4.3楞次定律 学案(含答案)
高中物理选修3-2学案4:4.3 楞次定律
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4.3楞次定律学习内容1.学习目标通过实验总结出楞次定律。
2.理解楞次定律,并会用楞次定律来判定感应电流的方向。
3.知道右手定则,熟练用右手定则判定感应电流的方向。
学习重、难点:理解并会应用楞次定律学法指导:自主、合作、探究1.知识链接感应电流产生的条件:。
2.如何用安培定则来判定电流的磁场方向?(直导线、螺线管)[自主学习]1.实验探究:结合图4.3-2实验记录完成课本表1。
并根据表格记录总结:当线圈内磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向(相同/相反),当线圈内磁通量减小时,感应电流的磁场方向与原磁场方向(相同/相反)2.楞次定律的内容:。
3.你对“阻碍”的含义是怎样理解的?“阻碍”的具体表现是什么?4.研读课本“例1、例2”,总结应用楞次定律判断感应电流方向的一般步骤:⑴⑵⑶⑷以上步骤可概括为四句话:“明确增减和方向,增反减同切莫忘,安培定则来判断,四指环绕是流向。
”5.完成P12“思考与讨论”,学会使用右手定则来判断感应电流方向。
并思考“右手定则与楞次定律”的关系。
[例题与习题]如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,其中表示正确的是()[答案]CD[解析]先根据楞次定律“来拒去留”判断线圈的N极和S极,A中线圈上端为N极,B中线圈上端为N极,C中线圈上端为S极,D中线圈上端为S极,再根据安培定则确定感应电流的方向,A、B错误,C、D正确。
全国新课标人教版高二物理 选修3-2第四章 电磁感应 导学案(含答案,精排版) 4.3 楞次定律
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§4.3 楞次定律制作:_____________审核:______________班级: .组名: . 姓名: .时间:年月日【学习指导】:1兴趣、好奇心、不断尝试、自主性、积极性2动脑思考3听懂是骗人的,看懂是骗人的,做出来才是自己的4不仅要去学习,而且要学出成果,也就是每个点都要达标。
达标的标准是能够“独立做(说、写)出来”,不达标你的努力就体现不出来5该记的记,该理解的理解,该练习的练习,该总结的总结,勿懈怠!6费曼学习法:确定一个学习的知识点;假设你在教授别人该知识点;遇到卡壳时回顾相关知识点;简化你的语言,达到通俗易懂的程度。
该法尤其适合概念、定义、定理、定律等的理解和记忆。
7明确在学习什么东西,对其中的概念、定律等要追根溯源,弄清来龙去脉才能理解透彻、应用灵活8总结:8.1每题总结:每做完一道题都要总结该题涉及的知识点和方法8.2题型总结:先会后熟,一种题型先模仿、思考,弄懂后,总结出这类题型的出现特征、解题方法,然后再多做几道同类型的,直到遇到这种题型就条件反射得知道怎么做8.3小节总结:总结该小节的知识结构、常见题型及做法8.4章节总结:总结该章节的知识结构、常见题型及做法9独立、限时、满分作答10步骤规范,书写整洁11多做多思,孰能生巧,熟到条件反射,这样一是能见到更多的出题方式,二是能提高做题速度12根据遗忘曲线,进行循环复习13错题本的建立:在每次发的试卷资料的右上角写上日期,同一科目的试卷按日期顺序放好。
在做错的题号上画叉号,在不会做的题号上画问号,以后就是一本很好的错题集。
其他资料亦如此处理。
这种方式简单实用。
同时,当你积攒到一定程度,看到自己做过的厚厚的资料,难道不会由衷的产生一种成就感么?!【一分钟德育】十大思想实验(三)----------特修斯之船(The Ship of Theseus)最为古老的思想实验之一。
最早出自普鲁塔克的记载。
它描述的是一艘可以在海上航行几百年的船,归功于不间断的维修和替换部件。
4.3楞次定律学案2(人教版选修3-2)
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4.3 楞次定律学案2【学习目标】(1)、理解楞次定律的内容,理解楞次定律中“阻碍”二字的含义,能初步应用楞次定律判定感应电流方向,理解楞次定律与能量守恒定律是相符的(2)、通过实验教学,感受楞次定律的实验推导过程,逐渐培养自己的观察实验,分析、归纳、总结物理规律的能力。
(3)、学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法。
(4)、通过对楞次定律的探究过程,培养自己的空间想象能力。
【学习重点】应用楞次定律(判感应电流的方向)【学习难点】理解楞次定律(“阻碍”的含义)【知识梳理】1.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.右手定则: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;让磁感线垂直从掌心进入,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流的方向.【典例精讲】知识点一楞次定律的基本理解例1.如图3所示为一种早期发电机原理示意图,该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成,两磁极相对于线圈平面对称,在磁极绕转轴匀速转动过程中,磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧XOY运动(O是线圈中心),则()图3A.从X到O,电流由E经G流向F,先增大再减小B.从X到O,电流由F经G流向E,先减小再增大C.从O到Y,电流由F经G流向E,先减小再增大D.从O到Y,电流由E经G流向F,先增大再减小答案 D解析S,方向向上.当磁极由X到O时,穿过线圈的磁通量增加.根据楞次定律,感应电流的磁场应向下,再根据安培定则可知电流由F经G流向E,当磁极在圆形线圈正上方时,磁通量的变化率最小,故电流先增大后减小.当磁极从O到Y时,穿过线圈的磁通量减少,可判断电流方向由E经G流向F.再根据磁通量最大时,磁通量的变化率最小,则感应电流最小,故电流先增大后减小.故选项D正确.→S,方向向上.当磁极由X到O 时,穿过线圈的磁通量增加.根据楞次定律,感应电流的磁场应向下,再根据安培定则可知电流由F经G流向E,当磁极在圆形线圈正上方时,磁通量的变化率最小,故电流先增大后减小.当磁极从O到Y时,穿过线圈的磁通量减少,可判断电流方向由E经G流向F.再根据磁通量最大时,磁通量的变化率最小,则感应电流最小,故电流先增大后减小.故选项D正确.点评应用楞次定律判断感应电流的一般步骤:原磁场方向及穿过回路的磁通量的增减情况感应电流的磁场方向感应电流的方向例2.如图4所示,一均匀的扁平条形磁铁的轴线与圆形线圈在同一平面内,磁铁中心与圆心重合,为了在磁铁开始运动时线圈中能得到逆时针方向的感应电流,磁铁的运动方式应是()图4A.N极向纸内,S极向纸外,使磁铁绕O点转动B.N极向纸外,S极向纸内,使磁铁绕O点转动C.磁铁在线圈平面内顺时针转动D.磁铁在线圈平面内逆时针转动答案 A解析当N极向纸内,S极向纸外转动时,穿过线圈的磁场由无到有并向里,感应电流的磁场应向外,电流方向为逆时针,A选项正确;当N极向纸外,S极向纸内转动时,穿过线圈的磁场向外并增加,感应电流方向为顺时针,B选项错误;当磁铁在线圈平面内绕O 点转动时,穿过线圈的磁通量始终为零,因而不产生感应电流,C、D选项错误.点评此题是“逆方向”应用楞次定律,只需把一般步骤“逆向”即可感应电流的方向感应电流的磁场方向穿过回路的磁通量的增减情况知识点二右手定则例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,导体ab上的感应电流方向为a→b的是( )答案A b,B中电流由b→b,B中电流由b→a,C中电流沿a→c→b→a方向,D中电流由b→a.故选A.点评判别导体切割磁感线产生的感应电流方向时,采用右手定则更有针对性,当然用楞次定律也可以判别.例4.如图5所示,导线框abcd与通电直导线在同一平面内,直导线通有恒定电流并通过ad和bc的中点,当线框向右运动的瞬间,则()图5A.线框中有感应电流,且按顺时针方向B.线框中有感应电流,且按逆时针方向C.线框中有感应电流,但方向难以判断D.由于穿过线框的磁通量为零,所以线框中没有感应电流答案 B解析此题可用两种方法求解,借此感受右手定则和楞次定律分别在哪种情况下更便捷.方法一:首先由安培定则判断通电直导线周围的磁场方向(如下图所示),因ab导线向右做切割磁感线运动,由右手定则判断感应电流由a→b,同理可判断cd导线中的感应电流方向由c→d,ad、bc两边不做切割磁感线运动,所以整个线框中的感应电流是逆时针方向的.方法二:首先由安培定则判断通电直导线周围的磁场方向(如右图所示),由对称性可知合磁通量Φ=0;其次当导线框向右运动时,穿过线框的磁通量增大(方向垂直向里),由楞次定律可知感应电流的磁场方向垂直纸面向外,最后由安培定则判断感应电流按逆时针方向,故B选项正确.点评右手定则在判断由于部分导体切割磁感线的感应电流方向时针对性强,若电路中非一部分导体做切割磁感线运动时,应用楞次定律更轻松一些.【反思】【当堂练习】1.下列说法正确的是()A.感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反B.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C.楞次定律只能判定闭合回路中感应电流的方向D.楞次定律可以判定不闭合的回路中感应电动势的方向答案BD解析本题的关键是理解楞次定律,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.如果是因磁通量的减小而引起的感应电流,则感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同,阻碍磁通量的减小;如果是因磁通量的增大而引起的感应电流,则感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相反,阻碍磁通量的增大,故A项错误,B项正确;楞次定律既可以判定闭合回路中感应电流的方向,还可以判定不闭合回路中感应电动势的方向.C项错误,D项正确.2.如图1所示,一线圈用细杆悬于P点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在匀强磁场中运动,已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ时(位置Ⅱ正好是细杆竖直位置),线圈内的感应电流方向(顺着磁场方向看去)是()图1A.Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ位置均是顺时针方向B.Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ位置均是逆时针方向C.Ⅰ位置是顺时针方向,Ⅱ位置为零,Ⅲ位置是逆时针方向D.Ⅰ位置是逆时针方向,Ⅱ位置为零,Ⅲ位置是顺时针方向答案 D解析本题关键是判定出Ⅰ,Ⅱ位置时磁通量的变化情况,线圈由初始位置向Ⅰ位置运动过程中,沿磁场方向的磁通量逐渐增大,根据楞次定律,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,从右向左穿过线圈,根据安培定则,Ⅰ位置时感应电流的方向(沿磁感线方向看去)是逆时针方向;在Ⅱ位置时由左向右穿过线圈的磁通量最大,由Ⅱ位置向Ⅲ位置运动时,向右穿过线圈的磁通量减少,根据楞次定律,感应电流的磁场方向向右,阻碍它的减少,根据安培定则可判定Ⅲ位置的电流方向(沿磁感线方向看去)是顺时针方向,且知Ⅱ位置时感应电流为零.故选D.3.如图2所示,当导体棒MN在外力作用下沿导轨向右运动时,流过R的电流方向是()图2A. 由A→BB. 由B→AC.无感应电流D.无法确定答案A M,则通过R的电流为A→M,则通过R的电流为A→B.。
