高二物理楞次定律学案

江苏省苏州市蓝缨学校高二物理《楞次定律》学案

导学目标能熟练应用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向及相关的导体运动方向．

一、电磁感应现象

[基础导引]

试分析下列各种情形中，金属线框或线圈里能否产生感应电流？

[知识梳理]

1．电磁感应现象：当穿过闭合电路的磁通量发生________时，电路中有____________产生，这种利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应．

2．产生感应电流的条件：

表述1：闭合电路的一部分导体在磁场内做______________运动．

表述2：穿过闭合电路的磁通量____________．

3．能量转化

发生电磁感应现象时，机械能或其他形式的能转化为______．

思考：1.电路不闭合时，磁通量发生变化是否能产生电磁感应现象？

2．引起磁通量Φ变化的情况有哪些？

二、感应电流方向的判断

[基础导引]

下图是验证楞次定律实验的示意图，竖直放置的线圈固定不动，将磁铁从线圈上方插入或拔出，线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流．各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况，其中正确的是

( )

[知识梳理]

1．楞次定律

(1)内容：感应电流的磁场总要________引起感应电流的__________的变化．

(2)适用情况：所有的电磁感应现象．

2．右手定则

(1)内容：伸开右手，使拇指与其余四个手指________，并且都与手掌在同一个________，

让磁感线从掌心进入，并使拇指指向____________的方向，这时四指所指的方向就是感应

电流的方向．

(2)适用情况：____________________产生感应电流．

思考：楞次定律中“阻碍”有哪些含义？(按导图回答)

图1

图2

图3

考点一 电磁感应现象能否发生的判断 考点解读 判断流程：

(1)确定研究的闭合电路．

(2)弄清楚回路内的磁场分布，并确定该回路的磁通量Φ.

(3)⎩

⎨⎧

Φ不变→无感应电流

Φ变化→⎩⎪⎨

⎪⎧

回路闭合，有感应电流

不闭合，无感应电流，但有感应电动势

典例剖析

例1 如图1所示，一个金属薄圆盘水平放置在竖 直向上的匀强磁场中，下列做法中能使圆盘中 产生感应电流的是 ( ) A ．圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动 B ．圆盘以某一水平直径为轴匀速转动 C ．圆盘在磁场中向右匀速平移 D ．匀强磁场均匀增加

思维突破 判断能否产生电磁感应现象，关键是看回路的磁通量是否发生了变化．磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1有多种形式，主要有： (1)S 、θ不变，B 改变，这时ΔΦ＝ΔB ·S sin θ (2)B 、θ不变，S 改变，这时ΔΦ＝ΔS ·B sin θ (3)B 、S 不变，θ改变，这时ΔΦ＝BS (sin θ2－sin θ1) 跟踪训练1 如图2所示，一个U 形金属导轨水平放置，其上放有一个 金属导体棒ab ，有一个磁感应强度为B 的匀强磁场斜向上穿过轨道 平面，且与竖直方向的夹角为θ.在下列各过程中，一定能在轨道回路

里产生感应电流的是 ( ) A ．ab 向右运动，同时使θ减小

B ．使磁感应强度B 减小，θ角同时也减小

C ．ab 向左运动，同时增大磁感应强度B

D ．ab 向右运动，同时增大磁感应强度B 和θ角(0°<θ<90°) 考点二 利用楞次定律判断感应电流的方向 考点解读

感应电流方向的判定及由此产生的其他问题是这一章的一个重点和难点．利用楞次定律和右手定则都可以判定感应电流方向，但楞次定律的应用更重要．

图 3

图5

典例剖析

例2 某实验小组用如图3所示的实验装置来验证楞次定律．当 条形磁铁自上而下穿过固定的线圈时，通过电流计的感应电流

方向是 ( ) A ．a →G→b

B ．先a →G→b ，后b →G→a

C ．b →G→a

D ．先b →G→a ，后a →G→b 思维突破 楞次定律的使用步骤

跟踪训练2 长直导线与矩形线框abcd 处在同一平面中静止不动，如图4甲所示．长直导线中通以大小和方向都随时间做周期性变化的交流电：i ＝I m sin ωt ，i －t 图象如图乙所示．规定沿长直导线方向上的电流为正方向．关于最初一个周期内矩形线框中感应电流的方向，下列说法正确的是 (

)

图4

A ．由顺时针方向变为逆时针方向

B ．由逆时针方向变为顺时针方向

C ．由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向

D ．由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向

例3 如图5所示，质量为m 的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面 上．当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈，沿线圈中线由左至右 从线圈正上方等高、快速经过时，线圈始终保持不动．则关于线 圈在此过程中受到的支持力F N 和摩擦力F f 的情况，以下判断正确 的是 ( ) A ．F N 先大于mg ，后小于mg B ．F N 一直大于mg C ．F f 先向左，后向右 D ．F f 一直向左

思维突破 楞次定律的推广应用

对楞次定律中“阻碍”的含义可以推广为感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因：

图7

图8

(1)阻碍原磁通量的变化——“增反减同”；

(2)阻碍相对运动——“来拒去留”；

(3)使线圈面积有扩大或缩小的趋势——“增缩减扩”；

(4)阻碍原电流的变化(自感现象)——“增反减同”．

跟踪训练3 (2010·上海单科·21)如图6所示，金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧，若变阻器滑片P向左移动，则金属环A将向________(填“左”或“右”)运动，并有_

_______(填“收缩”或“扩张”)趋势．

10.楞次定律、右手定则、左手

定则、安培定则的综合应用

例4 如图7所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金

属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下

运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是 ( )

A．向右加速运动

B．向左加速运动

C．向右减速运动

D．向左减速运动

建模感悟

基本现象应用的定则或定律运动电荷、电流产生磁场安培定则磁场对运动电荷、电流有作用力左手定则电磁

感应

部分导体做切割磁感线运动右手定则

闭合回路磁通量变化楞次定律

跟踪训练4 两根相互平行的金属导轨水平放置于图8所示的匀强磁场

中，在导轨上接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动．当AB在外

力F作用下向右运动时，下列说法中正确的是 ( )

A．导体棒CD内有电流通过，方向是D→C

B．导体棒CD内有电流通过，方向是C→D

C．磁场对导体棒CD的作用力向左

D．磁场对导体棒AB的作用力向左