人教版高中物理选修3-2：楞次定律

楞次定律的因果关系：
I感 △Φ 阻碍 B感
四、楞次定律的应用
【问题导思】 1．应用楞次定律时，涉及到了三个因素：磁通量的变化、 磁场方向、感应电流方向，如何根据其中两个因素确定第三 个因素？ 2．能否应用楞次定律判断导体的运动情况或回路面积的 变化趋势？如何判断？
1．判断感应电流方向的步骤
该方框图不仅概括了根据楞次定律判定感应电流方向的 思路，同时也描述了磁通量变化、磁场方向、感应电流方向 三个因素的关系，只要知道了其中任意两个因素，就可以判 定第三个因素．
练习 1．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 【解析】 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．故选 C. 【答案】 C
1.对楞次定律的理解 及应用．(重点) 2.右手定则的应用． (重点) 3.对楞次定律实质的 理解．(难点)
一、楞次定律
1.基本知识 (1)实验探究 将螺线管与电流计组成闭合回路，如图 4－3－1，分别 将 N 极、S 极插入、抽出线圈，如图 4－3－2 所示，记录感 应电流方向如下：
实验装置 图 4－3－1
A．经过Ⅰ时，a→d→c→b→a
B．经过Ⅱ时，a→b→c→d→a
C．经过Ⅱ时，无感应电流
D．经过Ⅲ时，a→b→c→d→a
图 4－3－6
【解析】 经过Ⅰ时，穿过闭合线框的磁通量是向里的 在增大，由楞次定律可判断闭合线框中感应电流的磁场向外， 由安培定则可判断出，通过线框的感应电流的方向是 a→b→c→d→a，选项 A 错误；经过Ⅱ时，穿过闭合线框的 磁通量不变，闭合线框中无感应电流，选项 B 错误，C 正确； 经过Ⅲ时，穿过闭合线框的磁通量是向里的在减少，由楞次 定律可判断闭合线框中感应电流的磁场向里，由安培定则可 判断出，通过线框的感应电流的方向是 a→d→c→b→a，选 项 D 错误．
甲
乙
丙
丁
①线圈内磁通量增加时的情况
图号
甲 乙
磁场 方向
向下
向上
感应电流 的方向
逆时针(俯视) 顺时针(俯视)
感应电流 的磁场方向
向上
向下
②线圈内磁通量减少时的情况
图号
丙 丁
磁场 方向
向下
向上
感应电流 的方向
顺时针(俯视)
逆时针(俯视)
感应电流的 磁场方向
向下
向下
③归纳结论 当线圈内磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向 相反， 阻碍 磁通量的增加；当线圈内磁通量减少时，感应 电流的磁场与原磁场方向相同， 阻碍 磁通量的减少．
3．探究交流 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.
三、对楞次定律的理解
问题导思 1．楞次定律中，“阻碍”是否就是阻止的意思？ 2．当导体回路的面积发生变化，或回路相对磁场运动， 或磁场本身发生变化时，回路中都可能产生感应电流，感应 电流的方向与这些变化有什么对应关系？
流的方向．
(2)适用范围：右手定则适用于闭合回路中 一部分 导体
做 切割磁感线运动
时产生感应电流的情况．
2．思考判断 (1)右手定则只适用于导体切割磁感线产生感应电流的 情况．(√) (2)使用右手定则时必须让磁感线垂直穿过掌心．(×) (3)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．(×)
楞次定律及其应用
●课标要求 1．收集资料，体会人类探索自然规律的科学态度和科学 精神． 2．理解楞次定律．
课标解读
重点难点
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，解 答有关问题． 2.理解楞次定律是能量守恒定律在 电磁感应现象中的反映． 3.掌握右手定则，认识右手定则是 楞次定律的一种具体表现形式.
