学年高中物理第四章电磁感应第3讲楞次定律教学案新人教版选修32.docx

1、学年高中物理第四章电磁感应第3讲楞次定律教学案新人教版选修323楞次定律知识内容楞次定律考试要求必考加试c课时要求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.一、楞次定律导学探究根据如图1甲、乙、丙、丁所示进行电路图连接与实验操作，并填好实验现象图1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)向下向上向下向上穿过线圈的磁通量变化情况(增加或减少)增加增加减少减少感应电流的方向(在螺线管上俯视)逆时针顺时针顺时

2、针逆时针感应电流的磁场方向(向上或向下)向上向下向下向上原磁场与感应电流磁场的方向关系相反相反相同相同知识梳理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楞次定律的理解：当磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，当磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，即增反减同即学即用判断下列说法的正误(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相同()(3)感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化()(4)所有的电磁感应现象都可以用楞次定律判断感应电流方向()答案(1) (2)

3、 (3) (4)二、右手定则导学探究如图2所示，导体棒ab向右做切割磁感线运动图2(1)请用楞次定律判断感应电流的方向(2)感应电流I的方向、原磁场B的方向、导体棒运动的速度v的方向三者之间满足什么关系？根据课本右手定则，自己试着做一做答案(1)感应电流的方向adcba.(2)满足右手定则知识梳理右手定则：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即学即用判断下列说法的正误(1)右手定则只能用来判断导体垂直切割磁感线时的感应电流方向()(2)所有的电磁感应现象，都可以用右手定则判断感应电流

4、方向()(3)当导体不动，而磁场运动时，不能用右手定则判断感应电流方向()答案(1) (2) (3)一、楞次定律的理解1因果关系：楞次定律反映了电磁感应现象中的因果关系，磁通量发生变化是原因，产生感应电流是结果2“阻碍”的含义：(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相同(4)阻碍效果阻碍并不是阻止，结果增加的还是增加，减少的还是减少注：从相对运动的角度看，感应电流的效果是阻碍相对运动例1(多选)关于楞次定律，下列说法正确的是 ()A感应电流的磁场

5、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反向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AC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正确；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错误二、楞次定律的应用例2(多选)如图3所示，闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在有

6、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是()图3A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相同，应用安培定则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；另外在圆环离开磁场前，穿过圆环的磁通量没有改变，该种情况无感应电流，D正确楞次

7、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(增大还是减小)；(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针对训练(2015宁波高二月考)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

8、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：在外环沿逆时针方向，在内环沿顺时针方向，故选项B正确三、右手定则的应用1右手定则和楞次定律实质是等效的，但在判断闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流方向时较为方便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，

9、切割磁感线的导体相当于电源例3(多选)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ba的是()答案BCD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B、C、D.1(多选)磁场垂直穿过一个圆形线圈，由于磁场的变化，在线圈中产生顺时针方向的感应电流，如图5所示，则以下说法正确的是()图5A若磁场方向垂直线圈向里，则此磁场的磁感应强度是在增强B若磁场方向垂直线圈向里，则此磁场的磁感应强度是在减弱C若磁场方向垂直线圈向外，则此磁场的磁

10、感应强度是在增强D若磁场方向垂直线圈向外，则此磁场的磁感应强度是在减弱答案BC解析线圈所产生的感应电流方向为顺时针方向，由安培定则知感应电流的磁场方向垂直纸面向里，由楞次定律中“增反减同”可知，原因可能是方向垂直纸面向里的磁场正在减弱或是方向垂直纸面向外的磁场正在增强，故选B、C.2(2016 诸暨市期末)(多选)如图6所示，线圈放置在水平桌面上，S极向下的条形磁铁沿线圈轴线向桌面运动，此过程中，以下判断正确的是()图6A穿过线圈的磁通量变大B穿过线圈的磁通量变小C从上向下看，线圈感应电流方向为顺时针D从上向下看，线圈感应电流方向为逆时针答案AC3. (多选)如图7所示，光滑平行金属导轨PP和

11、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7A感应电流方向是NMB感应电流方向是MNC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NM，A正确，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.4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