人教版高中物理选修3-2学案:4.3 楞次定律3
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学案5 习题课:楞次定律的应用【学习目标】1.学习应用楞次定律的推论判断感应电流的方向.2.理解安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律的区别.一、增反减同法感应电流的磁场,总是阻碍引起感应电流的磁通量(原磁场磁通量)的变化.(1)当原磁场磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,(2)当原磁场磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同.口诀记为“增反减同”.例1如图1所示,一水平放置的矩形闭合线圈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,这个过程中线圈的感应电流( )图1A.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流动二、来拒去留法导体与磁场相对运动产生电磁感应现象时,产生的感应电流与磁场间有力的作用,这种力的作用会“阻碍”相对运动,简称口诀“来拒去留”.例2如图2所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是( )图2A.向右摆动 B.向左摆动C.静止 D.无法判定三、增缩减扩法当闭合电路中有感应电流产生时,电路的各部分导线就会受到安培力作用,会使电路的面积有变化(或有变化趋势).(1)若原磁通量增加,则通过减小有效面积起到阻碍的作用.(2)若原磁通量减小,则通过增大有效面积起到阻碍的作用.口诀记为“增缩减扩”.注意:本方法适用于磁感线单方向穿过闭合回路的情况.例3如图3所示,在载流直导线旁固定有两平行光滑导轨A、B,导轨与直导线平行且在同一水平面内,在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时,导体ab和cd的运动情况是 ( )图3A.一起向左运动 B.一起向右运动C.ab和cd相向运动,相互靠近 D.ab和cd相背运动,相互远离四、增离减靠法发生电磁感应现象时,通过什么方式来“阻碍”原磁通量的变化要根据具体情况而定.可能是阻碍导体的相对运动,也可能是改变线圈的有效面积,还可能是通过远离或靠近变化的磁场源来阻碍原磁通量的变化.即:(1)若原磁通量增加,则通过远离磁场源起到阻碍的作用.(2)若原磁通量减小,则通过靠近磁场源起到阻碍的作用.口诀记为“增离减靠”.例4一长直铁芯上绕有一固定线圈M,铁芯右端与一木质圆柱密接,木质圆柱上套有一闭合金属环N,N可在木质圆柱上无摩擦移动,M连接在如图4所示的电路中,其中R为滑动变阻器,E1和E2为直流电源,S为单刀双掷开关,下列情况中,可观测到N向左运动的是 ( )图4A.在S断开的情况下,S向a闭合的瞬间B.在S断开的情况下,S向b闭合的瞬间C.在S已向a闭合的情况下,将R的滑片向c端移动时D.在S已向a闭合的情况下,将R的滑片向d端移动时五、安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的区别运用1.右手定则是楞次定律的特殊情况(1)楞次定律的研究对象为整个闭合导体回路,适用于磁通量变化引起感应电流的各种情况.(2)右手定则的研究对象为闭合导体回路的一部分,适用于一段导线在磁场中做切割磁感线运动.2.区别安培定则、左手定则、右手定则的关键是抓住因果关系(1)因电而生磁(I→B)→安培定则.(判断电流周围磁感线的方向)(2)因动而生电(v、B→I感)→右手定则.(导体切割磁感线产生感应电流)(3)因电而受力(I、B→F安)→左手定则.(磁场对电流有作用力)例5如图5所示,导轨间的磁场方向垂直于纸面向里.圆形金属环B正对电磁铁A,当导线MN在导轨上向右加速滑动时,下列说法正确的是( )图5A.MN中电流方向N→M,B被A吸引B.MN中电流方向N→M,B被A排斥C.MN中电流方向M→N,B被A吸引D.MN中电流方向M→N,B被A排斥1.(来拒去留法)如图6所示,甲是闭合铜线框,乙是有缺口的铜线框,丙是闭合的塑料线框,它们的正下方都放置一薄强磁铁,现将甲、乙、丙拿至相同高度H处同时释放(各线框下落过程中不翻转),则以下说法正确的是( )图6A.三者同时落地 B.甲、乙同时落地,丙后落地C.甲、丙同时落地,乙后落地 D.乙、丙同时落地,甲后落地2.(增缩减扩及来拒去留法)如图7所示,水平桌面上放有一个闭合铝环,在铝环轴线上方有一个条形磁铁.当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时,下列判断正确的是 ( )图7A.铝环有收缩趋势,对桌面压力减小B.铝环有收缩趋势,对桌面压力增大C.铝环有扩张趋势,对桌面压力减小D.铝环有扩张趋势,对桌面压力增大3.(增离减靠法)如图8是某电磁冲击钻的原理图,若突然发现钻头M向右运动,则可能是( )图8A.开关S闭合瞬间B.开关S由闭合到断开的瞬间C.开关S已经是闭合的,滑动变阻器滑片P向左迅速滑动D.开关S已经是闭合的,滑动变阻器滑片P向右迅速滑动4.(安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的区别运用)如图9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,当PQ在外力的作用下运动时,MN在磁场力的作用下向右运动,则PQ所做的运动可能是( )图9A.向右加速运动 B.向左加速运动C.向右减速运动 D.向左减速运动题组一来拒去留法1.如图1所示,线圈两端与电阻相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N极朝下.在磁铁的N极向下靠近线圈的过程中 ( )图1A.通过电阻的感应电流方向由a到b,线圈与磁铁相互排斥B.通过电阻的感应电流方向由b到a,线圈与磁铁相互排斥C.通过电阻的感应电流方向由a到b,线圈与磁铁相互吸引D.通过电阻的感应电流方向由b到a,线圈与磁铁相互吸引2.如图2所示,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过.现将环从位置Ⅰ释放,经过磁铁到达位置Ⅱ,设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为F T1和F T2,重力加速度大小为g,则 ( )图2A.F T1>mg,F T2>mg B.F T1<mg,F T2<mgC.F T1>mg,F T2<mg D.F T1<mg,F T2>mg3.如图3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( )图3A.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4.如图4所示,两个相同的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上,当一条形磁铁向左运动靠近两环时,两环的运动情况是 ( )图4A.同时向左运动,间距变大 B.同时向左运动,间距变小C.同时向右运动,间距变小 D.同时向右运动,间距变大题组二增缩减扩法5.如图5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.则磁场( )图5A.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6.如图6所示,在水平面上有一固定的导轨,导轨为U形金属框架,框架上放置一金属杆ab,不计摩擦,在竖直方向上有匀强磁场,则( )图6A.若磁场方向竖直向上并增强时,杆ab将向右移动B.若磁场方向竖直向上并减弱时,杆ab将向右移动C.若磁场方向竖直向下并增强时,杆ab将向右移动D.若磁场方向竖直向下并减弱时,杆ab将向右移动7.如图7所示,光滑固定金属导轨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将图7A.保持不动 B.相互远离 C.相互靠近 D.无法判断8.如图8所示,ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框,当滑动变阻器R的滑片自左向右滑动时,线框ab的运动情况是( )图8A.保持静止不动 B.逆时针转动C.顺时针转动 D.发生转动,但电源极性不明,无法确定转动的方向题组三增离减靠法9.如图9所示,一个有弹性的金属线圈被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方,直导线与线圈在同一竖直面内,当通电直导线中电流增大时,弹性线圈的面积S和橡皮绳的长度l将( )图9A.S增大,l变长 B.S减小,l变短 C.S增大,l变短 D.S减小,l变长10.如图10所示,A为水平放置的胶木圆盘,在其侧面均匀分布着负电荷,在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B,使B的环面水平且与圆盘面平行,其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合,现使胶木盘A 由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动,则 ( )图10A .金属环B 的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力增大B .金属环B 的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力减小C .金属环B 的面积有扩大的趋势,丝线受到的拉力减小D .金属环B 的面积有缩小的趋势,丝线受到的拉力增大11.如图11所示,通电螺线管两侧各悬挂一个小铜环,铜环平面与螺线管截面平行,当开关S 接通瞬间,两铜环的运动情况是 ( )图11A .同时向两侧推开B .同时向螺线管靠拢C .一个被推开,一个被吸引,但因电流正负极未知,无法具体判断D .同时被推开或同时向螺线管靠拢,但因电源正负极未知,无法具体判断题组四 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的区别运用12.如图12甲所示,长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流i 随时间t 的变化关系如图乙所示.在0~T 2时间内,直导线中电流向上,则在T 2~T 时间内,线框中感应电流的方向与所受安培力方向是 ( )图12A.感应电流方向为顺时针,线框所受安培力的合力方向向左B.感应电流方向为逆时针,线框所受安培力的合力方向向右C.感应电流方向为顺时针,线框所受安培力的合力方向向右D.感应电流方向为逆时针,线框所受安培力的合力方向向左13.如图13所示,在匀强磁场中放有平行铜导轨,它与大线圈M相连接,要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在导轨上的金属棒ab的运动情况(两线圈共面放置)是 ( )图13A.向右匀速运动 B.向左加速运动C.向右减速运动 D.向右加速运动高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
