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楞次定律

 高中物理 2021-09-11

一、楞次定律

1.内容:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流磁通量的变化

2.理解:

A.关于阻碍:

谁在阻碍?——感应电流的磁场

阻碍什么?——引起感应电流的磁通量的变化

如何阻碍?——增反减同

阻碍结果?——阻碍不是阻止,更不是相反,而是使原来磁场的磁通量变化更慢一些。

B.因果关系:

二、楞次定律的应用

注意:明确有两个磁场,引起感应电流的磁场(原磁场),感应电流产生的磁场。

1.增反减同

原磁场磁通量大,感应电流的磁场就跟原磁场方向相

原磁场通量在小,感应电流的磁场就跟原磁场方向相

例题1:法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示,软铁环上绕有A、B两个线圈,当A线圈电路中的开关闭合、断开的瞬间,线圈B中的感应电流沿什么方向?

解析:

开关闭合瞬间:线圈A产生磁场,该磁场通过B线圈,就是通过线圈B的“原磁场”,这个磁场从“无”变“有”,即穿过线圈B的磁通量从“无”变“有”,即磁通量增大为了阻碍原磁场磁通量的增大线圈B产生感应电流,该感应电流产生了另一个磁场——感应电流的磁场,感应电流的磁场与原磁场方向相反,抵消了部分原磁场的磁通量,这样就阻碍了原磁场的磁通量的增大。由安培定则,得感应电流的方向,如下图所示

当开关断开瞬间,线圈A的电流从“有”变“无”,即穿过线圈B的磁场的磁通量从有变无,即线圈B才磁通量减少,为了阻碍这种少,线圈B产生感应电流,感应电流的磁场与原磁场方向

这种情况称为“增反减同”

2.来拒去留

当原磁场与线圈靠近时,表现出抗拒接近的情形——互相排斥

当原磁场与线圈远离时,表现出抗拒远离的情形——互相吸引

如下图,条形磁铁接近闭合铝圈的时候,互相排除,远离的时候互相吸引。


3.增缩减扩

如果闭合线圈可以自由改变面积,那么:

当磁通量增大的时候,闭合线圈包围的面积要缩小;

当磁通量减小的时候,闭合线圈包围的面积要增大。

如下图,弹簧线圈放在磁场中,当磁场大的时候,为了阻碍磁通量的增大,弹簧线圈小面积。反过来,当磁场减小的时候,为了阻碍磁通量的小,线圈大面积。

例题2:如图所示,固定的金属环和螺线管正对放置。螺线管中有电流。要使金属环中出现如图所示的感应电流,则螺线管中的电流方向和大小如何?

解析:由安培定则可知,金属环中心的感应电流的磁场方向向右,

(1)如果感应电流的磁场和螺线管的磁场相,螺线管的电流必须由a端流入,而且,“增反减同”,金属环的磁通量小,推出螺线管的电流变小。

(2)如果感应电流的磁场和螺线管的磁场相,螺线管的电流必须由b端流入,而且,“增反减同”,金属环的磁通量大,推出螺线管的电流变大。

三、右手定则

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

右手定则是应用楞次定律中的特例.在一部分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.

例题3:当闭合导体的一部分做切割磁感线的运动时,如何判断感应电流的方向?

解析:假设导体棒AB向右运动,

1、用右手定则,知道电流沿AB向上

2、用楞次定律:

(1)、我们研究的是哪个闭合电路?——ABEF

(2)、穿过这个闭合电路的磁通量是增大还是减小?——增大

(3)、感应电流的磁场应该是沿哪个方向?——垂直于纸面向外

(4)、导体棒AB中的感应电流沿哪个方向?——沿AB向上

练习

1.如图所示,平行光滑金属导轨A、B上放置两根铜棒a 、 b。当磁铁N极从上向下插入铜棒a 、 b中时,铜棒a、b是否会运动? 如果运动将怎样运动?

参考答案:铜棒a、b会动,铜棒a、b与导轨组成闭合电路,磁铁北极向下插入时,由“增缩减扩”知道,闭合电路包围面积要减小。铜棒a、b相向运动。

思考:

(1)如果将磁铁N极从铜棒a 、 b中拔出呢?

(2)如果将磁铁S极从铜棒a 、 b中拔出呢?

2.一根竖直放置的直导线MN通以向上的电流,在直导线MN的右方平行放置一个矩形导线框ABCD,MN与ABCD在同一个竖直平面内。当直导线MN中的电流减小时,试判断:矩形导线框ABCD中感应电流的方向。

解析:

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