人教版(新教材)高中物理選擇性必修2學案3：2 1 課時2 楞次定律

人教版(新教材)高中物理選擇性必修第二冊PAGEPAGE12.1課時2楞次定律〖學習目標〗1．正確理解楞次定律的內容及其本質。2．能夠熟練運用楞次定律和右手定則判斷感應電流的方向。〖自主學習〗知識點一楞次定律〖新知導入〗線圈與電流表相連，把磁體的某一個磁極向線圈中插入、或從線圈中抽出，兩種情況電流表的指針都發(fā)生了偏轉，但兩種情況下偏轉的方向不同，這說明感應電流的方向并不相同。感應電流的方向與哪些因素有關？〖知識梳理〗1．產生感應電流的條件：穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化。2．楞次定律：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化?！夹≡嚺５丁?．判斷正誤。(1)有磁場就會產生電流。()(2)感應電流的磁場方向總是與原磁場方向相反。()(3)感應電流的磁場總是阻礙原磁場的磁通量。()(4)感應電流的磁場有可能阻止原磁通量的變化。()(5)楞次定律表明感應電流的效果總是與引起感應電流的原因相對抗。()2．現(xiàn)將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流表及開關依次連接，如圖所示。在開關閉合、線圈A放在線圈B中的情況下，某同學發(fā)現(xiàn)當他將滑動變阻器的滑片P向左加速滑動時，電流表指針向右偏轉。由此可以推斷()A．線圈A向上移動或滑動變阻器的滑片P向右加速滑動，都能引起電流表指針向左偏轉B．線圈A向上移動或斷開開關，都能引起電流表指針向右偏轉C．滑動變阻器的滑片P勻速向左或勻速向右滑動，都能使電流表指針靜止在中央D．因為線圈A、線圈B的繞線方向未知，所以無法判斷電流表指針偏轉的方向知識點二右手定則〖新知導入〗如圖所示，假定導體棒CD向右運動，若判定感應電流的方向，請結合楞次定律，回答下列問題。(1)我們研究的是哪部分電路？(2)當導體棒CD向右運動時，穿過這個閉合回路的磁通量是增大還是減??？(3)感應電流的磁場應該是沿哪個方向的？(4)導體棒CD中的感應電流是沿哪個方向的？〖知識梳理〗1．內容伸開右手，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；讓磁感線從掌心進入,并使拇指指向導線運動的方向,這時四指所指的方向就是感應電流的方向,如圖所示。2．適用范圍適用于閉合電路部分導體切割磁感線產生感應電流的情況?！夹≡嚺５丁?．判斷正誤。(1)使用右手定則時必須讓磁感線垂直穿過掌心。()(2)右手定則中拇指指向為導線運動的方向。()(3)右手定則中四指所指的方向就是感應電流的方向。()(4)任何感應電流方向的判斷既可以用楞次定律，又可使用右手定則。()2．如圖所示，邊長為d的正方形線圈，從位置A開始向右運動，并穿過寬為L(L>d)的勻強磁場區(qū)域到達位置B，則()A．整個過程中，線圈中始終有感應電流B．整個過程中，線圈中始終沒有感應電流C．線圈進入磁場和離開磁場的過程中，有感應電流，方向都是逆時針方向D．線圈進入磁場的過程中，感應電流的方向為逆時針方向；離開磁場的過程中，感應電流的方向為順時針方向〖課堂探究〗一、用楞次定律判斷感應電流的方向1．因果關系閉合回路中原磁通量的變化是產生感應電流的原因，而感應電流的磁場的產生是感應電流存在的結果，即只有當閉合回路中的原磁通量發(fā)生變化時，才會有感應電流的磁場出現(xiàn)。2．楞次定律中“阻礙”的含義例1如圖所示，在磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中，有一質量為m、阻值為R的閉合矩形金屬線框abcd用絕緣輕質細桿懸掛在O點，并可繞O點擺動。金屬線框從右側某一位置由靜止開始釋放，在擺動到左側最高點的過程中，細桿和金屬線框平面始終處于同一平面，且垂直紙面。則線框中感應電流的方向是()A．a→b→c→d→aB．d→c→b→a→dC．先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→aD．先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d規(guī)律方法楞次定律的使用步驟二、右手定則的理解和應用1．右手定則應用的兩點說明(1)當導體不動而磁場運動時，拇指的指向是導體相對磁場的運動方向。(2)做“切割”運動的那段導體中，感應電流方向就是感應電動勢方向，由低電勢指向高電勢，因為這段導體相當于電源的內電路。2．楞次定律與右手定則的比較規(guī)律比較內容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,即切割磁感線的導體適用范圍各種電磁感應現(xiàn)象只適用于部分導體在磁場中做切割磁感線的運動的情況應用用于磁感應強度B隨時間變化而產生的電磁感應現(xiàn)象較方便用于導體切割磁感線產生的電磁感應現(xiàn)象較方便聯(lián)系右手定則是楞次定律的特例3．右手定則與左手定則的比較比較項目右手定則左手定則作用判斷感應電流方向判斷通電導體所受磁場力的方向已知條件已知導體運動方向和磁場方向已知電流方向和磁場方向圖例因果關系運動→電流電流→受力應用實例發(fā)電機電動機例2〖多選〗如圖所示，光滑平行金屬導軌PP′和QQ′處于同一水平面內，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?