§1-4楞次定律(学案)电子教案

§1-4楞次定律(学案)
§1-4 楞次定律(学案)
学习目标：
1.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．
2．理解并掌握楞次定律的内容．
3．能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向，培养学生应用物理规律解决实际问题的能力． 重点难点：1.引导学生对演示实验进行观察、分析、归纳、总结得出楞次定律．
2．对楞次定律内容的理解．
3．应用楞次定律判断感应电流的方向．
课前自主学案：
一、右手定则
1．内容：将右手手掌_______，使大拇指与其余并拢的四指______，并与手掌在__________内，让磁感线从________穿入，大拇指指向导体运动方向，这时四指的指向就是__________的方向，也就是感应电动势的方向．
2．适用范围：闭合电路的一部分导体在磁场中做____________的运动．
思考感悟
1．应用右手定则判断感应电流方向时，四指所指的方向是高电势端
还是低电势端？
二、楞次定律
1．实验探究
如图所示，将条形磁铁插入、拔出螺线管时，观察电流计指针偏转的方向，并把结果与分析填入下当线圈内磁通量增加时，感应电流的磁场_______磁通量的增加；当线圈内磁通量减少时，感应电流的磁场______磁通量的减少．
说明：实验前应首先查明线圈中电流的流向与电流表指针偏转方向之间的关系．
4．楞次定律
1834年，物理学家楞次归纳出以下结论：
感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要______引起感应电流的磁通量的______． 利用楞次定律判断感应电动势和感应电流方向的方法归纳为4个步骤：
(1)分辨引起电磁感应的___________的方向．
操作 S 极插入 S 极拔出 N 极插入 N 极拔出
原磁场B 0方向 向上 向下 向下
原磁场通过螺线管磁通量的增减
增加 减少 增加 减少 电流计指针偏转方向
顺时针(俯视) 逆时针(俯视) 逆时针(俯视) 顺时针(俯视) 螺线管绕向，感
应电流方向图示
感应电流的磁场B ′的方向
向下 向上 向上 向下
(2)确定B0通过闭合回路磁通量的_______．
(3)根据楞次定律，确定_____________________方向．
(4)用安培定则判断___________的方向．
2．感应电流的磁场总是与原磁场方向相同吗？
核心要点突破：
一、对楞次定律的理解
1．因果关系：闭合导体回路中磁通量的变化是因，产生感应电流是果；原因产生结果，结果又反过来影响原因．
谁阻碍谁是感应电流的磁通量阻碍引起感应电流的磁场(原磁场)的磁通量的变化
阻碍什么阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身
如何阻碍当磁通量增加时，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”
结果如何阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量的变化快慢，这种变化将继续进行
果不是“阻碍”，将违背能量守恒，可以得出总能量同时增加的错误结论．
3．楞次定律含义的推广
(1)若由于相对运动导致电磁感应现象，则感应电流的效果阻碍该相对运动，简称口诀：“来拒去留”．
(2)若电磁感应致使回路的面积有收缩或扩张的趋势，则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，磁通量减少时，面积有增大趋
势，简称口诀：“增缩减扩”．
特别提醒：判断回路面积的变化趋势时，若穿过闭合回路的磁感线皆朝同一方向，
既可由一般步骤判断，也可根据楞次定律的推广含义判断，若闭合回路所围面积内
存在两个方向的磁场，则不宜采用楞次定律的推广含义判断、应根据一般步骤判
即时应用1. 如图所示，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下．当磁铁向下运)()
A．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引
B．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥
C．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引
D．线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥
楞次定律右手定则
区别
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
动的情况应用
用于磁感应强度B随时间变化而产生的
电磁感应现象较方便
用于导体切割磁感线产生电磁感应的现
象较方便
联系右手定则是楞次定律的特例
特别提醒：(1)楞次定律判断的电流方向也是电路中感应电动势的方向，右手定则判断的电流方向也是做切割磁感线运动的导体上感应电动势的方向．若电路是开路，可假设电路闭合，应用楞次定律或右手定则确定电路中假想电流的方向即为感应电动势的方向．
(2)在分析电磁感应现象中电势高低时，一定要明确产生感应电动势的那部分电路就是电源．在电源
即时应用2．如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向
abcd，沿纸面方向由左侧位置运动到右侧位置，
则()
A.进入过程中感应电流方向为abcda，出磁场过程感应电流方向为adcba
B.进入过程中感应电流方向为adcba，出磁场过程感应电流方向为
