教科版 精品导学案:第1章 电磁感应4楞次定律 打印版
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学案4楞次定律[学习目标定位] 1.正确理解楞次定律的内容及其本质.2.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.3.能够熟练运用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向.1.安培定则(适用于直导线):用右手握住通电直导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致,那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向.2.安培定则(适用于环形电流及通电螺线管):用右手握住导线,让弯曲的四指所指的方向跟环形电流的方向一致,那么伸直的大拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向.一、右手定则将右手手掌伸平,使大姆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.二、楞次定律1.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要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.2.利用楞次定律判断感应电动势和感应电流方向的方法步骤:(1)分辨引起电磁感应的原磁场B0的方向.(2)确定B0通过闭合回路磁通量的增减.(3)根据楞次定律,确定感应电流的磁场B′方向.(4)用安培定则判断能够形成上述磁场B′的感应电流的方向.一、右手定则[问题设计]如图1所示的电路中,G为电流计(已知电流由左接线柱流入,指针向左偏,由右接线柱流入,指针向右偏),当ab在磁场中切割磁感线运动时,指针的偏转情况如下表图1导体棒ab的运动指针偏转方向回路中电流方向向右向左顺时针分析磁场方向、导体切割磁感线运动方向和感应电流方向之间的关系并总结规律. 答案 磁场方向、导体切割磁感线运动方向和感应电流方向之间的关系满足右手定则. [要点提炼]1.右手定则: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.(注意等效电源的正、负极)2.适用条件:只适用于导体在磁场中做切割磁感线运动的情况.3.当切割磁感线时四指的指向就是感应电流的方向,即感应电动势的方向(注意等效电源的正负极). 二、楞次定律 [问题设计]根据如图2甲、乙、丙、丁所示进行电路图连接与实验操作,并填好实验现象记录表格.(1)请根据上表所填内容分析,感应电流的磁场方向是否总是与原磁场方向相反或相同?什么时候相反?什么时候相同?感应电流的磁场对原磁场磁通量变化有何影响?答案 不一定,有时相反,有时相同;闭合回路中原磁场的磁通量增加时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反;闭合回路中原磁场的磁通量减少时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同;感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化.(2)分析当磁铁靠近或远离线圈时两者的相互作用有什么规律?答案当条形磁铁插入时,磁铁与线圈的磁极是同名磁极相对;当条形磁铁拔出时,磁铁与线圈的磁极是异名磁极相对.即:两者靠近时,相互排斥;两者远离时,相互吸引.感应电流总要阻碍原磁场的相对运动.[要点提炼]1.楞次定律: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.楞次定律中“阻碍”的含义:(1)谁起阻碍作用——感应电流的磁场.(2)阻碍什么——阻碍的是穿过回路的磁通量的变化,而不是磁通量本身.(3)如何阻碍——当原磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,“阻碍”不是感应电流的磁场与原磁场的方向相反,而是“增反减同”.(4)阻碍效果——阻碍并不是阻止,结果是增加的还增加,减少的还减少,只是延缓了原磁场的磁通量的变化.3.(1)楞次定律是普遍适用的.既可判断因磁场变化在闭合电路中产生的感应电流的方向,又可判断在磁场中运动的一段导体中产生的感应电流的方向.(2)右手定则只能判断在磁场中运动的一段导体中产生的感应电流的方向.三、楞次定律的应用[问题设计]在长直通电导线附近有一闭合线圈abcd,如图3所示.当直导线中的电流强度I逐渐减小时,试判断线圈中感应电流的方向.图3请从解答此题的实践中,总结出用楞次定律判定感应电流方向的具体思路.答案线圈abcd中感应电流方向为顺时针.若要判定感应电流方向,需先弄清楚感应电流的磁场方向.根据楞次定律“阻碍”的含义,则要先明确原磁场的方向及其磁通量的变化情况.[要点提炼]应用楞次定律判断感应电流方向的步骤:(1)明确研究对象是哪一个闭合电路.(2)明确原磁场的方向.(3)判断闭合回路内原磁场的磁通量是增加还是减少.(4)由楞次定律判断感应电流的磁场方向.(5)由安培定则判断感应电流的方向.一、右手定则的应用例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ab上的感应电流方向为a→b的是()解析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中电流沿a→d→c→b→a方向,D中电流方向为b→a.故选A.答案 A二、对楞次定律的理解例2关于楞次定律,下列说法中正确的是()A.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强B.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱C.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化D.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化解析楞次定律的内容:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,故选D.答案 D三、楞次定律的应用例3如图4所示,一平面线圈用细杆悬于P点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时,顺着磁场方向看去,线圈中感应电流的方向分别为()图4A.逆时针方向,逆时针方向B.逆时针方向,顺时针方向C.顺时针方向,顺时针方向D.顺时针方向,逆时针方向解析线圈在位置Ⅰ时,磁通量方向水平向右且在增加.根据楞次定律知,感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,所以感应电流的磁场方向应水平向左.根据安培定则知,顺着磁场方向看去,线圈中的感应电流方向为逆时针方向.当线圈第一次通过位置Ⅱ时,穿过线圈的磁通量方向水平向右且在减小.根据楞次定律,感应电流的磁场方向水平向右.再根据安培定则,顺着磁场方向看去,线圈中感应电流的方向应为顺时针方向.答案 B针对训练如图5所示,闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中,将它从匀强磁场中匀速拉出,以下各种说法中正确的是()图5A.向左和向右拉出时,环中感应电流方向相反B.向左和向右拉出时,环中感应电流方向都是沿顺时针方向C.向左和向右拉出时,环中感应电流方向都是沿逆时针方向D.将圆环拉出磁场的过程中,当环全部处在磁场中运动时,也有感应电流产生答案 B解析圆环中感应电流的方向,取决于圆环中磁通量的变化情况,向左或向右将圆环拉出磁场的过程中,圆环中垂直纸面向里的磁感线的条数都要减少,根据楞次定律可知,感应电流产生的磁场的方向与原磁场方向相同,即都垂直纸面向里,应用安培定则可以判断出感应电流的方向沿顺时针方向.圆环全部处在磁场中运动时,虽然导线做切割磁感线运动,但环中磁通量不变,只有圆环离开磁场,环的一部分在磁场中,另一部分在磁场外时,环中磁通量才发生变化,环中才有感应电流.B选项正确.1.(对楞次定律的理解)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,阻碍原磁场的变化答案 A解析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;感应电流的磁场当原磁场增强时跟原磁场反向,当原磁场减弱时跟原磁场同向,选项D错误.2.