2．判断回路运动情况及回路面积的变化趋势 (1)常规法 据原磁场(B 原方向及 ΔΦ 情况)楞―次―定―→律确定感应磁场(B 感方向)右―手―螺―旋――定→则判断感应电流(I 感方向)―左―手―定―则→回路运 动情况或面积变化趋势． (2)效果法 由楞次定律可知，感应电流的“效果”是阻碍引起感应 电流的“原因”，深刻理解“阻碍”的含义．据“阻碍”原 则，可直接对运动趋势作出判断，更简捷、迅速．
A．感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的变化 B．闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流 C．闭合线框放在变化的磁场做切割磁感线运动，一定 能产生感应电流 D．感应电流的磁场总是跟原来磁场的方向相反
【审题指导】 (1)产生感应电流的条件是：穿过闭合电 路的磁通量发生变化．
(2)产生的感应电流总是阻碍原磁通量的变化． 【解析】 由楞次定律可知，感应电流的磁场阻碍的是 原磁通量的变化，并不一定与原磁场方向相反，故选项 A 正 确，选项 D 错误；若闭合线框平行于磁场放置，则无论是磁 场变化，还是线框做切割磁感线的运动，穿过闭合线框的磁 通量都不变，都不会有感应电流产生，所以选项 B、C 均错．故 选 B、C、D. 【答案】 BCD
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
() A．感应电流方向是 N→M
B．感应电流方向是 M→N
C．安培力方向水平向左 D．安培力方向水平向右
图 4－3－5
【审题指导】 (1)由于导体棒 MN 运动而产生感应电流． (2)MN 中产生了感应电流又受到磁场力的作用．
【解析】 以导体棒 MN 为研究对象，所处位置磁场方 向向下、运动方向向右．由右手定则可知，感应电流方向是 N→M；再由左手定则可知，安培力方向水平向左．
区 别
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
对于磁感应强度随时 对于导体棒切割磁感
应用 间变化而产生的电磁 线产生的电磁感应现
感应现象较方便
象较方便
联 系
右手定则是楞次定律的特例
2.右手定则与左手定则的比较 右手定则
作用
判断感应 电流方向
左手定则 判断通电导体所受
【答案】 C
课堂小结
特别提醒 判断感应电流方向时注意的要点可概括为四句话：“明 确增减和方向，增反减同莫相忘；安培定则来判断，四指环 绕是流向．”
例 2. 如图 4－3－3 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 4－3－3
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．环在拉开磁场之前，就已经有感应电流
1．弄清“阻碍”的几个层次wk.baidu.com
谁阻 碍谁 阻碍 什么
如何 阻碍
结果 如何
感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁场(原磁 场)的磁通量的变化
阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身
当原磁场磁通量增加时，感应电流的磁场方向与 原磁场的方向相反；当原磁场磁通量减少时，感 应电流的磁场方向与原磁场的方向相同，即“增 反减同” 阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化，这 种变化将继续进行
【答案】 AC
规律总结
左手定则和右手定则的因果关系 1．因动而生电(v、B→I)——右手定则． 2．因电而受力(I、B→F 安)——左手定则．
应用
3．(2012·海南中学高二期中)闭合线框 abcd，自某高度
自由下落时穿过一个有界的匀强磁场，当它经过如图 4－3－
6 所示的三个位置时，感应电流的方向是( )
【答案】 C
五、对右手定则的理解和应用
【问题导思】 1．闭合回路中部分导体切割磁感线时，右手定则和楞次 定律是否都可以用来判断感应电流的方向？ 2．能否用左手定则判断感应电流的方向？
1．右手定则与楞次定律的区别与联系
楞次定律
右手定则
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
磁场力的方向
图例
因果关系 应用实例
运动→电流 发电机
电流→运动 电动机
例 3.
如图 4－3－5 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
【答案】 B
练习
2．如图 4－3－4 所示，光滑固定导轨 M、N 水平放置，
两根导体棒 P、Q 平行放在导轨上，形成闭合回路．当一条
形磁铁从上方向下迅速接近回路时，可动的两导体棒 P、Q
将( )
A．保持不动
B．相互远离
C．相互靠近
D．无法判断
图 4－3－4
【解析】 效果法：四根导体组成闭合回路，当磁铁迅 速接近回路时，不管是 N 极还是 S 极，穿过回路的磁通量都 增加，闭合回路中产生感应电流，感应电流将“阻碍”原磁 通量的增加，怎样来阻碍增加呢？可动的两根导体只能用减 小回路面积的方法来阻碍原磁通量的增加．得到的结论是 P、 Q 相互靠近，选项 C 正确．还可以用常规法，根据感应电流 受磁场力的方法来判断．
(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 ．
2．思考判断 (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)感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可 能相同，也可能相反．(√) (3)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．(√)
【审题指导】 (1)将环拉出时穿过圆环的磁通量减少． (2)由楞次定律可判定感应电流的方向．
【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沿顺时 针方向的，选项 B 正确，选项 A、C 错误；另外，在圆环拉 出磁场前，穿过圆环的磁通量没有改变，该种情况无感应电 流，故选项 D 错误．
3．探究交流 (1)当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流的磁场如何阻 碍其增加？ (2)当穿过线圈的磁通量减少时，感应电流的磁场如何阻 碍其减少？ 【提示】 (1)感应电流的磁场方向与穿过线圈的原磁场 方向相反． (2)感应电流的磁场方向与穿过线圈的原磁场方向相同.
二、右手定则
1.基本知识 (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
2.“阻碍”的表现形式
增反 就磁通量而言，感应电流的磁场总是阻碍原磁 减同 场磁通量的变化 来拒 由于相对运动导致的电磁感应现象，感应电流 去留 的效果阻碍相对运动
增缩 电磁感应致使回路面积有变化趋势时，则面积 减扩 收缩或扩张是为了阻碍回路磁通量的变化
例 1. (2013·银川高二检测)在电磁感应现象中，下列说法中 错误的是( )