4.3楞次定律学案
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1第三节:楞次定律学案【学习目标】(1)理解楞次定律的内容,理解楞次定律中“阻碍”二字的含义,能初步应用楞次定律判定感应电流方向,理解楞次定律与能量守恒定律是相符的(2)通过实验教学,感受楞次定律的实验推导过程,逐渐培养自己的观察实验,分析、归纳、总结物理规律的能力。
(3)通过对楞次定律的探究过程,培养自己的空间想象能力。
【学习重点】应用楞次定律(判感应电流的方向)【学习难点】理解楞次定律(“阻碍”的含义)【学习方法】实验法、探究法、讨论法、归纳法【教学过程】一、温故知新:1、要产生感应电流必须具备什么样的条件?2、哪些情况会导致磁通量的变化?二、引入新课1、问题1:如图,已知通电螺线管的磁场方向,请标出电流方向?2、问题2:如图,在磁场中放入一线圈,若磁场B变大或变小,问①有没有感应电流?②感应电流方向如何?三、新课学习1、介绍研究感应电流方向的主要器材并让学生思考:(1)灵敏电流计的作用是什么?为什么用灵敏电流计而不用安培表?(2)为什么本实验研究的是螺线管中的感应电流,而不是单匝线圈或其它导体中的感应电流?2、实验内容:研究影响感应电流方向的因素。
按照图所示连接电路,并将磁铁向线圈插入或从线圈拔出,分析感应电流的方向与哪些因素有关。
3、学生探究:研究感应电流的方向(1)探究目标:__________________________________________________(3)探究手段:分组实验(器材:螺线管,灵敏电流计,条形磁铁,导线)(4)探究过程:(5)学生带着问题分组讨论:问题1、请你根据上表中所填写的内容分析一下,感应电流的磁场方向是否总是与原磁场的方向相反?问题2、请你仔细分析上表,用尽可能简洁的语言概括一下,究竟如何确定感应电流的方向?并说出你的概括中的关键词语。
问题3、你能从导体和磁体相对运动的角度来确定感应电流的方向吗?如果能,请用简洁的语言进行概括,并试着从能量的转化与守恒角度去解释你的结论?总结规律:原磁通变大,则感应电流磁场与原磁场相,有阻碍作用原磁通变小,则感应电流磁场与原磁场相,有阻碍作用结论:4、楞次定律——感应电流的方向(1)内容:。
4.3楞次定律含答案
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三、楞次定律备课人高二物理组第五大周[要点导学]1.这一节学习楞次定律,用来判断感应电流的方向。
这部分知识与法拉第电磁感应定律一起组成了本章的两大重要内容。
学习中应该特别重视。
2.感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要,这就是楞次定律。
3.理解楞次定律的关键是阻碍两个字。
要全面地理解阻碍的意义——当磁通量增大时感应电流的磁场就阻碍磁通量的增加;当磁通量减少时感应电流的磁场就阻碍磁通量的减少;当磁体靠近线圈产生感应电流时感应电流的磁场就阻碍磁体的靠近;当磁体远离线圈产生感应电流时感应电流的磁场就阻碍磁体的远离。
特别注意:阻碍不是阻止,阻碍的意思可以用“克强助弱”、“减同增反”、“去则吸引”、“来则排斥”形象描述。
4.从磁通量变化的角度来看,感应电流的磁场总要,从导体与磁场的相对运动的角度来看,感应电流的磁场总要。
5.如果感应电流做了功,就一定有其它形式的能转化为感应电流的电能。
当我们手持磁铁插入闭合线圈时,感应电流的磁场阻碍磁铁插入,我们必须克服阻力做功,这一过程中生物能转化为电能。
楞次定律实际上是能量守恒在电磁感应现象中的必然结果。
所以用能量的转化和守恒的观点分析电磁感应现象是一种很重要的方法。
[范例精析]例1.用图4-3-1所示的装置来验证“感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化”。
该装置的电原理图见图4-3-2,已经判明电流表的指针是电流从左接线柱流入则向左偏,电流从右接线柱流入则向右偏。
设计一个表格,把开关闭合、开关断开、滑动变阻器电阻变化产生感应电流的几种情况列入表格中,并且在表格中比较原磁场的变化与感应电流的磁场的方向进行比较。
电路的情况A线圈的磁场方向和变化B线圈中磁场的变化电流表指针偏转方向感应电流的磁场方向感应电流的磁场的作用开关闭合开关断开电阻变大电阻变小例2.一均匀的扁平条形磁铁与一圆形线圈同在一个平面内,磁铁中央与圆心O重合,为了在磁铁开始运动时在线圈中得到一方向如图4-3-3所示的感生电流I,磁铁的运动方式为()A.N极向纸内,S极向纸外使磁铁绕O点转动B.N极向纸外,S极向纸内,使磁铁绕O点转动C.使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸内作平动D.使磁铁沿垂直于线圈平面的方向向纸外作平动E.使磁铁在线圈平面内绕O点沿顺时针方向转动F.使磁铁在线圈平面内绕O点沿逆时针方向转动例3.如图4-3-4,有一固定的超导体圆环,在其右侧放着一条形磁铁,此时圆环中没有电流。
人教版 选修3-2 第四章 第三节楞次定律 学案+答案

§4.3 楞次定律●学案●【学习目标】1.知道楞次定律的内容,理解感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化的含义2.通过实验教学,感受楞次定律的实验推导过程,培养自己观察实验,分析、归纳、总结物理规律的能力3.会利用楞次定律判断感应电流的方向4.会利用右手定则判断感应电流的方向【重点难点】1.重点:应用楞次定律判感应电流的方向2.难点:理解楞次定律(“阻碍”的含义)【课前预习】一.演示实验在下列四幅实验演示图中,请同学们先画出磁铁的磁场方向,后依据灵敏电流计指针的偏转画出感应电流的方向,再画出感应电流的磁场的方向,记录下磁铁磁场的变化情况,并通过完成课本中的实验记录表,正确分析感应电流的磁场的作用。
比较表中的数据可知:当线圈内磁通量增加时,感应电流的磁场是________磁通量的增加(填“有助于”或“阻碍了”);当线圈内磁通量减少时,感应电流的磁场是________磁通量的减少(填“有助于”或“阻碍了”).二、楞次定律1.定律内容:感应电流具有这样的方向,即感应电流的_______总要阻碍引起感应电流的_____的变化。
2.楞次定律理解(1)分清两个磁场。
一是感应电流的磁场,即“新磁场”;二是产生感应电流的磁场即“原磁场”。
(2)明确一个关键词:“阻碍”。
楞次定律中的“阻碍”不是“阻止”,是“阻碍”“变化”,不是阻止变化,阻碍的结果是使磁通量逐渐的变化。
若从磁通量变化的角度来看,感应电流的磁场总要阻碍磁通量的变化;若从导体和磁体相对运动的角度来看,感应电流总要阻碍相对运动。
(3)定律内容可简记为:“新磁场”阻碍“原磁场”的磁通量的变化。
即可以理解为:当原磁场磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场方向相反;当原磁场磁通量减小时,感应电流的磁场与原磁场方向相同。
简记为“增反减同”。
(4)楞次定律体现了能量的转化和守恒规律:感应电流对应的电能来源于外力对磁铁一一线圈系统做的功,也即减少了其他形式的能.(5)利用楞次定律可以判断各种情况下感应电流的方向.3.楞次定律的应用应用楞次定律判断感应电流方向的基本步骤:(1)明确原磁场的方向。
4.3 楞次定律 学案(人教版选修3-2)正式版
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4.3 楞次定律学案(人教版选修3-2)1.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.右手定则: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;让磁感线垂直从掌心进入,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流的方向.3.下列说法正确的是()A.感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反B.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C.楞次定律只能判定闭合回路中感应电流的方向D.楞次定律可以判定不闭合的回路中感应电动势的方向答案BD解析本题的关键是理解楞次定律,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.如果是因磁通量的减小而引起的感应电流,则感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同,阻碍磁通量的减小;如果是因磁通量的增大而引起的感应电流,则感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相反,阻碍磁通量的增大,故A项错误,B项正确;楞次定律既可以判定闭合回路中感应电流的方向,还可以判定不闭合回路中感应电动势的方向.C项错误,D项正确.4.如图1所示,一线圈用细杆悬于P点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在匀强磁场中运动,已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ时(位置Ⅱ正好是细杆竖直位置),线圈内的感应电流方向(顺着磁场方向看去)是()图1A.Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ位置均是顺时针方向B.Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ位置均是逆时针方向C.Ⅰ位置是顺时针方向,Ⅱ位置为零,Ⅲ位置是逆时针方向D.