第四章楞次定律學(xué)案2

1、學(xué)案2楞次定律目標(biāo)定位 1.正確理解楞次定律的內(nèi)容及其本質(zhì).2.掌握右手定則，并理解右手定則實(shí)際上為楞次定律的一種具體表現(xiàn)形式.3.能夠熟練運(yùn)用楞次定律和右手定則判斷感應(yīng)電流的方向一、楞次定律問題設(shè)計根據(jù)如圖1甲、乙、丙、丁所示進(jìn)行電路圖連接與實(shí)驗(yàn)操作，并填好實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄表格圖1甲乙丙丁條形磁鐵運(yùn)動的情況N極向下插入線圈S極向下插入線圈S極向上拔出線圈N極向上拔出線圈原磁場方向(向上或向下)向下向上向下向上穿過線圈的磁通量變化情況(增加或減少)增加增加減少減少感應(yīng)電流的方向(在螺線管上俯視)逆時針順時針順時針逆時針感應(yīng)電流的磁場方向(向上或向下)向上向下向下向上原磁場與感應(yīng)電流磁場的方向關(guān)系相

2、反相反相同相同(1)分析：感應(yīng)電流的磁場方向是否總是與原磁場方向相反或相同？什么時候相反？什么時候相同？感應(yīng)電流的磁場對原磁場磁通量變化有何影響？(2)當(dāng)磁鐵靠近或遠(yuǎn)離線圈時兩者的相互作用有什么規(guī)律？答案(1)不一定，有時相反，有時相同；閉合回路中原磁場的磁通量增加時，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向相反；閉合回路中原磁場的磁通量減少時，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向相同；感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁場磁通量的變化(2)當(dāng)條形磁鐵插入時，磁鐵與線圈的磁極是同名磁極相對；當(dāng)條形磁鐵拔出時，磁鐵與線圈的磁極是異名磁極相對即：兩者靠近時，相互排斥；兩者遠(yuǎn)離時，相互吸引感應(yīng)電流總要阻礙原磁場的相對

3、運(yùn)動要點(diǎn)提煉1楞次定律：感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化2楞次定律中“阻礙”的含義：(1)誰在阻礙感應(yīng)電流的磁通量(2)阻礙什么阻礙的是穿過回路的磁通量的變化，而不是磁通量本身(3)如何阻礙當(dāng)原磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反；當(dāng)原磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同，“阻礙”不一定是感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相反，而是“增反減同”(4)阻礙效果阻礙并不是阻止，最終增加的還增加，減少的還減少，只是延緩了原磁場的磁通量的變化3從相對運(yùn)動的角度看，感應(yīng)電流的效果是阻礙相對運(yùn)動(來拒去留)延伸思考電磁感應(yīng)過程中有電能產(chǎn)生，該電能是否憑空增加？從能量守恒的

4、角度如何解釋？答案從能量守恒的角度來看，感應(yīng)電流的磁場總是在阻礙著它自己的產(chǎn)生，為了維持感應(yīng)電流，就必須克服這個阻礙作用而做功，使其他形式能量轉(zhuǎn)化成電能，這就是感應(yīng)電流能量的來源二、楞次定律的應(yīng)用問題設(shè)計在長直通電導(dǎo)線附近有一閉合線圈abcd，如圖2所示當(dāng)直導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度I逐漸減小時，試判斷線圈中感應(yīng)電流的方向圖2請從解答此題的實(shí)踐中，體會用楞次定律判定感應(yīng)電流方向的具體思路答案線圈abcd中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r針若要判定感應(yīng)電流方向，需先弄清楚感應(yīng)電流的磁場方向根據(jù)楞次定律“阻礙”的含義，則要先明確原磁場的方向及其磁通量的變化情況要點(diǎn)提煉應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟：(1)明確研究對象

