高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册楞次定律精品课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册楞次定律精品课件ppt，共13页。PPT课件主要包含了感应电流的产生，楞次定律与能量守恒，左力右电等内容，欢迎下载使用。
一、感应电流的产生
闭合电路的磁通量发生变化时，电路中才会产生感应电流，具体需满足两个条件：1. 电路处于闭合状态；2. 穿过电路的磁通量发生改变。
感应电流的产生需要满足哪些条件？
问题导入：闭合电路的磁通量发生变化时，电路中会产生感应电流，那感应电流方向如何判断？与那些因素有关呢？
物理观念通过实验观察与规律分析，明确感应电流的磁场与原磁通量变化的关联，深化对电磁感应现象的本质理解，树立电磁相互作用的统一物理观念。
科学思维通过对实验数据的分析、归纳与推理，发现感应电流的磁场这一“中介”，培养从复杂现象中提炼核心规律的逻辑思维能力。
科学态度与责任理解楞次定律与能量守恒定律的一致性，认识物理规律的普遍适用性，树立尊重客观规律的科学态度。
科学探究在实验探究中，通过小组合作分析实验现象，提出猜想并验证，体验“提出问题—设计实验—分析论证—总结规律”的完整探究流程。
楞次定律的内容理解楞次定律的核心内容。楞次定律的应用运用楞次定律判断感应电流方向的完整步骤。右手定则区分楞次定律与右手定则的适用条件。
感应电流的磁场“感应电流的磁场”的“中介”作用。楞次定律的理解“阻碍”的物理意义。楞次定律的应用楞次定律与安培定则判断感应电流方向。
线圈与电流表相连，把磁体的某一个磁极向线圈中插入、从线圈中抽出时，电流表的指针发生了偏转，但两种情况下偏 转的方向不同，这说明感应电流的方向并不相同。感应电流的方向与哪些因素有关？
穿过闭合回路的磁通量变化是产生感应电流的条件，所以感应电流的方向可能与磁通量的变化有关。感应电流的方向与磁通量的变化（增加或减少）有什么关系呢？
（1）实验准备 ① 明确实验所用线圈的绕制方向，做好标记以便观察； ② 确定电流表指针偏转方向与电流流入方向的对应关系。
（2）实验探究 实验1：探究电流表指针偏转方向与电流方向的关联 操作：通过试触法进行实验，观察指针偏转情况。
结论：电流从电流表哪一侧接线柱流入，指针就向该侧偏转。
影响感应电流方向的因素
实验2：探究磁通量变化与感应电流方向的关系操作：分别进行磁铁N极插入线圈、N极抽出线圈的操作，记录每次实验中电流表指针的偏转方向。
实验2：探究磁通量变化与感应电流方向的关系操作：分别进行磁铁S极插入线圈、S极抽出线圈的操作，记录每次实验中电流表指针的偏转方向。
学生分组实验、数据记录
分析表中各项，什么情况下感应电流的磁场与原磁场同向？什么情况下感应电流磁场与原磁场反向？
原磁场的磁通量增加，感应电流的磁场阻碍原磁场磁通时的增加
原磁场的磁通量减少，感应电流的磁场阻碍原磁场磁通时的减少
内容：感应电流具有这样的方向，即感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。。
减缓原磁场的磁通量的变化
感应电流沿着楞次定律所述的方向，是能量守恒定律的必然结果。
从能量转化角度分析：感应电流的磁场总会阻碍磁铁与螺线管之间的相对运动
当将磁铁移入螺线管时，外力需克服二者间的斥力做功，消耗机械能，此过程中机械能转化为电路中的电能；
当让磁铁离开螺线管时，外力需克服二者间的引力做功，同样消耗机械能并转化为电能。这一过程完全遵循能量守恒定律，进一步验证了楞次定律的科学性
明确穿过闭合电路原磁场的方向。
明确穿过闭合电路的磁通量是增加还是减少。
根据楞次定律确定感应电流的磁场方向。
利用安培定则确定感应电流的方向。
例题： 闭合线框abcd自某高度自由下落时穿过一个有界的匀强磁场，当它经过如图所示的三个位置时，感应电流的方向是(　　)
A.经过Ⅰ时，a→d→c→b→aB.经过Ⅱ时，a→b→c→d→aC.经过Ⅱ时，无感应电流D.经过Ⅲ时，a→b→c→d→a
解析　经过Ⅰ时，向里的磁通量增加，根据楞次定律知感应电流的磁场方向向外，由安培定则判断感应电流方向为逆时针，A错误；经过Ⅱ时，磁通量不变，则感应电流为0，B错误，C正确；经过Ⅲ时，向里的磁通量减少，根据楞次定律知感应电流的磁场方向向里，由安培定则判断感应电流方向为顺时针，D错误。
例题：如图所示，在通有方向竖直向上、电流为I1的长直导线右侧L处有一个矩形线圈ABCD，线圈与导线始终在同一个平面内。已知线圈宽度BC＝L，长直导线在某点产生磁场的磁感应强度大小为B＝k(k是常数，I为导线中的电流大小，r为该点到直导线的距离)。现将线圈向右在极短时间内移动到AB边距离导线2L处，同时将导线中的电流增大为3I1，则(　)
