高中物理 第1章 电磁感应 4 楞次定律教师用书 教科版选修3-2

4.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利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楞次定律与右手定则的区别与联系(难点)右 手 定 则先填空1使用方法：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再判断(1)右手定则只适用于匀强磁场()(2)导体不垂直切割磁感线时，不能用右手定则判断感应电流的方向()(3)右手定则是用来判断磁场B、切割磁感线的速度v、感应电流I三者方向关系的()后思考什么情况下用左手定则，什么情况下用右手定则？【提示】在利用左、右手定则时，一定要明确现象的本质，因动而生电：右手定则；因电而受力：左手定则合作探讨探讨：试归纳比较左手定则、右手定则、安培定则分别用来判断哪个量的方向【提示】左手定则用于判断安培力和洛伦兹力的方向，右手定则用于判断闭合电路的部分导体切割磁感线时产生的感应电流方向，安培定则用于判断电流的磁场方向核心点击右手定则与左手定则应用比较比较项目右手定则左手定则作用判断感应电流的方向判断通电导体所受磁场力的方向已知条件已知运动方向和磁场方向已知电流方向和磁场方向图例因果关系运动电流电流运动应用实例发电机电动机1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()【导学号：31310019】【解析】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【答案】D图1412(多选)如图141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()AAB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【解析】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.【答案】AD3(多选)如图142所示，光滑平行金属导轨PP和QQ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，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，下列关于导体棒MN中感应电流的方向和它所受安培力的方向的说法正确的是()图142【导学号：31310020】A感应电流的方向是NMB感应电流的方向是MNC安培力水平向左D安培力水平向右【解析】以导体棒为研究对象，导体棒所处位置磁场的方向向下，运动方向向右，根据右手定则可知，导体棒中感应电流的方向是NM，再根据左手定则可知，导体棒所受安培力的方向水平向左，选项A、C正确【答案】AC楞 次 定 律先填空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，如图143所示，记录感应电流方向如下图1432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感应电流的磁场阻碍磁通量的增加乙向上顺时针向下丙向下顺时针向下感应电流的磁场阻碍磁通量的减少丁向上逆时针向上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再判断(1)楞次定律中“阻碍”的意思就是“阻止”()(2)感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化()(3)感应电流的磁场方向总是与引起它的磁场方向相反()后思考1楞次定律和右手定则的使用范围有什么不同？【提示】楞次定律适用于一切电磁感应现象而右手定则只适用于导体切割磁感线的情况2若电路不闭合，穿过回路的磁通量变化时，是否还会产生“阻碍”作用？【提示】“阻碍”是由感应电流产生的，若回路不闭合，没有感应电流产生，因此不会产生阻碍作用合作探讨探讨1：试根据实验探究，分析一下感应电流的磁场方向能否与原磁场的方向相同【提示】可以，感应电流的磁场方向与原磁场的方向有时相反，有时相同探讨2：根据上面的问题和楞次定律的内容，试讨论楞次定律中“阻碍”的含义：(1)谁在阻碍？【提示】起阻碍作用的是“感应电流的磁场”(2)阻碍什么？【提示】是“感应电流的磁场”阻碍“原磁场磁通量的变化”，而不是阻碍原磁场，也不是阻碍原磁通量核心点击1楞次定律中的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，原因产生结果，结果反过来影响原因2对“阻碍”的理解3“阻碍”的三种表现形式(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)回路面积有增大或减小的趋势来反抗磁通量的变化“增缩减扩”4.如图144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()图144【导学号：31310021】A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【解析】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共面的位置时，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【答案】C5(多选)(2014上海高考)如图145所示，匀强磁场垂直于软导线回路平面，由于磁场发生变化，回路变为圆形则该磁场()图145A逐渐增强，方向向外B逐渐增强，方向向里C逐渐减弱，方向向外D逐渐减弱，方向向里【解析】回路变为圆形，面积增大，说明闭合回路的磁通量减少，所以磁场逐渐减弱，而磁场方向可能向外，也可能向里，故选项C、D正确【答案】CD6(多选)如图146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()【导学号：31310022】AP、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g图146【解析】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.【答案】AD应用楞次定律的三种思路(1)楞次定律的含义：感应电流的效果总是反抗(或阻碍)引起感应电流的原因(2)运动情况的判断由于相对运动导致的电磁感应现象，感应电流的效果阻碍相对运动简记口诀：“来拒去留”(3)面积变化趋势的判断电磁感应致使回路面积有变化趋势时，则面积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，磁通量减小时，面积有扩张趋势简记口诀：“增缩减扩”(适用于回路中只有单一方向的磁场)