abcda
C.进入过程中安培力方向为向左，出磁场过程安培力方向为向右
D.进入过程中安培力方向为向左，出磁场过程安培力方向为向左
课堂互动讲练：
类型一、利用楞次定律判定电流方向
例题1如图所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合线圈，则电路中()
a向b流过电流表G
B．始终有感应电流自b向a流过电流表G
C．先有自a向b的感应电流，后有自b向a的感应电流流过电流表G
D．不会产生感应电流
【方法总结】该题是楞次定律的简单应用，应用楞次定律时，应依次确定以
下几个物理量，即：引起感应电流的磁场→引起感应电流的磁通量的变化→感
应电流的磁场方向→感应电流的方向．
类型二、利用楞次定律判断导体的运动情况
例题2如图所示，当磁铁突然向铜环运动时，铜环的运动情况是( )
A．向右运动B．向左运动
C．静止不动D．不能判定
【精讲精析】法一：阻碍相对运动法．
法二：电流元受力分析法．
法三：等效法．
【方法总结】本例列出了判断感应电流受力及其运动方向的方法，并进一步从多个角度深刻理解楞次定律中阻碍的含义，虽然方法不同，但本质都是楞次定律，只有领会其精髓，才能运用它进行
变式训练1如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置于导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时()
A．P、Q将相互靠拢
B．P、Q将相互远离
C．磁铁的加速度仍为g
D．磁铁的加速度小于g
类型三、楞次定律、右手定则、左手定则的综合应用：
例题3如图所示装置中，L1、L2为闭合铁芯，cd杆原来静止．当ab杆做如下哪些运动时，cd杆将()
A．向右匀速运动B．向右加速运动
C．向左加速运动D．向左减速运动
【方法总结】对于“二级感应”问题，可参考如下规律：ab棒向右匀加速、向左匀减速运动，cd中电流方向相同；ab棒向右匀减速、向左匀加速运动，cd中电流方向相同．但这两种情况中cd电流
变式训练2如图所示，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
课后练习：
1．关于对楞次定律的理解，下面说法中正确的是( )
A．感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量的变化
B．感应电流的磁场方向，总是跟原磁场方向相同
C．感应电流的磁场方向，总是跟原磁场方向相反
D．感应电流的磁场方向可以跟原磁场方向相同，也可以相反
2．一根沿东西方向的水平导线，在赤道上空自由落下过程中，导线上各点的电势( )
A．东端最高B．西端最高 C．中点最高 D．各点一样高
3．如图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，其中能产生由a到b 的感应电流的是( )
4．如图所示，一水平放置的矩形闭合线框abcd在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ，这个过程中线圈感应电流( )
A．沿abcd流动 B．沿dcba流动
C．先沿abcd流动，后沿dcba流动 D．先沿dcba流动，后沿abcd
流动
5．如图所示，用细线悬挂一个很轻的铝环，铝环可以自由摆动．甲、
乙两图的不同在于甲图中的铝环是完整闭合的，乙图中的铝环下端沿
直径方向裂开了一个狭缝，不闭合．下列实验现象中正确的是( )
A．甲图中当磁铁向铝环靠近时，铝环后退
B．乙图中当磁铁向铝环靠近时，铝环后退
C．甲图中当磁铁离开铝环时，铝环被吸引
D．乙图中当磁铁离开铝环时，铝环被吸引
6．如图所示，AOC是光滑的金属导轨，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，ab是一根金属棒，立在
导轨上，它从静止开始在重力作用下运动，运动过程中b端始终在OC上，a端始终在OA上，直
到完全落在OC上，空间存在着匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，则ab棒在上述过程中( ) A．感应电流方向是b→a B．感应电流方向是a→b
C．感应电流方向先是b→a，后是a→b D．感应电流方向先是a→b，后是b→a
7．如图所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合线圈，在滑动变阻器R的滑片P自左向
右滑动的过程中，ab线圈将( )
A．静止不动 B．逆时针转动
C．顺时针转动 D．发生转动，因电源正负极不明，无法确定转动方向
8．“磁单极子”是指只有S极或N极的磁性物质，其磁感线分布类似于点电荷的电场线分布．物理
学家们长期以来一直试图用实验证实自然界中存在磁单极子，如图所示的实验就是用于检测单极子
的实验之一，abcd为用超导材料围成的闭合回路，该回路放在装置中，可认为不受周围其他磁场
的作用．设想有一个S极磁单极子沿abcd的轴线从左向右穿过超导回路，那么在回路中可能发生
的现象是( )
A．回路中无感应电流
B．回路中形成持续的abcda流向的感应电流
C．回路中形成持续的adcba流向的感应电流
D．回路中形成先abcda流向后adcba流向的感应电流
9.如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大线圈M相连，要使导线圈N获得顺时针方向
的感应电流，则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是(两线圈共面放置)( )
A．向右匀速运动B．向左加速运动
C．向右减速运动D．向右加速运动。