(楞次定律的应用)如图6所示,通电直导线L和平行直导线放置的闭合导体框abcd,当通电导线L运动时,以下说法正确的是()图6A.当导线L向左平移时,导体框abcd中感应电流的方向为abcdaB.当导线L向左平移时,导体框abcd中感应电流的方向为adcbaC.当导线L向右平移时(未到达ad),导体框abcd中感应电流的方向为abcdaD.当导线L向右平移时(未到达ad),导体框abcd中感应电流的方向为adcba答案AD解析当导线L向左平移时,闭合导体框abcd中磁场减弱,磁通量减少,abcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍磁通量的减少,由于导线L在abcd中磁场方向垂直纸面向里,所以abcd中感应电流的磁场方向应为垂直纸面向里,由安培定则可知感应电流的方向为abcda,选项A正确;当导线L向右平移时,闭合电路abcd中磁场增强,磁通量增加,abcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍原磁通量的增加,可知感应电流的磁场为垂直纸面向外,再由安培定则可知感应电流的方向为adcba,选项D正确.3.(楞次定律的应用)如图7所示,在水平面上有一个闭合的线圈,将一根条形磁铁从线圈的上方插入线圈中,在磁铁进入线圈的过程中,线圈中会产生感应电流,磁铁会受到线圈中电流的作用力,若从线圈上方俯视,关于感应电流和作用力的方向,以下判断正确的是()图7A.若磁铁的N极向下插入,线圈中产生顺时针方向的感应电流B.若磁铁的S极向下插入,线圈中产生顺时针方向的感应电流C.无论N极向下插入还是S极向下插入,磁铁都受到向下的引力D.无论N极向下插入还是S极向下插入,磁铁都受到向上的斥力答案BD解析若磁铁的N极向下插入,穿过线圈的磁通量增加,磁场方向向下,根据楞次定律可知,感应磁场方向向上,由右手螺旋定则知,线圈中产生逆时针方向的感应电流,故A错误;若磁铁的S极向下插入,穿过线圈的磁通量增加,磁场方向向上,根据楞次定律可知,感应磁场方向向下,由右手螺旋定则知,线圈中产生顺时针方向的感应电流,故B正确;通电线圈的磁场与条形磁铁相似,根据安培定则判断可知,当N极向下插入时,线圈上端相当于N极,当S极向下插入时,线圈上端相当于S极,存在斥力,故C错误,D正确.导体与磁体的作用力也可以根据楞次定律的另一种表述判断:感应电流的磁场总要阻碍导体与磁体间的相对运动,无论N极向下插入还是S极向下插入,磁体与线圈的相对位置都在减小,故磁体与线圈之间存在斥力.故C错误,D正确.所以选B、D.4.(右手定则的应用)如图8 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.现在将垂直于导轨放置一根导体棒MN,用一水平向右的力F拉动导体棒MN,以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是()图8A.感应电流方向是N→MB.感应电流方向是M→NC.安培力水平向左D.安培力水平向右答案AC解析由右手定则知,MN中感应电流方向是N→M,再由左手定则可知,MN所受安培力方向垂直导体棒水平向左,C正确,故选A、C.题组一对楞次定律的理解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答案 C解析由楞次定律可知,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,则感应电流的磁场就与它相反,来消弱它的增大,如果原磁场中的磁通量是减小的,则感应电流的磁场就与它相同,来阻碍它的减小,故A、B、D错误.2.根据楞次定律可知,感应电流的磁场一定是()A.与引起感应电流的磁场反向B.阻止引起感应电流的磁通量变化C.阻碍引起感应电流的磁通量变化D.使电路磁通量为零答案 C解析由楞次定律可知,感应电流的磁场总是阻碍引起它的原磁通量的变化.具体来说就是“增反减同”.因此C正确.题组二楞次定律的应用3.矩形导线框abcd与长直导线MN放在同一水平面上,ab边与MN平行,导线MN中通入如图1所示的电流,当MN中的电流增大时,下列说法正确的是()图1A.导线框abcd中没有感应电流B.导线框abcd中有顺时针方向的感应电流C.导线框所受的安培力的合力方向水平向左D.导线框所受的安培力的合力方向水平向右答案 D解析直导线中通有向上均匀增大的电流,根据安培定则知,通过线框的磁场方向垂直纸面向里,且均匀增大,根据楞次定律知感应电流的方向为逆时针方向.故A、B错误.根据左手定则知,ab边所受安培力方向水平向右,cd边所受安培力方向水平向左,离导线越近,磁感应强度越大,所以ab边所受的安培力大于cd边所受的安培力,则线框所受安培力的合力方向水平向右,故C错误,D正确.故选D.4.如图2所示,AOC是光滑的金属轨道,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,PQ是一根金属直杆立在轨道上,直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动,运动过程中Q端始终在OC上,空间存在着垂直纸面向外的匀强磁场,则在PQ杆滑动的过程中,下列判断正确的是()图2A.感应电流的方向始终是P→QB.感应电流的方向先是由P→Q,后是由Q→PC.PQ受磁场力的方向垂直于杆向左D.PQ受磁场力的方向先垂直于杆向右,后垂直于杆向左答案 B解析在PQ杆滑动的过程中,杆与导轨所围成的三角形面积先增大后减小,三角形POQ内的磁通量先增大后减小,由楞次定律可判断B项对,A项错.再由PQ中电流方向及左手定则可判断C、D项错误,故选B.5.如图3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()图3A.始终有感应电流自a向b流过电流表GB.始终有感应电流自b向a流过电流表GC.先有a→G→b方向的感应电流,后有b→G→a方向的感应电流D.将不会产生感应电流答案 C解析当条形磁铁进入螺线管时,闭合线圈中的磁通量增加,当条形磁铁穿出螺线管时,闭合线圈中的磁通量减少,由楞次定律可知C正确.6.如图4所示,金属环所在区域存在着匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.当磁感应强度逐渐增大时,内、外金属环中感应电流的方向为()图4A.外环顺时针,内环逆时针B.外环逆时针,内环顺时针C.内、外环均为逆时针D.内、外环均为顺时针答案 B解析首先明确研究的回路由外环和内环共同组成,回路中包围的磁场方向垂直纸面向里且内、外环之间的磁通量增加.由楞次定律可知两环之间的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,垂直于纸面向外,再由安培定则判断出感应电流的方向是:外环沿逆时针方向,内环沿顺时针方向,故选项B正确.7.如图5所示,一对大磁极,中间处可视为匀强磁场,上、下边缘处为非匀强磁场,一矩形导线框abcd保持水平,从两磁极间中心上方某处开始下落,并穿过磁场,则()图5A.线框中有感应电流,方向是先a→b→c→d→a后d→c→b→a→dB.线框中有感应电流,方向是先d→c→b→a→d后a→b→c→d→aC.受磁场的作用,线框要发生转动D.线框中始终没有感应电流答案 D解析由于线框从两极间中心上方某处开始下落,根据对称性知,下落过程中穿过线框abcd的磁通量始终是零,没有变化,所以始终没有感应电流,因此不会受磁场的作用.故选项D正确.8.如图6所示,金属线框与直导线AB在同一平面内,直导线中通有电流I,将线框由位置1拉至位置2的过程中,线框的感应电流的方向是()图6A.先顺时针,后逆时针,再顺时针B.始终顺时针C.先逆时针,后顺时针,再逆时针D.始终逆时针答案 C解析在靠近直导线直到处于中间位置的过程中,磁通量先增大后减小,原磁场方向垂直纸面向里,感应电流的磁场方向应先垂直纸面向外后垂直纸面向里,由右手螺旋定则可判断电流方向为先逆时针后顺时针,同理当处于中间位置到线框全穿过直导线的过程中,感应电流方向为顺时针,当远离导线的过程中,感应电流方向为逆时针,故选C.9.如图7所示,在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线,导线中通有自东向西稳定、强大的直流电流.