5、是哪一個閉合電路(2)明確原磁場的方向(3)判斷閉合回路內(nèi)原磁場的磁通量是增加還是減少(4)由楞次定律判斷感應(yīng)電流的磁場方向(5)由安培定則判斷感應(yīng)電流的方向三、右手定則問題設(shè)計如圖3所示，導(dǎo)體棒ab向右做切割磁感線運(yùn)動圖3(1)請用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向(2)能否找到一種更簡單的方法來判斷閉合回路中部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電流的方向呢？(提示：研究電流I的方向、原磁場B的方向、導(dǎo)體棒運(yùn)動的速度v的方向三者之間的關(guān)系)答案(1)感應(yīng)電流的方向adcba.(2)可以用右手定則來判斷要點(diǎn)提煉1內(nèi)容：伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使拇指指向

6、導(dǎo)線運(yùn)動的方向，這時四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向2右手定則是楞次定律的特例(1)楞次定律適用于各種電磁感應(yīng)現(xiàn)象，對于磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便(2)右手定則只適用于導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動的情況3當(dāng)切割磁感線時四指的指向就是感應(yīng)電流的方向，即感應(yīng)電動勢的方向(在等效電源內(nèi)，從負(fù)極指向正極)一、對楞次定律的理解例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(qiáng)B感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁場的減弱C感應(yīng)電流的磁場總是和原磁場方向相反D感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁通量的變化解析楞次定律的內(nèi)容：感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，

7、故選D.答案D二、楞次定律的應(yīng)用例2如圖4所示，足夠長的通電導(dǎo)線旁邊同一平面有矩形線圈abcd，則()圖4A若線圈向右平動，其中感應(yīng)電流方向是abcdB若線圈豎直向下平動，無感應(yīng)電流產(chǎn)生C當(dāng)線圈以ad邊為軸轉(zhuǎn)動時(轉(zhuǎn)動角度小于90°)，其中感應(yīng)電流方向是abcdD當(dāng)線圈向?qū)Ь€靠近時，其中感應(yīng)電流方向是abcd解析先由右手螺旋定則判斷出導(dǎo)線產(chǎn)生的原磁場在線圈處垂直紙面向里，當(dāng)線圈向右平動時，通過線圈的磁通量減小，感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相同，感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcb，A錯若線圈豎直向下平動時，磁通量不變，無感應(yīng)電流產(chǎn)生，B正確當(dāng)線圈以ad邊為軸轉(zhuǎn)動時，其中感應(yīng)電流方向是adcb，C錯

8、當(dāng)線圈向?qū)Ь€靠近時，磁通量增大，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相反，感應(yīng)電流的方向是abcd，D正確故選B、D.答案BD針對訓(xùn)練如圖5所示，閉合金屬圓環(huán)沿垂直于磁場方向放置在勻強(qiáng)磁場中，將它從勻強(qiáng)磁場中勻速拉出，以下各種說法中正確的是()圖5A向左和向右拉出時，環(huán)中感應(yīng)電流方向相反B向左和向右拉出時，環(huán)中感應(yīng)電流方向都是沿順時針方向C向左和向右拉出時，環(huán)中感應(yīng)電流方向都是沿逆時針方向D將圓環(huán)拉出磁場的過程中，當(dāng)環(huán)全部處在磁場中運(yùn)動時，也有感應(yīng)電流產(chǎn)生答案B解析圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向，取決于圓環(huán)中磁通量的變化情況，向左或向右將圓環(huán)拉出磁場的過程中，圓環(huán)中垂直紙面向里的磁感線的條數(shù)都要減少，根據(jù)楞次定

9、律可知，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場的方向與原磁場方向相同，即都垂直紙面向里，應(yīng)用安培定則可以判斷出感應(yīng)電流的方向沿順時針方向圓環(huán)全部處在磁場中運(yùn)動時，雖然導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動，但環(huán)中磁通量不變，只有圓環(huán)離開磁場，環(huán)的一部分在磁場中，另一部分在磁場外時，環(huán)中磁通量才發(fā)生變化，環(huán)中才有感應(yīng)電流B選項(xiàng)正確三、右手定則的應(yīng)用例3下列圖中表示閉合電路中的一部分導(dǎo)體ab在磁場中做切割磁感線運(yùn)動的情景，導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閍b的是()解析題中四圖都屬于閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線，應(yīng)用右手定則判斷可得：A中電流方向?yàn)閍b，B中電流方向?yàn)閎a，C中電流沿adcba方向，D中電流方向?yàn)閎a.故選A.答案A1(對

