2019高中物理 第一章 电磁感应 4 楞次定律学案 教科版选修3-2.doc

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1、14 4楞次定律楞次定律学 习 目 标知 识 脉 络1通过探究实验总结楞次定律(重点)2会用右手定则和楞次定律判断感应电流的方向(重点)3理解楞次定律的内容和本质(难点)4找出楞次定律与右手定则的区别与联系(难点)自 主 预 习探 新 知知识梳理一、右手定则1内容：将右手手掌伸平，使大拇指与其余并拢的四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线从手心穿入，大拇指指向导体运动方向，这时四指的指向就是感应电流的方向，也就是感应电动势的方向2适用范围：适用于闭合电路部分导体切割磁感线产生感应电流的情况二、楞次定律1实验探究将螺线管与电流计组成闭合导体回路，分别将条形磁铁的 N 极、S 极插入，抽出线圈，

2、如图 141 所示，记录感应电流方向如下图 1412实验记录图号磁场方向感应电流方向(俯视) 感应电流的磁场方向归纳总结甲向下逆时针向上乙向上顺时针向下感应电流的磁场阻碍原磁通量的增加丙向下顺时针向下感应电流的磁场阻碍2丁向上逆时针向上原磁通量的减少3.实验结论：当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场的方向相反；当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同4楞次定律的内容感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化基础自测1思考判断(1)导体棒不垂直切割磁感线时，也可以用右手定则判断感应电流方向()(2)感应电流方向凡可以用右手定则判断的，

3、均能用楞次定律判断()(3)右手定则即右手螺旋定则()(4)由楞次定律知，感应电流的磁场一定与引起感应电流的磁场方向相反()(5)电路不闭合，穿过回路的磁通量变化时，也会产生“阻碍”作用()(6)感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁场的磁通量的变化()2闭合电路的一部分导体在磁场中因切割磁感线而产生了感应电流，在如图所示的图中，B、v、I方向均正确的是( )D D A、C 两项中不产生感应电流，A、C 错误；由右手定则可知 B 中的感应电流方向应向外，B 错误；只有选项 D 正确3.如图 142 所示，一水平放置的圆形通电线圈 1 固定，另一较小的圆形线圈 2 从 1的正上方下落，在下落过程

4、中两线圈平面始终保持平行且共轴，则在线圈 2 从正上方下落至 1 的正下方过程中，从上往下看，线圈 2 中( ) 【导学号：24622019】图 1423A无感应电流B有顺时针方向的感应电流C先是顺时针方向，后是逆时针方向的感应电流D先是逆时针方向，后是顺时针方向的感应电流C C 由安培定则可知通电线圈 1 产生的磁场方向自下而上穿过线圈 1 所包围的空间当线圈 2 从正上方下落至与线圈 1 共面的过程中，穿过线圈 2 的磁通量向上增加，根据楞次定律的“增反”可知，线圈 2 中感应电流产生的磁场方向向下，应用安培定则可以判断出感应电流的方向为顺时针(俯视)；当线圈 2 从与线圈 1 共面的位置

5、继续下落至正下方时，穿过线圈 2 的磁通量向上减少，根据楞次定律的“减同”可知，线圈 2 中感应电流产生的磁场方向向上，应用安培定则可以判断出感应电流的方向为逆时针(俯视)，故选项C 正确合 作 探 究攻 重 难右手定则的应用1.适用范围：闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流方向的判断2右手定则反映了磁场方向、导体运动方向和电流方向三者之间的相互垂直关系(1)大拇指的方向是导体相对磁场切割磁感线的运动方向，既可以是导体运动而磁场未动，也可以是导体未动而磁场运动，还可以是两者以不同速度同时运动(2)四指指向电流方向，切割磁感线的导体相当于电源如图 143，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场

6、中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上当金属框绕ab边以角速度逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为Ua、Ub、Uc.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是( )图 143AUaUc，金属框中无电流BUbUc，金属框中电流方向沿abcaCUbcBl2，金属框中无电流1 2DUacBl2，金属框中电流方向沿acba1 2思路点拨：右手定则中四指指向感应电动势的正极一端ac边的有效切割长度等于bc边长电动势同向串联相加，反向串联相减4C C 闭合金属框在匀强磁场中以角速度逆时针转动时，穿过金属框的磁通量始终为零，金属框中无电流由右手定则可知UbUaUc，A、B、D 选项错误；b、c两点的电

7、势差UbcBlBl2，选项 C 正确v1 2三个定则的比较比较项目左手定则右手定则安培定则应用磁场对运动电荷、电流作用力方向的判断对因导体切割磁感线而产生的感应电流方向的判断电流产生的磁场方向的判断涉及方向的物理量磁场方向、电流(电荷运动)方向、安培力(洛伦兹力)方向磁场方向、导体切割磁感线的方向、感应电流的方向电流方向、磁场方向各物理量方向间的关系图例因果关系电流运动运动电流电流磁场应用实例电动机发电机电磁铁针对训练1(多选)如图 144 所示，导体AB、CD可在水平轨道上自由滑动，且两水平轨道在中央交叉处互不相通当导体棒AB向左移动时( )图 144AAB中感应电流的方向为A到BBAB中感

