高中物理 第四章第三節(jié) 楞次定律課件 新人教版選修32.ppt

教學(xué)教法分析 課前自主導(dǎo)學(xué) 當(dāng)堂雙基達標(biāo) 課后知能檢測 教學(xué)方案設(shè)計 課堂互動探究 3楞次定律 課標(biāo)要求1 收集資料 體會人類探索自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神 2 理解楞次定律 課標(biāo)解讀1 通過實驗探究歸納出判斷感應(yīng)電流方向的規(guī)律 楞次定律 2 正確理解楞次定律的內(nèi)容及其本質(zhì) 3 能夠熟練運用楞次定律和右手定則判斷感應(yīng)電流的方向 教學(xué)地位本節(jié)知識是電學(xué)中的重點知識 也是高考考查的熱點 同時也是電學(xué)知識的基礎(chǔ) 新課導(dǎo)入建議當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時 回路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流 你知道此電流的方向是怎樣的嗎 如何判斷感應(yīng)電流的方向 通過這節(jié)課的學(xué)習(xí) 我們就能解決這些問題 教學(xué)流程設(shè)計 1 基本知識 1 實驗探究將螺線管與電流計組成閉合回路 如圖4 3 1 分別將n極 s極插入 抽出線圈 如圖4 3 2所示 記錄感應(yīng)電流方向如下 線圈內(nèi)磁通量增加時的情況 向下 向上 向上 向下 線圈內(nèi)磁通量減少時的情況 向下 向下 向上 向上 歸納結(jié)論當(dāng)線圈內(nèi)磁通量增加時 感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相反 磁通量的增加 當(dāng)線圈內(nèi)磁通量減少時 感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相同 磁通量的減少 2 楞次定律感應(yīng)電流具有這樣的方向 即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的 阻礙 阻礙 變化 2 思考判斷 1 感應(yīng)電流的磁場總是與引起感應(yīng)電流的磁場方向相反 2 感應(yīng)電流的磁場方向與引起感應(yīng)電流的磁場方向可能相同 也可能相反 3 楞次定律表明感應(yīng)電流的效果總是與引起感應(yīng)電流的原因相對抗 3 探究交流 1 當(dāng)穿過線圈的磁通量增加時 感應(yīng)電流的磁場如何阻礙其增加 2 當(dāng)穿過線圈的磁通量減少時 感應(yīng)電流的磁場如何阻礙其減少 提示 1 感應(yīng)電流的磁場方向與穿過線圈的原磁場方向相反 2 感應(yīng)電流的磁場方向與穿過線圈的原磁場方向相同 1 基本知識 1 內(nèi)容 伸開右手 使拇指與其余四個手指 并且都與手掌在同一個平面內(nèi) 讓磁感線從 進入 并使拇指指向 的方向 這時 所指的方向就是感應(yīng)電流的方向 2 適用范圍 右手定則適用于閉合回路中 導(dǎo)體做 時產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況 垂直 掌心 導(dǎo)線運動 四指 一部分 切割磁感線運動 2 思考判斷 1 右手定則只適用于導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況 2 使用右手定則時必須讓磁感線垂直穿過掌心 3 任何感應(yīng)電流方向的判斷既可使用楞次定律 又可使用右手定則 3 探究交流試歸納比較左手定則 右手定則 安培定則分別用來判斷哪個量的方向 提示 左手定則用于判斷安培力和洛倫茲力的方向 右手定則用于判斷閉合電路的部分導(dǎo)體切割磁感線時產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向 安培定則用于判斷電流的磁場方向 問題導(dǎo)思 1 楞次定律中 阻礙 是否就是阻止的意思 2 當(dāng)導(dǎo)體回路的面積發(fā)生變化 或回路相對磁場運動 或磁場本身發(fā)生變化時 回路中都可能產(chǎn)生感應(yīng)電流 感應(yīng)電流的方向與這些變化有什么對應(yīng)關(guān)系 1 弄清 阻礙 的幾個層次 2 阻礙 的表現(xiàn)形式 多選 2014 銀川高二檢測 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中 下列說法中錯誤的是 a 感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原來磁場的變化b 