现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏的检流计,图中未画出)检测此通电直导线的位置,若不考虑地磁场的影响,在检测线圈位于水平面内,从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处的过程中,俯视检测线圈,其中的感应电流的方向是()图7A.先顺时针后逆时针B.先逆时针后顺时针C.先逆时针后顺时针,然后再逆时针D.先顺时针后逆时针,然后再顺时针答案 C解析根据通电直导线周围磁感线的特点,检测线圈由远处移至直导线正上方时,穿过线圈的磁场有向下的分量,磁通量先增加后减小,由楞次定律和安培定则知,线圈中的电流方向先逆时针后顺时针.当检测线圈由直导线正上方移至远处时,穿过线圈的磁场有向上的分量,磁通量先增加后减小,由楞次定律和安培定则知,线圈中的电流方向先顺时针后逆时针,所以C正确.题组三右手定则的应用10.如图8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()11 图8A .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答案 D解析 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.11.如图9所示,导线框abcd 与通电直导线在同一平面内,直导线通有恒定电流并通过ad 和bc 的中点,当线框向右运动的瞬间,则()图9A .线框中有感应电流,且按顺时针方向B .线框中有感应电流,且按逆时针方向C .线框中有感应电流,但方向难以判断D .由于穿过线框的磁通量为零,所以线框中没有感应电流答案 B解析 此题可用两种方法求解,借此感受分别在哪种情况下应用右手定则和楞次定律更便捷.方法一:首先由安培定则判断通电直导线周围的磁场方向(如图所示),因ab 导线向右做切割磁感线运动,由右手定则判断感应电流方向由a →b ,同理可判断cd 导线中的感应电流方向由c →d ,ad 、bc 两边不做切割磁感线运动,所以整个线框中的感应电流是沿逆时针方向的.方法二:首先由安培定则判断通电直导线周围的磁场方向(如图所示),由对称性可知合磁通量Φ=0;其次当导线框向右运动时,穿过线框的磁通量增大(方向垂直纸面向里),由楞次定律可知感应电流的磁场方向应垂直纸面向外,最后由安培定则判断感应电流方向沿逆时针,故B 选项正确.。
楞次定律一、教材分析:本节课教学内容是教科版教材,高中物理选修3-2第一章第四节“楞次定律”。
楞次定律是电磁感应规律的重要组成部分,它与法拉第电磁感应定律一样也是本章的一个教学重点,是分析和处理电磁感应现象问题的两个重要支柱之一。
由于此定律所牵涉的物理量和物理规律较多,只有对原磁场方向、原磁通量变化情况、感应电流的磁场方向、以及会用安培定则进行正确的判定,才能得到正确的感应电流的方向。
同时,学生还必须能正确运用安培定则,左手定则,安培定则解决问题,所以这部分内容也是电磁感应部分的一个难点。
二、教学重难点:教学重点:理解感应电流的方向与引起感应电流的磁通量变化之间的关系。
教学难点:根据教学目标,进行实验设计与操作。
三、学情分析:学生已经掌握了磁通量的概念,并会分析磁通量的变化。
已经知道了条形磁铁的磁感线的分布。
学生已经利用(条形磁铁、电流计、线圈等)实验器材研究感应电流产生的条件。
四、教学目标:1.知识与技能(1)会表述感应电流的方向与引起感应电流的磁通量的变化之间的关系。
(2)会用自己的语言组织表述“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”中的“阻碍”的意义。
(3)会用楞次定律判断电磁感应现象中感应电流的方向。
2.过程与方法(1)通过探究过程体会提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、分析论证、验证等科学探究要素。
(2)通过楞次定律的学习过程,了解物理学的研究方法,认识物理实验在物理学发展过程中的作用。
(3)通过实验探究,学会用实验探究的方法研究物理问题。
3.情感态度与价值观(1)通过楞次对法拉第研究成果的关注到发现感应电流方向的规律的介绍,让学生发展对科学的好奇心与求知欲,能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
(2)通过实验学会与他人主动交流合作,培养团队精神。
五、设计思路:本节作为一堂物理规律课的教学,重点在于指导学生思考问题的方法和利用实验研究物理规律的手段,为此本课采用学生分组随堂实验探究的操作模式,学生在老师的启发和帮助下通过自己实验操作来发现、解决问题,获取新知识。
4 楞次定律[学习目标] 1.正确理解楞次定律的内容及其本质.2.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.3.能够熟练运用楞次定律和右手定那么判断感应电流的方向.一、右手定那么将右手手掌伸平,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.二、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要阻碍引起感应电流的磁通量的变化. [即学即用]1.判断以下说法的正误.(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)感应电流的磁场可能与引起感应电流的磁场方向一样.( √)(3)感应电流的磁场总是阻止引起感应电流的磁通量的变化.( ×)2.如图1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RMN,MN向右运动时,MN中的电流方向为________,MN向左运动时,MN中的电流方向为________.(填“M→N〞或“N→M〞)图1答案N→M M→N一、右手定那么[导学探究] 如图2所示的电路中,G为电流计(电流由左接线柱流入,指针向左偏,由右接线柱流入,指针向右偏),当ab在磁场中切割磁感线运动时,指针的偏转情况如下表,根据指针的偏转情况,判断电流方向.图2导体棒ab的运动指针偏转方向回路中电流方向(俯视)ab段中电流方向向右向左________从b向a向左向右________从a向b答案顺时针逆时针[知识深化] 右手定那么的理解(1)适用范围:闭合电路的局部导体切割磁感线产生感应电流方向的判断.(2)右手定那么反映了磁场方向、导体运动方向和电流方向三者之间的相互垂直关系.①大拇指所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,切割磁感线的那局部导体相当于电源.例1以下图中表示闭合电路中的一局部导体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( )答案 A解析在导体ab上,A中电流方向为a→b,B中电流方向为b→a,C中电流方向为b→a,D 中电流方向为b→a,应选A.二、楞次定律[导学探究] 根据如图3甲、乙、丙、丁所示进展实验操作,并填好实验现象.图3甲乙丙丁条形磁铁运动的情况N极向下插入线圈S极向下插入线圈N极向上拔出线圈S极向上拔出线圈原磁场方向(“向上〞或“向下〞)____________________ 穿过线圈的磁通量变化情况(“增加〞或“减少〞)________________ 感应电流的方向(在螺线管上方俯视)逆时针顺时针顺时针逆时针感应电流的磁场方向(“向上〞或“向下〞)________________ 原磁场与感应电流磁场的方向关系________________请根据上表所填内容理解:甲、乙两种情况下,磁通量都________,感应电流的磁场方向与原磁场方向________;丙、丁两种情况下,磁通量都________,感应电流的磁场方向与原磁场方向________.答案向下向上向下向上增加增加减少减少向上向下向下向上相反相反一样一样增加相反减少一样[知识深化] 楞次定律中“阻碍〞的含义(1)“阻碍〞的理解①谁阻碍——感应电流产生的磁场.②阻碍谁——阻碍引起感应电流的磁通量的变化.③如何阻碍——当原磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向一样.④阻碍效果——阻碍并不是阻止,结果增加的还是增加,减少的还是减少.(2)“阻碍〞的表现形式①从磁通量变化的角度看,感应电流的效果是阻碍磁通量的变化.②从相对运动的角度看,感应电流的效果是阻碍相对运动.例2关于楞次定律,以下说法正确的选项是 ( )B.