物理選修32粵教版全程導(dǎo)學(xué)筆記第一章電磁感應(yīng)第三節(jié)

第三節(jié)感應(yīng)電流的方向[學(xué)習(xí)目標(biāo)]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[導(dǎo)學(xué)探究]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.圖1甲乙丙丁條形磁鐵運(yùn)動(dòng)的情況N極向下插入線圈S極向下插入線圈N極向上拔出線圈S極向上拔出線圈原磁場(chǎng)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(shí)針順時(shí)針順時(shí)針逆時(shí)針感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向(“向上”或“向下”)向上向下向下向上原磁場(chǎng)與感應(yīng)電流磁場(chǎng)的方向關(guān)系相反相反相同相同請(qǐng)根據(jù)上表所填內(nèi)容理解：甲、乙兩種情況下，磁通量都增加，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反；丙、丁兩種情況下，磁通量都減少，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同.[知識(shí)梳理]楞次定律：(1)內(nèi)容：感應(yīng)電流的方向可以這樣確定：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.(2)理解：當(dāng)磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反，當(dāng)磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同，即增反減同.二、右手定則[導(dǎo)學(xué)探究]如圖2所示，導(dǎo)體棒ab向右做切割磁感線運(yùn)動(dòng).圖2(1)請(qǐng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向.(2)感應(yīng)電流I的方向、原磁場(chǎng)B的方向、導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的速度v的方向三者之間什么關(guān)系？根據(jù)課本右手定則，自己試著做一做.答案(1)感應(yīng)電流的方向a→d→c→b→a.(2)滿足右手定則.[知識(shí)梳理]右手定則：伸開右手，讓拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都跟手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線垂直從掌心進(jìn)入，拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向，其余四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向.[即學(xué)即用]1.判斷下列說(shuō)法的正誤.(1)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反.(×)(2)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)可能與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相同.(√)(3)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.(×)2.如圖3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(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒MN，MN向右運(yùn)動(dòng)，電流方向?yàn)開_______，MN向左運(yùn)動(dòng)時(shí)電流方向?yàn)開_______.(填“M→N”或“N→M”)圖3答案N→MM→N

一、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.2.“阻礙”的含義：(1)誰(shuí)阻礙——感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng).(2)阻礙誰(shuí)——阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.(3)如何阻礙——當(dāng)原磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反；當(dāng)原磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同.(4)阻礙效果——阻礙并不是阻止，結(jié)果增加的還是增加，減少的還是減少.注意：從相對(duì)運(yùn)動(dòng)的角度看，感應(yīng)電流的效果是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng).例1關(guān)于楞次定律，下列說(shuō)法正確的是()A.感應(yīng)電流的磁場(chǎng)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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，必受磁場(chǎng)阻礙作用C.原磁場(chǎng)穿過閉合回路的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)同向D.感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是跟原磁場(chǎng)反向，阻礙原磁場(chǎng)的變化答案A解析感應(yīng)電流的磁場(chǎng)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(chǎng)中平行磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，不受磁場(chǎng)阻礙作用，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；原磁場(chǎng)穿過閉合回路的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)反向，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)原磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)跟原磁場(chǎng)反向，當(dāng)原磁場(chǎng)減弱時(shí)感應(yīng)電流的磁場(chǎng)跟原磁場(chǎng)同向，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.二、楞次定律的應(yīng)用楞次定律應(yīng)用四步曲(1)確定原磁場(chǎng)方向；(2)判定產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁通量如何變化(增加還是減少)；(3)根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向(增反減同)；(4)判定感應(yīng)電流的方向.該步驟也可以簡(jiǎn)單地描述為“一原二變?nèi)兴穆菪保辉_定原磁場(chǎng)的方向；二變——確定磁通量是增加還是減少，三感——判斷感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向；四螺旋——用右手螺旋定則判斷感應(yīng)電流的方向.