新教材同步系列2024春高中物理第2章電磁感應(yīng)第1節(jié)感應(yīng)電流的方向第2課時課件粵教版選擇性必修第二冊

第二章電磁感應(yīng)第一節(jié)感應(yīng)電流的方向(第2課時)學(xué)習(xí)任務(wù)1．理解楞次定律的內(nèi)容，能運用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向。2．掌握右手定則，并理解右手定則的實質(zhì)。3．理解楞次定律是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的體現(xiàn)。必備知識·自主預(yù)習(xí)儲備01[知識梳理]知識點一楞次定律1．內(nèi)容閉合回路中感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要____引起感應(yīng)電流的____________。2．“阻礙”的體現(xiàn)由磁通量增加引起的感應(yīng)電流，感應(yīng)電流激發(fā)的磁場就阻礙原來磁通量的____；由磁通量減少引起的感應(yīng)電流，感應(yīng)電流激發(fā)的磁場就阻礙原來磁通量的____。阻礙磁通量的變化增加減少知識點二右手定則1．右手定則伸開__手，讓拇指跟其余四個手指____，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)，讓______垂直穿入手心，拇指指向________的方向，其余四指所指的方向就是________的方向。2．右手定則的適用范圍閉合回路的________在磁場中做切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況。3．右手定則可以看作楞次定律的特殊情況。右垂直磁感線導(dǎo)體運動感應(yīng)電流部分導(dǎo)體[基礎(chǔ)自測]1．思考判斷(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)(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)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)右手定則只適用于閉合回路中的部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的情況。 (

)(4)使用右手定則時必須讓磁感線垂直穿過手心。 (

)(5)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。 (

)×√√××2．根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的磁場一定(

)A．阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量B．與引起感應(yīng)電流的磁場反向C．阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化D．與引起感應(yīng)電流的磁場方向相同C

[感應(yīng)電流的磁場阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，而不是阻礙磁通量，它和引起感應(yīng)電流的磁場可以同向，也可以反向。]√3．(多選)兩根相互平行的金屬導(dǎo)軌水平放置于如圖所示的勻強磁場中，與導(dǎo)軌接觸良好的導(dǎo)體棒AB和CD可以在導(dǎo)軌上自由滑動，當(dāng)AB在外力F作用下向右運動時，下列說法正確的是(

)A．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過，方向是D→CB．導(dǎo)體棒CD內(nèi)有電流通過，方向是C→DC．磁場對導(dǎo)體棒CD的作用力向左D．磁場對導(dǎo)體棒CD的作用力向右BD

[AB棒向右運動時，由右手定則知，感應(yīng)電流的方向由B→A，故在CD中電流由C→D，故A錯誤，B正確；再由左手定則判斷CD所受安培力方向向右，故C錯誤，D正確。]√√關(guān)鍵能力·情境探究達成02考點1楞次定律的理解考點2右手定則的應(yīng)用考點3楞次定律的拓展應(yīng)用(1)根據(jù)楞次定律，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。有些同學(xué)認為“阻礙”就是相反，即感應(yīng)電流的磁場總是與原磁場的方向相反。這種觀點是否正確？提示：“阻礙”既不是阻礙原磁場，也不是阻礙原來的磁通量，而是指感應(yīng)電流的磁場阻礙原磁場磁通量的增加或減少?！白璧K”不僅有“反抗”的含義，還有“補償”的含義，反抗磁通量的增加，補償磁通量的減少。(2)如圖所示，導(dǎo)體棒ab向右做切割磁感線運動。根據(jù)楞次定律判斷導(dǎo)體棒ab中的電流方向？提示：導(dǎo)體棒ab向右運動，磁通量增大，由楞次定律可知，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場與原磁場方向相反，故感應(yīng)電流的方向為b→a?？键c1楞次定律的理解1．因果關(guān)系：楞次定律反映了電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的因果關(guān)系，磁通量發(fā)生變化是原因，產(chǎn)生感應(yīng)電流是結(jié)果，原因產(chǎn)生結(jié)果，結(jié)果反過來影響原因。2．“阻礙”的含義

√A

[閉合開關(guān)S時，線圈中電流從無到有，鐵芯中產(chǎn)生向右的磁場，穿過Q的磁通量增加，根據(jù)楞次定律，Q中產(chǎn)生題圖方向的電流，A正確；R的滑片向右移時，P中電流減小，穿過Q的磁通量減小，根據(jù)楞次定律，Q中產(chǎn)生與題圖相反方向的電流，B錯誤；將鐵芯抽出或Q遠離P時，穿過Q的磁通量都減小，根據(jù)楞次定律，Q中產(chǎn)生與題圖相反方向的電流，C、D錯誤。]應(yīng)用楞次定律解題的一般步驟[跟進訓(xùn)練]1．(2022·湖北襄陽五中高二階段練習(xí))如圖所示，兩條互相平行的導(dǎo)線M、N中通有大小相等、方向相同的電流，導(dǎo)線框abcd和兩條導(dǎo)線在同一平面內(nèi)，線框沿著與兩導(dǎo)線垂直的方向自右向左在兩導(dǎo)線間勻速移動，則在移動過程中，線框中的感應(yīng)電流的方向為(

