楞次定律及其应用
(二)、学生实验:实验内容见附表一.
实验准备
1、查明电流表指针的偏转方向与电流方向的关系,搞清螺线管导线的绕向.
2、通过学生分析实验结果和电脑的演示,使学生发现自己的实验结果与上述结论相一致.
当穿过闭合电路的磁通量发生变化时,电路中就有感应电流产生.现在,我们再来根据实验的结果来得出判断感应电流方向的规律.由于电流方向和它所形成的磁场方向是有确定的规律的,因此,如果能够确定感应电流的磁场的方向,便能够确定感应电流的方向.
附表:
动作
原磁场 方向
(向上、向下)
原磁通量 变化情况
(增大、减小)
感应电流方向
(俯视:顺、逆时针)
感应电流磁场 方向
(向上、向下)
与 方向的关系 (相同、相反)
极向下插入
极不动
极向上抽出
极向下插入
极不动
极向上抽出
(三)、楞次定律内容的教学部分:
1、通过前人所做实验的大量性来说明此结论的普遍性.
2、通过电脑软件模拟实验过程, 进一步分析实验的结论, 根据实验现象所反映的物理本质的规律,请学生得出确定感应电流方向的具有普遍意义的规律并加以叙述,教师予以评价、修正,在此基础上得出楞次定理的完善表述.得到楞次定律的内容:
电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化
3、通过电脑演示,使学生进一步理解“阻碍”和“变化”的含义.
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,而不是阻碍引起感应电流的磁场.因此,不能认为感应电流的磁场的方向和引起感应电流的磁场方向相反.
这里的“阻碍”体现为:当引起感应电流的磁通量增加时,感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反,感应电流的磁通量阻碍了引起感应电流的磁通量的增加;当引起感应电流的磁通量减少时,感应电流磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同,感应电流的磁通量阻碍了引起感应电流的磁通量的减少;当回路中的磁通量不变时,则没有“变化”需要阻碍,故此时没有感应电流的磁场,也就没有感应电流.
(四)、楞次定律的应用教学部分:
通过软件教学模拟实验过程,并加以引导,使学生独立思考:
总结出利用楞次定律判断感应电流方向的步骤.
练习部分:
⑴ 方形区域内为匀强磁场,在矩形线圈从左到右穿过的整个过程中,判断感应电流的方向
⑵ 无限长通电直导线旁有一个矩形线圈,当线圈远离直导线时,判断感应电流的方向
⑶ A、B两个线圈套在一起,线圈A中通有电流,方向如图,当线圈A中的电流突然增强时,B中的感应电流方向如何?
(五)、定律的深化部分:
1、楞次定演示器进行演示实验引起学生的思考.
2、通过学生的讨论和电脑软件的演示对实验现象进行分析,得到实验现象产生的原因.
3、深化:
从导体和磁体的相对运动的角度上看:电磁感应的效果是阻碍它们的相对运动;
②楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体表现.
从能量转换的角度来分析:螺线管中用楞次定理得出的感应电流所形成的磁场,在螺线管上端为 极,这个 极将排斥外来的条形磁铁的运动,条形磁铁受此排斥力的作用而运动速度逐渐减小,即动能要减少;要维持其运动速度则需要有外力对磁铁做功.可见,电磁感应现象中线圈的电能是外部的机械能通过做功转化而来的.因此,楞次定理与能量转换与守恒规律是相符合的.