，F(xiàn)垂直于導軌放置一根導體棒MN，用一水平向右的力F拉動導體棒MN。下列關于導體棒MN中感應電流的方向和它所受安培力的方向的說法正確的是()A．感應電流的方向是N→M B．感應電流的方向是M→NC．安培力水平向左 D．安培力水平向右規(guī)律方法關于選用楞次定律還是選用右手定則，要具體問題具體分析。(1)如果導體不動，回路中的磁通量變化，要用楞次定律判斷感應電流方向，而不能用右手定則判斷。(2)如果回路中的一部分導體做切割磁感線運動產生感應電流，用右手定則判斷較為簡便，用楞次定律也能進行判斷，但較為麻煩。(3)如果導體不動，而磁場相對導體運動，此時仍可用右手定則判斷感應電流的方向，但是右手定則中拇指所指的方向不是磁場運動的方向，而是磁場運動的反方向，即仍然是導體相對磁場做切割磁感線運動的方向。三、楞次定律的應用1．楞次定律的一般表述電磁感應的效果總要阻礙引起電磁感應的原因。2．“阻礙”的表現(xiàn)形式楞次定律中的“阻礙”作用，正是能的轉化和守恒定律的反映，在克服“阻礙”的過程中，其他形式的能轉化為電能，常見的情況有以下四種：(1)阻礙原磁通量的變化(增反減同)。(2)阻礙導線的相對運動(來拒去留)。(3)通過改變線圈面積來“反抗”(增縮減擴)。(4)阻礙自身電流的變化(自感現(xiàn)象將在后面學習到)?？键c1阻礙原磁通量的變化(增反減同)例3如圖甲所示的閉合圓線圈放在勻強磁場中,t＝0時磁感應強度垂直線圈平面向里,磁感應強度隨時間變化的關系圖像如圖乙所示。則在0～2s內線圈中感應電流的方向為()A．逆時針 B．先逆時針后順時針C．順時針 D．先順時針后逆時針考點2阻礙導體間的相對運動(來拒去留)例4如圖所示，當條形磁鐵突然向閉合銅環(huán)運動時，銅環(huán)的運動情況是()A．向右擺動 B．向左擺動C．靜止 D．豎直向上運動考點3通過改變線圈面積來“阻礙”原磁通量的變化(增縮減擴)例5如圖所示，一個有彈性的閉合金屬圓環(huán)被一根橡皮繩吊于通電直導線的正下方，直導線與圓環(huán)在同一豎直面內。當通電直導線中的電流增大時，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

▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁〖自主學習〗知識點一楞次定律〖新知導入〗感應電流的方向與磁場方向及磁場變化的情況有關。〖小試牛刀〗1．×××√2．〖答案〗B〖解析〗線圈A向上移動或斷開開關時，穿過線圈B的磁通量減小，電流表指針向右偏轉，故A錯誤，B正確。滑片P勻速向左滑動時，穿過線圈B的磁通量減少，電流表指針向右偏轉；滑片P勻速向右滑動時，穿過線圈B的磁通量增大，電流表指針向左偏轉。故C錯誤。由以上分析可知，D錯誤。知識點二右手定則〖新知導入〗(1)研究的是CDEF閉合電路。(2)導體棒CD向右運動，回路的磁通量增大。(3)感應電流的磁場垂直紙面向外。(4)導體棒CD中的感應電流由C到D?！夹≡嚺５丁?．×√√×2．〖答案〗D〖解析〗在線圈進入或離開磁場的過程中，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，有感應電流產生；線圈完全在磁場中時，穿過線圈的磁通量不變，沒有感應電流產生。選項A、B錯誤。由右手定則可知，線圈進入磁場的過程中，線圈中感應電流的方向沿逆時針方向；線圈離開磁場的過程中，感應電流的方向沿順時針方向。選項C錯誤，D正確?！颊n堂探究〗例1〖答案〗B〖解析〗線框從右側開始由靜止釋放，穿過線框平面的磁通量逐漸減少，由楞次定律可得感應電流的方向為d→c→b→a→d；過最低點所在的豎直線后繼續(xù)向左擺動過程中，穿過線框平面的磁通量逐漸增大,由楞次定律可得感應電流的方向仍為d→c→b→a→d,故B選項正確。例2〖答案〗AC〖解析〗以導體棒為研究對象，導體棒所處位置磁場的方向向下，運動方向向右，根據(jù)右手定則可知，導體棒中感應電流的方向是N→M，再根據(jù)左手定則可知，導體棒所受安培力的方向水平向左，選項A、C正確。例3〖答案〗C〖解析〗將0～2s時間段劃分為兩段：0～1s內，線圈中磁場的磁感應強度為正，磁感應強度垂直線圈平面向里且磁通量減小，由“增反減同”可知，感應電流產生的磁場垂直線圈平面向里，根據(jù)安培定則可知，感應電流的方向為順時針；1～2s內，線圈中磁場的磁感應強度為負，磁感應強度垂直線圈平面向外且磁通量增大，由“增反減同”可知，感應電流產生的磁場垂直線圈平面向里,根據(jù)安培定則可知,感應電流的方向仍為順時針。所以選項C正確。例4〖答案〗A〖解析〗方法一：(等效法)磁鐵向右運動，銅環(huán)中產生的感應電流可等效為如圖所示的小磁針。顯然，由于兩磁體間的排斥作用，銅環(huán)將向右擺動，選項A正確。方法二：由于磁鐵相對銅環(huán)向右運動而產生電磁感應，由楞次定律可知，銅環(huán)中的感應電流的磁場將阻礙由于磁鐵的靠近而引起的磁通量的增加，銅環(huán)將向右運動而阻礙這種相對運動，選項A正確。方法三：如圖所示，當磁鐵向銅環(huán)運動時，穿過銅環(huán)的磁通量增加，由楞次定律判斷出銅環(huán)中感應電流的磁場方向與原磁場的方向相反，即向