例2(多選)如圖4所示，閉合金屬圓環(huán)沿垂直于磁場(chǎng)方向放置在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將它從勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速拉出，以下各種說(shuō)法中正確的是()圖3A.向左拉出和向右拉出時(shí)，環(huán)中的感應(yīng)電流方向相反B.向左或向右拉出時(shí)，環(huán)中感應(yīng)電流方向都是沿順時(shí)針方向的C.向左或向右拉出時(shí)，環(huán)中感應(yīng)電流方向都是沿逆時(shí)針方向的D.將圓環(huán)左右拉動(dòng)，當(dāng)環(huán)全部處在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，圓環(huán)中無(wú)感應(yīng)電流答案BD解析將金屬圓環(huán)不管從哪邊拉出磁場(chǎng)，穿過閉合圓環(huán)的磁通量都要減少，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)要阻礙原磁通量的減少，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同，應(yīng)用安培定則可以判斷出感應(yīng)電流的方向是順時(shí)針方向的，選項(xiàng)B正確，A、C錯(cuò)誤；另外在圓環(huán)離開磁場(chǎng)前，穿過圓環(huán)的磁通量沒有改變，該種情況無(wú)感應(yīng)電流，D正確.針對(duì)訓(xùn)練如圖5所示，一根條形磁鐵自左向右穿過一個(gè)閉合螺線管，則電路中()圖5A.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(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流答案C解析條形磁鐵從左邊進(jìn)入螺線管的過程中，在螺線管內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向向右，穿過螺線管的磁通量不斷增加，根據(jù)楞次定律和安培定則，感應(yīng)電流的方向是a→G→b.條形磁鐵從螺線管中向右穿出的過程中，在螺線管內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向仍向右，穿過螺線管的磁通量不斷減小，根據(jù)楞次定律和安培定則，感應(yīng)電流的方向是b→G→a.故C項(xiàng)正確.三、右手定則的應(yīng)用1.適用范圍：閉合電路的部分導(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(chǎng)方向、導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)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(duì)磁場(chǎng)切割磁感線的運(yùn)動(dòng)方向，既可以是導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而磁場(chǎng)未動(dòng)，也可以是導(dǎo)體未動(dòng)而磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，還可以是兩者以不同速度同時(shí)運(yùn)動(dòng).(2)四指指向電流方向，切割磁感線的導(dǎo)體相當(dāng)于電源.例3下列圖中表示閉合電路中的一部分導(dǎo)體ab在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情景，導(dǎo)體ab上的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b的是()答案A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中電流方向沿a→d→c→b→a，D中電流方向?yàn)閎→a.故選A.1.某磁場(chǎng)磁感線如圖6所示，有一銅線圈自圖中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()圖6A.始終順時(shí)針B.始終逆時(shí)針C.先順時(shí)針再逆時(shí)針D.先逆時(shí)針再順時(shí)針答案C解析自A處落至題圖虛線所示位置時(shí)，穿過線圈的磁通量增加，由楞次定律知線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，從題圖虛線所示位置落至B處時(shí)，穿過線圈的磁通量減少，由楞次定律知，線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，C項(xiàng)正確.

2.磁鐵在線圈中心上方開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生如圖7方向的感應(yīng)電流，則磁鐵()圖7A.向上運(yùn)動(dòng) B.向下運(yùn)動(dòng)C.向左運(yùn)動(dòng) D.向右運(yùn)動(dòng)答案B3.如圖8所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(yùn)動(dòng)時(shí)()圖8A.圓環(huán)中磁通量不變，環(huán)上無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生B.整個(gè)環(huán)中有順時(shí)針方向的電流C.整個(gè)環(huán)中有逆時(shí)針方向的電流D.環(huán)的右側(cè)有逆時(shí)針方向的電流，環(huán)的左側(cè)有順時(shí)針方向的電流答案D解析由右手定則知ef上的電流由e→f，故右側(cè)的電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，左側(cè)的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，選D.4.(多選)閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，如圖所示，能正確表示磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向、導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度方向與產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向間關(guān)系的是()答案BC解析圖A中導(dǎo)體不切割磁感線，導(dǎo)體中無(wú)電流；由右手定則可以判斷B、C正確；D圖中感應(yīng)電流方向應(yīng)垂直紙面向外.選擇題(1～10題為單選題，11～14題為多選題)1.根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)一定是()A.與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)反向B.阻止引起感應(yīng)電流的原磁通量的變化C.阻礙引起感應(yīng)電流的原磁通量的變化D.使電路磁通量為零答案C2.如圖1所示，在一水平、固定的閉合導(dǎo)體圓環(huán)上方，有一條形磁鐵(N極朝上，S極朝下)由靜止開始下落，磁鐵從圓環(huán)中穿過且不與圓環(huán)接觸.關(guān)于圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向(從上向下看)，下列說(shuō)法正確的是()圖1A.總是順時(shí)針B.總是逆時(shí)針C.先順時(shí)針后逆時(shí)針D.先逆時(shí)針后順時(shí)針答案C解析磁鐵下落過程中原磁場(chǎng)是向上的，穿過圓環(huán)的磁通量先增大后減小，由楞次定律可判斷出選項(xiàng)C正確.3.