A.线圈不产生感应电流B.线圈产生逆时针方向的感应电流C.线圈产生顺时针方向的感应电流D.线圈产生先逆时针再顺时针方向的感应电流
解析　设线圈面积为S，初始时，线圈内的磁通量Φ1S＝S，则该过程中线圈磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1>0，即磁通量增加，根据楞次定律可知，线圈内产生方向向外的磁场，则感应电流方向为逆时针，B正确。
课本思考与讨论：如图2.1-2，用绳吊起一个铝环，用磁体的任意一极去靠近铝环，会产生什么现象？把磁极从靠近铝环处移开，会产生什么现象？解释发生的现象。
水平向右
楞次定律的推论：来拒去留
如左图，光滑轨道上有一小环，条形磁铁向小环靠近时，小环将向哪边运动？如右图，光滑轨道和铁棒够成闭合回路，当条形磁铁N极向下运动时，轨道上的铁棒是分开还是靠拢？ S极向下运动呢？
Ф增大，原因是B增大，向下逃不了，那就设法使S小一点，故靠拢，面积缩小。
对Ф不变趋势的理解：若B增大了，可以运动到B小一点的地方去，也可以让S变小一点，即面积有收缩的效果；若B增小了，可以运动到B大一点的地方去，也可以让S变大一点，即面积有扩张的效果
楞次定律的推论：增缩减扩
内容：伸开右手让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指指的就是感应电流的方向。
我们还学过左手定则，那什么时候用哪只手呢？
适用范围：仅适用于闭合电路中一部分导体切割磁感线产生感应电流的场景
记忆技巧：判断“力的方向”用左手定则，判断“电流的方向”用右手定则；两种定则中“四指”与“手掌”的摆放要求及物理意义一致，核心区别在于拇指所代表的物理量不同。
楞次定律与右手定则的对比
“四指”和“手掌”的放法和意义是相同的，唯一不同的是拇指的意义。
例题：如图所示，匀强磁场与圆形导体环平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时(　　)
A.圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生B.整个环中有顺时针方向的电流C.整个环中有逆时针方向的电流D.环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流
解析　由右手定则知ef上的电流由e→f，故右侧的电流方向为逆时针，左侧的电流方向为顺时针，D正确。
1.(楞次定律的理解)(多选)下列关于楞次定律的说法，正确的是(　　)A.感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相同B.感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反C.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化D.利用感应电流的磁场方向和右手螺旋定则，可以确定感应电流的方向
解析　感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，当引起感应电流的磁通量增大时，感应电流的磁场就和引起感应电流的磁场方向相反；当引起感应电流的磁通量减小时，感应电流的磁场就和引起感应电流的磁场方向相同，A、B错误，C正确；利用感应电流的磁场方向和右手螺旋定则，可以确定感应电流的方向，D正确。
2.（楞次定律的应用）某磁场的磁感线如图所示，有一闭合铝质线圈自图示位置A落至位置B，在下落的过程中，自上向下看，铝质线圈中的感应电流方向是(　)
A.先沿顺时针方向，再沿逆时针方向B.先沿逆时针方向，再沿顺时针方向C.始终沿顺时针方向D.始终沿逆时针方向
解析　在线圈下落过程中，磁感应强度先增大后减小，所以穿过线圈的磁通量先增大后减小，根据楞次定律，所以线圈中产生的感应电流的方向先沿顺时针方向，再沿逆时针方向，故A正确，B、C、D错误。
3.(右手定则的应用)如图所示，一边长为d的正方形闭合线圈由A位置匀速通过一个匀强磁场运动到B位置。已知磁场宽度L大于线圈边长d，则(　　)
A.整个运动过程中，线圈中一直有感应电流B.进入磁场和离开磁场的过程中，感应电流方向相同C.进入磁场时感应电流方向顺时针，离开磁场时感应电流方向逆时针D.进入磁场时感应电流方向逆时针，离开磁场时感应电流方向顺时针
解析　由右手定则可知，线圈进入磁场的过程中，感应电流方向沿逆时针方向，当线圈完全在磁场中，穿过线圈的磁通量不变，没有感应电流的产生，线圈离开磁场时，根据右手定则，感应电流方向沿顺时针方向，故D正确。
1.认真阅读课本本节内容，并完成课后“练习与应用”；