8、应电流的方向为B到ACCD向左移动DCD向右移动ADAD 由右手定则可判断AB中感应电流方向为A到B，从而CD中电流方向为C到D.导体CD所受安培力方向由左手定则判断知向右，所以CD向右移动故选 A、D.2如图 145 所示，在置于匀强磁场中的平行导轨上，横跨在两导轨间的导体杆PQ以速度v向右匀速移动，已知磁场的磁感应强度为B、方向垂直于导轨平面(即纸面)向外，导轨间距为l，闭合电路acQPa中除电阻R外，其他部分的电阻忽略不计，则( ) 5【导学号：24622020】图 145A电路中的感应电动势EIlBB电路中的感应电流IBlv RC通过电阻R的电流方向是由a向cD通过PQ杆中的电流方向是

9、由Q向PB B 导体棒垂直切割磁感线，产生的感应电动势为：EBlv，故 A 错误；电路中的感应电流为：I ，故 B 正确；由右手定则可知，PQ中产生的感应电流从P流向Q，通E RBlv R过R的电流方向从c流向a，故 C、D 错误楞次定律的理解及应用1.因果关系闭合导体回路中磁通量的变化是因，产生感应电流是果；原因产生结果，结果又反过来影响原因2 “阻碍”的理解3楞次定律的推广含义楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为：感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因，列表说明如下：内容例证阻碍原磁通量变化“增反减同”磁铁靠近线圈，B感与B原反向6阻碍相对运动“来拒去留” 磁铁靠近，是斥力磁铁远离，是引力

10、使回路面积有扩大或缩小的趋势“增缩减扩”P、Q是光滑固定导轨，a、b是可动金属棒，磁铁下移，a、b靠近如图 146，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一 U 形金属导轨，导轨平面与磁场垂直金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是( )图 146APQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向BPQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向CPQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向DPQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向思路点拨：PQ向右运动，PQRS回路中产生

11、感应电流PQRS中产生的电流对穿过T的磁感应强度产生影响D D 金属杆PQ向右运动，穿过PQRS的磁通量增加，由楞次定律可知，PQRS中产生逆时针方向的电流这时因为PQRS中感应电流的作用，依据楞次定律可知，T中产生顺时针方向的感应电流故只有 D 项正确对楞次定律的深度理解线框与导轨共面且与磁场垂直当金属杆PQ向右运动时，PQRS中向里的磁通量增加，从而产生逆时针方向的感应电流T中原有向里的磁通量不变，而增加了因PQRS中感应电流产生的向外的磁通量，导致T中合磁通量减小，从而产生顺时针方向的感应电流7针对训练3.如图 147 所示，一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方，直导线

12、与圆环在同一竖直面内，当通电直导线中电流增大时，弹性圆环的面积S和橡皮绳的长度l将( )图 147AS增大，l变长BS减小，l变短CS增大，l变短DS减小，l变长D D 当通电导线中电流增大时，穿过金属圆环的磁通量增大，金属圆环中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流要反抗磁通量的增大，一是用缩小面积的方式进行反抗，二是用远离直导线的方式进行反抗，故 D 正确4. (多选)如图 148 所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时( )图 148AP、Q将相互靠拢BP、Q将相互远离C磁铁的加速度仍为gD磁铁的加速度小于gA

13、DAD 法一：设磁铁下端为 N 极，如图所示，根据楞次定律可判断出P、Q中感应电流方向，根据左手定则可判断P、Q所受安培力的方向，可见P、Q将相互靠拢，由于回路所受安培力的合力向下，由牛顿第三定律知磁铁将受到向上的反作用力，从而加速度小于g，当 S 极为下端时，可得出同样的结果8法二：根据楞次定律的另一种表述感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因，本题的“原因”是回路中磁通量的增加，归根结底是磁铁靠近回路， “效果”便是阻碍磁通量的增加和磁铁的靠近，所以P、Q将相互靠近且磁铁的加速度小于g.当 堂 达 标固 双 基1下列图中表示闭合电路中的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动的情景，导体

14、ab上的感应电流方向为ab的是( )A BC DA A 题中四图都属于闭合电路的一部分导体切割磁感线，应用右手定则判断可得：A中电流方向为ab，B 中电流方向为ba，C 中电流方向沿adcba，D 中电流方向为ba.故选 A.2磁铁在线圈中心上方开始运动时，线圈中产生如图 149 方向的感应电流，则磁铁 ( ) 【导学号：24622021】图 149A向上运动 B向下运动C向左运动 D向右运动B B 由安培定则判断知感应电流的磁场方向向上，与条形磁铁穿过线圈的磁场方向相反，由楞次定律知条形磁铁是向下运动的，故 B 项正确3如图 1410 所示，匀强磁场与圆形导体环平面垂直，导体ef与环接触良好

15、，当ef向右匀速运动时 ( )9图 1410A圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生B整个环中有顺时针方向的电流C整个环中有逆时针方向的电流D环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流D D 由右手定则知ef上的电流由ef，故右侧的电流方向为逆时针，左侧的电流方向为顺时针，选 D.41931 年，英国物理学家狄拉克曾经从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”.1982 年，美国物理学家卡布莱拉设计了一个寻找磁单极子的实验他设想，如果一个只有 N 极的磁单极子从上向下穿过如图 1411 所示的超导线圈，那么，从上向下看，超导线圈上将出现( )图 1411A先顺时针方向，后逆时针方向的感应电流B先逆时针方向，后顺时针方向的感应电流C顺时针方向持续流动的感应电流D逆时针方向持续流动的感应电流D N 极磁单极子从上向下通过时，穿过线圈的磁通量先向下增加，接着突变为向上减 少故由楞次定律知，感应电流的磁场一直向上，故电流始终为逆时针