2019-2020年高二物理 43楞次定律学案

2019-2020年高二物理 43楞次定律学案【教学目标】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。

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：如何判断感应电流的方向及楞次定律的理解【自主预习】1、感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁总要，这就是楞次定律。

2、右手定则：伸开手，让拇指跟其余四指，并且都跟手掌在一个，让磁感线进入，拇指指向导体方向，其余四指指的就是的方向．3、楞次定律的理解：掌握楞次定律，具体从下面四个层次去理解：①谁阻碍谁——感应电流的磁通量阻碍原磁场的磁通量．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——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，即“增反减同”．④阻碍的结果——阻碍并不是阻止，结果是增加的还增加，减少的还减少．4、判定感应电流方向的步骤：①首先明确闭合回路中引起感应电流的原磁场方向．②确定原磁场穿过闭合回路中的磁通量是如何变化的．（是增大还是减小）③根据楞次定律确定感应电流的磁场方向——“增反减同”．④利用安培定则确定感应电流的方向．5、楞次定律的阻碍含义可以推广为下列三种表达方式：①阻碍原磁通量变化．（线圈的扩大或缩小的趋势）②阻碍（磁体的）相对运动，（由磁体的相对运动而引起感应电流）．③阻碍原电流变化（自感现象）．【典型例题】一、楞次定律的理解【例1】关于楞次定律，下列说法中正确的是( )A．感应电流的磁场方向总是与外磁场的方向相反B．感应电流的磁场方向总是与外磁场的方向相同C．感应电流的磁场方向取决于磁通量是增大还是减小D．感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的变化二、楞次定律的常规判断步骤【例2】如图4－3－3所示，MN、PQ为同一水平面的两平行导轨，导轨间有垂直于导轨平面向内的磁场，导体ab、cd与导轨有良好的接触并能滑动，当ab杆沿轨道向右滑动时，根据楞次定律判断感应电流方向的一般步骤判断cd将( )A．右滑 B．不动C．左滑 D．无法确定三、楞次定律【例3】如图1所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈，当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力F N及在水平方向运动趋势的正确判断是( )A．F N先小于mg后大于mg，运动趋势向左B．F N先大于mg后小于mg，运动趋势向左C．F N先小于mg后大于mg，运动趋势向右D．F N先大于mg后小于mg，运动趋势向右【例4】．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( )A．P、Q将互相靠拢B．P、Q将互相远离C．磁铁的加速度仍为gD．磁铁的加速度小于g四、右手定则的应用【例5】如图2所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好，匀强磁场的方向垂直纸面向里．导体棒的电阻可忽略，当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是( )A．流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到aB．流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到aC．流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到bD．流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b注意：右手定则和右手螺旋定则的区别【课后练习】1.如图4－3－4所示，水平放置的两条光滑导轨上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当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．向右匀加速运动B．向左匀加速运动C．向右匀减速运动D．向左匀减速运动2．如图4－3－5所示，AB为固定的通电直导线，闭合导线框P与AB在同一平面内，当P远离AB运动时，导体框中产生的感应电流的情况是( )A．电流的方向是顺时针方向B．电流的方向是逆时针方向C．没有感应电流产生D．以上说法都不对3．闭合线圈abcd运动到如图4－3－6所示的位置时，bc边所受到的磁场力的方向向下，那么线圈的运动情况是( )A．向左平动进入磁场B．向右平动进入磁场C．向上平动D．向下平动4.如图4所示，两条柔软的导线与两根金属棒相连，组成闭合电路，且上端金属棒固定，下端金属棒自由悬垂．如果穿过回路的磁场逐渐增强，下面金属棒可能的运动情况是( )A．向左摆动 B．向右摆动C．向上运动 D．不运动5．矩形闭合线圈放置在水平薄板上，有一块蹄形磁铁如图5所示置于平板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度)．当磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈受到薄板的摩擦力方向和线圈中产生感应电流的方向(从上向下看)是( )A．摩擦力方向一直向左B．摩擦力方向先向左、后向右C感应电流的方向顺时针→逆时针→逆时针→顺时针D感应电流的方向顺时针→逆时针6.老师做了一个物理小实验让学生观察：如图6所示，一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是( )A．磁铁插向左环，横杆发生转动B．磁铁插向右环，横杆发生转动C．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动D．无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动7．如图7所示，铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，在下落过程中，下列判断中正确的是( )A．金属环在下落过程中的机械能守恒B．金属环在下落过程中动能的增加量小于其重力势能的减少量C．金属环的机械能先减小后增大D．磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力8.如图8所示是著名物理学家费曼设计的一个实验，在一块绝缘板中部安装一个线圈，并接有电源，板的四周有许多带负电的小球．将整个装置悬挂起来．当接通开关瞬间，整个圆盘将(自上而下看)( )A．顺时针转动一下B．逆时针转动一下C．顺时针不断转动D．逆时针不断转动9.如图3所示，在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相连，导轨上放一导线ab，磁感线垂直导轨所在平面，欲使M所包围的小闭合线圈N产生顺时针方向的感应电流，则导线ab的运动情况可能是( )A．匀速向右运动B．加速向右运动C．减速向右运动 D．加速向左运动10．将如图9甲中开关S闭合后电流表指针由中央向左偏，当把一个线圈A和这个电流表串联起来(图乙)，将一个条形磁铁B插入或拔出线圈时，线圈中产生感应电流，经观察发现，电流表指针由中央位置向右偏，这说明( )A．如果磁铁的下端是N极，则磁铁正在远离线圈B．如果磁铁的下端是S极，则磁铁正在远离线圈C．如果磁铁的下端是N极，则磁铁正在靠近线圈D．如果磁铁的下端是S极，则磁铁正在靠近线圈2019-2020年高二物理 46互感和自感学案【教学目标】①了解互感和自感现象②了解自感现象产生的原因③知道自感现象中的一个重要概念——自感系数，了解它的单位及影响其大小的因素重点：自感现象及自感系数难点：①自感现象的产生原因分析②通、断电自感的演示实验中现象解释【自主预习】（一）互感现象两个线圈之间并没有导线相连，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势。