闭合电路的一局部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,阻碍原磁场的变化答案 A解析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;闭合电路的一局部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;当原磁通量增加时感应电流的磁场跟原磁场反向,当原磁通量减少时感应电流的磁场跟原磁场同向,选项D错误.三、楞次定律的应用楞次定律应用四步曲(1)确定原磁场方向;(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——用右手螺旋定那么判断感应电流的方向.例3(多项选择)如图4所示,闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在有界匀强磁场中,将它从匀强磁场中匀速拉出,以下各种说法中正确的选项是( )图4A.向左拉出和向右拉出时,环中的感应电流方向相反B.向左或向右拉出时,环中感应电流方向都是沿顺时针方向的C.向左或向右拉出时,环中感应电流方向都是沿逆时针方向的D.将圆环左右拉动,当环全部处在磁场中运动时,圆环中无感应电流答案BD解析将金属圆环不管从哪边拉出磁场,穿过闭合圆环的磁通量都要减少,根据楞次定律可知,感应电流的磁场要阻碍原磁通量的减少,感应电流的磁场方向与原磁场方向一样,应用右手螺旋定那么可以判断出感应电流的方向是顺时针方向的,选项B正确,A、C错误;当圆环全部处在磁场中运动时,穿过圆环的磁通量没有改变,该种情况无感应电流,D正确.例4矩形导线框abcd与长直导线MN放在同一水平面上,ab边与MN平行,导线MN中通入如图5所示的电流,当MN中的电流增大时,以下说法正确的选项是( )图5abcd中没有感应电流abcd中有顺时针方向的感应电流答案 D解析直导线中通有向上且增大的电流,根据安培定那么知,通过线框的磁场方向垂直纸面向里,且增大,根据楞次定律知感应电流的方向为逆时针方向,故A、B错误;根据左手定那么知,ab边所受安培力方向水平向右,cd边所受安培力方向水平向左,离导线越近,磁感应强度越大,所以ab边所受的安培力大于cd边所受的安培力,那么线框所受安培力的合力方向水平向右,故C错误,D正确.1.(楞次定律的理解)根据楞次定律知,感应电流的磁场一定是( )答案 C解析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,应选C.2.(楞次定律的应用)某磁场磁感线如图6所示,有一铜线圈自图中A处落至B处,在下落过程中,自上向下看,线圈中的感应电流方向是( )图6答案 C解析自A处落至题图虚线所示位置的过程中,穿过线圈的磁通量增加,由楞次定律知线圈中感应电流方向为顺时针,从题图虚线所示位置落至B处的过程中,穿过线圈的磁通量减少,由楞次定律知,线圈中感应电流方向为逆时针,C项正确.3.(楞次定律的应用)磁铁在线圈中心上方开场运动时,线圈中产生如图7所示方向的感应电流,那么磁铁( )图7A.向上运动C.向左运动答案 B4.(右手定那么的应用)(多项选择)闭合电路的一局部导体在磁场中做切割磁感线运动,如下图,能正确表示磁感应强度B的方向、导体运动速度方向与产生的感应电流方向间关系的是( )答案BC解析图A中导体不切割磁感线,导体中无电流;由右手定那么可以判断B、C正确;D图中感应电流方向应垂直纸面向外.。
楞次定律—感应电流的方向教学目标一、知识与技能1.理解楞次定律的内容及实质。
2.能运用楞次定律判断感应电流的方向,解答有关问题。
二、过程与方法1.体验楞次定律实验探究过程。
2.培养学生对物理现象的观察的能力和对实验数据的分析、归纳、概括、表述的能力。
三、情感态度与价值观1.感受科学家对规律的研究过程,学习他们对工作严肃认真不怕困难的科学态度。
2.学会欣赏楞次定律的简洁美。
教学重点引导学生分析实验数据,发现以感应电流的磁场作为“中介”来确定感应电流的方向。
2.理解楞次定律的内容及实质。
教学难点1.引导学生分析实验数据,发现以感应电流的磁场作为“中介”来确定感应电流的方向。
2.理解楞次定律的内容及实质。
教学方法实验探究法、控制变量法、利用“中介”研究或表述问题的方法、比较总结法、分组学习法。
教学器材1.教师实验:铁球、条形磁铁、电池、灵敏电流计、原线圈、楞次定律演示仪等。
2.学生实验:灵敏电流计、原线圈、条形磁铁、电池、导线等。
3.教学课件。
教学过程复习,引入课题1.感应电动势的大小2.导体运动产生感应电动势的大小3.感应电流的条件4.安培定则实验探究感应电流的方向1.为什么电路中有电流?2.插入和拔出磁铁时线圈中的电流方向相同吗?3.如何判定感应电流的方向?试触法确定电流方向同电流计指针偏转方向的关系。
实验步骤:1.灵敏电流计指针偏转与电流的方向的关系。
2.根据磁通量的变化分成磁通量的增加和磁通量的减少两大类进行实验。
3.分组实验、记录结果。
4.教师引领学生填写表格。
实验一N极插入和N极抽出。
实验二S极插入和S极插入。
操作原磁场B0向下的方向线圈中磁通量的变增大化感应电流向上的磁场B方向B、B0的方相反向关系老师演示第一组数据的得出,学生自己实验得出后三组数据,找学生填上实验归纳概括总结那些情况两种磁场方向相同,那些情况相反,那些情况相同。
引导学生得出楞次定律楞次定律1.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。
楞次定律一、教材分析1.教材的地位与作用:《楞次定律》选自教科版版高中物理选修3-2,第四章第三节的内容。
电磁感应这一章是联系电场与磁场的纽带,而楞次定律作为判断感应电流方向的重要方法在本章乃至整个高中物理中都具有重要的意义。
2.教学三维目标(1)知识与技能a.通过演示实验,观察、分析、总结出楞次定律。
b.能应用楞次定律来判断感应电流的方向。
c.会用楞次定律判断电磁感应现象中感应电流的方向。
(2)过程与方法a.通过实验教学,进一步培养学生观察实验,分析、归纳、总结规律的能力。
b.通过从猜测探究方法实验操作等一系列探索过程,培养学生获取知识,发展思维的能力;(3)情感态度与价值观a.培养学生注重实验和通过表象探究本质的精神。
b.使学生空间想象,分析思维,观察实验能力都得到较好的发展。
c.通过实验学会与他人主动交流合作,培养团队精神。
二、教学重难点重点:实验探究楞次定律的主要内容;运用楞次定律解决具体问题。
难点:理解楞次定律中“阻碍”的含义。
三、学情分析学生通过对前面内容的学习已经掌握了感应电流的产生条件,也会用右手螺旋定则判断电流的方向,为本节课学习楞次定律做好铺垫。
然而高二学生大部分对三维空间还不能熟练掌握。
学生的实验、思考、归纳、总结的综合能力不强。
四、教学方法教法:以实验法为主,讲授法和讨论法为辅。
主要采用实验探究法得出楞次定律;重点内容和难点知识,由教师以讲授的形式呈现给学生;在教师指导下由学生的分组讨论,得出结论,培养学生的语言交流能力和分析能力。
学法:本课创设了有趣的物理实验,反复思考物理现象的原因和结果,有助于培养学生的实验观察能力和知识的迁移能力。
通过对现象的讨论、分析、比较、总结出物理规律的过程,有助于学生分析能力和综合能力的培养。
总之让学生会观察,会实验,会探究,会应用。
五、教学过程(一)新课导入师:通过对电磁感应定律的学习,我们知道当闭合回路中的磁通量发生变化时便会有感应电流产生。
第一章 直流电路 第四节 楞次定律导学案【学习目标】1.熟练运用楞次定律判断感应电流的方向.2.理解楞次定律与能的转化和守恒定律的一致性.3.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.4.激情投入,通过实验探究,培养学生对实验现象分析论证、归纳总结得出结论的能力。
【重难点】 通过探究实验总结楞次定律以及利用右手定则和楞次定律判断感应电流的方向是本节的重点。
【课前预习案】【使用说明】1、同学们要先通读教材,然后依据课前预习案再研究教材;通过梳理掌握:楞次定律的内容,能运用楞次定律判断感应电流方向,并能理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。
2、勾划课本并写上提示语.标注序号;完成学案,熟记基础知识,用红笔标注疑问。
