人教版(新教材)高中物理選擇性必修2學(xué)案：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PAGEPAGE1課時2楞次定律〖學(xué)習(xí)目標(biāo)〗1.理解楞次定律，會用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向.2.理解右手定則，會用右手定則判斷感應(yīng)電流的方向．一、楞次定律1．內(nèi)容：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)電流的磁通量的變化．2．從能量角度理解楞次定律感應(yīng)電流沿著楞次定律所述的方向，是能量守恒定律的必然結(jié)果，當(dāng)磁極插入線圈或從線圈內(nèi)抽出時，推力或拉力做功，使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流的電能．二、右手定則伸開右手，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?qū)Ь€運動的方向，這時四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向．1．判斷下列說法的正誤．(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)電流的磁場可能與引起感應(yīng)電流的磁場方向相同．(√)(3)感應(yīng)電流的磁場總是阻止引起感應(yīng)電流的磁通量的變化．(×)(4)右手定則和楞次定律都適用于所有電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流方向的判斷．(×)(5)感應(yīng)電流沿楞次定律所描述的電流方向，說明電磁感應(yīng)現(xiàn)象遵守能量守恒定律．(√)2．如圖1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、Q之間連接一電阻R，整個裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中．現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒MN，MN向右運動時，MN中的電流方向為________，MN向左運動時，MN中的電流方向為________．(均選填“M→N”或“N→M”)圖1〖答案〗N→MM→N一、對楞次定律的理解1．楞次定律中的因果關(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．對“阻礙”的理解問題結(jié)論誰阻礙誰感應(yīng)電流的磁場阻礙引起感應(yīng)電流的磁場(原磁場)的磁通量的變化為何阻礙(原)磁場的磁通量發(fā)生了變化阻礙什么阻礙的是磁通量的變化，而不是阻礙磁通量本身如何阻礙當(dāng)原磁場磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場的方向相反；當(dāng)原磁場磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場的方向相同，即“增反減同”結(jié)果如何阻礙并不是阻止，只是延緩了磁通量的變化，這種變化將繼續(xù)進(jìn)行，最終結(jié)果不受影響3.“阻礙”的表現(xiàn)形式從磁通量變化的角度看：感應(yīng)電流的效果是阻礙磁通量的變化．從相對運動的角度看：感應(yīng)電流的效果是阻礙相對運動．關(guān)于楞次定律，下列說法正確的是()A．感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化B．感應(yīng)電流的磁場總是阻止磁通量的變化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)電流的磁場總是與原磁場反向，阻礙原磁場的變化〖答案〗A〖解析〗感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，阻礙并不是阻止，只起延緩的作用，選項A正確，選項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C錯誤；當(dāng)原磁通量增加時感應(yīng)電流的磁場與原磁場反向，當(dāng)原磁通量減少時感應(yīng)電流的磁場與原磁場同向，選項D錯誤．二、楞次定律的應(yīng)用應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟(1)明確所研究的閉合回路，判斷原磁場方向．(2)判斷閉合回路內(nèi)原磁場的磁通量變化．(3)依據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的磁場方向．(4)利用右手螺旋定則(安培定則)判斷感應(yīng)電流的方向．如圖2所示，一根條形磁體自左向右穿過一個閉合螺線管，則電路中()圖2A．始終有自a向b的感應(yīng)電流流過電流表GB．始終有自b向a的感應(yīng)電流流過電流表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〖答案〗C〖解析〗條形磁體內(nèi)部磁場的方向是從S極指向N極，可知條形磁體自左向右穿過一個閉合螺線管的過程中磁場的方向都是向右的，當(dāng)條形磁體進(jìn)入螺線管的時候，閉合線圈中的磁通量增加；當(dāng)條形磁體穿出螺線管時，閉合線圈中的磁通量減少，根據(jù)楞次定律判斷條形磁體進(jìn)入和穿出螺線管的過程中，感應(yīng)電流的磁場先向左后向右，再由右手螺旋定則判斷出，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，故C正確，A、B、D錯誤．針對訓(xùn)練1如圖3所示，一圓形金屬環(huán)與兩固定的平行長直導(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3A．金屬環(huán)向上運動，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為順時針方向B．金屬環(huán)向下運動，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為順時針方向C．金屬環(huán)向左側(cè)直導(dǎo)線靠近，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為逆時針方向D．