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§2.1 楞次定律
第二章 電磁感應(yīng)
復(fù)習(xí)回顧
什么是電流的磁效應(yīng)和電磁感應(yīng)現(xiàn)象
電流產(chǎn)生磁場(chǎng)
電流的磁效應(yīng)
電 磁 感 應(yīng)
磁場(chǎng)產(chǎn)生電流
判斷以下情況線圈中有無(wú)感應(yīng)電流？
A
C
D
磁鐵在線圈中不動(dòng)
N
S
N
S
B
E
要點(diǎn)回顧：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
N
S
產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:
①閉合電路；
②穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化.
A
B
如何判斷感應(yīng)電流的方向呢？
A
D
N
S
N
S
B
E
②磁通量發(fā)生改變
感應(yīng)電流
大小：
怎么計(jì)算？
怎么判斷
方向：
①閉 合 電 路
感應(yīng)電流的方向由哪些因素決定？
科學(xué)猜想：
實(shí)驗(yàn)：
試觸的方法確定電流方向與電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系：
左進(jìn)左偏
右進(jìn)右偏
N
S
N極
向下 插入 拔出
_
+
原磁場(chǎng)
方向
向下
向下
感應(yīng)電流方向
（俯視）
逆時(shí)針
順時(shí)針
穿過(guò)回路磁通量的變化
增大
減小
感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向
向上
向下
N
S
_
+
B
B′
I
I
I′
B
B′
I
I
I′
V
V
S
N
_
+
N極
向下 插入 拔出
原磁場(chǎng)
方向
向上
向上
感應(yīng)電流方向
（俯視）
順時(shí)針
逆時(shí)針
穿過(guò)回路磁通量的變化
增大
減小
感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向
向下
向上
B
B′
I
I
I′
S
N
_
+
B
B′
I
I
I′
V
V
N
S
N 極插入 N 極拔出 S 極插入 S 極拔出
示意圖
原磁場(chǎng)方向
原磁場(chǎng)的磁通變化
感應(yīng)電流方向(俯視）
感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向
向下
減小
順時(shí)針
向下
向上
向上
減小
順時(shí)針
逆時(shí)針
向下
向上
增加
向下
增加
逆時(shí)針
向上
G
G
N
G
G
N
S
S
G
N
S
G
S
N
G
S
N
G
N
S
感應(yīng)電流方向（俯視） 逆時(shí)針 順時(shí)針 順時(shí)針 逆時(shí)針
穿過(guò)回路磁通量的變化 增大 減小 增大 減小
原磁場(chǎng)
方向 向下 向下 向上 向上
感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向 向上 向下 向下 向上
結(jié)論1：磁通量增大時(shí)，感應(yīng)磁場(chǎng)和原磁場(chǎng)方向相反。
結(jié)論2：磁通量減小時(shí)，感應(yīng)磁場(chǎng)和原磁場(chǎng)方向相同。
B感
Φ原
增
減
與
B原
與
B原
阻礙
變 化
反
同
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
I感
B感
產(chǎn)生
阻 礙
產(chǎn)生
因果關(guān)系：
N出左偏
N進(jìn)右偏
S出右偏
S進(jìn)左偏
俄國(guó)物理學(xué)家1804.2.12生于愛(ài)沙尼亞巴托。彼得堡科學(xué)院院士，1834年起兼圣·彼得堡大學(xué)物理教授。他從青年時(shí)代開始研究電磁感應(yīng)，并在法拉第等著名科學(xué)家研究的基礎(chǔ)上，堅(jiān)持不懈，克服各種困難，于1834年提出關(guān)于感應(yīng)電流方向的規(guī)律：楞次定律。
楞次簡(jiǎn)介
感應(yīng)電流具有這樣
的方向，即感應(yīng)電
流總要阻礙引起感
應(yīng)電流的磁通量的
變化
誰(shuí)阻礙？
能否阻止？
如何阻礙？
阻礙誰(shuí)？
楞次定律的含義
感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)
原磁場(chǎng)的磁通量變化
“增反減同”
不能阻止，只是減緩原磁場(chǎng)的磁通量的變化過(guò)程
阻礙
　思考判斷
(1)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反。( )
(2)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)可能與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相同。( )
(3)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。( )
×
√
√
（1）內(nèi)容：
