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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(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量 的變化 1、內(nèi)容: 2、對(duì) “ 阻礙 ” 的理解: 明確原磁場(chǎng)與感應(yīng)電流的磁場(chǎng)間的因果關(guān)系 誰(shuí)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(chǎng)總與原磁場(chǎng)的 方向相反嗎? 感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng) 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(shí)要點(diǎn)回顧 從另一個(gè)角度認(rèn)識(shí)楞次定律 在下面四個(gè)圖中標(biāo)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(shí) 斥力 阻礙相互靠近 移去時(shí)
2、 引力 阻礙相互遠(yuǎn)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(duì)運(yùn)動(dòng) 楞次定律表述二: “來(lái)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(kāi)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(kāi),會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象?磁極移 近或遠(yuǎn)離 B環(huán),又會(huì)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(kāi)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(jìn)入,大拇指指向?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 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(diǎn) 難點(diǎn) 疑點(diǎn)解釋 (一)怎樣正確理解楞次定律第一種表述? 1圍繞 “ 兩個(gè)磁場(chǎng) ” 來(lái)理解楞次定律。所 謂 “ 兩個(gè)磁場(chǎng) ” 是指 原磁場(chǎng)(引起感應(yīng)電 流的磁場(chǎng))和感應(yīng)磁場(chǎng)(由感應(yīng)電流產(chǎn)生 的磁場(chǎng)) 楞次定律直接反映了兩磁場(chǎng)之間 關(guān)系,即 感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)總要阻礙原 磁場(chǎng)的磁通量的變化。 并沒(méi)有直接指明感 應(yīng)電流的方向。 2準(zhǔn)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(guò)或發(fā)展 ;阻止 使不能前進(jìn),使停止運(yùn)動(dòng) 。 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(chǎng)
4、的磁通量變化 時(shí)間延長(zhǎng)了,但最終原磁場(chǎng)的磁通量還是按自己 的變化趨勢(shì)進(jìn)行,感應(yīng)磁場(chǎng)無(wú)法阻止原磁場(chǎng)的磁 通量變化。 ( 2) “ 阻礙 ” 不同于 “ 反向 ” 。感應(yīng)磁場(chǎng)要阻礙 原磁場(chǎng)的磁通量的變化,就要反抗原磁場(chǎng)的磁通量 增加,或補(bǔ)償原磁通量的減小,所以,原磁場(chǎng)磁通 量增加時(shí),感應(yīng)磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)反向,原磁場(chǎng)的磁通 量減小時(shí),感應(yīng)磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)同向,簡(jiǎn)稱(chēng)為 “ 增反 減同 ” 。 總而言之,理解“阻礙”含義時(shí)要明 確: 誰(shuí)起阻礙作用 感應(yīng)磁場(chǎng) 阻礙的是什么 原磁場(chǎng)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(chǎng)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(duì)運(yùn) 動(dòng)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(chǎng) ,也可以是 因感應(yīng)電 流的出現(xiàn)而引起的機(jī)械作用等 。常見(jiàn)的兩 種典型的機(jī)構(gòu)作用表現(xiàn): 1阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng) “ 來(lái)拒去留 ” 2致使回路面積變化 “ 增縮減擴(kuò) ” (三)楞次定律與右手定則在判定感 應(yīng)電流的方向問(wèn)題上有無(wú)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(shí) 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(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情 況,導(dǎo)線不動(dòng)時(shí)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(wú)法應(yīng)用時(shí),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(jìn)行 : ( 1) 明確原磁場(chǎng)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(chǎng)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(xì)長(zhǎng)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(guò)位 置 到位置 ,位置 和 都很靠近 ,在這個(gè) 過(guò)程中,線圈中
7、感應(yīng)電流( ) A沿 abcd流動(dòng) B沿 dcba流動(dòng) C由 到 都是 abcd流動(dòng), 由 到 是 dcba流動(dòng) D由 到 都是 dcba流動(dòng), 由 到 是 abcd流動(dòng) 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(gè)閉合路,當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回 路時(shí)( ) A P、 Q將互相靠攏 B P、 Q相互相遠(yuǎn)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(shì)高低的判定 例 3圖 3 1為地磁場(chǎng)磁感線的示意圖,在北半球 地磁場(chǎng)豎直分量向下。飛機(jī)在我國(guó)上
8、空勻速巡 航,機(jī)翼保持水平,飛機(jī)高度不變。由于地磁 場(chǎng)的作用,金屬機(jī)翼上有電勢(shì)差,設(shè)飛行員左 方機(jī)翼末端處的電勢(shì)為 ,右方機(jī)翼末端處的 電勢(shì)為 ( ) A若飛機(jī)從西往東飛, U1比高 U2 B若飛機(jī)從東往西飛, U2比 高 C若飛機(jī)從南往北飛, 比 U2高 D若飛機(jī)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(gè)線圈繞在同一個(gè)閉 合鐵芯上,它們的兩端分別與電阻可以不計(jì)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(qiáng)磁場(chǎng)中, M、 N處在豎直向下勻強(qiáng) 磁場(chǎng)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(lái)不動(dòng),下列說(shuō)法正確的有 ( ) A若 ab向右勻速滑動(dòng),則 cd也向右滑動(dòng) B若 ab向右加速滑動(dòng),則 cd也向右滑動(dòng) C若 ab向右減速滑動(dòng),則 cd也右滑動(dòng) D若 ab向右減速滑動(dòng),則 cd也左滑動(dòng) B 2 B1 M N c d P Q a b A A B B BD