人教版高中物理选修3-2：楞次定律

3楞次定律[学习目标] 1.理解楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流的方向．(重点) 2.理解楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的体现．(难点) 3.掌握右手定则，并理解右手定则的实质．(重点)一、楞次定律1．探究感应电流的方向(1)实验器材：条形磁铁、电流表、线圈、导线、一节干电池(用来查明线圈中电流的流向与电流表中指针偏转方向的关系)．(2)实验现象：如图所示，在四种情况下，将实验结果填入下表．①线圈内磁通量增加时的情况表述一：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．表述二：当磁铁靠近线圈时，两者相斥；当磁铁远离线圈时，两者相吸．2．楞次定律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．二、右手定则1．内容伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向．如图所示．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．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)感应电流的磁场总是与引起感应电流的磁场方向相反．(×)(2)楞次定律表明感应电流的效果总是与引起感应电流的原因相对抗．(√)(3)右手定则只适用于闭合电路中的部分导体切割磁感线产生感应电流的情况．(√)(4)使用右手定则时必须让磁感线垂直穿过掌心．(×)(5)任何感应电流方向的判断既可使用楞次定律，又可使用右手定则．(×) 2．根据楞次定律可知感应电流的磁场一定()A．阻碍引起感应电流的磁通量B．与引起感应电流的磁场反向C．阻碍引起感应电流的磁通量的变化D．与引起感应电流的磁场方向相同C[感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化，而不是阻碍磁通量，它和引起感应电流的磁场可以同向，也可以反向．]3.如图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中．现垂直于导轨放置一根导体棒MN，MN向右运动时，电流方向为________，MN向左运动时，电流方向为________．(均选填“M→N”或“N→M”)[答案]N→M M→N闭合导体回路中原磁通量的变化是产生感应电流的原因，而感应电流的磁场的产生是感应电流存在的结果，即只有当闭合导体回路中的磁通量发生变化时，才会有感应电流的磁场出现．2．楞次定律中“阻碍”的含义【例1】关于楞次定律，下列说法正确的是()A．感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化B．闭合电路的一部分导体在磁场中运动时，必受磁场阻碍作用C．原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场同向D．感应电流的磁场总是跟原磁场反向，阻碍原磁场的变化A[感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，选项A正确；闭合电路的一部分导体在磁场中平行磁感线运动时，不受磁场阻碍作用，选项B错误；原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场反向，选项C错误；当原磁场增强时感应电流的磁场跟原磁场反向，当原磁场减弱时感应电流的磁场跟原磁场同向，选项D错误．]1．关于感应电流，以下说法中正确的是()A．感应电流的方向总是与原电流的方向相反B．感应电流的方向总是与原电流的方向相同C．感应电流的磁场总是阻碍闭合电路内原磁场的磁通量的变化D．感应电流的磁场总是与原线圈内的磁场方向相反C[由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍闭合电路内部原磁场的磁通量的变化，故C正确；如果原磁场中的磁通量是增大的，则感应电流的磁场方向就与它相反，来阻碍它的增大，如果原磁场中的磁通量是减小的，则感应电流的磁场方向就与它相同，来阻碍它的减小，故A、B、D错误．]1．确定原磁场的方向．2．判定产生感应电流的磁通量如何变化(增加还是减少)．3．根据楞次定律确定感应电流的磁场方向(增反减同)．4．判定感应电流的方向．该步骤也可以简单地描述为“一原二变三感四螺旋”，一原——确定原磁场的方向；二变——确定磁通量是增加还是减少；三感——判断感应电流的磁场方向；四螺旋——用右手螺旋定则判断感应电流的方向．【例2】电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示．现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是()A．从a到b，上极板带正电B．从a到b，下极板带正电C．从b到a，上极板带正电D．从b到a，下极板带正电思路点拨：D[在磁铁自由下落，N极接近线圈上端的过程中，通过线圈的磁通量方向向下且在增大，根据楞次定律可判断出线圈中感应电流的磁场方向向上，利用安培定则可判知线圈中感应电流方向为逆时针(由上向下看)，流过R的电流方向从b到a，电容器下极板带正电．选项D正确．]上例中，若条形磁铁穿过线圈，在S极离开线圈下端的过程中流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是什么？