)A．先順時針后逆時針B．先逆時針后順時針C．一直是逆時針D．一直是順時針√C

[M、N之間的磁場是兩導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場的疊加，可以以M、N兩導(dǎo)線之間的中心線OO′為界，如圖所示在OO′右邊合磁場的方向垂直于紙面向外，在OO′左邊合磁場的方向垂直于紙面向里。線框從右向左移動到關(guān)于OO′對稱的位置以前，垂直于紙面向外穿過線框的磁通量減?。灰苿拥疥P(guān)于OO′對稱的位置時磁通量為零；越過關(guān)于OO′對稱的位置向左移動時，垂直于紙面向里穿過線框的磁通量增大。由楞次定律可以判斷，感應(yīng)電流的方向始終為逆時針，故選C。]考點2右手定則的應(yīng)用1．適用范圍：閉合回路的部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流方向的判斷。2．右手定則反映了磁場方向、導(dǎo)體運動方向和電流方向三者之間的相互垂直關(guān)系。(1)大拇指的方向是導(dǎo)體相對磁場切割磁感線的運動方向，既可以是導(dǎo)體運動而磁場未動，也可以是導(dǎo)體未動而磁場運動，還可以是兩者以不同速度同時運動。(2)四指指向電流方向，切割磁感線的導(dǎo)體相當(dāng)于電源。3．右手定則與楞次定律的區(qū)別與聯(lián)系比較項目楞次定律右手定則區(qū)別研究對象整個閉合回路閉合回路的一部分，即做切割磁感線運動的導(dǎo)體適用范圍各種電磁感應(yīng)現(xiàn)象只適用于導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動的情況應(yīng)用對于磁感應(yīng)強度隨時間變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便對于導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象較方便聯(lián)系右手定則是楞次定律的特例【典例2】如圖所示，勻強磁場與圓形導(dǎo)體環(huán)平面垂直，導(dǎo)體ef與環(huán)接觸良好，當(dāng)ef向右勻速運動時(

)A．圓環(huán)中磁通量不變，環(huán)中無感應(yīng)電流產(chǎn)生B．整個環(huán)中有順時針方向的電流C．整個環(huán)中有逆時針方向的電流D．環(huán)的右側(cè)有逆時針方向的電流，環(huán)的左側(cè)有順時針方向的電流[思路點撥]

①ef相當(dāng)于電源，電動勢的方向為e→f。②ef與左、右部分圓形導(dǎo)體都能構(gòu)成閉合回路。√D

[導(dǎo)體ef向右切割磁感線，由右手定則可判斷導(dǎo)體ef中感應(yīng)電流的方向由e→f。而導(dǎo)體ef分別與導(dǎo)體環(huán)的左、右兩部分構(gòu)成兩個閉合回路，故環(huán)的右側(cè)有逆時針方向的電流，環(huán)的左側(cè)有順時針方向的電流。故D正確。](1)判斷感應(yīng)電流方向時可根據(jù)具體情況選取楞次定律或右手定則；閉合回路的一部分導(dǎo)體切割磁感線時，選用右手定則比較方便。(2)區(qū)分右手定則和安培定則：右手定則判斷電流的方向；而安培定則判斷電流產(chǎn)生磁場的方向。[跟進訓(xùn)練]2．下列圖中表示閉合回路中的一部分導(dǎo)體ab在磁場中做切割磁感線運動的情景，導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向為a→b的是(

)A

B

C

DA

[題中四圖都屬于閉合回路的一部分導(dǎo)體切割磁感線，應(yīng)用右手定則判斷可得A中電流方向為a→b，B中電流方向為b→a，C中電流方向沿a→d→c→b→a，D中電流方向為b→a。故A正確。]√考點3楞次定律的拓展應(yīng)用1．楞次定律的另一種表述：感應(yīng)電流的效果總是反抗(或阻礙)產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因。2．相對運動情況的判斷——第一種方法：由于相對運動導(dǎo)致的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，感應(yīng)電流的效果阻礙相對運動。簡記口訣：“來拒去留”。3．面積變化趨勢的判斷——第二種方法：電磁感應(yīng)致使回路面積有變化趨勢時，則面積收縮或擴張是為了阻礙回路磁通量的變化，即磁通量增大時，面積有收縮趨勢，磁通量減少時，面積有擴張趨勢。簡記口訣：“增縮減擴”。【典例3】如圖所示，一個輕質(zhì)鋁環(huán)套在一根水平光滑絕緣桿上，當(dāng)一條形磁鐵向右運動靠近鋁環(huán)時，鋁環(huán)的運動情況是(