金屬環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近，則環(huán)上的感應(yīng)電流方向為逆時針方向〖答案〗D〖解析〗根據(jù)楞次定律，當(dāng)金屬圓環(huán)上、下移動時，穿過圓環(huán)的磁通量不發(fā)生變化，故沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A、B錯誤；當(dāng)金屬圓環(huán)向左側(cè)直導(dǎo)線靠近時，穿過圓環(huán)垂直紙面向外的磁場增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律及安培定則可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為順時針，故C錯誤；當(dāng)金屬圓環(huán)向右側(cè)直導(dǎo)線靠近時，穿過圓環(huán)垂直紙面向里的磁場增強(qiáng)，根據(jù)楞次定律及安培定則可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為逆時針，故D正確．三、右手定則的理解和應(yīng)用導(dǎo)學(xué)探究如圖4所示，導(dǎo)體棒ab向右做切割磁感線運動．圖4(1)請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B的方向、導(dǎo)體棒運動的速度v的方向三者之間什么關(guān)系？根據(jù)課本P27右手定則，自己試著做一做．〖答案〗(1)感應(yīng)電流的方向為a→d→c→b→a(2)滿足右手定則知識深化1．右手定則適用范圍：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方向、導(dǎo)體運動方向和感應(yīng)電流方向三者之間的關(guān)系：(1)大拇指所指的方向是導(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．楞次定律與右手定則的比較規(guī)律比較內(nèi)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)象只適用于部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動的情況聯(lián)系右手定則是楞次定律的特例如圖5所示，邊長為d的正方形線圈，從位置A開始向右運動，并穿過寬度為L(L>d)的勻強(qiáng)磁場區(qū)域到達(dá)位置B，則()圖5A．整個過程，線圈中始終有感應(yīng)電流B．整個過程，線圈中始終沒有感應(yīng)電流C．線圈進(jìn)入磁場和離開磁場的過程中，有感應(yīng)電流，方向都是逆時針方向D．線圈進(jìn)入磁場過程中，感應(yīng)電流的方向為逆時針方向；離開磁場的過程中，感應(yīng)電流的方向為順時針方向〖答案〗D〖解析〗在線圈進(jìn)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(yīng)電流產(chǎn)生，線圈完全在磁場中時，穿過線圈的磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項A、B錯誤；由右手定則可知，線圈進(jìn)入磁場過程中，線圈中感應(yīng)電流沿逆時針方向，線圈離開磁場過程中，感應(yīng)電流沿順時針方向，選項C錯誤，D正確．針對訓(xùn)練2如圖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動的情景，分析各圖中感應(yīng)電流的方向，在導(dǎo)體中由a→b的是()〖答案〗A〖解析〗題圖四幅圖都屬于閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運動的情景，用右手定則判斷可得：A中電流由a→b，B中電流向b→a，C中電流沿a→c→b→a方向，D中電流由b→a，故A正確．1．(楞次定律的理解)(多選)關(guān)于感應(yīng)電流，下列說法正確的是()A．根據(jù)楞次定律知，感應(yīng)電流的磁場一定阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量B．感應(yīng)電流的磁場總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化C．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D．當(dāng)導(dǎo)體切割磁感線運動時，只能用安培定則確定感應(yīng)電流的方向〖答案〗BC2.(楞次定律的應(yīng)用)如圖6所示，在勻強(qiáng)磁場中有一個用比較軟的金屬導(dǎo)線制成的閉合圓環(huán)．在此圓環(huán)的形狀由圓形變成正方形的過程中()圖6A．環(huán)中有感應(yīng)電流，方向a→d→c→b→aB．環(huán)中有感應(yīng)電流，方向a→b→c→d→aC．環(huán)中無感應(yīng)電流D．條件不夠，無法確定有無感應(yīng)電流〖答案〗A〖解析〗由圓形變成正方形的過程中，面積減小，磁通量減小，由楞次定律可知產(chǎn)生a→d→c→b→a方向的電流，A正確．3．(楞次定律的應(yīng)用)(2020·臨沂市高二期末)繞在同一鐵芯上的線圈Ⅰ、Ⅱ按如圖7所示方法連接，G為電流表，下列說法正確的是()圖7A．開關(guān)S閉合瞬間，G中的電流方向從左向右B．保持開關(guān)S閉合，G中的電流方向從左向右C．保持開關(guān)S閉合，向右移動變阻器R0的滑動觸頭，G中的電流方向從左向右D．?dāng)嚅_開關(guān)S的瞬間，G的示數(shù)為零〖答案〗A〖解析〗開關(guān)S閉合瞬間，Ⅰ線圈中有電流通過，產(chǎn)生磁場，線圈內(nèi)部磁場方向從左向右，穿過Ⅱ線圈的磁通量從無到有，產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律可知，電流表G中的電流方向從左向右，故A正確；保持開關(guān)S閉合，Ⅰ線圈中電流不變，穿過Ⅱ線圈的磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流表G的示數(shù)為零，故B錯誤；保持開關(guān)S閉合，向右移動滑動變阻器R0的滑動觸頭，接入電路的電阻增大，Ⅰ線圈中電流減小，線圈內(nèi)部產(chǎn)生方向向右且減弱的磁場，穿過Ⅱ線圈的磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律可知，電流表中的電流方向從右向左，故C錯誤；斷開開關(guān)S的瞬間，Ⅰ線圈中