提示：根据楞次定律，S极离开时，穿过线圈的磁通量方向向下且在减少，线圈中的感应电流方向为顺时针(由上向下看)，流过R的电流方向从a到b，电容器下极板带负电，上极板带正电．2.(多选)如图所示，足够长的通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd，则()A．若线圈向右平动，其中感应电流方向是a→b→c→dB．若线圈竖直向下平动，无感应电流产生C．当线圈以ad边为轴转动时(转动角度小于90°)，其中感应电流方向是a→b→c→dD．当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是a→b→c→dBD[根据安培定则知，线圈所在处的磁场垂直纸面向里，当线圈向右平动、以ad边为轴转动时，穿过线圈的磁通量减少，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向同向，感应电流方向为a→d→c→b，A、C错误；若线圈竖直向下平动，无感应电流产生，B正确；若线圈向导线靠近时，穿过线圈的磁通量增加，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向反向，垂直纸面向外，感应电流方向为a→b →c→d，D正确．]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．【例3】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ab上的感应电流方向为a→b的是()A B C DA[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a→b，B中电流方向为b→a，C中电流方向沿a→d→c→b→a，D中电流方向为b→a.故选A.]3.如图所示，匀强磁场与圆形导体环平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时A．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[由右手定则知ef上的电流由e→f，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.]1.如图所示，导线框abcd与直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，在线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是()A．先abcd，后dcba，再abcdB．先abcd，后dcbaC．始终dcbaD．先dcba，后abcd，再dcbaD[线框在直导线左侧时，随着线框向右运动，磁通量增加，根据楞次定律线框中感应电流的方向为dcba.在线框的cd边跨过直导线后，如图所示，根据右手定则ab边产生的感应电流方向为a→b，cd边产生的感应电流方向为c→d.线框全部跨过直导线后，随着向右运动，磁通量减少，根据楞次定律知线框中感应电流的方向为dcba.故选项D正确．]2.如图所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管，则电路中()A．始终有感应电流自a向b流过电流表ⒼB．始终有感应电流自b向a流过电流表ⒼC．先有a→Ⓖ→b方向的感应电流，后有b→Ⓖ→a方向的感应电流D．将不会产生感应电流C[在条形磁铁进入螺线管过程中，闭合线圈中的磁通量增加，产生感应电流方向为a→Ⓖ→b；当条形磁铁完全进入螺线管，闭合线圈中的磁通量不变，无感应电流产生；在条形磁铁穿出螺线管过程中，闭合线圈中的磁通量减少，产生感应电流方向为b→Ⓖ→a，选项C正确．]3.(多选)如图所示，竖直向下的匀强磁场中，有一个带铜轴的铜盘，用铜刷把盘缘和轴连接，外接一电流表，当铜盘按图示匀速转动，则()A．Ⓖ中有a→b的电流B．Ⓖ中有b→a的电流C．盘面磁通量不变，不产生感应电流D．有从盘缘向盘中心的电流BD[沿铜盘半径方向的“铜棒”切割磁感线，由右手定则可判定选项B、D 正确．]4．如图所示，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()A．PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向B．PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向C．PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向D．PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向D[金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，闭合回路PQRS中磁场方向垂直纸面向里，磁通量增大，由楞次定律可判断，闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场垂直纸面向外，由安培定则可判断感应电流方向为逆时针；由于闭合回路PQRS中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向外，与原磁场方向相反，则T中磁通量减小，由楞次定律可判断，T中感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里，由安培定则可知T中感应电流方向为顺时针，选项D正确．]。