Ⅰ位置是逆时针方向,Ⅱ位置为零,Ⅲ位置是顺时针方向答案D解析本题关键是判定出Ⅰ,Ⅱ位置时磁通量的变化情况,线圈由初始位置向Ⅰ位置运动过程中,沿磁场方向的磁通量逐渐增大,根据楞次定律,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,从右向左穿过线圈,根据安培定则,Ⅰ位置时感应电流的方向(沿磁感线方向看去)是逆时针方向;在Ⅱ位置时由左向右穿过线圈的磁通量最大,由Ⅱ位置向Ⅲ位置运动时,向右穿过线圈的磁通量减少,根据楞次定律,感应电流的磁场方向向右,阻碍它的减少,根据安培定则可判定Ⅲ位置的电流方向(沿磁感线方向看去)是顺时针方向,且知Ⅱ位置时感应电流为零.故选D.5.如图2所示,当导体棒MN在外力作用下沿导轨向右运动时,流过R的电流方向是()图2A.由A→BB.由B→AC.无感应电流D.无法确定答案A M,则通过R的电流为A→M,则通过R的电流为A→B.【概念规律练】知识点一楞次定律的基本理解1.如图3所示为一种早期发电机原理示意图,该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成,两磁极相对于线圈平面对称,在磁极绕转轴匀速转动过程中,磁极中心在线圈平面上的投影沿圆弧XOY运动(O是线圈中心),则()图3A.从X到O,电流由E经G流向F,先增大再减小B.从X到O,电流由F经G流向E,先减小再增大C.从O到Y,电流由F经G流向E,先减小再增大D.从O到Y,电流由E经G流向F,先增大再减小答案D解析S,方向向上.当磁极由X到O时,穿过线圈的磁通量增加.根据楞次定律,感应电流的磁场应向下,再根据安培定则可知电流由F经G流向E,当磁极在圆形线圈正上方时,磁通量的变化率最小,故电流先增大后减小.当磁极从O到Y时,穿过线圈的磁通量减少,可判断电流方向由E经G流向F.再根据磁通量最大时,磁通量的变化率最小,则感应电流最小,故电流先增大后减小.故选项D正确.→S,方向向上.当磁极由X到O时,穿过线圈的磁通量增加.根据楞次定律,感应电流的磁场应向下,再根据安培定则可知电流由F经G 流向E,当磁极在圆形线圈正上方时,磁通量的变化率最小,故电流先增大后减小.当磁极从O到Y时,穿过线圈的磁通量减少,可判断电流方向由E经G流向F.再根据磁通量最大时,磁通量的变化率最小,则感应电流最小,故电流先增大后减小.故选项D正确.点评应用楞次定律判断感应电流的一般步骤:原磁场方向及穿过回路的磁通量的增减情况――→楞次定律感应电流的磁场方向――→安培定则感应电流的方向2.如图4所示,一均匀的扁平条形磁铁的轴线与圆形线圈在同一平面内,磁铁中心与圆心重合,为了在磁铁开始运动时线圈中能得到逆时针方向的感应电流,磁铁的运动方式应是()图4A .N 极向纸内,S 极向纸外,使磁铁绕O 点转动B .N 极向纸外,S 极向纸内,使磁铁绕O 点转动C .磁铁在线圈平面内顺时针转动D .磁铁在线圈平面内逆时针转动答案A 解析当N 极向纸内,S 极向纸外转动时,穿过线圈的磁场由无到有并向里,感应电流的磁场应向外,电流方向为逆时针,A 选项正确;当N 极向纸外,S 极向纸内转动时,穿过线圈的磁场向外并增加,感应电流方向为顺时针,B 选项错误;当磁铁在线圈平面内绕O 点转动时,穿过线圈的磁通量始终为零,因而不产生感应电流,C 、D 选项错误.点评此题是“逆方向”应用楞次定律,只需把一般步骤“逆向”即可 感应电流的方向――→安培定则感应电流的磁场方向――→楞次定律穿过回路的磁通量的增减情况知识点二 右手定则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,导体ab 上的感应电流方向为a →b 的是()答案A b ,B 中电流由b →b ,B 中电流由b →a ,C 中电流沿a →c →b →a 方向,D 中电流由b →a .故选A.点评判别导体切割磁感线产生的感应电流方向时,采用右手定则更有针对性,当然用楞次定律也可以判别.4.如图5所示,导线框abcd 与通电直导线在同一平面内,直导线通有恒定电流并通过ad 和bc 的中点,当线框向右运动的瞬间,则( )图5A .线框中有感应电流,且按顺时针方向B.线框中有感应电流,且按逆时针方向C.线框中有感应电流,但方向难以判断D.由于穿过线框的磁通量为零,所以线框中没有感应电流答案B解析此题可用两种方法求解,借此感受右手定则和楞次定律分别在哪种情况下更便捷.方法一:首先由安培定则判断通电直导线周围的磁场方向(如下图所示),因ab导线向右做切割磁感线运动,由右手定则判断感应电流由a→b,同理可判断cd导线中的感应电流方向由c→d,ad、bc两边不做切割磁感线运动,所以整个线框中的感应电流是逆时针方向的.方法二:首先由安培定则判断通电直导线周围的磁场方向(如右图所示),由对称性可知合磁通量Φ=0;其次当导线框向右运动时,穿过线框的磁通量增大(方向垂直向里),由楞次定律可知感应电流的磁场方向垂直纸面向外,最后由安培定则判断感应电流按逆时针方向,故B 选项正确.点评右手定则在判断由于部分导体切割磁感线的感应电流方向时针对性强,若电路中非一部分导体做切割磁感线运动时,应用楞次定律更轻松一些.【方法技巧练】一、增反减同法5.某磁场磁感线如图6所示,有一铜线圈自图示A处落至B处,在下落过程中,自上向下看,线圈中的感应电流方向是()图6A.始终顺时针B.始终逆时针C.先顺时针再逆时针D.先逆时针再顺时针答案C解析自A落至图示位置时,穿过线圈的磁通量增加,磁场方向向上,则感应电流的磁场方向与之相反,即向下,故可由安培定则判断线圈中的感应电流为顺时针;自图示位置落至B 点时,穿过线圈的磁通量减少,磁场方向向上,则感应电流的磁场方向与之相同即向上,故可由安培定则判断线圈中的感应电流为逆时针,选C.方法总结此题中的“增反减同”为:当回路中的磁通量增加(减少)时感应电流的磁场方向与原磁场方向相反(相同).6.电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N极朝下,如图7所示,现使磁铁开始自由下落,在N极接近线圈上端的过程中,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是()图7A.从a到b,上极板带正电B.从a到b,下极板带正电C.从b到a,上极板带正电D.从b到a,下极板带正电答案D解析在N极接近线圈上端的过程,穿过线圈的磁通量向下增加,则感应电流的磁场方向向上.由安培定则可判定电路中的电流为顺时针方向,故通过R的电流由b到a,电容器下极板带正电.方法总结应用增反减同法时,特别要注意原磁场的方向,才能根据增反减同判断出感应电流的磁场方向.二、来拒去留法7.如图8所示,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是()图8A.向右摆动B.向左摆动C.静止D.无法判定答案A解析此题可由两种方法来解决方法1:画出磁铁磁感线分布,如图甲所示,当磁铁向环运动时,穿过环的磁通量增加,由楞次定律判断出铜环中的感应电流方向如图甲所示.铜环中有感应电流时铜环又要受到安培力的作用,分析铜环受安培力作用而运动时,可把铜环中的电流等效为多段直线电流元.取上、下两小段电流研究,由左手定则确定两段电流受力,由此可联想到整个铜环所受合力向右,则A选项正确.甲乙方法2(等效法):磁铁向右运动,使铜环产生的感应电流可等效为图乙所示的条形磁铁,则两磁铁有排斥作用,故A正确.方法总结此题中若磁铁远离铜环运动时,同样可分析出铜环的运动情况为向左摆动,故可归纳出:感应电流在磁场中受力时有“来拒去留”的特点.8.如图9所示,蹄形磁铁的两极间,放置一个线圈abcd,磁铁和线圈都可以绕OO′轴转动,磁铁如图示方向转动时,线圈的运动情况是()图9A.俯视,线圈顺时针转动,转速与磁铁相同B.俯视,线圈逆时针转动,转速与磁铁相同C.线圈与磁铁转动方向相同,但转速小于磁铁转速D.线圈静止不动答案C解析本题“原因”是磁铁有相对线圈的运动,“效果”便是线圈要阻碍两者的相对运动,线圈阻止不了磁铁的运动,由“来拒去留”线圈只好跟着磁铁同向转动;如果二者转速相同,就没有相对运动,线圈就不会转动,故答案为C.方法总结感应电流在磁场中受力,用“来拒去留”来直接判断既快又准,此法也可理解为感应电流在磁场中受力总是“阻碍相对运动”.三、增缩减扩法9.如图10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()图10A.P、Q将相互靠拢B.P、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答案AD解析根据楞次定律,感应电流的效果是总要阻碍产生感应电流的原因,本题中“原因”是回路中磁通量的增加,P、Q可通过缩小面积的方式进行阻碍,故可得A正确.由“来拒去留”得回路电流受到向下的力的作用,由牛顿第三定律知磁铁受向上的作用力,所以磁铁的加速度小于g,选A、D.方法总结增缩减扩法,就闭合电路的面积而言,致使电路的面积有收缩或扩张的趋势.10.如图11(a)所示,两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合,放在同一水平面内,线圈A 中通以如图11(b)所示的交变电流,t=0时电流方向为顺时针(如图箭头所示),在t1~t2时间段内,对于线圈B,下列说法中正确的是()图11A.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有扩张的趋势B.线圈B内有顺时针方向的电流,线圈有收缩的趋势C.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有扩张的趋势D.线圈B内有逆时针方向的电流,线圈有收缩的趋势答案A解析在t1~t2时间段内,A线圈的电流为逆时针方向,产生的磁场垂直纸面向外且是增加的,由此可判定B线圈中的电流为顺时针方向,线圈的扩张与收缩可用阻碍Φ变化的观点去判定.在t1~t2时间段内B线圈内的Φ增强,根据楞次定律,只有B线圈增大面积,才能阻碍Φ的增加,故选A.方法总结注意B线圈内的磁通量是穿进穿出两部分抵消后的磁通量.。
高中物理选修3-2学案8:4.3楞次定律