10、楞次定律的理解)關(guān)于楞次定律，下列說法正確的是 ()A感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化B閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時，必受磁場阻礙作用C原磁場穿過閉合回路的磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場同向D感應(yīng)電流的磁場總是跟原磁場反向，阻礙原磁場的變化答案A解析感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，選項(xiàng)A正確；閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中平行磁感線運(yùn)動時，不受磁場阻礙作用，選項(xiàng)B錯誤；原磁場穿過閉合回路的磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場與原磁場反向，選項(xiàng)C錯誤；感應(yīng)電流的磁場當(dāng)原磁場增強(qiáng)時跟原磁場反向，當(dāng)原磁場減弱時跟原磁場同向，選項(xiàng)D錯誤2.(楞次定律的應(yīng)用)磁場

11、垂直穿過一個圓形線框，由于磁場的變化，在線框中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，如圖6所示，則以下說法正確的是()圖6A若磁場方向垂直線框向里，則此磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度是在增強(qiáng)B若磁場方向垂直線框向里，則此磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度是在減弱C若磁場方向垂直線框向外，則此磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度是在增強(qiáng)D若磁場方向垂直線框向外，則此磁場的感感應(yīng)強(qiáng)度是在減弱答案BC解析所產(chǎn)生的感應(yīng)電流為順時針方向，由安培定則知感應(yīng)電流的磁場垂直紙面向里，由楞次定律中的“增反減同”可知，原因可能是方向垂直紙面向里的磁場正在減弱或是方向垂直紙面向外的磁場正在增強(qiáng)，故選B、C.3(楞次定律的應(yīng)用)如圖7所示，在水平面上有一個閉合的線圈，將一根條形磁

12、鐵從線圈的上方插入線圈中，在磁鐵進(jìn)入線圈的過程中，線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁鐵會受到線圈中電流的作用力，若從線圈上方俯視，關(guān)于感應(yīng)電流和作用力的方向，以下判斷正確的是 ()圖7A若磁鐵的N極向下插入，線圈中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流B若磁鐵的S極向下插入，線圈中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流C無論N極向下插入還是S極向下插入，磁鐵都受到向下的引力D無論N極向下插入還是S極向下插入，磁鐵都受到向上的斥力答案BD解析若磁鐵的N極向下插入，穿過線圈的磁通量增加，磁場方向向下，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)磁場方向向上，由右手螺旋定則知，線圈中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，故A錯誤；若磁鐵的S極向下插入，穿過線圈的磁通量增

13、加，磁場方向向上，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)磁場方向向下，由右手螺旋定則知，線圈中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，故B正確；通電線圈的磁場與條形磁鐵相似，根據(jù)安培定則判斷可知，當(dāng)N極向下插入時，線圈上端相當(dāng)于N極，當(dāng)S極向下插入時，線圈上端相當(dāng)于S極，存在斥力，故C錯誤，D正確導(dǎo)體與磁體的作用力也可以根據(jù)楞次定律的另一種表述判斷：感應(yīng)電流的磁場總要阻礙導(dǎo)體與磁體間的相對運(yùn)動，無論N極向下插入還是S極向下插入，磁體與線圈的相對位置都在減小，故磁體與線圈之間存在斥力故C錯誤，D正確所以選B、D.4(右手定則的應(yīng)用)如圖8 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