)A．向右運動 B．向左運動C．靜止不動

D．不能判定√A

[方法一：電流元受力分析法。如圖所示，當(dāng)磁鐵向鋁環(huán)運動時，穿過鋁環(huán)的磁通量增加，由楞次定律判斷出鋁環(huán)的感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場的方向相反，即向右，根據(jù)安培定則可判斷出感應(yīng)電流方向，從左側(cè)看為順時針方向，把鋁環(huán)的電流等效為多段直線電流元，取上、下兩小段電流元進行研究，由左手定則判斷出兩段電流元的受力，由此可判斷整個鋁環(huán)所受合力向右，故A正確。方法二：阻礙相對運動法。產(chǎn)生磁場的物體與閉合線圈之間的相互作用力可概括為四個字——“來拒去留”。磁鐵向右運動時，鋁環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流總是阻礙磁鐵與導(dǎo)體間的相對運動，則磁鐵和鋁環(huán)間有排斥作用，故A正確。方法三：等效法。如圖所示，磁鐵向右運動，使鋁環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流可等效為條形磁鐵，而兩磁鐵有排斥作用，故A正確。][一題多變]在上例中，若有兩個輕質(zhì)鋁環(huán)套在水平光滑桿上，則兩個鋁環(huán)之間的距離如何變化？提示：兩環(huán)產(chǎn)生同向感應(yīng)電流，相互吸引，距離變小。電磁感應(yīng)現(xiàn)象中導(dǎo)體運動問題的分析方法(1)確定所研究的閉合回路。(2)明確閉合回路所包圍區(qū)域的磁場的方向及磁場的變化情況。(3)確定穿過閉合回路的磁通量的變化或?qū)w是否切割磁感線。(4)根據(jù)楞次定律或右手定則判定感應(yīng)電流的方向。(5)根據(jù)左手定則或“來拒去留”“增反減同”等判斷導(dǎo)體所受安培力及運動的方向。[跟進訓(xùn)練]3．如圖所示，光滑固定金屬導(dǎo)軌M、N水平放置，兩根導(dǎo)體棒P、Q平行放于導(dǎo)軌上，形成一個閉合回路。當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路的過程中，下列說法正確的是(

)A．P、Q將保持不動B．P、Q將相互遠離C．磁鐵的加速度小于gD．磁鐵的加速度仍為g√C

[當(dāng)一條形磁鐵從高處下落接近回路時，穿過回路的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場總是阻礙磁通量的變化，則P、Q將互相靠攏，回路的面積減小一點，起到阻礙原磁通量增加的作用，故A、B錯誤；回路受到向下的安培力作用，由牛頓第三定律可知，磁鐵將受到向上的反作用力，所以磁鐵所受合力小于重力，磁鐵的加速度一定小于g，故C正確，D錯誤。]學(xué)習(xí)效果·隨堂評估自測031．楞次定律中“阻礙”的含義是指(

)A．感應(yīng)電流形成的磁場方向與引起感應(yīng)電流的磁場方向相反B．感應(yīng)電流形成的磁場只是阻礙引起感應(yīng)電流的磁場的增強C．感應(yīng)電流形成的磁場只是阻礙引起感應(yīng)電流的磁場的減弱D．當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁場增強時，感應(yīng)電流的磁場方向與其相反；當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁場減弱時，感應(yīng)電流的磁場方向與其相同D

[楞次定律中“阻礙”的含義是指感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，即當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁場增強時，感應(yīng)電流的磁場方向與其相反；當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁場減弱時，感應(yīng)電流的磁場方向與其相同，故D正確。]1234√2．(多選)如圖所示，豎直向下的勻強磁場中，有一個帶銅軸的銅盤，用銅刷把盤緣和軸連接，外接一電流表，銅盤按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動，則(

)A．?中有a→b的電流B．?中有b→a的電流C．盤面磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流D．有從盤緣向盤中心的電流BD

[將銅盤看作無數(shù)個軸向銅棒組成，這些“銅棒”切割磁感線，由右手定則可判定選項B、D正確。]1234√√3．(多選)如圖所示，在條形磁鐵中央位置的正上方水平固定一銅質(zhì)圓環(huán)。不計空氣阻力，下列判斷正確的是(

)A．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時產(chǎn)生感應(yīng)電流B．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時無感應(yīng)電流C．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時環(huán)的機械能守恒D．釋放圓環(huán)，環(huán)下落時環(huán)的機械能不守恒BC

[由條形磁鐵磁場分布特點可知，穿過其中央位置正上方的圓環(huán)的合磁通量為零。所以，在環(huán)下落的過程中磁通量不變，沒有感應(yīng)電流，圓環(huán)只受重力作用，則環(huán)下落時機械能守恒，故A、D錯誤，B、C正確。]1234√√4．重為G的線圈系在一個彈簧測力計上，其下方有一通電導(dǎo)線，如圖甲所示，導(dǎo)線所通過的電流如圖乙所示，它們均在同一平面內(nèi)，求下列不同時刻彈簧測力計的示數(shù)與G的大小關(guān)系。(1)在t1