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增加. 减少. 增加. 减少. 左偏. 右偏. 右偏. 左偏. 向上. 向下. 向下. 向上. 相反. 相同. 相反. 相同. 实验结论:. 感应电流的磁场阻碍原磁场的变化. 感应电流产生的磁场总要阻碍原磁场的磁通量变化. 思考和推论:. 1 .内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总是要 阻碍 引起感应电流的磁通量的变化.. 楞次定律 :. ① 引起感应电流的磁通量是指原磁通量.. ② “ 阻碍 ” 并不是 “ 相反 ”. 而是当磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场方向相反;磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场方向相同..
E N D
增加 减少 增加 减少 左偏 右偏 右偏 左偏 向上 向下 向下 向上 相反 相同 相反 相同 实验结论: 感应电流的磁场阻碍原磁场的变化 感应电流产生的磁场总要阻碍原磁场的磁通量变化 思考和推论:
1.内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.1.内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化. 楞次定律 : ①引起感应电流的磁通量是指原磁通量. ②“阻碍”并不是“相反” 而是当磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场方向相反;磁通量减少时,感应电流的磁场与原磁场方向相同. ③感应电流的磁场对原磁通量的变化所起的阻碍作用不能改变磁通量变化的趋势,仅起到一种延缓作用. 2.对楞次定律的理解 (1)从磁通量变化的角度来看:感应电流的磁场总要阻碍磁通量的变化.即:增同减反 (2)从导体和磁体的相对运动的角度来看:感应电流所受的安培力总要阻碍相对运动.即:来拒去留
3.用楞次定律判定感应电流方向的一般步骤 ①确定穿过电路原磁场的方向. ②确定穿过的磁通量是增大还是减小. ③根据楞次定律确定感应电流的磁场方向,“增反减同”. ④应用安培定则,确定感应电流的方向.
4、楞次定律与右手定则 ①使用条件: 在导体做切割磁感线运动时,可以用右手定则简单地判断出感应电流的方向. 右手定则是应用楞次定律中的特例 ②使用方法: 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.
练习: 1、如图所示,当磁铁运动时,流过电阻的电流由A经R到B,则磁铁的运动可能是: A.向下运动 B.向上运动 C.向左平移 D.向右平移 BCD
2、绕在同一铁芯上的线圈Ⅰ、Ⅱ按图所示方法连接,判断在以下各情况中,线圈Ⅱ中是否有感应电流产生.2、绕在同一铁芯上的线圈Ⅰ、Ⅱ按图所示方法连接,判断在以下各情况中,线圈Ⅱ中是否有感应电流产生. ①闭合电健K______,若有,则通过电阻R的电流方向______。 ②保持电键K闭合的时候_____,若有,则通过电阻R的电流方向______。 ③断开电键K的瞬时_____,若 有,则通过电阻R的电流方向 ______。 ④电键K闭合将变阻器RO的 滑动端向左滑动时____,若 有,则通过电阻R的电流方向 ______。 有 a-b 没有 有 b-a 有 a b a-b
3. 在同一铁芯上绕着两个线圈,单刀双掷开关原来接在点1,现把它从1扳向2,试判断在此过程中,在电阻R上的电流方向是:(如图所示) ( ) (A) 先由PQ,再由QP; (B) 先由QP,再由PQ; (C) 始终由QP; (D) 始终由PQ。 A B 1 Q 2 P C 课本P12练习