閉合線框放在變化的磁場中一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流c 閉合線框放在變化的磁場中做切割磁感線運動 一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流d 感應(yīng)電流的磁場總是跟原來磁場的方向相反 審題指導(dǎo) 1 產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是 穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化 2 產(chǎn)生的感應(yīng)電流總是阻礙原磁通量的變化 解析 由楞次定律可知 感應(yīng)電流的磁場阻礙的是原磁通量的變化 并不一定與原磁場方向相反 故選項a正確 選項d錯誤 若閉合線框平行于磁場放置 則無論是磁場變化 還是線框做切割磁感線的運動 穿過閉合線框的磁通量都不變 都不會有感應(yīng)電流產(chǎn)生 所以選項b c均錯 故選b c d 答案 bcd 1 2014 北京朝陽區(qū)高二檢測 某同學(xué)設(shè)計了一個電磁沖擊鉆 其原理示意圖如圖4 3 3所示 若發(fā)現(xiàn)鉆頭突然向右運動 則可能是 a 開關(guān)s由斷開到閉合的瞬間b 開關(guān)s由閉合到斷開的瞬間c 保持開關(guān)s閉合 變阻器滑片p加速向右滑動d 保持開關(guān)s閉合 變阻器滑片p勻速向右滑動 解析 若發(fā)現(xiàn)鉆頭m突然向右運動 則兩螺線管互相排斥 根據(jù)楞次定律 可能是開關(guān)s由斷開到閉合的瞬間 選項a正確 答案 a 問題導(dǎo)思 1 應(yīng)用楞次定律時 涉及了三個因素 磁通量的變化 磁場方向 感應(yīng)電流方向 如何根據(jù)其中兩個因素確定第三個因素 2 能否應(yīng)用楞次定律判斷導(dǎo)體的運動情況或回路面積的變化趨勢 如何判斷 1 判斷感應(yīng)電流方向的步驟 該方框圖不僅概括了根據(jù)楞次定律判定感應(yīng)電流方向的思路 同時也描述了磁通量變化 磁場方向 感應(yīng)電流方向三個因素的關(guān)系 只要知道了其中任意兩個因素 就可以判定第三個因素 2 判斷回路運動情況及回路面積的變化趨勢 1 常規(guī)法 2 效果法由楞次定律可知 感應(yīng)電流的 效果 是阻礙引起感應(yīng)電流的 原因 深刻理解 阻礙 的含義 據(jù) 阻礙 原則 可直接對運動趨勢作出判斷 更簡捷 迅速 多選 2014 吉林高二檢測 如圖4 3 4所示 矩形閉合金屬線圈放置在固定的水平薄板上 有一塊蹄形磁鐵如圖所示置于水平薄板的正下方 磁極間距略大于矩形線圈的寬度 當(dāng)磁鐵全部勻速向右通過線圈時 線圈始終靜止不動 那么線圈受到薄板摩擦力的方向和線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向 從上向下看 是 a 摩擦力方向一直向左b 摩擦力方向先向左 后向右c 感應(yīng)電流的方向順時針 逆時針 逆時針 順時針d 感應(yīng)電流的方向順時針 逆時針 審題指導(dǎo) 1 首先明確蹄形磁鐵的磁場分布 2 了解蹄形磁鐵運動時穿過線圈的磁通量的變化情況 3 由楞次定律確定感應(yīng)電流及摩擦力的方向 解析 靠近兩極的磁場強 且方向從n極出s極進 根據(jù)楞次定律 感應(yīng)電流的方向順時針 逆時針 逆時針 順時針 線圈有向右運動趨勢 摩擦力方向一直向左 選項ac正確 答案 ac 2 如圖4 3 5所示 光滑固定導(dǎo)軌m n水平放置 兩根導(dǎo)體棒p q平行放在導(dǎo)軌上 形成閉合回路 當(dāng)一條形磁鐵從上方向下迅速接近回路時 可動的兩導(dǎo)體棒p q將 a 保持不動b 相互遠離c 相互靠近d 無法判斷 解析 效果法 四根導(dǎo)體組成閉合回路 當(dāng)磁鐵迅速接近回路時 不管是n極還是s極 穿過回路的磁通量都增加 閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流 感應(yīng)電流將 阻礙 原磁通量的增加 怎樣來阻礙增加呢 可動的兩根導(dǎo)體只能用減小回路面積的方法來阻礙原磁通量的增加 得到的結(jié)論是p q相互靠近 選項c正確 還可以用常規(guī)法 根據(jù)感應(yīng)電流受磁場力的方法來判斷 答案 c 問題導(dǎo)思 1 閉合回路中部分導(dǎo)體切割磁感線時 右手定則和楞次定律是否都可以用來判斷感應(yīng)電流的方向 2 能否用左手定則判斷感應(yīng)電流的方向 1 右手定則與楞次定律的區(qū)別與聯(lián)系 2 右手定則與左手定則的比較 多選 如圖4 3 6所示 光滑平行金屬導(dǎo)軌pp 和qq 都處于同一水平面內(nèi) p和q之間連接一電阻r 