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4.3楞次定律基础知识一、楞次定律中阻碍的含义1.谁在阻碍?起阻碍作用的是感应电流的磁场.2.阻碍什么?感应电流的磁场阻碍的是引起感应电流的磁通量的变化,而不是阻碍原磁场,也不是阻碍原磁通量.3.如何阻碍?当引起感应电流的磁通量(原磁通量)增加时,感应电流的磁场方向就与原磁场方向相反,感应电流的磁场“反抗”原磁通量的增加;原磁通量减小时,感应电流的磁场方向就与原磁场的方向相同,感应电流的磁场“补偿”原磁通量的减少,即“增反减同”.4.结果如何?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.5.从相对运动的角度看,感应电流的磁场对原磁场的作用是阻碍相对运动.如图1所示,甲图中螺线管上端为N极,下端为S极,感应电流对磁铁的靠近起阻碍作用;图乙中螺线管上端为S极,下端为N极,感应电流阻碍磁铁的远离.二、楞次定律的应用应用楞次定律判断感应电流方向的步骤:(1)明确研究对象是哪一个闭合电路;(2)确定原磁场的方向;(3)明确闭合回路中磁通量变化的情况;(4)应用楞次定律的“增反减同”,确定感应电流的磁场的方向;(5)应用安培定则,确定感应电流的方向.三、右手定则的应用1.导体运动切割磁感线产生感应电流是磁通量发生变化引起感应电流的特例,所以右手定则是楞次定律的特例.(1)楞次定律适用于各种电磁感应现象,对于磁感应强度B随时间t变化而产生的电磁感应现象较方便.(2)右手定则只适用于导体做切割磁感线运动的情况.2.当切割磁感线时四指的指向就是感应电流的方向,即感应电动势的方向(注意等效电源的正负极).基础练习1.(多选)关于决定感应电流方向的因素,以下说法中正确的是()A.回路所包围的引起感应电流的磁场的方向B.回路外磁场的方向C.回路所包围的磁通量的大小D.回路所包围的磁通量的变化情况2.根据楞次定律知: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方向相反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3.(多选)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原磁场的方向相反B.感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相同C.感应电流的磁场方向与磁通量增大还是减小有关D.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化4.如图所示,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,一定能在轨道回路中产生感应电流的是()A.ab向右运动,同时使θ角减小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BD.ab向右运动,同时增大磁感应强度B和θ角(0°<θ<90°)5.如图所示,一对大磁极,中间处可视为匀强磁场,上、下边缘处为非匀强磁场,一矩形导线框abcd保持水平,从两磁极间中心上方某处开始下落,并穿过磁场,则()A.线框中有感应电流,方向是先a→b→c→d→a后d→c→b→a→dB.线框中有感应电流,方向是先d→c→b→a→d后a→b→c→d→aC.受磁场的作用,线框要发生转动D.线框中始终没有感应电流6.如图所示,匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里,a、b、c、d为圆形线圈上等距离的四点,现用外力作用在上述四点,将线圈拉成正方形.设线圈导线不可伸长,且线圈仍处于原先所在的平面内,则在线圈发生形变的过程中()A.线圈中将产生abcd方向的感应电流B.线圈中将产生adcb方向的感应电流C.线圈中产生感应电流的方向先是abcd,后是adcbD.线圈中无感应电流产生7.如图所示,闭合金属铜环从高为h的曲面滚下,沿曲面的另一侧上升,设闭合环初速度为零,不计摩擦,则()A.若是匀强磁场,环上升的高度小于hB.若是匀强磁场,环上升的高度大于hC.若是非匀强磁场,环上升的高度等于hD.若是非匀强磁场,环上升的高度小于h8.如图所示,两个相同的铝环套在一根光滑杆上,将一条形磁铁向左插入铝环的过程中两环的运动情况是()A.同时向左运动,间距增大B.同时向左运动,间距不变C.同时向左运动,间距变小D.同时向右运动,间距增大9.(多选)如图所示,两块金属板水平放置,与左侧水平放置的线圈通过开关K用导线连接.压力传感器上表面绝缘,位于两金属板间,带正电的小球静置于压力传感器上,均匀变化的磁场沿线圈的轴向穿过线圈.K未接通时传感器时的示数为1 N,K闭合后传感器的示数变为2 N.则磁场的变化情况可能是()A.向上均匀增大B.向上均匀减小C.向下均匀减小D.向下均匀增大10.如图,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过.现将环从位置Ⅰ释放,环经过磁铁到达位置Ⅱ.设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2,重力加速度大小为g,则()A.T1>mg,T2>mg B.T1<mg,T2<mgC.T1>mg,T2<mg D.T1<mg,T2>mg[答案]1.[答案]AD2.[答案]C3.[答案]CD4.[解析]设此时回路面积为S,据题意,磁通量Φ=BS cosθ.S增大,θ减小,cosθ增大,则Φ增大,A正确,B减小,θ减小,cosθ增大,Φ可能不变,B错误,S减小,B增大,Φ可能不变,C错误,S增大,B增大,θ增大,cosθ减小,Φ可能不变,D错.故只有A正确.[答案]A5.[解析]由于线框从两极间中心上方某处开始下落,根据对称性知,下落过程中穿过线框abcd 的磁通量始终是零,没有变化,所以始终没有感应电流,因此不会受磁场的作用.故选项D 正确.[答案]D6.[解析]由几何知识知,周长相等的几何图形中,圆的面积最大,当由圆形变成正方形时磁通量变小.根据楞次定律知在线圈中将产生abcda方向的感应电流,故选A.[答案]A7.[解析]若是匀强磁场,闭合环的磁通量不发生变化,无感应电流产生,环也就不受磁场力,所以环仍保持机械能守恒,上升的高度等于h.若是非匀强磁场,闭合环的磁通量发生变化,有感应电流产生,环受到磁场力作用去阻碍环与磁场间的相对运动,使环损失的一部分机械能转化为电能,所以环上升的高度小于h.[答案]D8.[解析]在条形磁铁插入铝环过程中,穿过铝环的磁通量增加,两环为了阻碍磁通量的增加,应朝条形磁铁左端运动,由于两环上感应电流方向相同,故将相互吸引,而使间距变小.[答案]C9.[解析]K闭合后,向上均匀增大或向下均匀减小磁场都能使上金属板带正电,下金属板带负电,带正电的小球受竖直向下的电场力,传感器示数变大.[答案]AC10.[解析]金属圆环从位置Ⅰ到位置Ⅱ过程中,由楞次定律知,金属圆环在磁铁上端时受力向上,在磁铁下端时受力也向上,则金属圆环对磁铁的作用力始终向下,对磁铁受力分析可知T1>mg,T2>mg.选项A正确.[答案]A。
学案9:4.3楞次定律
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4.3楞次定律知识点一 实验:探究感应电流方向的规律 1.实验设计将螺线管与电流表组成闭合回路,分别将N 极、S 极插入、抽出线圈,如图所示,记录感应电流方向如下:2.分析论证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,这种情况如图甲所示;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,这种情况如图乙所示。
【例1】如图所示,是“研究电磁感应现象”的实验装置。
(1)将实物电路中所缺的导线补充完整。
(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,那么合上开关后,将线圈L1迅速插入线圈L2中,灵敏电流计的指针将________偏转。
(选填“向左”“向右”或“不”)(3)线圈L1插入线圈L2后,将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时,灵敏电流计的指针将________偏转。
(选填“向左”“向右”或“不”)名师点睛在“研究电磁感应现象”实验中,用线圈产生的磁场模拟条形磁铁的磁场,要注意三点:(1)线圈L2与灵敏电流计直接相连,了解灵敏电流计指针的偏转方向与电流方向之间的关系。
(2)明确线圈L1中电流的变化。
(3)明确线圈L2中磁通量的变化及磁场方向。
知识点二楞次定律及应用当线圈内磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,阻碍磁通量的增加;当线圈内磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,阻碍磁通量的减少。
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。
要点1楞次定律的理解(1)因果关系:应用楞次定律实际上就是寻求电磁感应中的因果关系,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,结果又反过来影响原因。
(2)楞次定律中“阻碍”的含义角度来看,感应电流的效果总要阻碍相对运动,因此产生感应电流的过程实质上是能量转化和转移的过程。
【例2】关于楞次定律,下列说法中正确的是()A.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强B.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱C.感应电流的磁场总是和原磁场方向相反D.感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化要点2楞次定律的应用应用楞次定律判断感应电流方向的步骤:(1)明确研究对象是哪一个闭合电路(2)确定原磁场的方向;(3)明确闭合回路中磁通量变化的情况;(4)应用楞次定律的“增反减同”,确定感应电流的磁场的方向;(5)应用安培定则,确定感应电流的方向。
高中物理 4.3 楞次定律学案 新人教版选修
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高中物理 4.3 楞次定律学案新人教版选修4、3 楞次定律【知识要点】感应电流的方向一、楞次定律内容感应电流具有这样的方向,就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化理解楞次定律应注意以下几点1、磁通量φ=BS⊥,其变化可能由于B的增加或削弱,也可能是面积S的变化,还可能是B、S之间夹角发生变化。
2、楞次定律中有两个磁场,一个是引起感应电流的磁场原磁场,另一个是感应电流的磁场。
二、楞次定律解题步:1、明确研究的回路及穿过回路磁场方向2、明确研究的回路磁场量的变化3、由楞次定律得感应电流的磁场方向4、由安培定则定感应电流的方向二、部分导体切割磁感线感应电流的方向总判定----右手定则【典型例题】1、课本17页2、课本18页3、如图,当磁铁运动时,流过电阻的电流是由A经R到B,则磁铁可能是()A、向下运动B、向上运动C、向左运动D、以上都不可能4、在两根长平行直导线MN中,所示如图,通以同方向同强度的电流导线框abcd和两导线在同一平面内,线框沿着与两导线垂直的方向,自右向左在两导线间匀速移动,在移动过程中,线框感应电流方向怎样?5、固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd,边长为L,其中ab是一段电阻为R的均匀电阻丝,其余三边的电阻可忽略的铜线。
磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。
现有一与ab段的材料、粗细、长度都相同的电阻丝PQ架在导线框上,以恒定的υ从ad滑向bc,如图所示。
当PQ滑过L/3的距离时,求通过PQ 电阻丝的电流强度大小与与方向。
