楞次定律
一、定义:
楞次定律(Lenz law)是一条电磁学的定律,从电磁感应得出感应电动势的方向。其可确定由电磁感应而产生之电动势的方向。它是由俄国物理学家海因里希·楞次(Heinrich Friedrich Lenz)在1834年发现的。楞次定律的内容为:由于磁通量的改变而产生的感应电流会抵抗磁通量的改变。
二、实验目的:
(一)理解楞次定律中“阻碍磁通量变化”的含义,能运用楞次定律判断感应电流方向,解答有关问题。
(二)掌握右手定则
(三)通过数字化实验和对实验现象的观察、分析、归纳、总结,从而领悟楞次定律的内涵、分析掌握运用楞次定律判断感应电流方向的方法和思路。
(四)了解电流传感器的使用方法,熟练操作,并借助数据采集器和计算机直接生成数据曲线,检测楞次定律。
三、实验仪器、装置图
(一)数字化实验器材:
电流传感器——采集电流;
数据采集器——与传感器,采集、传输、转换数据到软件;
数据采集软件——统计、分析、计算数据。
(二)传统实验器材:
螺线管、磁铁——感应电流发生装置;
导线——链接数据采集器和螺线管。
(三)实验装置图
1.实验设计图
2.传统实验装置图
3.数字化实验装置图
4.传统装置和数字化装置的区别:
二者区别在于测量电流的工具从传统电流表变成了电流传感器,其余装置不变。
四、实验步骤
(一)将电脑打开,双击数据采集软件的图标,打开软件。
(二)将数据采集器的一端连接到电脑的USB插口。
(三)根据正负极,将电流传感器连接至螺线管,形成一个闭合电路。
(四)将电流传感器一端连接至数据采集器。
(五)实验装置完成后,点击软件中的“开始采集”按钮,将磁铁垂直来回插入螺线管内。
(六)在正确领会定律的上述涵义以后,就可按以下程序应用楞次定律判断感应电流的方向:
1.穿过回路的原磁通的方向,以及它是增加还是减少;
2根据楞次定律表述的上述涵义确定回路中感应电流在该回路中产生的磁通的方向;
3.根据回路电流在回路内部产生磁场的方向的规律(右手螺旋法则),由感应电流的磁通的方向确定感应电流的方向。
(七)观察实验数据图。
1.明确原磁场的方向及磁通量的变化情况(增加或减少);
2.确定感应电流的磁场方向,依“增反减同”确定;
3.用安培定则确定感应电流的方向。
五、总结
通过电流传感器和数据采集器采集到的电流变化,直观反映到软件里,省去传统的统计画图的步骤,形成动态实时监测的曲线图表,帮助学生直观感受楞次定律,学习相关规律。