整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中 現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒mn 用一水平向右的力f拉動導(dǎo)體棒mn 以下關(guān)于導(dǎo)體棒mn中感應(yīng)電流方向和它所受安培力的方向的說法正確的是 a 感應(yīng)電流方向是n mb 感應(yīng)電流方向是m nc 安培力方向水平向左d 安培力方向水平向右 審題指導(dǎo) 1 由于導(dǎo)體棒mn運動而產(chǎn)生感應(yīng)電流 2 mn中產(chǎn)生了感應(yīng)電流又受到磁場力的作用 解析 以導(dǎo)體棒mn為研究對象 所處位置磁場方向向下 運動方向向右 由右手定則可知 感應(yīng)電流方向是n m 再由左手定則可知 安培力方向水平向左 答案 ac 左手定則和右手定則的因果關(guān)系1 因動而生電 v b i 右手定則 2 因電而受力 i b f安 左手定則 3 2014 海南中學(xué)高二期中 閉合線框abcd 自某高度自由下落時穿過一個有界的勻強磁場 當(dāng)它經(jīng)過如圖4 3 7所示的三個位置時 感應(yīng)電流的方向是 a 經(jīng)過 時 a d c b ab 經(jīng)過 時 a b c d ac 經(jīng)過 時 無感應(yīng)電流d 經(jīng)過 時 a b c d a 解析 經(jīng)過 時 穿過閉合線框的磁通量是向里的 且在增大 由楞次定律可判斷閉合線框中感應(yīng)電流的磁場向外 由安培定則可判斷出 通過線框的感應(yīng)電流的方向是a b c d a 選項a錯誤 經(jīng)過 時 穿過閉合線框的磁通量不變 閉合線框中無感應(yīng)電流 選項b錯誤 c正確 經(jīng)過 時 穿過閉合線框的磁通量是向里的 且在減少 由楞次定律可判斷閉合線框中感應(yīng)電流的磁場向里 由安培定則可判斷出 通過線框的感應(yīng)電流的方向是a d c b a 選項d錯誤 答案 c 如圖4 3 8所示 一個有彈性的金屬圓環(huán)被一根橡皮繩吊于通電直導(dǎo)線的正下方 直導(dǎo)線與圓環(huán)在同一豎直面內(nèi) 當(dāng)通電直導(dǎo)線中電流增大時 彈性圓環(huán)的面積s和橡皮繩的長度l將 a s增大 l變長b s減小 l變短c s增大 l變短d s減小 l變長 審題指導(dǎo) 1 電流變化 由電流產(chǎn)生的磁場也隨之變化 2 線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流阻礙原磁場變化的方式主要表現(xiàn)為線圈面積的變化及線圈相對磁場位置的變化 規(guī)范解答 當(dāng)通電導(dǎo)線中電流增大時 穿過金屬圓環(huán)的磁通量增大 金屬圓環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流 根據(jù)楞次定律 感應(yīng)電流要阻礙磁通量的增大 一是用縮小面積的方式進行阻礙 二是用遠離直導(dǎo)線的方式進行阻礙 故d正確 答案 d 發(fā)生電磁感應(yīng)時 通過改變回路的面積 或使回路相對磁場運動 都可以起到阻礙原磁通量變化的作用 1 關(guān)于楞次定律 下列說法中正確的是 a 感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁場的增強b 感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁場的減弱c 感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁場的變化d 感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁通量的變化 解析 感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的原磁通量的變化 與原磁場的變化無關(guān) 原磁場的變化跟磁通量的變化意義是不同的 答案 d 2 如圖4 3 9表示閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁極間運動的情形 圖中導(dǎo)體垂直于紙面 a b c d分別表示導(dǎo)體運動中的四個不同位置 箭頭表示導(dǎo)體在那個位置上的運動方向 則導(dǎo)體中感應(yīng)電流的方向為垂直紙面向里時 導(dǎo)體的位置是 a ab bc cd d 解析 導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流 用右手定則判斷a位置正確 答案 a 3 電阻r 電容器c與一個線圈連成閉合回路 條形磁鐵靜止在線圈的正上方 n極朝下 