I a d v b c A B C 4、 导线框abcd与直导线在同一平面内,直导线中通有恒定电流I,当线框自左向右匀速通过直导线的过程中,线框中感应电流如何流动? 解:画出磁场的分布情况如图示: 开始运动到A位置,向外的磁通量增加,I 的方向为顺时针, 当dc边进入直导线右侧,直到线框在正中间位置B时,向外的磁通量减少到0, I 的方向为逆时针, 接着运动到C,向里的磁通量增加,I 的方向为逆时针, 当ab边离开直导线后,向里的磁通量减少,I 的方向为顺时针。 所以,感应电流的方向先是顺时针,接着为逆时针, 然后又为顺时针。
5、如图所示,在两根平行长直导线M、N中,通以同方向,同强度的电流,导线框abcd和两导线在同一平面内,线框沿着与两导线垂直的方向,自右向左在两导线间匀速移动,在移动过程中,线框中感应电流的方向: ( ) A、沿abcda不变; B、沿dcbad不变; C、由abcda变成dcbad; D、由dcbad变成abcda。 I I a b v d c M N B
v c · O B d a b c d a b 6、如图所示,a、b、c、d为四根相同的铜棒,c、d固定在同一水平面上,a、b对称地放在c、d棒上,它们接触良好,O点为四根棒围成的矩形的几何中心,一条形磁铁沿竖直方向向O点 落下,则ab可能发生的情况是: ( ) (A) 保持静止 ; (B) 分别远离O点; (C) 分别向O点靠近; (D) 无法判断。 C 思考:1. 下图中,若磁场不变,使a 向右运动, 则b将向 运动。 右 2. 若B 减少,ab将如何运动? 答:分别向两边远离
N S 14 . 如图示,一闭合的铜环从静止开始由高处下落通过条形磁铁后继续下落,空气阻力不计,则在圆环的运动过程中,下列说法正确的是: ( ) A. 圆环在磁铁的上方时,加速度小于g,在下方时大于g, B. 圆环在磁铁的上方时,加速度小于g,在下方时也小于g, C. 圆环在磁铁的上方时,加速度小于g, 在下方时等于g, D. 圆环在磁铁的上方时,加速度大于g, 在下方时小于g. B
图1 例析“阻碍”的含义 1.“阻碍”表示“反抗原磁通量的变化” 例题1如图1所示,四根光滑的金属铝杆叠放在绝缘水平面上,组成一个闭合回路,一条形磁铁的S极正对着回路靠近,试分析: (1)导体杆对水平面的正压力怎样变化? (2)导体杆将怎样运动? 正压力增大 相向运动,互相靠近
例2 如图2所示,当长直导线中电流I减小时,两轻质闭合导体环a、b将如何运动? a环向右移动,b环向左移动
I II 例5.如图所示,一水平放置的圆形通电线圈I固定,有另一个较小的线圈II从正上方下落,在下落过程中线圈II的平面保持与线圈I的平面平行且两圆心同在一竖直线上,则线圈II从正上方下落到穿过线圈I直至在下方运动的过程中,从上往下看线圈II:( ) (A)无感应电流; (B)有顺时针方向的感应电流; (C)有先顺时针后逆时针的感应电流; (D)有先逆时针后顺时针的感应电流。 C
例6、等腰三角形线框abc 与长直导线MN 绝缘,且线框被导线分成面积相等的两部分,如图所示,M接通电源瞬间电流由N流向M,则在线框中( ) M b a I A. 线框中无感应电流; B. 线框中有沿abca方向感应电流; C 线框中有沿acba方向感应电流; D. 条件不是无法判断。 c N C 解:画出以MN 为对称的面积相等的图形,如图示 则剩余部分的面积也相等,左侧剩余部分处的磁感应强度小于右侧剩余部分处的磁感应强度,所以向里的磁通量增大,感应电流的磁场方向向外,线框中感应电流方向沿acba。
ω a O b 思考1.金属圆环的圆心为O,金属棒Oa、Ob可绕O在环上转动,如图示,当外力使Oa逆时针方向转动时,Ob将: ( ) A. 不动 B. 逆时针方向转动 C. 顺时针方向转动 D. 无法确定 B
a b 3.感应电流的效果总要阻碍产生感应电流的原因 思考2.在水平面上有一固定的U形金属框架,框架上置一金属杆ab,如图示(纸面即水平面),在垂直纸面方向有一匀强磁场,则以下说法中正确的是: ( ) B D A. 若磁场方向垂直纸面向外并增加时,杆ab将向右移动。 B. 若磁场方向垂直纸面向外并减少时,杆ab将向右移动。 C. 若磁场方向垂直纸面向里并增加时,杆ab将向右移动。 D.若磁场方向垂直纸面向里并减少时,杆ab将向右移动。