(一)教材回忆 一、右手定则1、右手定定则内容:2、适用范围:3、什么情况下用左手定则或右手定则?二、楞次定律 1.实验探究实线箭头表示原磁场方向,虚线箭头表示感应电流磁场方向.分析: (甲)图:(乙)图:(丙)图:(丁)图:通过上述实验,认识到:凡是由磁通量的增加引起的感应电流,它所激发的磁场一定阻碍原来磁通量的增加;凡是由磁通量的减少引起的感应电流,它所激发的磁场一定阻碍原来磁通量的减少.在两种情况中,感应电流的磁场都阻碍了原磁通量的变化.2、实验结论:楞次定律--三、楞次定律的应用1.正确理解楞次定律中的“阻碍”的含义 (1)谁阻碍谁? (2)阻碍什么? (3)如何阻碍? (4)结果如何?2、应用楞次定律判定感应电流的步骤(二)预习自测1.如图是验证楞次定律实验的示意图,竖直放置的线圈固定不动,将磁铁从线圈上方插入或从线圈中拔出,线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流.下列各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况,其中表示正确的是 ( )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3.如图所示,闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中,将它从匀强磁场中匀速拉出,以下说法中正确的是( )A .向左拉出和向右拉出时,环中的感应电流方向相反B .向左或向右拉出时,环中的感应电流方向都是沿顺时针方向C .向左或向右拉出时,环中的感应电流方向都是沿逆时针方向D .环穿出磁场之前,就已经有了电流4、根据楞次定律知感应电流的磁场一定是:( )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 5、在赤道上空,一根沿东西方向的水平导线自由落下,则导线上各点的电势是:( ) A 、东端高; B 、西端高; C 、中点高; D 、各点电势一样高。
§1-4楞次定律(学案)§1-4 楞次定律(学案)学习目标:1.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.2.理解并掌握楞次定律的内容.3.能够熟练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. 重点难点:1.引导学生对演示实验进行观察、分析、归纳、总结得出楞次定律.2.对楞次定律内容的理解.3.应用楞次定律判断感应电流的方向.课前自主学案:一、右手定则1.内容:将右手手掌_______,使大拇指与其余并拢的四指______,并与手掌在__________内,让磁感线从________穿入,大拇指指向导体运动方向,这时四指的指向就是__________的方向,也就是感应电动势的方向.2.适用范围:闭合电路的一部分导体在磁场中做____________的运动.思考感悟1.应用右手定则判断感应电流方向时,四指所指的方向是高电势端还是低电势端?二、楞次定律1.实验探究如图所示,将条形磁铁插入、拔出螺线管时,观察电流计指针偏转的方向,并把结果与分析填入下当线圈内磁通量增加时,感应电流的磁场_______磁通量的增加;当线圈内磁通量减少时,感应电流的磁场______磁通量的减少.说明:实验前应首先查明线圈中电流的流向与电流表指针偏转方向之间的关系.4.楞次定律1834年,物理学家楞次归纳出以下结论:感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总是要______引起感应电流的磁通量的______. 利用楞次定律判断感应电动势和感应电流方向的方法归纳为4个步骤:(1)分辨引起电磁感应的___________的方向.操作 S 极插入 S 极拔出 N 极插入 N 极拔出原磁场B 0方向 向上 向下 向下原磁场通过螺线管磁通量的增减增加 减少 增加 减少 电流计指针偏转方向顺时针(俯视) 逆时针(俯视) 逆时针(俯视) 顺时针(俯视) 螺线管绕向,感应电流方向图示感应电流的磁场B ′的方向向下 向上 向上 向下(2)确定B0通过闭合回路磁通量的_______.(3)根据楞次定律,确定_____________________方向.(4)用安培定则判断___________的方向.2.感应电流的磁场总是与原磁场方向相同吗?核心要点突破:一、对楞次定律的理解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.谁阻碍谁是感应电流的磁通量阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化阻碍什么阻碍的是磁通量的变化,而不是阻碍磁通量本身如何阻碍当磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反;当磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同,即“增反减同”结果如何阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化快慢,这种变化将继续进行果不是“阻碍”,将违背能量守恒,可以得出总能量同时增加的错误结论.3.楞次定律含义的推广(1)若由于相对运动导致电磁感应现象,则感应电流的效果阻碍该相对运动,简称口诀:“来拒去留”.(2)若电磁感应致使回路的面积有收缩或扩张的趋势,则收缩或扩张是为了阻碍回路磁通量的变化,即磁通量增大时,面积有收缩趋势,磁通量减少时,面积有增大趋势,简称口诀:“增缩减扩”.特别提醒:判断回路面积的变化趋势时,若穿过闭合回路的磁感线皆朝同一方向,既可由一般步骤判断,也可根据楞次定律的推广含义判断,若闭合回路所围面积内存在两个方向的磁场,则不宜采用楞次定律的推广含义判断、应根据一般步骤判即时应用1. 如图所示,闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N极朝下.当磁铁向下运)()A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互吸引B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互排斥C.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互吸引D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互排斥楞次定律右手定则区别研究对象整个闭合回路闭合回路的一部分,即做切割磁感线运动的导体适用范围各种电磁感应现象只适用于导体在磁场中做切割磁感线运动的情况应用用于磁感应强度B随时间变化而产生的电磁感应现象较方便用于导体切割磁感线产生电磁感应的现象较方便联系右手定则是楞次定律的特例特别提醒:(1)楞次定律判断的电流方向也是电路中感应电动势的方向,右手定则判断的电流方向也是做切割磁感线运动的导体上感应电动势的方向.若电路是开路,可假设电路闭合,应用楞次定律或右手定则确定电路中假想电流的方向即为感应电动势的方向.(2)在分析电磁感应现象中电势高低时,一定要明确产生感应电动势的那部分电路就是电源.在电源即时应用2.如图所示,一个有界匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面向abcd,沿纸面方向由左侧位置运动到右侧位置,则()A.进入过程中感应电流方向为abcda,出磁场过程感应电流方向为adcbaB.进入过程中感应电流方向为adcba,出磁场过程感应电流方向为abcdaC.进入过程中安培力方向为向左,出磁场过程安培力方向为向右D.进入过程中安培力方向为向左,出磁场过程安培力方向为向左课堂互动讲练:类型一、利用楞次定律判定电流方向例题1如图所示,一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合线圈,则电路中()a向b流过电流表GB.始终有感应电流自b向a流过电流表GC.先有自a向b的感应电流,后有自b向a的感应电流流过电流表GD.不会产生感应电流【方法总结】该题是楞次定律的简单应用,应用楞次定律时,应依次确定以下几个物理量,即:引起感应电流的磁场→引起感应电流的磁通量的变化→感应电流的磁场方向→感应电流的方向.类型二、利用楞次定律判断导体的运动情况例题2如图所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是( )A.向右运动B.向左运动C.静止不动D.不能判定【精讲精析】法一:阻碍相对运动法.法二:电流元受力分析法.法三:等效法.【方法总结】本例列出了判断感应电流受力及其运动方向的方法,并进一步从多个角度深刻理解楞次定律中阻碍的含义,虽然方法不同,但本质都是楞次定律,只有领会其精髓,才能运用它进行变式训练1如图所示,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,一条形磁铁从高处下落接近回路时()A.P、Q将相互靠拢B.P、Q将相互远离C.磁铁的加速度仍为gD.