楞次定律一教学目标1．知识与技能（1）掌握导体切割磁感线的情况下产生的感应电动势．（2）掌握穿过闭合电路的磁通量变化时产生的感应电动势．（3）了解平均感应电动势和感应电动势的即时值．2．过程与方法通过推理论证的过程培养学生的推理能力和分析问题的能力．3．情感态度价值观运用能的转化和守恒定律来研究问题，渗透物理思想的教育．二教学重点难点1．重点总结实验得出楞次定律及初步应用楞次定律判定感应电流的方向。

2．难点对演示实验现象分析、归纳、总结出楞次定律。

应用楞次定律判定感应电流的方向的步骤。

3．疑点定律中“阻碍原磁场磁通量的变化”应如何理解？4．解决办法做实验时，启发学生积极思考，边实验，边提问，边观察，边总结，提高学生的学习积极性，培养学生探索、学习的能力。

三教学准备条形磁铁、线圈、立式电流表、电池、导线、开关、挂图。

四引入新课图1[事件1]教学任务：创设情景，导入新课。

师生活动：让学生将仪器按如图1所示的电路连接好。

【演示】分别将条形磁铁的N极插入线圈、拔出线圈，观察电流表的指针偏转方向，再分别将条形磁铁S极插入线圈、拔出线圈，观察电流表的指针偏转方向。

观察并思考：分别将条形磁铁N极插入线圈、拔出线圈时电流表指针偏转的方向与分别将条形磁铁S极插入线圈、拔出线圈时电流表指针的偏转方向有什么不同？根据观察到的现象，引导学生针对产生的感应电流方向提出问题，然后将学生提出的问题归纳为：感应电流的方向与哪些因素有关？怎样判断感应电流的方向？——进而引出本节课题——楞次定律。

五讲授新课[事件2]教学任务：提出猜想与假设。

讨论并猜测：根据事件1演示中观察到的现象，猜想感应电流的方向可能跟哪些因素有关。

知识回顾：感应电流的产生与什么因素有关？问题引导：感应电流的方向是否也与磁通量的变化有关？学情预测：学生讨论后，总结归纳出影响感应电流方向的有关因素可能有两个：磁通量的变化及原磁场的方向。

[事件3]教学任务：设计探究方案。

人教版高中物理选修3-2《楞次定律》教学设计一、教材依据本节课教学内容是人教版教材，高中物理选修3-2第一章第三节“感应电流的方向——楞次定律”。

二、设计思想《楞次定律》这一节研究的是判定感应电流方向的一般规律，它是以磁场、电流的磁效应等知识为基础，又为以后学习法拉第电磁感应定律的应用、交流电、电磁振荡和电磁波奠定了基础，具有承上启下的作用。

为使学生深入理解楞次定律，本着“以学生为本”的思想，本节教学主要运用了学生自主实验探索的教学方法，边实验边教学，引导学生观察、分析、归纳实验现象，得出结论。

把学生活动贯穿于教学的全过程，使学生处于最大限度的主动激发状态，充分展示这一年龄段学生所特有的好动性、表现欲，从而有效地发现学生的个性并发展学生的创新能力。

三、教学目标１、知识与技能（1）理解楞次定律，能初步运用楞次定律判决感应电流方向。

（2）培养学生观察实验的能力及对实验现象分析、归纳、总结的能力。

2、过程与方法通过学生的实践活动，观察得到实验现象，在教师的引导下，由学生分析、归纳得出结论。

3、情感态度与价值观在本节课的学习过程中，学生直接参与物理规律的创造过程，激发学生对科学实验的探究热情，有利于培养学生热爱科学、尊重知识的良好品德。

四、教学重点和难点1、重点（1）深入理解楞次定律的内容（2）会用“楞次定律”初步判定感应电流的方向2、难点（1）对实验现象的观察、分析、归纳和总结（2）“阻碍”二字的准确理解五、教学准备教师：灵敏电流计、螺线管、条形磁铁、滑动变阻器、电池、电键、导线、学生各用表格等（分组），大屏幕实物投影仪。

学生：了解灵敏电流计指针特点及螺线管线圈绕向，预习本节内容。

六、教学过程（一）实验演示，引出新课如图示将磁铁从线圈中插入、停顿、拔出，引导学生观察各阶段现象，问：（1）线圈中是否有感应电流？为什么？（2）插入和拔出磁铁时感应电流方向一样吗？（3）怎样才能判断感应电流的方向呢？本节我们学习感应电流方向的判断——楞次定律。