14、處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中現(xiàn)在將垂直于導(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 ()圖8A感應(yīng)電流方向是NMB感應(yīng)電流方向是MNC安培力水平向左D安培力水平向右答案AC解析由右手定則知，MN中感應(yīng)電流方向是NM，再由左手定則可知，MN所受安培力方向垂直導(dǎo)體棒水平向左，C正確，故選A、C.題組一對楞次定律的理解1關(guān)于感應(yīng)電流的方向，以下說法中正確的是 ()A感應(yīng)電流的方向總是與原電流的方向相反B感應(yīng)電流的方向總是與原電流的方向相同C感應(yīng)電流的磁場總是阻礙閉合電路內(nèi)原磁場的磁通量的變化D感應(yīng)電流的磁場總是與原線圈內(nèi)的

15、磁場方向相反答案C解析由楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場總是阻礙閉合電路內(nèi)部原磁場的磁通量的變化，故C正確；如果原磁場中的磁通量是增大的，則感應(yīng)電流的磁場就與它相反，來消弱它的增大，如果原磁場中的磁通量是減小的，則感應(yīng)電流的磁場就與它相同，來阻礙它的減小，故A、B、D錯誤2根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場一定是 ()A與引起感應(yīng)電流的磁場反向B阻止引起感應(yīng)電流的磁通量變化C阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量變化D使電路磁通量為零答案C解析由楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起它的原磁通量的變化具體來說就是“增反減同”因此C正確題組二楞次定律的應(yīng)用3如圖是驗(yàn)證楞次定律實(shí)驗(yàn)的示意圖，豎直放置的線圈固定不動，

16、將磁鐵從線圈上方插入或拔出，線圈和電流表構(gòu)成的閉合回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流各圖中分別標(biāo)出了磁鐵的極性、磁鐵相對線圈的運(yùn)動方向以及線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向等情況，其中正確的是()答案CD解析根據(jù)楞次定律可確定感應(yīng)電流的方向以C選項(xiàng)為例，當(dāng)磁鐵向下運(yùn)動時：(1)閉合線圈原磁場的方向向上；(2)穿過閉合線圈的磁通量的變化增加；(3)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向向下；(4)利用安培定則判斷感應(yīng)電流的方向與圖中箭頭方向相同線圈的上端為S極，磁鐵與線圈相互排斥運(yùn)用以上分析方法可知，C、D正確4矩形導(dǎo)線框abcd與長直導(dǎo)線MN放在同一水平面上，ab邊與MN平行，導(dǎo)線MN中通入如圖1所示的電流，當(dāng)MN中的電流增大時

17、，下列說法正確的是 ()圖1A導(dǎo)線框abcd中沒有感應(yīng)電流B導(dǎo)線框abcd中有順時針方向的感應(yīng)電流C導(dǎo)線框所受的安培力的合力方向水平向左D導(dǎo)線框所受的安培力的合力方向水平向右答案D解析直導(dǎo)線中通有向上均勻增大的電流，根據(jù)安培定則知，通過線框的磁場方向垂直紙面向里，且均勻增大，根據(jù)楞次定律知感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r針方向故A、B錯誤根據(jù)左手定則知，ab邊所受安培力方向水平向右，cd邊所受安培力方向水平向左，離導(dǎo)線越近，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，所以ab邊所受的安培力大于cd邊所受的安培力，則線框所受安培力的合力方向水平向右，故C錯誤，D正確故選D.5.如圖2所示，勻強(qiáng)磁場垂直于圓形線圈指向紙里，a、b、c、d

18、為圓形線圈上等距離的四點(diǎn)，現(xiàn)用外力作用在上述四點(diǎn)，將線圈拉成正方形設(shè)線圈導(dǎo)線不可伸長，且線圈仍處于原先所在的平面內(nèi)，則在線圈發(fā)生形變的過程中()圖2A線圈中將產(chǎn)生adcb方向的感應(yīng)電流B線圈中將產(chǎn)生abcd方向的感應(yīng)電流C線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向先是abcd，后是adcbD線圈中無感應(yīng)電流產(chǎn)生答案B解析將線圈拉成正方形其面積減小，穿過線圈的磁通量減少，由楞次定律可判知線圈中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流，B選項(xiàng)正確6.如圖3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 ()圖3A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aGb方向的感應(yīng)電流，后有bGa方向