磁铁的加速度小于g类型三、楞次定律、右手定则、左手定则的综合应用:例题3如图所示装置中,L1、L2为闭合铁芯,cd杆原来静止.当ab杆做如下哪些运动时,cd杆将()A.向右匀速运动B.向右加速运动C.向左加速运动D.向左减速运动【方法总结】对于“二级感应”问题,可参考如下规律:ab棒向右匀加速、向左匀减速运动,cd中电流方向相同;ab棒向右匀减速、向左匀加速运动,cd中电流方向相同.但这两种情况中cd电流变式训练2如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ在外力作用下运动时,MN在磁场力作用下向右运动,则PQ所做的运动可能是( )A.向右加速运动B.向左加速运动C.向右减速运动 D.向左减速运动课后练习:1.关于对楞次定律的理解,下面说法中正确的是( )A.感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量的变化B.感应电流的磁场方向,总是跟原磁场方向相同C.感应电流的磁场方向,总是跟原磁场方向相反D.感应电流的磁场方向可以跟原磁场方向相同,也可以相反2.一根沿东西方向的水平导线,在赤道上空自由落下过程中,导线上各点的电势( )A.东端最高B.西端最高 C.中点最高 D.各点一样高3.如图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,其中能产生由a到b 的感应电流的是( )4.如图所示,一水平放置的矩形闭合线框abcd在细长磁铁的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ,这个过程中线圈感应电流( )A.沿abcd流动 B.沿dcba流动C.先沿abcd流动,后沿dcba流动 D.先沿dcba流动,后沿abcd流动5.如图所示,用细线悬挂一个很轻的铝环,铝环可以自由摆动.甲、乙两图的不同在于甲图中的铝环是完整闭合的,乙图中的铝环下端沿直径方向裂开了一个狭缝,不闭合.下列实验现象中正确的是( )A.甲图中当磁铁向铝环靠近时,铝环后退B.乙图中当磁铁向铝环靠近时,铝环后退C.甲图中当磁铁离开铝环时,铝环被吸引D.乙图中当磁铁离开铝环时,铝环被吸引6.如图所示,AOC是光滑的金属导轨,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,ab是一根金属棒,立在导轨上,它从静止开始在重力作用下运动,运动过程中b端始终在OC上,a端始终在OA上,直到完全落在OC上,空间存在着匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,则ab棒在上述过程中( ) A.感应电流方向是b→a B.感应电流方向是a→bC.感应电流方向先是b→a,后是a→b D.感应电流方向先是a→b,后是b→a7.如图所示,ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合线圈,在滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动的过程中,ab线圈将( )A.静止不动 B.逆时针转动C.顺时针转动 D.发生转动,因电源正负极不明,无法确定转动方向8.“磁单极子”是指只有S极或N极的磁性物质,其磁感线分布类似于点电荷的电场线分布.物理学家们长期以来一直试图用实验证实自然界中存在磁单极子,如图所示的实验就是用于检测单极子的实验之一,abcd为用超导材料围成的闭合回路,该回路放在装置中,可认为不受周围其他磁场的作用.设想有一个S极磁单极子沿abcd的轴线从左向右穿过超导回路,那么在回路中可能发生的现象是( )A.回路中无感应电流B.回路中形成持续的abcda流向的感应电流C.回路中形成持续的adcba流向的感应电流D.回路中形成先abcda流向后adcba流向的感应电流9.如图所示,在匀强磁场中放有平行铜导轨,它与大线圈M相连,要使导线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是(两线圈共面放置)( )A.向右匀速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向右加速运动。
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本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为2017-2018学年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的全部内容。
4 楞次定律[目标定位] 1。
掌握右手定则。
2.通过实验探究,感受楞次定律的实验推导过程,培养观察实验,分析、归纳、总结物理规律的能力.3。
理解楞次定律的内容及知道右手定则实际上是楞次定律的一种表现形式并应用楞次定律判定感应电流的方向。
一、右手定则1。
当导体做切割磁感线运动时,可以用右手定则判断感应电流的方向.右手定则: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。
2。
当切割磁感线时四指的指向就是感应电流的方向,即感应电动势的方向(注意等效电源内部感应电流方向由负极指向正极)。
例1下图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,其中能产生由a到b的感应电流的是( )解析由右手定则判知,A中感应电流方向为a→b,B、C、D中均为b→a.答案A错误!二、楞次定律1。
实验探究将螺线管与电流表组成闭合回路,分别将N极、S极插入、拔出螺线管,如图1所示,记录感应电流方向如下:图1 2。
分析操作方法内容甲乙丙丁N极向下插入线圈N极向上拔出线圈S极向下插入线圈S极向上拔出线圈原来磁场的方向向下向下向上向上原来磁场的磁通量变化增大减小增大减小感应电流方向逆时针(俯视)顺时针(俯视)顺时针(俯视)逆时针(俯视)感应电流的磁场方向向上向下向下向上原磁场的方向与感应电流的磁场方向的关系相反相同相反相同3.楞次定律(1)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。
学案4楞次定律[学习目标定位] 1.正确理解楞次定律的内容及其本质.2.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.3.能够熟练运用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向.1.安培定则(适用于直导线):用右手握住通电直导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致,那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向.2.安培定则(适用于环形电流及通电螺线管):用右手握住导线,让弯曲的四指所指的方向跟环形电流的方向一致,那么伸直的大拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向.一、右手定则将右手手掌伸平,使大姆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.二、楞次定律1.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要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.2.利用楞次定律判断感应电动势和感应电流方向的方法步骤:(1)分辨引起电磁感应的原磁场B0的方向.(2)确定B0通过闭合回路磁通量的增减.(3)根据楞次定律,确定感应电流的磁场B′方向.(4)用安培定则判断能够形成上述磁场B′的感应电流的方向.一、右手定则[问题设计]如图1所示的电路中,G为电流计(已知电流由左接线柱流入,指针向左偏,由右接线柱流入,指针向右偏),当ab在磁场中切割磁感线运动时,指针的偏转情况如下表图1导体棒ab的运动指针偏转方向回路中电流方向向右向左顺时针向左向右逆时针分析磁场方向、导体切割磁感线运动方向和感应电流方向之间的关系并总结规律.答案磁场方向、导体切割磁感线运动方向和感应电流方向之间的关系满足右手定则.[要点提炼]1.右手定则: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.(注意等效电源的正、负极)2.适用条件:只适用于导体在磁场中做切割磁感线运动的情况.3.