2019-2020学年高中物理 第4章 3 楞次定律学案 新人教版选修3-2

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线圈内磁通量增加时的情况图号磁场方向感应电流的方向感应电流的磁场方向甲向下逆时针(俯视)向上乙向上顺时针(俯视)向下线圈内磁通量减少时的情况图号磁场方向感应电流的方向感应电流的磁场方向丙向下顺时针(俯视)向下丁向上逆时针(俯视)向上(3)实验结论表述一：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“MN”或“NM”)答案NMMN楞次定律的理解1.因果关系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错误楞次定律的应用楞次定律应用四步曲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abcdB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abcdD当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是abcdBD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adcb，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abcd，D正确右手定则的应用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【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ab的是()ABCDA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.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.课 堂 小 结知 识 脉 络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是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化2闭合导体回路的一部分导体做切割磁感线运动时，可用右手定则判断感应电流的方向.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ab，cd边产生的感应电流方向为cd.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ab方向的感应电流，后有ba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ab；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ba，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ab的电流B中有ba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()APQRS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- 7 -