如圖2所示，CDEF是一個(gè)矩形金屬框，當(dāng)導(dǎo)體棒AB向右移動(dòng)時(shí)，回路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，則下列說(shuō)法中正確的是()圖2A.導(dǎo)體棒中的電流方向由B→AB.電流表A1中的電流方向由F→EC.電流表A1中的電流方向由E→FD.電流表A2中的電流方向由D→C答案B解析根據(jù)右手定則，導(dǎo)體棒內(nèi)部電流方向?yàn)锳到B，所以電流表A1中的電流方向由F→E，A、C錯(cuò)，B對(duì).同理電流表A2中的電流方向由C→D，D錯(cuò).4.電阻R、電容器C與一線圈連成閉合電路，條形磁鐵位于線圈的正上方，N極朝下，如圖3所示.現(xiàn)使磁鐵N極遠(yuǎn)離線圈上端的過程中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是()圖3A.從b到a，下極板帶正電 B.從a到b，下極板帶正電C.從b到a，上極板帶正電 D.從a到b，上極板帶正電答案D解析當(dāng)磁鐵開始由圖示位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，向下穿過線圈的磁通量變小，由楞次定律可得，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同，即向下，再由安培定則可得感應(yīng)電流方向沿線圈盤旋而上，由于線圈相當(dāng)于電源，則流過R的電流方向是從a到b，電容器上極板帶正電.故選D.5.如圖4所示，一圓形金屬線圈放置在水平桌面上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直桌面豎直向下，過線圈上A點(diǎn)作切線OO′，OO′與線圈在同一平面上.在線圈以O(shè)O′為軸翻轉(zhuǎn)180°的過程中，線圈中電流方向()圖4A.始終為A→B→C→AB.始終為A→C→B→AC.先為A→C→B→A再為A→B→C→AD.先為A→B→C→A再為A→C→B→A答案A解析在線圈以O(shè)O′為軸翻轉(zhuǎn)0～90°的過程中，穿過線圈正面向里的磁通量逐漸減少，由楞次定律可知感應(yīng)電流方向?yàn)锳→B→C→A；線圈以O(shè)O′為軸翻轉(zhuǎn)90°～180°的過程中，穿過線圈反面向里的磁通量逐漸增加，由楞次定律可知感應(yīng)電流方向仍然為A→B→C→A，A正確.6.如圖5所示，一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長(zhǎng)直導(dǎo)線在同一豎直面內(nèi)，環(huán)的圓心與兩導(dǎo)線距離相等，環(huán)的直徑小于兩導(dǎo)線間距.兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向向下的恒定電流.若()圖5A.金屬環(huán)向上運(yùn)動(dòng)，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向B.金屬環(huán)向下運(yùn)動(dòng)，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向C.金屬環(huán)向左側(cè)直導(dǎo)線靠近，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向D.金屬環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向答案D7.長(zhǎng)直導(dǎo)線與矩形線框abcd處在同一平面中靜止不動(dòng)，如圖6甲所示.長(zhǎng)直導(dǎo)線中通以大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的交流電，i－t圖象如圖乙所示.規(guī)定沿長(zhǎng)直導(dǎo)線方向向上的電流為正方向.關(guān)于0～T時(shí)間內(nèi)矩形線框中感應(yīng)電流的方向，下列說(shuō)法正確的是()圖6A.由順時(shí)針方向變?yōu)槟鏁r(shí)針方向B.由逆時(shí)針方向變?yōu)轫槙r(shí)針方向C.由順時(shí)針方向變?yōu)槟鏁r(shí)針方向，再變?yōu)轫槙r(shí)針方向D.由逆時(shí)針方向變?yōu)轫槙r(shí)針方向，再變?yōu)槟鏁r(shí)針方向答案D解析0～eq\f(T,4)時(shí)間內(nèi)，直導(dǎo)線中的電流增大，通過線框中的磁通量增大，線框中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電流.eq\f(T,4)～eq\f(T,2)時(shí)間內(nèi)，直導(dǎo)線中的電流減小，通過線框中的磁通量減小，線框中產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流，同樣判斷出eq\f(T,2)～eq\f(3,4)T、eq\f(3,4)T～T時(shí)間內(nèi)的電流方向分別為順時(shí)針和逆時(shí)針.

8.如圖7所示，一對(duì)大磁極，中間處可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，上、下邊緣處為非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，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(chǎng)，則()圖7A.線框中有感應(yīng)電流，方向是先a→b→c→d→a后d→c→b→a→dB.線框中有感應(yīng)電流，方向是先d→c→b→a→d后a→b→c→d→aC.受磁場(chǎng)力的作用，線框要發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)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(duì)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(huì)受磁場(chǎng)力的作用.故選項(xiàng)D正確.9.如圖8所示，MN、PQ為同一水平面的兩平行導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間有垂直于導(dǎo)軌平面的磁場(chǎng)(圖中未畫出)，導(dǎo)體ab、cd與導(dǎo)軌有良好的接觸并能無(wú)摩擦滑動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)體ab沿軌道向右滑動(dòng)時(shí)，則()圖8A.cd向右滑 B.cd不動(dòng)C.cd向左滑 D.無(wú)法確定答案A10.如圖9所示，一個(gè)金屬圓盤安裝在豎直的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，置于蹄形磁鐵之間，兩塊銅片A、O分別與金屬圓盤的邊緣和轉(zhuǎn)動(dòng)軸接觸.若使金屬圓盤按圖示方向(俯視順時(shí)針方向)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，下列說(shuō)法正確的是()圖9A.電阻R中有Q→R→P方向的感應(yīng)電流B.電阻R中有P→R→Q方向的感應(yīng)電流C.穿過圓盤的磁通量始終沒有變化，電阻R中無(wú)感應(yīng)電流D.調(diào)換磁鐵的N、S極同時(shí)改變金屬圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，電阻R中感應(yīng)電流的方向也會(huì)發(fā)生改變答案B解析根據(jù)右手定則可判斷出R中有P→R→Q方向的感應(yīng)電流，B正確，A、C錯(cuò).D選項(xiàng)中流過R的感應(yīng)電流方向不變，D錯(cuò).11.某空間出