当切割磁感线时四指的指向就是感应电流的方向,即感应电动势的方向(注意等效电源的正负极).二、楞次定律[问题设计]根据如图2甲、乙、丙、丁所示进行电路图连接与实验操作,并填好实验现象记录表格.操作方法填写内容甲乙丙丁S极插入线圈S极拔出线圈N极插入线圈N极拔出线圈原来磁场的方向向上向上向下向下原来磁场的磁通量变化增大减小增大减小感应电流方向顺时针逆时针逆时针顺时针(俯视) (俯视) (俯视) (俯视)感应电流的磁场方向向下向上向上向下原磁场与感应电流的磁相反相同相反相同场方向的关系(1)请根据上表所填内容分析,感应电流的磁场方向是否总是与原磁场方向相反或相同?什么时候相反?什么时候相同?感应电流的磁场对原磁场磁通量变化有何影响?答案不一定,有时相反,有时相同;闭合回路中原磁场的磁通量增加时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反;闭合回路中原磁场的磁通量减少时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同;感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化.(2)分析当磁铁靠近或远离线圈时两者的相互作用有什么规律?答案当条形磁铁插入时,磁铁与线圈的磁极是同名磁极相对;当条形磁铁拔出时,磁铁与线圈的磁极是异名磁极相对.即:两者靠近时,相互排斥;两者远离时,相互吸引.感应电流总要阻碍原磁场的相对运动.[要点提炼]1.楞次定律: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.楞次定律中“阻碍”的含义:(1)谁起阻碍作用——感应电流的磁场.(2)阻碍什么——阻碍的是穿过回路的磁通量的变化,而不是磁通量本身.(3)如何阻碍——当原磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,“阻碍”不是感应电流的磁场与原磁场的方向相反,而是“增反减同”.(4)阻碍效果——阻碍并不是阻止,结果是增加的还增加,减少的还减少,只是延缓了原磁场的磁通量的变化.3.(1)楞次定律是普遍适用的.既可判断因磁场变化在闭合电路中产生的感应电流的方向,又可判断在磁场中运动的一段导体中产生的感应电流的方向.(2)右手定则只能判断在磁场中运动的一段导体中产生的感应电流的方向.三、楞次定律的应用[问题设计]在长直通电导线附近有一闭合线圈abcd,如图3所示.当直导线中的电流强度I逐渐减小时,试判断线圈中感应电流的方向.图3请从解答此题的实践中,总结出用楞次定律判定感应电流方向的具体思路.答案线圈abcd中感应电流方向为顺时针.若要判定感应电流方向,需先弄清楚感应电流的磁场方向.根据楞次定律“阻碍”的含义,则要先明确原磁场的方向及其磁通量的变化情况.[要点提炼]应用楞次定律判断感应电流方向的步骤:(1)明确研究对象是哪一个闭合电路.(2)明确原磁场的方向.(3)判断闭合回路内原磁场的磁通量是增加还是减少.(4)由楞次定律判断感应电流的磁场方向.(5)由安培定则判断感应电流的方向.一、右手定则的应用例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ab上的感应电流方向为a→b的是()解析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中电流沿a→d→c→b→a方向,D中电流方向为b→a.故选A.答案 A二、对楞次定律的理解例2关于楞次定律,下列说法中正确的是()A.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强B.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱C.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化D.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化解析楞次定律的内容:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,故选D. 答案 D三、楞次定律的应用例3如图4所示,一平面线圈用细杆悬于P点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动.已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置Ⅰ和位置Ⅱ时,顺着磁场方向看去,线圈中感应电流的方向分别为()图4A.逆时针方向,逆时针方向B.逆时针方向,顺时针方向C.顺时针方向,顺时针方向D.顺时针方向,逆时针方向解析线圈在位置Ⅰ时,磁通量方向水平向右且在增加.根据楞次定律知,感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,所以感应电流的磁场方向应水平向左.根据安培定则知,顺着磁场方向看去,线圈中的感应电流方向为逆时针方向.当线圈第一次通过位置Ⅱ时,穿过线圈的磁通量方向水平向右且在减小.根据楞次定律,感应电流的磁场方向水平向右.再根据安培定则,顺着磁场方向看去,线圈中感应电流的方向应为顺时针方向.答案 B针对训练如图5所示,闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中,将它从匀强磁场中匀速拉出,以下各种说法中正确的是()图5A.向左和向右拉出时,环中感应电流方向相反B.向左和向右拉出时,环中感应电流方向都是沿顺时针方向C.向左和向右拉出时,环中感应电流方向都是沿逆时针方向D.将圆环拉出磁场的过程中,当环全部处在磁场中运动时,也有感应电流产生答案 B解析圆环中感应电流的方向,取决于圆环中磁通量的变化情况,向左或向右将圆环拉出磁场的过程中,圆环中垂直纸面向里的磁感线的条数都要减少,根据楞次定律可知,感应电流产生的磁场的方向与原磁场方向相同,即都垂直纸面向里,应用安培定则可以判断出感应电流的方向沿顺时针方向.圆环全部处在磁场中运动时,虽然导线做切割磁感线运动,但环中磁通量不变,只有圆环离开磁场,环的一部分在磁场中,另一部分在磁场外时,环中磁通量才发生变化,环中才有感应电流.B选项正确.1.(对楞次定律的理解)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,阻碍原磁场的变化答案 A解析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;感应电流的磁场当原磁场增强时跟原磁场反向,当原磁场减弱时跟原磁场同向,选项D错误.2.(楞次定律的应用)如图6所示,通电直导线L和平行直导线放置的闭合导体框abcd,当通电导线L运动时,以下说法正确的是()图6A.当导线L向左平移时,导体框abcd中感应电流的方向为abcdaB.当导线L向左平移时,导体框abcd中感应电流的方向为adcbaC.当导线L向右平移时(未到达ad),导体框abcd中感应电流的方向为abcdaD.当导线L向右平移时(未到达ad),导体框abcd中感应电流的方向为adcba答案AD解析当导线L向左平移时,闭合导体框abcd中磁场减弱,磁通量减少,abcd回路中产生的感应电流的磁场将阻碍磁通量的减少,由于导线L在abcd中磁场方向垂直纸面向里,所以abcd中感应电流的磁场方向应为垂直纸面向里,由安培定则可知感应电流的方向为abcda,选项A正确;当导线L向右平移时,闭合电路abcd中磁场增强,磁通量增加,abcd 回路中产生的感应电流的磁场将阻碍原磁通量的增加,可知感应电流的磁场为垂直纸面向外,再由安培定则可知感应电流的方向为adcba,选项D正确.3.(楞次定律的应用)如图7所示,在水平面上有一个闭合的线圈,将一根条形磁铁从线圈的上方插入线圈中,在磁铁进入线圈的过程中,线圈中会产生感应电流,磁铁会受到线圈中电流的作用力,若从线圈上方俯视,关于感应电流和作用力的方向,以下判断正确的是()图7A.若磁铁的N极向下插入,线圈中产生顺时针方向的感应电流B.若磁铁的S极向下插入,线圈中产生顺时针方向的感应电流C.无论N极向下插入还是S极向下插入,磁铁都受到向下的引力D.无论N极向下插入还是S极向下插入,磁铁都受到向上的斥力答案BD解析若磁铁的N极向下插入,穿过线圈的磁通量增加,磁场方向向下,根据楞次定律可知,感应磁场方向向上,由右手螺旋定则知,线圈中产生逆时针方向的感应电流,故A错误;若磁铁的S极向下插入,穿过线圈的磁通量增加,磁场方向向上,根据楞次定律可知,感应磁场方向向下,由右手螺旋定则知,线圈中产生顺时针方向的感应电流,故B正确;通电线圈的磁场与条形磁铁相似,根据安培定则判断可知,当N极向下插入时,线圈上端相当于N极,当S极向下插入时,线圈上端相当于S极,存在斥力,故C错误,D正确.