第3节楞次定律1.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。

2．楞次定律可广义地表述为：感应电流的“效果”总是要反抗(或阻碍)引起感应电流的“原因”，常见的有三种：①阻碍原磁通量的变化(“增反减同”)；②阻碍导体的相对运动(“来拒去留”)；③通过改变线圈面积来“反抗”(“增缩减扩”)。

3．闭合导体回路的一部分做切割磁感线运动时，可用右手定则判断感应电流的方向。

一、楞次定律1．探究感应电流的方向(1)实验器材：条形磁铁、电流表、线圈、导线、一节干电池(用来查明线圈中电流的流向与电流表中指针偏转方向的关系)。

(2)实验现象：如图所示，在四种情况下，将实验结果填入下表。

(3)实验分析：①线圈内磁通量增加时的情况②线圈内磁通量减少时的情况表述一：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。

表述二：当磁铁靠近线圈时，两者相斥；当磁铁远离线圈时，两者相吸。

2．楞次定律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。

二、右手定则1．内容伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。

如图所示。

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。

1．自主思考——判一判(1)感应电流的磁场总与原磁场方向相反。

(×)(2)感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量。

(×)(3)感应电流的磁场有可能阻止原磁通量的变化。

(×)(4)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。

(√)(5)凡可以用右手定则判断感应电流方向的，均能用楞次定律判断。

(√)(6)右手定则即右手螺旋定则。

(×)2．合作探究——议一议(1)楞次定律中“阻碍”与“阻止”有何区别？提示：阻碍不是阻止，阻碍只是延缓了磁通量的变化，但这种变化仍将继续进行。

楞次定律新课标要求〔一〕知识与技能1．掌握楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流方向。

2．培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力。

3．能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向4．掌握右手定那么，并理解右手定那么实际上为楞次定律的一种具体表现形式。

〔二〕过程与方法1．通过实践活动，观察得到的实验现象，再通过分析论证，归纳总结得出结论。

2．通过应用楞次定律判断感应电流的方向，培养学生应用物理规律解决实际问题的能力。

〔三〕情感、态度与价值观在本节课的学习中，同学们直接参与物理规律的发现过程，体验了一次自然规律发现过程中的乐趣和美的享受，并在头脑中进一步强化“实践是检验真理的唯一标准〞这一辩证唯物主义观点。

教学重点1．楞次定律的获得及理解。

2．应用楞次定律判断感应电流的方向。

3．利用右手定那么判断导体切割磁感线时感应电流的方向。

教学难点楞次定律的理解及实际应用。

教学方法发现法，讲练结合法教学用具：干电池、灵敏电流表、外标有明确绕向的大线圈、条形磁铁、导线。

教学过程〔一〕引入新课教师：［演示］按以下图将磁铁从线圈中插入和拔出，引导学生观察现象，提出：①为什么在线圈内有电流？②插入和拔出磁铁时，电流方向一样吗？为什么？③怎样才能判断感应电流的方向呢？本节我们就来学习感应电流方向的判断方法。

〔二〕进行新课1、楞次定律教师：让我们一起进行下面的实验。

〔利用CAI课件，屏幕上打出实验内容〕［实验目的］研究感应电流方向的判定规律。

［实验步骤］〔1〕按右图连接电路，闭合开关，记录下G中流入电流方向与电流表G中指针偏转方向的关系。

〔如电流从左接线柱流入，指针向右偏还是向左偏?〕〔2〕记下线圈绕向，将线圈和灵敏电流计构成通路。

〔3〕把条形磁铁N极〔或S极〕向下插入线圈中，并从线圈中拔出，每次记下电流表中指针偏转方向，然后根据步骤〔1〕结论，判定出感应电流方向，从而可确定感应电流的磁场方向。

根据实验结果，填表：磁铁运动情况N极下插N极上拔S极下插S极上拔磁铁产生磁场方向线圈磁通量变化感应电流磁场方向教师：N极向下插入线圈中，磁铁在线圈中产生的磁场方向如何?学生：磁铁在线圈中产生的磁场方向向下。

