Transcript 4.4楞次定律
4.4 楞次定律 演示 为什么在线圈内有电流？ 插入和拔出磁铁时，电流方向一样吗？ 如何判断出感应电流的方向呢？ _ _ + G 用试触的方法确定电流 方向与电流计指针偏转 方向的关系 + 结论：电流从电流计的正接线柱流入，指针向正向偏 转，电流从电流计的负接线柱流入，指针向负向偏转 S N S N _ + _ + N极 向下 插入 拔出 感应电流 方向 （俯视） 逆时 针 顺时针 穿过回路 磁通量的 变化 增大 减小 原磁场 方向 向下 向下 感应电流 磁场方向 向上 向下 N S N S _ + _ + S极 向下 插入 拔出 感应电流 方向 （俯视） 顺时 针 逆时针 穿过回路 磁通量的 变化 增大 减小 原磁场 方向 向上 向上 感应电流 磁场方向 向下 向上 S S N N N N S S G G G G 感应电流方 向（俯视） 逆时针 顺时针 顺时针 逆时针 穿过回路磁 通量的变化 增大 减小 增大 减小 原磁场 方向 向下 向下 向上 向上 感应电流磁 场方向 向上 向下 向下 向上 思考：感应电流方向有什么规律？ S N S N N S N S G G G G 感应电流方 向（俯视） 逆时针 顺时针 顺时针 逆时针 穿过回路磁 通量的变化 增大 增大 减小 减小 原磁场 方向 向下 向上 向下 向上 感应电流磁 场方向 向上 向下 向下 向上 思考：感应电流方向有什么规律？ 一、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 明确原磁场与感应电流的磁场间的因果关系 2、对“阻碍”的理解： 谁起阻碍作用？ 感应电流产生的磁场 阻碍什么？ 引起感应电流的磁通量的变化 “阻碍”就是感应电流的磁场总与原磁场的 方向相反吗？ 不一定! “增反减同” 阻碍是阻止吗？ 否，只是使磁通量的变化变慢 从另一个角度认识楞次定律 在下面四个图中标出线圈上的N、S极 S S N N N N S S S N G G G S 移近时 移去时 S N 斥力 引力 N G N S 阻碍相互靠近 阻碍相互远离 楞次定律表述二： 感应电流的效果总是阻碍导体和引 起感应电流的磁体间的相对运动 “来拒去留” 思考与讨论 如图A、B都是很轻的铝环，环A是闭合的，环B是断 开的，用磁铁的任一极去接近A环，会产生什么现 象？把磁铁从A环移开，会产生什么现象？磁极移 近或远离B环，又会发生什么现象？解释所发生的 现象． 楞次(1804～1865) 俄国物理学家。1804年2月24日生于德 尔帕特（今爱沙尼亚共和国的塔都）。1820年入德尔帕特大学； 在大学二年级时由校长推荐参加1823～1826年“企业号” 单 桅炮舰的全球考察旅行；他设计了海水测深仪等仪器并卓越地 完成了海上物理考察，1834年起当选为科学院院士；1836～ 1865年任彼得堡大学教授，1840年任数理系主任，1863年任校 长。其间还在海军和师范学院任教。1865年2月10日在罗马逝 世。 楞次从青年时代就开始研究电磁感应现象。1831年法拉第 发现了电磁感应现象后，当时已有许多便于记忆的“左手定 则”、“右手定则”、“右手螺旋法则”等经验性规则，但是 并没有给出确定感生电流方向的一般法则。1833年楞次在总结 了安培的电动力学与法拉第的电磁感应现象后，发现了确定感 生电流方向的定律——楞次定律。这一结果于1834年在《物理 学和化学年鉴》上发表。楞次定律说明电磁现象也遵循能量守 恒定律。 课堂小结： 1、楞次定律的内容： 从磁通量变化的角度看： 感应电流总要阻碍磁通量的变化 从导体和磁体的相对运动的角度看： 感应电流总要阻碍相对运动 I感 2、楞次定律中的因果关系： Δφ 3、楞次定律中“阻碍”的含意： 不是阻止；可理解为“增反、减同”， “结果”反抗“原因” 阻碍 B感 练习一： 如图,当线圈远离通 I 电导线而去时，线 圈中感应电流的方 向如何？ 