【课后作业】1、关于楞次定律,下列说法中正确的是()A、它表明,感应电流的磁场的方向总是与原磁场的方向相反B、它表明,感应电流磁场的方向总是与外磁场的方向相同C、感应电流的磁场方向可能与原磁场的方向相反,也可能与原磁场的方向相同D、感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的变化2、下列关于楞次定律的说法中正确的是( )A、当引起感应电流的磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同B、当引起感应电流的磁通量增加时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反C、当引起感应电流的磁通量减小时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同D、当引起感应电流的磁通量减小时,感应3、电流的磁场方向与原磁场的方向相反如图所示,AOC是光滑的金属轨道,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,PQ是一根金属直杆,如图立在导轨上,直杆在图示位置由静止开始在重力作用下运动,运动过程中Q端始终在OC上,P端始终在AO上,直到完全落在OC上,空间存在着垂直纸面向外的匀强磁场,则在PQ棒滑动的过程中,下列判断正确的是()A、感应电流的方向始终是由PQ,再是Q—PC、PQ受磁场力的方向垂直棒向左D、PQ受磁场力的方向垂直于棒先向左,后向右4、如图,圆线圈与螺线管共轴,要得到如图所示的感应电流,以下可行的方法是()A、S闭合的瞬间B、S断开的瞬间C、S闭合后滑动片P向右滑动D、S闭合后滑动片P向左滑动5、如图所示,一闭合铜环从静止开始由高处下落并通过条形磁铁,若空气阻力不计,则在铜环的运动过程中,下列说法正确的是()A、铜环在磁铁上方时,加速度小于g,在下方时也小于gB、铜环在磁铁上方时,加速度小于g,在下方时大于gC、铜环在磁铁上方时,加速度大于g,在下方时小于gD、铜环在磁铁上方时,加速度大于g,在下方时也大于g6、如图所示,导线框与导线在同一平面内,直导线通有恒定电流,当线框由左向右匀速通过直导线时,线框中感应电流的方向是()A、先逆时针后顺时针方向再逆时针方向B、先逆时针方向后顺时针方向C、始终顺时针方向D、先顺时针方向后逆时针方向再顺时7、如图所示,固定于水平桌面上的金属框架cdef,处在坚直向下的匀强磁场中,金属棒ab搁在框架上,可无摩擦滑动,此时adeb构成一个边长为L的正方形,棒的电阻为r,其余部分电阻不计,开始时磁感应强度为B0。
学案11:4.3 楞次定律
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4.3 楞次定律学习目标:理解:楞次定律的内容及其本质.运用:楞次定律和右手定则判断感应电流的方向.重难点:考点一:楞次定律的理解和应用(重点+难点)考点二:楞次定律和右手定则(重点+难点)新知预习巧设计1.楞次定律的实验探究(1)探究过程将螺线管与电流计组成闭合导体回路,分别将N极、S极插入、抽出线圈,如图Ⅰ所示,记录感应电流方向如图Ⅱ所示。
ⅠⅡ(2)现象分析①线圈内磁通量增加时的情况图号磁场方向感应电流的方向感应电流的磁场方向a逆时针(俯视)b顺时针(俯视)②线圈内磁通量减少时的情况图号磁场方向感应电流的方向感应电流的磁场方向c向下顺时针(俯视)d向上逆时针(俯视)(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;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。
思考辨析:感应电流的方向与哪些因素有关?2.楞次定律的内容(1)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。
(2)右手定则①使用范围:判定闭合导体回路中的一部分做运动时产生的感应电流的方向;②使用方法: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;让磁感线从进入,并使拇指指向导线运动的方向,这时所指的方向就是感应电流的方向。
思考辨析:1.可用楞次定律判断恒定电流产生磁场的方向( )2.可用右手定则判断通电导体在磁场中的受力方向( )3.判断感应电流的方向只能用右手定则( )名师课堂一点通考点解读:1.因果关系闭合导体回路中原磁通量的变化是产生感应电流的原因,而感应电流的磁场的出现是感应电流存在的结果。
2.对“阻碍”的理解3.“阻碍”的表现形式(1)就磁通量而言,感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化(增反减同)。
(2)由于相对运动导致的电磁感应现象,感应电流的效果阻是碍相对运动(来拒去留)。
(3)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(增缩减扩)。
高中物理4.3楞次定律学案(含解析)新人教版选修3-2
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3 楞次定律学习目标1.掌握楞次定律的内容.2.会用楞次定律判断感应电流方向.3.理解楞次定律中“阻碍”的含义.4.会用右手定则判断感应电流方向.自主探究1.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引起感应电流的.2.右手定则: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,让磁感线从进入,并使拇指指向的方向,这时四指所指的方向就是的方向.合作探究一、楞次定律知识回顾:(1)感应电流的产生条件是什么?(2)当条形磁铁插入、抽出线圈时,灵敏电流计的指针偏转方向不相同说明了什么?活动体验:用干电池确定电流表的指针偏转方向和电流方向的关系.实验结论:左进左偏,右进右偏.探究实验:探究影响感应电流方向的因素.按照如图所示连接电路,并将磁铁向线圈插入或从线圈拔出,分析感应电流的方向与哪些因素有关.实验表格:项目甲图乙图丙图丁图原磁场方向向下向上向下向上磁通量变化情况增大增大减小减小感应电流方向逆时针(俯视) 顺时针(俯视) 顺时针(俯视) 逆时针(俯视)感应电流的磁场方向向上向下向下向上归纳总结:1.原磁场的磁通量变大时,感应电流磁场与原磁场的方向,有磁通量变大的作用;原磁场的磁通量变小时,感应电流磁场与原磁场的方向,有磁通量变小的作用.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引起感应电流的的变化.这就是楞次定律.3.楞次定律的理解(1)阻碍,既不是阻止也不等于反向,增反减同.阻碍又称作反抗,不是阻碍原磁场而是阻碍.(2)楞次定律涉及两个磁场:和.(3)从磁通量变化的角度看,感应电流总要磁通量的变化;从导体和磁体的相对运动的角度来看,感应电流总要相对运动.二、楞次定律的应用提出问题:两同心金属圆环,内环A通以顺时针方向电流,现使其电流增大,则在大环B中产生的感应电流方向如何?若内环A的电流减小呢?归纳总结:利用楞次定律判断感应电流的一般步骤:(1)明确的方向.(2)明确穿过闭合回路的情况.(3)根据楞次定律判定方向.(4)利用安培定则判定的方向.三、右手定则思考讨论:当闭合导体回路的一部分做切割磁感线的运动时,怎样利用楞次定律判断电流的方向?提出问题:用楞次定律判断感应电流的过程很复杂,能否找到一种很简单的方法来直接判断闭合回路中部分导体切割磁感线产生的电流的方向呢?归纳总结:1.右手定则: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,让磁感线从进入,并使拇指指向的方向,这时四指所指的方向就是的方向.2.适用条件:切割磁感线的情况.3.当切割磁感线时导体回路没有闭合时,四指所指的方向是的方向,可以画出等效电源的正负极.课堂检测1.根据楞次定律知,感应电流的磁场一定()2.电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N极朝下,如图所示.现使磁铁开始自由下落,在N极接近线圈上端的过程中,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是()a到b,上极板带正电a到b,下极板带正电b到a,上极板带正电b到a,下极板带正电3.如图所示,线圈两端与电阻相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的S极朝下.在将磁铁的S极插入线圈的过程中()a到b,线圈与磁铁相互排斥a到b,线圈与磁铁相互吸引b到a,线圈与磁铁相互排斥b到a,线圈与磁铁相互吸引4.如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抽出,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,其中表示正确的是()5.绕有线圈的铁芯直立在水平桌面上,铁芯上套着一个铝环,线圈与电源、开关相连,如图所示.线圈上端与电源正极相连,闭合开关的瞬间,铝环向上跳起.下列说法中正确的是()A.若保持开关闭合,则铝环不断升高B.若保持开关闭合,则铝环停留在某一高度C.若保持开关闭合,则铝环跳起到某一高度后将回落D.如果电源的正、负极对调,观察到的现象不变6.如图所示,磁铁垂直于铜环所在平面,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是()7.如图所示,一个有界匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,一个矩形闭合导线框abcd,沿纸面由位置甲(左)匀速运动到位置乙(右),则()A.导线框进入磁场时,感应电流方向为a→b→c→d→aB.导线框离开磁场时,感应电流方向为a→d→c→b→aC.导线框离开磁场时,受到的安培力方向水平向右D.导线框进入磁场时,受到的安培力方向水平向左8.如图所示,一电子以初速度v沿与金属板平行方向飞入MN极板间,突然发现电子向M板偏转,若不考虑磁场对电子运动方向的影响,则产生这一现象的时刻可能是()C.开关S是闭合的,变阻器滑片P向右迅速滑动时D.开关S是闭合的,变阻器滑片P向左迅速滑动时9.如图所示,一密绕螺线管与电源、开关构成电路,两个闭合铝环a和b分别挂在螺线管的两端,且与螺线管共轴.在接通电源的瞬间,两个铝环的运动状态为a环向摆动,b 环向摆动.10.如图所示,在图(1)中,G为指针在中央的灵敏电流计连接在直流电路中时的偏转情况.今使它与一线圈串联进行电磁感应实验,则图(2)中的条形磁铁的运动方向是;图(3)中电流计的指针将向偏转;图(4)中的条形磁铁上端为极.11.如图所示是闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动的情景,请分析各图中感应电流的方向.12.如图所示,匀强磁场区域宽为d,一正方形线框abcd的边长为l,且l>d,线框以速度v 通过磁场区域,从线框进入到完全离开磁场的时间内,线框中没有感应电流的时间是多少?13.如图所示,试判断当开关闭合和断开瞬间,矩形线圈ABCD中的电流方向.参考答案自主探究1.阻碍磁通量的变化2.掌心导线运动感应电流合作探究一、楞次定律归纳总结:1.相反阻碍相同阻碍2.阻碍磁通量3.(1)原磁场的变化(2)原磁场感应电流磁场(3)阻碍阻碍二、楞次定律的应用提出问题:(1)由安培定则可知,内环A中的电流产生的磁场方向向里.(2)穿过大环B的磁通量,随着内环A电流的增大而增大.(3)由楞次定律可知,感应电流的磁场方向向外.