感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

5、实验验证：（1）学生首先根据得到的结论，初步分析当S 极向下时，插入螺线管或从螺线管中拔出，螺线管中的电流方向，并记录在表格中。

（2）学生动手分组实验。

c 、S 极向下，插入螺线管，并将实验数据记录在表格中。

d 、S 极向下，拔出螺线管，并将实验数据记录在表格中。

6、教师引导学生总结出楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

7、微观动画模拟：N 极插入、拨出及S 极插入、拨出时磁场间的"阻碍"作用，让学生根据动画理解阻碍的含义，来加深理解。

8、强调：阻碍的含义：1、谁起阻碍作用：要明确起阻碍作用的是“感应电流的磁场”2、阻碍什么：感应电流的磁场阻碍的是磁通量的变化3、怎样阻碍？4、阻碍不是阻止5、阻碍不总是相反9、教师讲授：将定律概括成“增之减之，减之增之”，以增强记忆。

10、随堂练习：下列说法中正确的是：A 、 感应电流的磁场方向总是和回路中原磁场方向相反B 、 感应电流的磁场总是阻止原磁通量C 、 感应电流的磁场方向有可能和原磁场方向相同，也可能和原磁场方向相反D 、 当闭合回路中原磁场的磁通量变化时，由于感应电流的阻碍作用，回路中总磁通量可能不变11、从另一角度理解楞次定律：学生在图4中标出每个螺线管的等效N 极和S 极。

根据标出的磁极方向总结规律：感应电流的磁场总是阻碍相对运动。

强调：楞次定律可以从两种不同的角度来理解：1、从磁通量变化的角度看：感应电流总要阻碍磁通量的变化。

2、从导体和磁体的相对运动的角度来看，感应电流总要阻碍相对运动。

12、巩固练习：如右图，矩形线框 abcd 的平面跟磁场垂直。

当线框的ab 边在da 、cb 边上向右滑动时，ab 边中产生的感应电流是什么方向的？（从b 到a ）让学生根据此题的求解过程——图5。

楞次定律重/难点重点：1．楞次定律的获得及理解。

2．应用楞次定律判断感应电流的方向。

3．利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。

难点：楞次定律的理解及实际应用。

重/难点分析重点分析：引导学生掌握楞次定律的内容，能运用楞次定律判断感应电流方向。

培养学生观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力。

使学生能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向。

掌握右手定则，并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。

难点分析：楞次定律解决的是感应电流的方向问题。

它关系到两个磁场：感应电流的磁场（新产生的磁场）和引起感应电流的磁场（原来就有的磁场）。

前者和后者的关系不是“同向”或“反向”的简单关系，而是前者“阻碍”后者“变化”的关系。

突破策略1．楞次定律感应电流总具有这样的方向，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。

2．对“阻碍”意义的理解：（1）阻碍原磁场的变化。

“阻碍”不是阻止，而是“延缓”，感应电流的磁场不会阻止原磁场的变化，只能使原磁场的变化被延缓或者说被迟滞了，原磁场的变化趋势不会改变，不会发生逆转。

（2）阻碍的是原磁场的变化，而不是原磁场本身，如果原磁场不变化，即使它再强，也不会产生感应电流。

（3）阻碍不是相反。

当原磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场同向，以阻碍其减小；当磁体远离导体运动时，导体运动将和磁体运动同向，以阻碍其相对运动。

（4）由于“阻碍”，为了维持原磁场的变化，必须有外力克服这一“阻碍”而做功，从而导致其它形式的能转化为电能。

因此楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应中的体现。

3．楞次定律的具体应用（1）从“阻碍磁通量变化”的角度来看，由磁通量计算式Φ=BS sinα可知，磁通量变化ΔΦ=Φ2-Φ1有多种形式，主要有：①S、α不变，B改变，这时ΔΦ=ΔB S sinα②B、α不变，S改变，这时ΔΦ=ΔS B sinα③B、S不变，α改变，这时ΔΦ=BS（sinα2-sinα1）当B、S、α中有两个或三个一起变化时，就要分别计算Φ1、Φ2，再求Φ2-Φ1了。