远离 A B C 原磁场方向 D 穿过回路磁 通量的变化 减少 感应电流磁 场方向 向里 运用楞次定律判定感应电流方 向的步骤 ● 1、明确穿过闭合回路的原磁场方向 2、判断穿过闭合回路的磁通量如何变化 3、由楞次定律确定感应电流的磁场方向 4、利用安培定则确定感应电流的方向 向里 感应电流方 A-C-D-B 向 知识要点回顾 （一）楞次定律 1．楞次定律的第一种表述：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。适用于由磁通量变化引 起感应电流的各种情况。 2．楞次定律的第二种表述：感应电流的效果总 要阻碍产生感应电流的原因。适用于定性判明感 应电流所引起的机械效果。 反电动势 1、电动机线圈的转动会产生感应电动势。这个电动势是 加强了电源产生的电流，还是削弱了电源的电流？是 有利于线圈转动还是阻碍线圈的转动？ 电动机转动时产生的感应电动势削弱了电源的电流， 这个电动势称为反电动势。反电动势的作用是阻碍线 圈的转动。这样，线圈要维持原来的转动就必须向电 动机提供电能，电能转化为其它形式的能。 2、如果电动机因机械阻力过大而停止转动，会发生什么 情况？这时应采取什么措施？ 电动机停止转动，这时就没有了反电动势，线圈电 阻一般都很小，线圈中电流会很大，电动机可能会烧 毁。这时，应立即切断电源，进行检查。 3、应用楞次定律判断感应电流方向的 基本步骤： （1）明确穿过闭合电路原磁场的方向。 （2）明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少。 （3）根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。 （4）利用安培定则确定感应电流的方向。 课堂训练 1、如图所示，当条形磁铁 突然向闭合铜环运动时， 铜环里产生的感应电流的 方向怎样？铜环运动情况 怎样？ 后 前 研究对象：铜环 原磁场 方向 向左 穿过回路 磁通量的 变化 增加 感应电流 磁场方向 向右 感应电流 方向 顺时针 铜环向右运动 课堂训练 2、如图，导线AB和CD互相平行，试确定在闭 合和断开开关S时导线CD中感应电流的方向。 G C A S 研究对象： 上边的闭合回路 D B 原磁场 方向 向外 穿过回路 磁通量的 变化 增加 感应电流 磁场方向 向里 感应电流 方向 D—C 课堂训练 3、如图，在水平光滑的两根金属导轨上放置两根导 体棒AB、CD，当条形磁铁插入与拔出时导体棒如何 运动？（不考虑导体棒间的磁场力） 插入时： AB、CD相向运动 B A D C 拔出时： AB、CD相互远离 课堂训练 Ⅰ 4、一水平放置的矩形闭合线圈 abcd，在细长磁铁的N极附近竖 直下落，由图示位置Ⅰ经过位置 Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和位置Ⅲ都 很靠近位置Ⅱ ．在这个过程中， 线圈中感应电流： （ ） A A.沿abcd流动 B.沿dcba流动 C.从Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动，从Ⅱ 到Ⅲ是沿dcba流动 D.从Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动，从Ⅱ 到Ⅲ是 沿 abcd 流 动 a d Ⅱ b c Ⅲ ● N Ｎ ● ● Ⅰ Ⅱ Ⅲ （二）右手定则 1．判定方法：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 磁感线从手心垂直进入，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。 2．适用范围：适用于闭合电路一部分导线 切割磁感线产生感应电流的情况。 （三）楞次定律与右手定则的比较 1、楞次定律可适用于由磁通量变化引起感应电 流的各种情况，而右手定则只适用于一部分 导体在磁场中做切割磁感线运动的情况，导 线不动时不能应用，因此右手定则可以看作 楞次定律的特殊情况。 2、在判断由导体切割磁感线产生的感应电流时 右手定则与楞次定律是等效的，而右手定则 比楞次定律更方便。 课本P20第3、第7题.