这种现象叫做，这种感应电动势叫做。

利用互感现象可以把由一个线圈传递到另一个线圈。

变压器就是利用互感现象制成的。

(二)、自感现象实验1：演示通电自感现象。

实验电路如图。

开关接通时，可以看到实验2：断电自感现象。

实验电路如图所示。

接通电路，灯泡正常发光后，迅速断开开关，可以看到上述现象属于一种特殊的电磁感应现象，发生电磁感应的原因是由于通过导体的电流发生变化而引起磁通量变化。

这种电磁感应现象称为。

1、自感现象：由于发生变化而产生的电磁感应现象。

2、自感电动势：在现象中产生的感应电动势。

在自感现象中，自感电动势的产生是由于导体本身的电流发生了变化而引起的，而自感电动势却总是阻碍导体中原来电流的变化的。

3、特点：自感电动势总是导体中原来电流的的。

4、自感系数自感电动势的大小跟其它感应电动势的大小一样，跟穿过线圈的磁通量的变化快慢有关。

而在自感现象中，穿过线圈的磁通量是由电流引起的，故自感电动势的大小跟导体中电流变化的快慢有关。

理论分析表明： E= 。

L称为线圈的自感系数，简称自感或。

自感表示线圈产生本领大小的物理量。

L的大小跟线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯有关。

单位：亨利(H) 1H= mH= μH【典型例题】一、断电自感的常规考查【例1】如图4－6－3所示，当开关S断开时，电路中会产生自感现象，称为断电自感，回答下面几个问题：(1)电源断开时，通过线圈L的电流减小，这时会出现感应电动势．感应电动势的作用是使线圈L中的电流减小得更快些还是更慢些？(2)产生感应电动势的线圈可以看作一个电源，它能向外供电．由于开关已经断开，线圈提供的感应电流将沿什么途径流动？(3)开关断开后，通过灯泡的感应电流与原来通过它的电流方向是否一致？(4)开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能比原来的电流更大？为了使实验的效果更明显，对线圈L应该有什么要求？二、自感系数的考查【例2】关于某一线圈的自感系数，下列说法中正确的是( )A ．线圈中电流变化越大，线圈的自感系数越大B ．线圈中电流变化得越快，线圈的自感系数越大C ．若线圈中通入恒定电流，线圈自感系数为零D ．不管电流如何变化，线圈的自感系数不变三、含容电路自感现象的综合考查【例3】 如图1所示，电阻R 1＝3 Ω，R 2＝6 Ω，线圈的直流电阻不计，电源电动势 E ＝5 V ，内阻r ＝1 Ω.开始时，电键S 闭合，则( )A ．断开S 前，电容器所带电荷量为零B ．断开S 前，电容器两端的电压为103V C ．断开S 的瞬间，电容器a 板带上正电D ．断开S 的瞬间，电容器b 板带上正电思维步步高电容器在正常工作时和电键断开时所起作用有何不同？断开前电容两端电压为多少？断开后形成回路了吗？四、断电自感的综合考查【例4】如图4所示的电路中，a 、b 为两个完全相同的灯泡，L 为自感线圈，E 为电源，S 为开关．关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是( )A ．合上开关，a 先亮，b 后亮；断开开关，a 、b 同时熄灭B ．合上开关，b 先亮，a 后亮；断开开关，a 先熄灭，b 后熄灭C ．合上开关，b 先亮，a 后亮；断开开关，a 、b 同时熄灭D ．合上开关，a 、b 同时亮；断开开关，b 先熄灭，a 后熄灭【课后练习】1.关于自感现象，下列说法中正确的是( )A ．自感现象是线圈自身的电流变化而引起的电磁感应现象B ．自感电动势总是阻止原电流的变化C ．