楞次定律：
（2）楞次定律的理解：
①結(jié)果如何
——“阻礙”不是“阻止”
減慢變化“速度”
感應(yīng)電流的磁場(chǎng)
總是
阻礙
引起感應(yīng)電流的
磁通量的變化
②電磁感應(yīng)中的能量守恒
電能增加
機(jī)械能減少
搞清兩個(gè)磁場(chǎng)
N
S
甲
N
S
乙
N
S
丙
N
S
丁
N
S
N
N
S
S
S
N
明確研究對(duì)象
磁通量如何變
磁場(chǎng)方向如何
楞次定律
感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向
安培定則
感應(yīng)電流方向
應(yīng)用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的思路
楞次定律描述的就是這三個(gè)量之間的關(guān)系
楞次定律描述的就是這三個(gè)量之間的關(guān)系
楞次定律描述的就是這三個(gè)量之間的關(guān)系
思路：它不單用來(lái)判定感應(yīng)電流方向
一原 二感 三電流
【例題 1】
法拉第最初發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)如左圖所示。軟鐵環(huán)上繞有M、N 兩個(gè)線圈，當(dāng)線圈M電路中的開關(guān)斷開的瞬間，線圈N中的感應(yīng)電流沿什么方向？
【解析】首先明確，我們用楞次定律研究的對(duì)象是線圈N和電流表組成的閉合導(dǎo)體回路。
線圈M中的電流在鐵環(huán)中產(chǎn)生的磁感線是順時(shí)針?lè)较虻模ㄓ覉D），這些磁感線穿過(guò)線圈N的方向是向下的，即線圈N中原磁場(chǎng)B 0 的方向是向下的。
開關(guān)斷開的瞬間，鐵環(huán)中的磁場(chǎng)迅速減弱，線圈N中的磁通量減小。感應(yīng)電流的磁場(chǎng)B i （右圖中沒(méi)有標(biāo)出）要阻礙磁通量的減小，所以，B i 的方向與B 0 的方向相同，即線圈N中B i 的方向也是向下的。
根據(jù)右手螺旋定則，由B i 的方向判定，線圈N中感應(yīng)電流I i 應(yīng)沿右圖所示的方向。
【例題 2】
如左圖所示，在通有電流 I 的長(zhǎng)直導(dǎo)線附近有一個(gè)矩形線圈 ABCD，線圈與導(dǎo)線始終在同一個(gè)平面內(nèi)。線圈在導(dǎo)線的一側(cè)，垂直于導(dǎo)線左右平移時(shí)，其中產(chǎn)生A→B→C→D→A方向的電流。已知距離載流直導(dǎo)線較近的位置磁場(chǎng)較強(qiáng)。請(qǐng)判斷：線圈在向哪個(gè)方向移動(dòng)？
【解析】①選擇矩形線圈為研究對(duì)象，畫出通電直導(dǎo)線一側(cè)的磁感線分布圖（右圖），磁感線方向垂直紙面向里，用“×”表示。②已知矩形線圈中感應(yīng)電流的方向是A→B→C→D→A，根據(jù)右手螺旋定則，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向是垂直紙面向外的（即指向讀者的，用矩形中心的圓點(diǎn)“·”表示）。③根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)應(yīng)該是阻礙穿過(guò)線圈的磁通量變化的。現(xiàn)在已經(jīng)判明感應(yīng)電流的磁場(chǎng)從紙面內(nèi)向外指向讀者，是跟原來(lái)磁場(chǎng)的方向相反的。④因此線圈移動(dòng)時(shí)通過(guò)它的磁通量一定是在增大。這說(shuō)明線圈在向左移動(dòng)。
閉合電路磁通量的變化
原磁場(chǎng)
感應(yīng)電流
感應(yīng)電流磁場(chǎng)
產(chǎn)生
阻礙
激發(fā)
引起
阻礙怎樣理解？
①?gòu)拇磐孔兓慕嵌葋?lái)看:阻礙磁通量變化，通過(guò)“反抗”與 “補(bǔ)償”來(lái)實(shí)現(xiàn)阻礙， “ 增反減同”
楞次定律理解運(yùn)用提高
②感應(yīng)電流的機(jī)械效果------總是反抗（阻礙）引起感應(yīng)電流的原因。 “來(lái)拒去留”
S
N
思考與討論1:
思考與討論2: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(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？把磁鐵從A環(huán)移開，會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？磁極移近或遠(yuǎn)離B環(huán)時(shí)，又會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？解釋所發(fā)生的現(xiàn)象。
N
S
S
N
N
S
S
N
從相對(duì)運(yùn)動(dòng)看：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
從能量觀點(diǎn)看：楞次定律可以看成是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的反映。
來(lái) 拒 去 留
“阻礙”中包含著能量守恒