(4)由安培定则可知,大环B的感应电流为逆时针.同理可知,当内环A电流减小时,外环B 的感应电流方向为顺时针.归纳总结:(1)原磁场(2)磁通量的变化(3)感应电流的磁场(4)感应电流三、右手定则思考讨论:当导体棒ab向右运动时,由楞次定律可知,穿过闭合导体回路的磁通量增大,则感应电流的磁场与原磁场方向相反,即感应电流的磁场方向向外,所以感应电流通过导体棒ab的方向为由b到a.提出问题:研究感应电流I的方向、原磁场B的方向、导体棒运动的速度v的方向,可以找出一种简单的方法——右手定则.归纳总结:1.掌心导线运动感应电流2.闭合导体回路中的一部分3.感应电动势课堂检测1.C解析:感应电流的磁场阻碍的是引起它的磁通量的变化,而不是阻碍引起它的磁通量,A项错误;当穿过电路的磁通量增加时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反,当穿过电路的磁通量减少时,感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同,B、D两项错误.2.D解析:穿过线圈的磁场方向向下,磁铁接近时,线圈中磁通量增加,由楞次定律知,产生感应电流的磁场方向向上,由安培定则可知,流过R的电流方向是从b到a,电容器下极板带正电,D项正确.3.C解析:穿过线圈的原磁场方向向上,磁通量增加,根据楞次定律可知感应电流的磁场方向向下,根据安培定则判断出通过电阻的感应电流的方向由b到a,并且根据楞次定律可知感应电流的产生阻碍相对运动,所以线圈与磁铁相互排斥.4.CD解析:根据楞次定律可确定感应电流的方向:如对C图分析,当磁铁向下运动时:(1)闭合线圈原磁场的方向向上;(2)穿过闭合线圈的磁通量增加;(3)感应电流产生的磁场方向向下;(4)利用安培定则判断感应电流的方向与图中箭头方向相同.线圈的上端为S极,磁铁与线圈相互排斥.综合以上分析知,C、D两项正确.5.CD解析:若保持开关闭合,磁通量不变,感应电流消失,所以已跳起到某一高度后的铝环将回落;正、负极对调,同样磁通量增加,由楞次定律的拓展意义可知,铝环同样向上跳起.6.A解析:铜环只有向右运动,才能阻碍穿过铜环的磁通量的增加.7.D解析:由右手定则可判断出导线框进入磁场时,感应电流方向为a→d→c→b→a,导线框离开磁场时,感应电流方向为a→b→c→d→a.由左手定则可判断导线框进入磁场时受到的安培力水平向左,导线框离开磁场时,受到的安培力水平向左, D项正确.8.AD解析:若开关S闭合,由安培定则可知,左侧螺线管右端为N极,电子向M板偏转,说明M、N两板的电势φM>φN,即右侧螺线管中产生了流向M板的电流,由安培定则可知,右侧螺线管左端为N极,由楞次定律可知,左侧螺线管中电流增大, A、D两项正确.9.解析:在接通电源的瞬间,螺线管中的磁场增加,穿过两边铝环的磁通量增加,产生感应电流,阻碍磁通量的增加,所以两环都向两边摆动,远离磁极以阻碍磁通量的增加.答案:左右10.解析:题图(2)线圈中感应电流方向从上往下看顺时针,感应电流的磁场方向向下,而磁铁在线圈处产生的磁场方向向上,由楞次定律知线圈将向下运动,同理可判断(3)(4)两种情况.答案:向下右N11.解析:题中各图都属于闭合电路的一部分导体切割磁感线的情况,应用右手定则判断可得A中电流由b→a,B中电流沿a→c→b→a方向,C中电流由b→a.答案:A:b→a B:a→c→b→a C:b→a12.解析:从线框进入磁场到完全离开磁场的过程中,当线框bc边运动至磁场右边缘至ad 边运动至磁场左边缘过程中无感应电流.线框的位移为x=l-d线框中没有感应电流的时间t=xx =x-xx答案:x-xx13.解析:根据楞次定律按步骤判断如下:当开关闭合瞬间:①研究回路ABCD,穿过回路的原磁场由电流I产生,在回路ABCD中其磁场方向指向纸面外.②接通瞬间,回路ABCD中的磁通量增加.③由楞次定律得知,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,指向纸内.④由安培定则得知,感应电流方向为:A→D→C→B→A.当开关断开瞬间:①研究回路仍为闭合线圈ABCD,穿过回路的原磁场仍由I产生,由安培定则可知,在回路ABCD内的原磁场方向指向纸面外.②开关断开时,穿过回路ABCD的原磁场的磁通量减小.③由楞次定律可知,感应电流的磁场方向应和原磁场方向相同,即指向纸面外.④由安培定则知,感应电流方向是A→B→C→D→A.答案:闭合瞬间感应电流方向A→D→C→B→A;断开瞬间感应电流方向A→B→C→D→A.。
高中物理 4.3楞次定律学案1新人教版选修
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高中物理 4.3楞次定律学案1新人教版选修(一)【学习目标】1、理解楞次定律2、灵活应用楞次定律解答有关问题3、体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神【自主学习】阅读教材内容,完成自主学习部分。
1、从前面的实验知道,发生电磁感应现象时,电流表的指针有时偏转,有时偏转,这表示电路中产生的感应电流的方向是的、2、从磁通量变化的角度来看,感应电流总要阻碍磁通量的;从导体和磁体的相对运动角度来看,感应电流总要阻碍、3、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;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,即感应电流的磁场总要引起感应电流的磁通量的变化、4、右手定则:(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、让磁感线从进入,并使指向导线运动的方向,这时所指的方向就是感应电流的方向、(2)适用情况: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、自主完成以下习题:1、如图所示,当磁铁运动时,流过电阻的电流是由A经R到B,则磁铁可能是A、向下运动B、向上运动C、向左平移D、向右平移2、如图所示,导线框abcd与导线在同一平面内,直导线通有恒定电流I,当线框由左向右匀速通过直导线时,线框中感应电流的方向是A、先abcd,后dcba,再abcdB、先abcd,后dcbaC、始终dcbaD、先dcba,后abcd,再dcbaE、先dcba,后abcd【合作探究】小组探究,统一答案,进行分组展示。
1、如图所示,通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd、则()A、若线圈向右平动,其中感应电流方向是a→b→c→dB、若线圈垂直纸面向里平动,无感应电流产生C、当线圈以通电导线为轴转动时,其中感应电流方向是a→b→c→dD、当线圈向导线靠近时,其中感应电流方向是a→b→c→d2、如图所示,一个水平放置的矩形线圈abcd,在细长水平磁铁的S极附近竖直下落,由位置Ⅰ经位置Ⅱ到位置Ⅲ。
43楞次定律学案(选修32).doc
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4-3 楞次定律 (学案) 班级 姓名一、引入新课[演示]将磁铁从线圈中插入和拔出,观察现象,提出问题:二、探究线圈中感应电流的方向(仔细观察,详实记录)2、实验探究:标出磁铁在线圈处原磁场0方向、感应电流的方向、感应电流的磁场B i 方向三、分析总结: 1.思考:①产生感应电流的原因?②感应电流出现的后果是什么?③以上二者之间有何密切联系?2.总结规律:3.深入理解---阻碍的含义: ①谁“阻碍”作用?②“阻碍”什么?③怎么样“阻碍”?④“阻碍”等同于阻止?⑤“阻碍”是不是意味着相反?4. 拓展思考当手持条形磁铁在线圈中插入或抽出时,线圈中产生了感应电流,获得了电能。
从能量守恒的角度看,能量如何发生转化?你能不能用楞次定律做出判断,手持磁铁运动时克服什么力做了功?楞次定律也符合唯物辩证法。
唯物辩证法认为:“矛盾是事物发展的动力”。
电磁感应中,矛盾双方即 ,两者都处于同一线圈中,且总要阻碍原磁场的变化,形成既相互排斥又相互依赖的矛盾,在回路中对立统一,正是“阻碍”的形成产生了电磁感应现象四、楞次定律的应用[例题1]:如图3,当线圈ABCD 向右远离通电直导线时,线圈中感应电流的方向如何?互动填表,得出感应电流方向,并归纳利用楞次定律判定感应电流方向的步骤,完成下图:[例题2]:法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图4所示。
软铁环上绕有M、N两个线圈,当M线圈电路中的开关断开的瞬间,线圈N中的感应电流沿什么方向?引导思考:图41开关断开前,线圈M中的电流在线圈N中产生的磁场方向向哪?2开关断开瞬间,线圈N中磁通量如何变化?3线圈N中感应电流的磁场方向如何?4线圈N中感应电流的方向如何?五、判定部分导体切割磁感线产生的感应电流方法在图5中,假设导体棒ab向右运动。
1.我们研究的是哪个闭合电路?2.当导体棒ab向右运动时,穿过这个闭合电路的磁通量如何变化?3.感应电流的磁场应该沿哪个方法的?4.导体棒ab中的感应电流是沿哪个方向?判定部分导体切割磁感线产生的感应电流方法:五、课堂练习1. 如图所示,试判定当开关S闭合和断开瞬间,线圈ABCD的电流方向。
2020-2021学年物理人教版选修3-2学案:4.3 楞次定律 Word版含解析

3楞次定律1.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.你怎样理解楞次定律中的“阻碍”?提示:谁阻碍谁是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”结果如何阻碍并不是阻止,只是延缓了磁通量的变化,这种变化将继续进行2.感应电流的磁场变化当线圈内磁通量增加时,感应电流的磁场阻碍磁通量的增加;当磁通量减少时,感应电流的磁场阻碍磁通量的减少.若导体回路不闭合,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”作用是由感应电流的磁场产生的,若回路不闭合,就不能产生感应电流,因此不会产生阻碍作用.在后面的学习中我们会知道,回路不闭合时虽不能产生感应电流,但仍会产生感应电动势.3.右手定则伸开右手,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流的方向.3.“阻碍”的表现形式楞次定律中的“阻碍”的作用,正是能的转化和守恒定律的反映,在克服“阻碍”的过程中,其他形式的能转化为电能,常见的情况有以下三种:(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)通过改变线圈面积来“反抗”(增缩减扩).“阻碍”并不意味着“相反”.感应电流产生磁场的方向和原磁场方向可能同向,也可能反向,需根据磁通量的变化情况判断;而由于闭合回路和磁场相对运动产生感应电流时,阻碍两者间相对运动而不一定阻碍物体的运动.【例1】某磁场的磁感线如图所示,有线圈自图示A位置落到B位置,在下落过程中,自上而下看,线圈中的感应电流方向是()A.始终沿顺时针方向B.始终沿逆时针方向C.先沿顺时针再沿逆时针方向D.