12、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.一、选择题1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原磁通量的变化C阻碍引起感应电流的原磁通量的变化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2. 如图1所示，在一水平、固定的闭合导体圆环上方，有一条形磁铁(N极朝上，S极朝下)由静止开始下落，磁铁从圆环中穿过且不与圆环接触关于圆环中感应电流的

13、方向(从上向下看)，下列说法正确的是()图1A总是顺时针 B总是逆时针C先顺时针后逆时针 D先逆时针后顺时针答案C3如图2所示，CDEF是一个矩形金属框，当导体棒AB向右移动时，回路中会产生感应电流，则下列说法中正确的是()图2A导体棒中的电流方向由BAB电流表A1中的电流方向由FEC电流表A1中的电流方向由EFD电流表A2中的电流方向由DC答案B解析根据右手定则，电源内部电流方向为A到B，所以电流表A1中的电流方向由FE，A、C错，B对同理电流表A2中的电流方向由CD，D错4. 如图3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

14、心上方某处开始下落，并穿过磁场，则()图3A线框中有感应电流，方向是先abcda后dcbadB线框中有感应电流，方向是先dcbad后abcdaC受磁场力的作用，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，因此不会受磁场力的作用故选项D正确5(2015嘉兴高二期末)(多选)如图4所示，当磁铁运动时，电路上会产生由A经R到B的电流，则磁铁的运动可能是()图4A向下运动B向上运动C向左平移D以上都不可能答案BC解析由安培定则知感应电流在线圈中产生的磁场与磁铁磁场方向相同

15、，由楞次定律知螺线管内的磁通量是减少的，选项B、C会引起上述变化，故B、C正确6. 1931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5所示的超导线圈，那么，从上向下看，超导线圈上将出现()图5A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答案D解析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

16、，故电流始终为逆时针7(2015绍兴上虞高二检测)(多选)如图6所示，相距较近的a、b线圈，要使b线圈中产生图示I方向的电流，可采用的办法有()图6A闭合S瞬间BS闭合后把R的滑动片向右移动C闭合S后把a中铁芯从左边抽出D闭合S后把b向a靠近答案AD解析闭合开关，b中的磁场从无到有，根据楞次定律，b中的感应电流方向与图示相同，A正确；闭合开关S后，把R的滑片右移，b中的磁场方向从左向右，且在减小，根据楞次定律，b中的感应电流方向与图示相反，B错误；闭合开关S后，将a中的铁芯从左边抽出，b中的磁场方向从左向右，且在减小，根据楞次定律，b中的感应电流方向与图示相反，C错误；闭合开关，将b靠近a，b

17、中的磁场方向从左向右，且在增强，根据楞次定律，b中的感应电流方向与图示相同，D正确8(多选)如图7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7A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原

18、磁通量的减少，由于导线L在导体框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(未到达ad)，闭合导体框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9. (多选)如图8所示，导体棒AB、CD可在水平轨道上自由滑动，当导体棒AB向左移动时 ()图8AAB中感应电流的方向为A到BBAB中感应电流的方向为B到ACCD向左移动DCD向右移动答案AD解析由右手定则可判

19、断AB中感应电流方向为AB，CD中电流方向为CD，由左手定则可判定CD受到向右的安培力作用而向右运动10(多选)如图9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，则在杆PQ滑动的过程中，下列判断正确的是()图9A感应电流的方向始终是PQB感应电流的方向先是由PQ，后是由QPCPQ受磁场力的方向垂直于杆向左DPQ受磁场力的方向先垂直于杆向左，后垂直于杆向右答案BD解析在杆PQ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

20、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项错误，D项正确二、非选择题11如图10所示，试探究在以下四种情况中小磁针N极的偏转方向图10(1)开关S闭合时(2)开关S闭合后(3)开关S闭合后，调节滑动变阻器使电流增强(4)开关S断开时答案见解析解析开关S闭合时，左边线圈的电流及磁场情况和穿过右边线圈磁通量方向如图所示(1)S闭合时，穿过右边线圈的磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流ba，再由安培定则可知，N极指向垂直纸面向外的方向(2)S闭合后，穿过右边线圈的磁通量不变，不产生感应电流，小磁针不偏转(3)此种情况同(1)现象相同，即N极指向垂直纸面向外的方向(4)此种情况与(1)现象相反，即N极指向垂直纸面向里的方向