例10、一个弹性闭合线圈的平面与纸面平行且处在一匀强磁场中,当由于磁通量发生变化而引起线圈所围的面积增大时,可判断磁场的方向和磁感应强度B 的大小变化情况可能是: ( ) A. 磁场方向垂直于线圈向里,B不断减弱 B. 磁场方向垂直于线圈向里,B不断增强 C. 磁场方向垂直于线圈向外,B不断减弱 D. 磁场方向平行于线圈向左,B不断减弱 A C
S′ S v0 m M O 例12、如图示,一根足够长的绝缘滑杆SS′上套有一质量为m 的光滑弹性金属环,在滑杆的正下方放置一很长的光滑水平木制轨道,并穿过金属环的圆心O,现将质量为M的条形磁铁以v0的初速度在轨道上向右运动,则 ( ) A. N极或S极接近金属环时金属环都缩小 B. 磁铁靠近滑环将推动滑环一起运动 C. 磁铁穿过滑环后二者先后停下来 D. 滑环得到的电能为1/2×Mv02 A B
b a · I1 O 例13.如图为两组同心闭合线圈a、b的俯视图,若内线圈a通有图示的方向的电流I1,则当I1增大时外线圈b中的感应电流I2 的方向及I2 受到的安培力F 的方向分别是: ( ) (A) I2顺时针方向,F 沿半径指向圆心; (B) I2顺时针方向,F 沿半径背离圆心向外; (C) I2逆时针方向,F 沿半径指向圆心; (D) I2逆时针方向,F 沿半径背离圆心向外。 D 思考.今将一条形磁铁缓慢或迅速地插入闭合的螺线管中,这两个过程中,不发生变化的是( ) (A) 磁通量的变化率;(B) 磁通量的变化量; (C) 消耗的机械功; (D) 流过导线截面的电量. B D
I a b c 例14.如下图所示,在同一水平面内有三个闭合线圈 a、b 、 c,当 a 线圈中有电流通过时,它们的磁通量 分别为 φa、 φb、与φc ,下列说法正确的是: ( ) B A. φa< φb< φc B. φa> φb> φc C. φa< φc < φb D. φa> φc > φb
例15 如图所示,一条形磁铁从线圈上方落下,试问,在磁铁接近线圈和离开线圈的两过程中,其加速度a与重力加速度g的关系分别如何? 磁铁下落的加速度a小于g
例16 如图所示,在条形磁铁下落过程中,置于光滑水平地面上的两轻质闭合金属环a和b,是相互靠拢还是彼此远离? 两环彼此远离
3.“阻碍”“表示反抗电路(指线圈)自身电流的变化”3.“阻碍”“表示反抗电路(指线圈)自身电流的变化” • 后面要学的自感现象即属于此类情形
练 习 1.位于载流长直导线近旁的两根平行铁轨A和B,与长直导线平行且在同一水平面上,在铁轨A、B上套有两段可以自由滑动的导体CD和EF,如图所示,若用力使导体EF向右运动,则导体CD将 [] A.保持不动 B.向右运动 C.向左运动 D.先向右运动, 后向左运动 B
2.M和N是绕在一个环形铁心上的两个线圈,绕法和线路如图,现将开关S从a处断开,然后合向b处,在此过程中,通过电阻R2的电流方向是 [ ] A.先由c流向d,后又由c流向d B.先由c流向d,后由d流向c C.先由d流向c,后又由d流向c D.先由d流向c,后由c流向d A
BC 3.如图所示,闭合矩形线圈abcd从静止开始竖直下落,穿过一个匀强磁场区域,此磁场区域竖直方向的长度远大于矩形线圈bc边的长度,不计空气阻力,则 [] A.从线圈dc边进入磁场到ab边穿过出磁场的整个过程.线圈中始终有感应电流 B.从线圈dc边进入磁场到ab边穿出磁场的整个过程中,有一个阶段线圈的加速度等于重力加速度 C.dc边刚进入磁场时线圈内感应电流的方向,与dc边刚穿出磁场时感应电流的方向相反 D.dc边刚进入磁场时线圈内感应 电流的方向,与dc边刚穿出磁场时 感应电流的大小一定相等
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • I I • V I B V B 图2 图3 图1 特殊方法:右手定则 (用于导线切割磁感线的情形) 在下列图中,磁感强度B、感应电流强度I、导线的运动速度V等三个物理量中只给出两个,试判断出第三个物理量方向。(已知:三个物理量互相垂直) · B V