自感电动势的方向总与原电流方向相反D ．自感电动势的方向总与原电流方向相同2．某线圈通有如图4－6－4所示的电流，则线圈中自感电动势改变方向的时刻有( )A ．第1 s 末B ．第2 s 末C ．第3 s 末D ．第4 s 末3．如图4－6－5所示电路中，L 是一个带铁芯的线圈，R 为纯电阻，两支路的直流电阻相等，A 1、A 2为双向电流表，在接通和断开开关S 的瞬间，两电流表读数I 1、I 2分别是( )A ．I 1<I 2，I 1>I 2B ．I 1<I 2，I 1＝I 2C ．I 1<I 2，I 1<I 2D ．I 1＝I 2，I 1<I 24．日光灯电路主要由镇流器、启动器和灯管组成，在日光灯正常工作的情况下( ) A．灯管点燃发光后，启动器中的触片是分离的B．灯管点燃发光后，镇流器起降压限流作用C．镇流器起限流作用D．镇流器给日光灯的开始点燃提供瞬时高压5.如图2所示的电路中，电容C和电感L的值都很大，L的电阻不计，A、B是完全相同的灯泡．当开关S闭合时，下面说法中正确的是( )A．A灯比B灯先亮，然后A灯熄灭B．B灯比A灯先亮，然后B灯熄灭C．A灯、B灯一起亮，然后A灯熄灭D．A灯、B灯一起亮，然后B灯熄灭6.关于自感电动势的大小和方向，下列说法中正确的是( )A．在自感系数一定的条件下，通过导体的电流越大，产生的自感电动势越大B．在自感系数一定的条件下，通过导体的电流变化越快，产生的自感电动势越大C．自感电动势的方向总与原电流的方向相反D．当通过导体的电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同7．在日光灯电路中接有启动器、镇流器和日光灯管，下列说法中正确的是( ) A．日光灯点燃后，镇流器、启动器都不起作用B．镇流器在点燃灯管时产生瞬时高压，点燃灯管后起降压限流作用C．日光灯点亮后，启动器不再起作用，可以将启动器去掉D．日光灯点亮后，使镇流器短路，日光灯仍能正常发光，并能降低对电能的消耗8．下列哪些单位关系是不正确的( )A．1 亨＝1 欧·秒B．1 亨＝1 伏·安/秒C．1 伏＝1 韦/秒 D．1 伏＝1 亨·安/秒9．如图5所示，是演示自感现象的实验电路图．下列说法中正确的是( )A在断开开关S后的一段短暂时间里，A中仍有电流通过，方向为a→bB在断开开关S后的一段短暂时间里，L中仍有电流通过，方向为a→bC．在断开开关S后，原存储在线圈内的大部分磁场能将转化为电能D．在断开开关S后，原存储在线圈内的大部分磁场能将转化为化学能10．如图6所示，A、B、C是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻很小的自感线圈．现将S闭合，下面说法正确的是( )A．B、C灯同时亮，A灯后亮B．A、B、C灯同时亮，然后A灯逐渐变暗，最后熄灭C．A灯一直不亮，只有B灯和C灯亮D．A、B、C灯同时亮，并且亮暗没有变化11．如图7所示，电灯A、B与固定电阻的阻值均为R，L是自感系数很大的线圈．当S1闭合，S2断开且电路稳定时，A，B亮度相同，再闭合S2，待电路稳定后将S1断开，下列说法中正确的是( )A．B灯立即熄灭B．A灯将比原来更亮一些后再熄灭C 有电流通过B灯，方向为c→dD有电流通过A灯，方向为b→a12.如图3所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计，开关S从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有( )A．a先变亮，然后逐渐变暗B．b先变亮，然后逐渐变暗C．c先变亮，然后逐渐变暗D．b、c都逐渐变暗。