、 N水平 放置,兩根導(dǎo)體棒 P、 Q平行放于導(dǎo)軌上,形成 一個閉合路,當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回 路時( ) A P、 Q將互相靠攏 B P、 Q相互相遠離 C磁鐵的加速度仍為 g D磁鐵的加速度小于 g M N P Q N AD 3電勢高低的判定 例 3圖 3 1為地磁場磁感線的示意圖,在北半球 地磁場豎直分量向下。飛機在我國上
8、空勻速巡 航,機翼保持水平,飛機高度不變。由于地磁 場的作用,金屬機翼上有電勢差,設(shè)飛行員左 方機翼末端處的電勢為 ,右方機翼末端處的 電勢為 ( ) A若飛機從西往東飛, U1比高 U2 B若飛機從東往西飛, U2比 高 C若飛機從南往北飛, 比 U2高 D若飛機從北往南飛, U2比 高 S N 1U 1U 1U 1U 2U AC 例 4如圖 4 1所示, A、 B兩個線圈繞在同一個閉 合鐵芯上,它們的兩端分別與電阻可以不計的光 滑、水平、平行導(dǎo)軌 P、 Q和 M、 N相連; P、 Q處在 豎直向下的勻強磁場中, M、 N處在豎直向下勻強 磁場中;直導(dǎo)線 ab橫放在 P、 Q上,直導(dǎo)線 cd橫放 在 M、 N上, cd原來不動,下列說法正確的有 ( ) A若 ab向右勻速滑動,則 cd也向右滑動 B若 ab向右加速滑動,則 cd也向右滑動 C若 ab向右減速滑動,則 cd也右滑動 D若 ab向右減速滑動,則 cd也左滑動 B 2 B1 M N c d P Q a b A A B B BD