导体与磁体的作用力也可以根据楞次定律的另一种表述判断:感应电流的磁场总要阻碍导体与磁体间的相对运动,无论N极向下插入还是S极向下插入,磁体与线圈的相对位置都在减小,故磁体与线圈之间存在斥力.故C错误,D正确.所以选B、D.4.(右手定则的应用)如图8 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.现在将垂直于导轨放置一根导体棒MN,用一水平向右的力F拉动导体棒MN,以下关于导体棒MN中感应电流方向和它所受安培力的方向的说法正确的是()图8A.感应电流方向是N→MB.感应电流方向是M→NC.安培力水平向左D.安培力水平向右答案AC解析由右手定则知,MN中感应电流方向是N→M,再由左手定则可知,MN所受安培力方向垂直导体棒水平向左,C正确,故选A、C.题组一对楞次定律的理解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答案 C解析由楞次定律可知,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,则感应电流的磁场就与它相反,来消弱它的增大,如果原磁场中的磁通量是减小的,则感应电流的磁场就与它相同,来阻碍它的减小,故A、B、D错误.2.根据楞次定律可知,感应电流的磁场一定是()A.与引起感应电流的磁场反向B.阻止引起感应电流的磁通量变化C.阻碍引起感应电流的磁通量变化D.使电路磁通量为零答案 C解析由楞次定律可知,感应电流的磁场总是阻碍引起它的原磁通量的变化.具体来说就是“增反减同”.因此C正确.题组二楞次定律的应用3.矩形导线框abcd与长直导线MN放在同一水平面上,ab边与MN平行,导线MN中通入如图1所示的电流,当MN中的电流增大时,下列说法正确的是()图1A.导线框abcd中没有感应电流B.导线框abcd中有顺时针方向的感应电流C.导线框所受的安培力的合力方向水平向左D.导线框所受的安培力的合力方向水平向右答案 D解析直导线中通有向上均匀增大的电流,根据安培定则知,通过线框的磁场方向垂直纸面向里,且均匀增大,根据楞次定律知感应电流的方向为逆时针方向.故A、B错误.根据左手定则知,ab边所受安培力方向水平向右,cd边所受安培力方向水平向左,离导线越近,磁感应强度越大,所以ab边所受的安培力大于cd边所受的安培力,则线框所受安培力的合力方向水平向右,故C错误,D正确.故选D.4.如图2所示,AOC是光滑的金属轨道,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,PQ是一根金属直杆立在轨道上,直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动,运动过程中Q端始终在OC上,空间存在着垂直纸面向外的匀强磁场,则在PQ杆滑动的过程中,下列判断正确的是()图2A.感应电流的方向始终是P→QB.感应电流的方向先是由P→Q,后是由Q→PC.PQ受磁场力的方向垂直于杆向左D.PQ受磁场力的方向先垂直于杆向右,后垂直于杆向左答案 B解析在PQ杆滑动的过程中,杆与导轨所围成的三角形面积先增大后减小,三角形POQ 内的磁通量先增大后减小,由楞次定律可判断B项对,A项错.再由PQ中电流方向及左手定则可判断C、D项错误,故选B.5.如图3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()图3A.始终有感应电流自a向b流过电流表GB.始终有感应电流自b向a流过电流表GC.先有a→G→b方向的感应电流,后有b→G→a方向的感应电流D.将不会产生感应电流答案 C解析当条形磁铁进入螺线管时,闭合线圈中的磁通量增加,当条形磁铁穿出螺线管时,闭合线圈中的磁通量减少,由楞次定律可知C正确.6.如图4所示,金属环所在区域存在着匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.当磁感应强度逐渐增大时,内、外金属环中感应电流的方向为()图4A.外环顺时针,内环逆时针B.外环逆时针,内环顺时针C.内、外环均为逆时针D.内、外环均为顺时针答案 B解析首先明确研究的回路由外环和内环共同组成,回路中包围的磁场方向垂直纸面向里且内、外环之间的磁通量增加.由楞次定律可知两环之间的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,垂直于纸面向外,再由安培定则判断出感应电流的方向是:外环沿逆时针方向,内环沿顺时针方向,故选项B正确.7.如图5所示,一对大磁极,中间处可视为匀强磁场,上、下边缘处为非匀强磁场,一矩形导线框abcd保持水平,从两磁极间中心上方某处开始下落,并穿过磁场,则()图5A.线框中有感应电流,方向是先a→b→c→d→a后d→c→b→a→dB.线框中有感应电流,方向是先d→c→b→a→d后a→b→c→d→aC.受磁场的作用,线框要发生转动D.线框中始终没有感应电流答案 D解析由于线框从两极间中心上方某处开始下落,根据对称性知,下落过程中穿过线框abcd 的磁通量始终是零,没有变化,所以始终没有感应电流,因此不会受磁场的作用.故选项D 正确.8.如图6所示,金属线框与直导线AB在同一平面内,直导线中通有电流I,将线框由位置1拉至位置2的过程中,线框的感应电流的方向是()图6A.先顺时针,后逆时针,再顺时针B.始终顺时针C.先逆时针,后顺时针,再逆时针D.始终逆时针答案 C解析在靠近直导线直到处于中间位置的过程中,磁通量先增大后减小,原磁场方向垂直纸面向里,感应电流的磁场方向应先垂直纸面向外后垂直纸面向里,由右手螺旋定则可判断电流方向为先逆时针后顺时针,同理当处于中间位置到线框全穿过直导线的过程中,感应电流方向为顺时针,当远离导线的过程中,感应电流方向为逆时针,故选C.9.如图7所示,在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线,导线中通有自东向西稳定、强大的直流电流.现用一闭合的检测线圈(线圈中串有灵敏的检流计,图中未画出)检测此通电直导线的位置,若不考虑地磁场的影响,在检测线圈位于水平面内,从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处的过程中,俯视检测线圈,其中的感应电流的方向是()图7A.先顺时针后逆时针B.先逆时针后顺时针C.先逆时针后顺时针,然后再逆时针D.先顺时针后逆时针,然后再顺时针答案 C解析根据通电直导线周围磁感线的特点,检测线圈由远处移至直导线正上方时,穿过线圈的磁场有向下的分量,磁通量先增加后减小,由楞次定律和安培定则知,线圈中的电流方向先逆时针后顺时针.当检测线圈由直导线正上方移至远处时,穿过线圈的磁场有向上的分量,磁通量先增加后减小,由楞次定律和安培定则知,线圈中的电流方向先顺时针后逆时针,所以C正确.题组三右手定则的应用10.如图8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()图8A.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答案 D解析由右手定则知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.11.如图9所示,导线框abcd与通电直导线在同一平面内,直导线通有恒定电流并通过ad 和bc的中点,当线框向右运动的瞬间,则()图9A.线框中有感应电流,且按顺时针方向B.线框中有感应电流,且按逆时针方向C.线框中有感应电流,但方向难以判断D.由于穿过线框的磁通量为零,所以线框中没有感应电流答案 B解析此题可用两种方法求解,借此感受分别在哪种情况下应用右手定则和楞次定律更便捷.方法一:首先由安培定则判断通电直导线周围的磁场方向(如图所示),因ab导线向右做切割磁感线运动,由右手定则判断感应电流方向由a→b,同理可判断cd导线中的感应电流方向由c→d,ad、bc两边不做切割磁感线运动,所以整个线框中的感应电流是沿逆时针方向的.方法二:首先由安培定则判断通电直导线周围的磁场方向(如图所示),由对称性可知合磁通量Φ=0;其次当导线框向右运动时,穿过线框的磁通量增大(方向垂直纸面向里),由楞次定律可知感应电流的磁场方向应垂直纸面向外,最后由安培定则判断感应电流方向沿逆时针,故B选项正确.教师个人研修总结在新课改的形式下,如何激发教师的教研热情,提升教师的教研能力和学校整体的教研实效,是摆在每一个学校面前的一项重要的“校本工程”。