19、的感應(yīng)電流D將不會產(chǎn)生感應(yīng)電流答案C解析當(dāng)條形磁鐵進(jìn)入螺線管時，閉合線圈中的磁通量增加，當(dāng)條形磁鐵穿出螺線管時，閉合線圈中的磁通量減少，由楞次定律可知C正確7.如圖4所示，AOC是光滑的金屬軌道，AO沿豎直方向，OC沿水平方向，PQ是一根金屬直桿立在軌道上，直桿從圖示位置由靜止開始在重力作用下運(yùn)動，運(yùn)動過程中Q端始終在OC上，空間存在著垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，則在PQ桿滑動的過程中，下列判斷正確的是 ()圖4A感應(yīng)電流的方向始終是PQB感應(yīng)電流的方向先是由PQ，后是由QPCPQ受磁場力的方向垂直于桿向左DPQ受磁場力的方向先垂直于桿向右，后垂直于桿向左答案B解析在PQ桿滑動的過程中，桿與導(dǎo)軌所

20、圍成的三角形面積先增大后減小，三角形POQ內(nèi)的磁通量先增大后減小，由楞次定律可判斷B項(xiàng)對，A項(xiàng)錯再由PQ中電流方向及左手定則可判斷C、D項(xiàng)錯誤，故選B.8.如圖5所示，金屬線框與直導(dǎo)線AB在同一平面內(nèi)，直導(dǎo)線中通有電流I，將線框由位置1拉至位置2的過程中，線框的感應(yīng)電流的方向是 ()圖5A先順時針，后逆時針，再順時針B始終順時針C先逆時針，后順時針，再逆時針D始終逆時針答案C解析在靠近直導(dǎo)線直到處于中間位置的過程中，磁通量先增大后減小，原磁場方向垂直紙面向里，感應(yīng)電流的磁場方向應(yīng)先垂直紙面向外后垂直紙面向里，由右手螺旋定則可判斷電流方向?yàn)橄饶鏁r針后順時針，同理當(dāng)處于中間位置到線框全穿過直導(dǎo)線的

21、過程中，感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r針，當(dāng)遠(yuǎn)離導(dǎo)線的過程中，感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r針，故選C.9.如圖6所示，一對大磁極，中間處可視為勻強(qiáng)磁場，上、下邊緣處為非勻強(qiáng)磁場，一矩形導(dǎo)線框abcd保持水平，從兩磁極間中心上方某處開始下落，并穿過磁場，則()圖6A線框中有感應(yīng)電流，方向是先abcda后dcbadB線框中有感應(yīng)電流，方向是先dcbad后abcdaC受磁場的作用，線框要發(fā)生轉(zhuǎn)動D線框中始終沒有感應(yīng)電流答案D解析由于線框從兩極間中心上方某處開始下落，根據(jù)對稱性知，下落過程中穿過線框abcd的磁通量始終是零，沒有變化，所以始終沒有感應(yīng)電流，因此不會受磁場的作用故選項(xiàng)D正確10.北半球地磁場的豎直分量向下如圖

22、7所示，在北京某中學(xué)實(shí)驗(yàn)室的水平桌面上，放置邊長為L的正方形閉合導(dǎo)體線圈abcd，線圈的ab邊沿南北方向，ad邊沿東西方向下列說法中正確的是()圖7A若使線圈向東平動，則a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的電勢低B若使線圈向北平動，則a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的電勢低C若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)，則線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcdaD若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)，則線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcba答案AC解析用楞次定律判斷產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向線圈向東平動時，ba和cd兩邊切割磁感線，且兩邊切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小相同，a點(diǎn)電勢比b點(diǎn)電勢低，A對；同理，線圈向北平動，則a、b電勢相等，高于c、d兩點(diǎn)電勢，B錯；以ab為軸將線圈翻轉(zhuǎn)，向下的磁通量減小了，感應(yīng)電流的磁場方向應(yīng)該向下，再由右手螺旋定則知，感