判斷正誤：(1)有磁場(chǎng)就會(huì)產(chǎn)生電流。 ( 　 )(2)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向總是與原磁場(chǎng)方向相反。 ( 　 )(3)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)的磁通量。 ( 　 )(4)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)有可能阻止原磁通量的變化。 ( 　 )(5)楞次定律表明感應(yīng)電流的效果總是與引起感應(yīng)電流的原因相對(duì)抗。( 　 )
在圖中，假定導(dǎo)體棒AB向右運(yùn)動(dòng)
向右 向左
原磁場(chǎng)方向
穿過(guò)回路磁通量的變化
感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向
感應(yīng)電流方向
向里
增大
向外
A→B
B
A
F
v
向里
減少
向里
B→A
B
A
E
F
v
E
思考與討論３：
四、右手定則
伸開右手，使拇指與其
余四個(gè)手指垂直，并且都與
手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁
感線從掌心進(jìn)入，并使拇指
指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)
四指所指的方向就是感應(yīng)電
流的方向。
磁
感線
掌心進(jìn)入
拇指
導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)
四指
感應(yīng)電
流
判斷正誤：(1)使用右手定則時(shí)必須讓磁感線垂直穿過(guò)掌心。 ( )(2)右手定則中拇指指向?yàn)閷?dǎo)線運(yùn)動(dòng)的方向。 ( )(3)右手定則中四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。 ( )(4)任何感應(yīng)電流方向的判斷既可以用楞次定律，又可使用右手定則。( )
安培定則：
左手定則：
右手定則：
已知電流，判磁場(chǎng)方向
已知電流、磁場(chǎng)，判電流受力方向
導(dǎo)線切割磁感線后，判產(chǎn)生感應(yīng)電流方向
課堂練習(xí)
１． (多選)如圖所示，有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下穿過(guò)光滑的水平桌面，一橢圓形導(dǎo)體框平放在桌面上。使導(dǎo)體框從左邊進(jìn)入磁場(chǎng)，從右邊穿出磁場(chǎng)。下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.導(dǎo)體框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?br/>B.導(dǎo)體框離開磁場(chǎng)過(guò)程中，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?br/>C.導(dǎo)體框全部在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?br/>D.導(dǎo)體框全部在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生
BD
2.一水平放置的矩形閉合線圈abcd，在細(xì)長(zhǎng)磁鐵的N極附近豎直下落，由圖示位置Ⅰ經(jīng)過(guò)位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和位置Ⅲ都很靠近位置Ⅱ.在這個(gè)過(guò)程中，線圈中感應(yīng)電流（ ）
A.沿abcd流動(dòng)
B.沿dcba流動(dòng)
C.從Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流動(dòng)，從Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流動(dòng)
D.從Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流動(dòng)，從Ⅱ到Ⅲ是 沿 abcd 流動(dòng)
N
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
a
b
c
d
A
課堂練習(xí)
課堂練習(xí)
３．下列圖中表示閉合電路中的一部分導(dǎo)體ab在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情景，導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b的是(　　)
A
課堂練習(xí)
４．如圖4所示，CDEF是一個(gè)矩形金屬框，當(dāng)導(dǎo)體棒AB向右移動(dòng)時(shí)，回路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，則下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.導(dǎo)體棒中的電流方向由B→A
B.電流表A1中的電流方向由F→E
C.電流表A1中的電流方向由E→F
D.電流表A2中的電流方向由D→C
B
課堂練習(xí)