如圖4 3 10所示 現(xiàn)使磁鐵開始自由下落 在n極接近線圈上端過程中 流過r的電流方向和電容器極板的帶電情況是 a 從a到b 上極板帶正電b 從a到b 下極板帶正電c 從b到a 上極板帶正電d 從b到a 下極板帶正電 解析 磁鐵n極接近線圈的過程中 線圈中向下的磁通量增加 由楞次定律可得 感應(yīng)電流方向為b r a 電容器下極板帶正電 上極板帶負電 答案 d 4 2014 錦州高二檢測 某磁場磁感線如圖4 3 11所示 有一銅線圈自圖示a處落至b處 在下落過程中 自上向下看 線圈中的感應(yīng)電流方向是 a 始終沿順時針方向b 始終沿逆時針方向c 先沿順時針方向再沿逆時針方向d 先沿逆時針方向再沿順時針方向 解析 自a點落至圖示位置時 穿過線圈的磁通量增加 由楞次定律判斷知線圈中感應(yīng)電流方向為順時針 自圖示位置落至b點時 穿過線圈的磁通量減少 由楞次定律判斷知 線圈中感應(yīng)電流方向為逆時針 c項正確 答案 c 5 如圖4 3 12所示 一根條形磁鐵自左向右穿過一個閉合螺線管 則電路中 a 始終有感應(yīng)電流自a向b流過電流表gb 始終有感應(yīng)電流自b向a流過電流表gc 先有a g b方向的感應(yīng)電流 后有b g a方向的感應(yīng)電流d 將不會產(chǎn)生感應(yīng)電流 解析 當(dāng)條形磁鐵進入螺線管時 閉合線圈中的磁通量增加 當(dāng)穿出時 磁通量減少 由楞次定律可知c正確 答案 c 備選習(xí)題 1 如圖教4 3 1所示 若套在條形磁鐵上的彈性金屬導(dǎo)線圈 突然縮小為線圈 則關(guān)于線圈的感應(yīng)電流及其方向 從上往下看 是 a 有順時針方向的感應(yīng)電流b 有逆時針方向的感應(yīng)電流c 先逆時針后順時針方向的感應(yīng)電流d 無感應(yīng)電流 解析 穿過線圈的磁通量包括磁體內(nèi)和磁體外的一部分 合磁通量是向上的 當(dāng)線圈突然縮小時合磁通量增加 原因是磁體外向下穿過線圈的磁通量減少 故由楞次定律判斷 感應(yīng)電流的方向為順時針方向 a正確 答案 a 2 如圖教4 3 2所示 導(dǎo)體線圈abcd與直導(dǎo)線在同一平面內(nèi) 直導(dǎo)線通有恒定電流i 當(dāng)線圈由左向右勻速通過直導(dǎo)線的過程中 線圈中感應(yīng)電流的方向是 a 先abcd 再dcba 后abcdb 先abcd 再dcbac 先dcba 再abcd 后dcbad 一直dcba 解析 畫出長直導(dǎo)線周圍的磁場分布情況 如圖所示 當(dāng)線圈向右移動 未達到直導(dǎo)線之前 線圈內(nèi)磁通量 增加 故感應(yīng)電流方向為dcba 當(dāng)線圈穿越直導(dǎo)線過程中線圈內(nèi)磁通量 減少 同時磁通量 增加 所以先是合磁通量為 減少后是合磁通量為 增加 則感應(yīng)電流的磁場方向為 感應(yīng)電流方向為abcd 線圈穿過直導(dǎo)線后 線圈內(nèi)磁通量為 減少 如同磁通量 進一步增加 故感應(yīng)電流方向仍為dcba 考慮全過程 故正確答案為c 答案 c 3 一磁鐵自上向下運動 穿過一閉合導(dǎo)體回路 如圖教4 3 3所示 當(dāng)磁鐵運動到a處和b處時 回路中感應(yīng)電流的方向分別是 a 順時針 逆時針b 逆時針 順時針c 順時針 順時針d 逆時針 逆時針 解析 當(dāng)磁鐵接近線圈時 線圈中的磁通量向下增加 由 增反減同 得知感應(yīng)電流的磁場方向向上 再由安培定則知線圈中感應(yīng)電流的方向為俯視逆時針 當(dāng)磁鐵從線圈中穿出時 原磁場方向不變?nèi)韵蛳?但穿過線圈的磁通量要減少 根據(jù)楞次定律知感應(yīng)電流的磁場方向向下 由安培定則知感應(yīng)電流為俯視順時針 故選b 答案 b 4 2014 巢湖高二檢測 如圖教4 3 4 把一條形磁鐵從圖示位置由靜止釋放 穿過采用雙線繞法的通電線圈 此過程中條形磁鐵做 a 減速運動b 勻速運動c 自由落體運動d 變加速運動 解析 雙線繞法得到的兩個線圈通電時 由安培定則知 兩線圈的磁場等值反向相互抵消 合磁場為零 對磁鐵無作用力 當(dāng)磁鐵下落時 穿過兩線圈的磁通量同向增加 根據(jù)楞次定律 兩線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流等值反向 也互相抵消 線圈中無感應(yīng)電流 線圈對磁鐵沒有作用力 磁鐵下落過程中只受重力 又從靜止開始 所以磁鐵做自由落體運動 故c對 a b d錯 答案 c 5 在 研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象 的實驗中 首先要按圖教4 3 5甲接線 以查明電流表指針的偏轉(zhuǎn)方同與電流方向之間的關(guān)系 然后按圖乙將電流表與副線圈b