５、2020年9月1日消息，廣東清遠(yuǎn)磁浮列車圓滿完成整車靜態(tài)調(diào)試運(yùn)行試驗(yàn)如圖1，圖2是磁浮的原理圖，圖2中甲是圓柱形磁鐵，乙是用高溫超導(dǎo)材料制成的超導(dǎo)圓環(huán)，將超導(dǎo)圓環(huán)乙水平放在磁鐵甲上，它就能在磁力的作用下懸浮在磁鐵甲的上方空中，若甲的N極朝上，在乙放入磁場(chǎng)向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中（　　）
A.俯視，乙中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍划?dāng)乙穩(wěn)定后，感應(yīng)電流消失
B.俯視，乙中感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍划?dāng)乙穩(wěn)定后，感應(yīng)電流仍存在
C.俯視，乙中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍划?dāng)乙穩(wěn)定后，感應(yīng)電流消失
D.俯視，乙中感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颍划?dāng)乙穩(wěn)定后，感應(yīng)電流仍存在
B
６．(2021·渝中區(qū)高二檢測(cè))航空母艦上飛機(jī)彈射起飛可以利用電磁驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。電磁驅(qū)動(dòng)原理如圖所示，當(dāng)固定線圈上突然通入直流電時(shí)，靠近線圈左端放置的金屬環(huán)被彈射出去，在閉合開關(guān)S瞬間，下列判斷正確的是(　　)A.從左側(cè)看環(huán)中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较駼．金屬環(huán)的面積有收縮的趨勢(shì)C．電池正負(fù)極調(diào)換后，金屬環(huán)將不能向左彈射D．若將金屬環(huán)放在線圈右側(cè)再閉合開關(guān)S，環(huán)將向左運(yùn)動(dòng)
課堂練習(xí)
B
【解析】根據(jù)楞次定律，金屬環(huán)中產(chǎn)生從左側(cè)看順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，故A錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律，金屬環(huán)中磁通量增大，有收縮面積阻止磁通量增大的趨勢(shì)，故B正確；當(dāng)電池正負(fù)極調(diào)換后，通過(guò)“來(lái)拒去留”的方法判斷，金屬環(huán)也可以向左彈射，故C錯(cuò)誤；若將金屬環(huán)放在線圈右側(cè)，閉合開關(guān)，環(huán)與線圈間也會(huì)產(chǎn)生排斥力，所以環(huán)將向右運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。
７．(2021·蚌埠高二檢測(cè))科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種新型合金材料(Ni45Co5Mn40Sn10)，只要略微加熱該材料下面的銅片，這種合金就會(huì)從非磁性合金變成強(qiáng)磁性合金。將兩個(gè)相同的條狀新型合金材料豎直放置，在其正上方分別豎直、水平放置兩閉合金屬線圈，如圖甲、乙所示。現(xiàn)對(duì)兩條狀新型合金材料下面的銅片加熱，則(　　)A.甲圖線圈有收縮的趨勢(shì)B．乙圖線圈有收縮的趨勢(shì)C．甲圖線圈中一定產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流D．乙圖線圈中一定產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流
課堂練習(xí)
【解析】對(duì)兩條狀新型合金材料加熱，均會(huì)從非磁性合金變成強(qiáng)磁性合金，甲圖中，穿過(guò)線圈的磁通量為零，故甲圖線圈中始終無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，也不受安培力，無(wú)收縮或擴(kuò)張趨勢(shì)，A、C錯(cuò)誤；乙圖線圈中磁通量增加，依據(jù)楞次定律，線圈有收縮并遠(yuǎn)離趨勢(shì)，B正確；依據(jù)感應(yīng)電流產(chǎn)生條件，乙圖線圈中一定產(chǎn)生感應(yīng)電流，但磁場(chǎng)方向未知，所以感應(yīng)電流方向不確定，D錯(cuò)誤。
B
課堂小結(jié)
如何判定感應(yīng)電流的方向
楞次定律
相對(duì)運(yùn)動(dòng)
增反減同
來(lái)拒去留
磁通量變化
能量守恒
課堂小結(jié)
N
明確原磁場(chǎng)方向
明確穿過(guò)閉合電路磁
通量是增加還是減少
根據(jù)楞次定律確定感
應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向
利用安培定則判斷感應(yīng)電流方向
判斷感應(yīng)電流方向的步驟

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