先沿逆时针再沿顺时针方向解答本题时可按以下思路分析:原磁场的方向―→回路磁通量的变化―→感应电流的磁场方向―→感应电流的方向[★答案★] C[解析]线圈自图示A位置落至虚线位置过程中,磁场方向向上,向上的磁通量增加,由楞次定律的“增反减同”可知:线圈中感应电流产生的磁场方向向下,应用安培定则可以判断感应电流的方向为顺时针(俯视).同理可以判断:线圈自图示虚线位置落至B位置过程中,向上的磁通量减小,由楞次定律和安培定则可得:线圈中将产生逆时针的感应电流(俯视),故选C.总结提能应用楞次定律判断感应电流方向的思路(1)明确研究对象是哪一个闭合电路;(2)明确原磁场的方向;(3)判断穿过闭合回路内原磁场的磁通量是增加还是减少;(4)由楞次定律判断感应电流的磁场方向;(5)由安培定则判断感应电流的方向.根据楞次定律可知,感应电流的磁场一定是(C)A.阻碍引起感应电流的磁通量B.与引起感应电流的磁场方向相反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:根据楞次定律,感应电流的磁场阻碍的是引起感应电流的磁通量的变化,选项A错误,C正确;感应电流的磁场方向在磁通量增加时与原磁场反向,在磁通量减小时与原磁场同向,故选项B、D错误.考点二楞次定律的应用(2)运动情况的判断——第一种方法: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——第二种方法: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”.2.判断回路运动情况及回路面积的变化趋势的一般步骤判断回路面积变化趋势时,若闭合回路所围面积内存在两个方向的磁场,则不宜采用简记口诀判断,应采用一般步骤判断.例如,套在通电螺线管上的回路,在通电螺线管中电流变化时面积的变化趋势,应采用一般步骤判断.【例2】如图所示,MN是一根固定的通电长直导线,电流方向向上,今将一金属线框abcd放在导线上,让线框的位置偏向导线左边,两者彼此绝缘.当导线中的电流突然增大时,线框整体受力情况为()A.受力向右B.受力向左C.受力向上D.受力为零解答本题时应明确以下两点:(1)研究的回路有两个方向的磁场,磁通量应是代数和;(2)应恰当使用安培定则和左手定则.[★答案★] A[解析]本题可用两种解法:解法一:根据安培定则可知通电直导线周围的磁场分布如图所示.当直导线上电流突然增大时,穿过矩形回路的合磁通量(方向向外)增大,回路中产生顺时针方向的感应电流,因ad、bc两边对称分布,所受的安培力合力为零.而ab、cd两边虽然通过的电流方向相反,但它们所在处的磁场方向也相反,由左手定则可知它们所受的安培力均向右,所以线框整体受力向右,A正确.解法二:从楞次定律的另一表述分析可知当MN中电流突然增大时,穿过线框的磁通量增大,感应电流引起的结果必是阻碍磁通量的增大,即线框向右移动,故线框整体受力向右,A正确.总结提能发生电磁感应现象时,通过什么方式来“阻碍”原磁通量的变化要根据具体情况而定,可能是阻碍导体的相对运动,也可能是通过改变线圈面积来阻碍原磁通量的变化,即若原磁通量增加,则通过减小面积起到阻碍的作用;若原磁通量减小,则通过增大面积起到阻碍的作用.这种方法用来判断“动”的问题非常有效.[多选]如图所示,在平面上有两条相互垂直且彼此绝缘的通电长直导线,以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系.四个相同的闭合圆形线圈在四个象限中完全对称放置,两条导线中电流大小与变化情况相同,电流方向如图所示,当两条导线中的电流都开始增大时,四个线圈a、b、c、d 中感应电流的情况是(BC)A.线圈a中无感应电流B.线圈b中无感应电流C.线圈c中有顺时针方向的感应电流D.线圈d中有逆时针方向的感应电流解析:由安培定则判断磁场方向如图所示,故线圈a、c中有电流.再根据楞次定律可知线圈a中的电流方向为逆时针,c中的电流方向为顺时针,A错,C对.而线圈b、d中合磁通量为零,无感应电流,B对,D错.考点三楞次定律与三个定则的比较在研究电磁感应现象时,经常用到右手螺旋定则、左手定则、右手定则及楞次定律等规律.要想灵活运用“三定则一定律”,就必须明确这些规律的区别与联系.1.“三定则一定律”应用于不同的现象2.左手定则与右手定则的区别3.楞次定律与右手定则的关系(1)楞次定律判断的电流方向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的电势高低时,一定要明确产生感应电动势的那部分电路就是电源.在电源内部,电流方向从低电势处流向高电势处.【例3】[多选]如图所示,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()A.AB中感应电流的方向为A到BB.AB中感应电流的方向为B到AC.CD向左移动D.CD向右移动[★答案★]AD[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.导致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.总结提能对于导体切割磁感线产生电磁感应的现象,应用右手定则判断比较方便;对于磁感应强度B随时间变化所产生的电磁感应现象,应用楞次定律判断比较方便.美国《大众科学》月刊网站报道,美国明尼苏达大学的研究人员发现:一种具有独特属性的新型合金能够将热能直接转化为电能.具体而言,只要略微提高温度,这种合金就会变成强磁性合金,从而使环绕它的线圈中产生电流,其简化模型如图所示.A为圆柱形合金材料,B为线圈,套在圆柱形合金材料上,线圈的半径大于合金材料的半径.现对A进行加热,则(D)A.B中将产生逆时针方向的电流B.B中将产生顺时针方向的电流C.B线圈有收缩的趋势D.B线圈有扩张的趋势解析:合金材料加热后,合金材料成为强磁体,通过线圈B的磁通量增大,由于线圈B内有两个方向的磁场,由楞次定律可知线圈只有扩张,才能阻碍磁通量的增加,选项C错误,D正确;由于不知道极性,无法判断感应电流的方向,选项A、B错误.楞次定律判断导体运动问题的应用技巧在电磁感应中判断导体的运动常用以下两种方法:(1)程序法:首先根据楞次定律判断出感应电流的方向;然后根据感应电流处原磁场分布情况,运用左手定则判断出导体所受安培力的方向,最终确定导体的运动情况.(2)楞次定律广泛含义法:即感应电流的效果总是要反抗产生感应电流的原因,表现为:①阻碍导体的相对运动(来拒去留);②通过改变线圈面积来“反抗”(增缩减扩).两种方法中,后一种要灵活、快速、准确.【典例】[多选]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【解析】方法一:假设磁铁的下端为N极,穿过回路的磁通量增加,根据楞次定律可判断出感应电流的磁场方向向上,根据安培定则可判断出回路中感应电流的方向为逆时针方向(俯视).再根据左手定则可判断p、q 所受的安培力的方向,安培力使p、q相互靠拢.由于回路所受的安培力的合力向下,根据牛顿第三定律知,磁铁将受到向上的反作用力,从而加速度小于g.若磁铁的下端为S极,根据类似的分析可以得出相同的结果,所以A、D选项正确.方法二: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,本题中的“原因”是回路中的磁通量增加,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.故选项A、D正确.【★答案★】AD【名师点评】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,才能运用它进行正确的判断.深刻理解楞次定律中“阻碍”的含义是快速分析该类问题的前提.【变式】如图所示,ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框,当滑动变阻器R的滑片自左向右滑行时,线框ab的运动情况是(C)A.保持静止不动B.逆时针转动C.顺时针转动D.发生转动,但电源极性不明,无法确定转动的方向解析:根据题图所示电路,线框ab所处位置的磁场是水平方向的,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,电路中电阻增大,电流减弱,则穿过闭合导线框ab的磁通量将减少.Φ=BS sinθ,θ为线圈平面与磁场方向的夹角,根据楞次定律,感应电流的磁场将阻碍原来磁场的变化,则线框ab 只有顺时针旋转使θ角增大,而使穿过线圈的磁通量增加,则C正确.注意此题并不需要明确电源的极性.1.在电磁感应现象中,下列说法中正确的是(D)A.感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反B.闭合线框放在变化的磁场中,一定能产生感应电流C.闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动,一定能产生感应电流D.感应电流的磁场总是阻碍原来磁场磁通量的变化2.[多选]如图,两个线圈绕在同一根铁芯上,其中一线圈通过开关与电源连接,另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路.将一小磁针悬挂在直导线正上方,开关未闭合时小磁针处于静止状态.下列说法正确的是(AD)A.开关闭合后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动B.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向里的方向C.开关闭合并保持一段时间后,小磁针的N极指向垂直纸面向外的方向D.开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动解析:开关闭合的瞬间,根据楞次定律和安培定则可知直导线中电流从南向北,根据安培定则可知小磁针所在处磁场方向垂直纸面向里,所以小磁针的N极朝垂直纸面向里的方向转动,故A正确;开关闭合并保持一段时间后,直导线中无电流,小磁针受到地磁场作用,小磁针的N极指向北,故B、C错误;开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,根据楞次定律和安培定则可知直导线中电流从北向南,根据安培定则可知小磁针所在处磁场方向垂直纸面向外,所以小磁针的N极朝垂直纸面向外的方向转动,故D正确.3.某教室墙上有一朝南的钢窗,当把钢窗左侧向外推开时,下列说法正确的是(C)A.穿过窗框的地磁场的磁通量变大B.穿过窗框的地磁场的磁通量不变C.从推窗人的角度看,窗框中的感应电流方向是逆时针D.从推窗人的角度看,窗框中的感应电流方向是顺时针解析:地磁场由南向北,当朝南的钢窗向外推开时,钢窗平面与磁场平行时,没有磁感线穿过钢窗平面,穿过钢窗平面的磁通量为0.根据楞次定律,穿过窗框平面的磁通量减小,从推窗人的角度看,窗框中产生的感应电流的方向为逆时针.故选项C正确,A、B、D错误.4.如图所示,平行导体滑轨MM′,NN′水平放置,固定在竖直向下的匀强磁场中.导体滑线AB、CD横放其上静止,形成一个闭合电路,当AB向右滑动的瞬间,电路中感应电流的方向及滑线CD受到的磁场力方向分别为(C)A.电流方向沿ABCD;受力方向向右B.电流方向沿ABCD;受力方向向左C.电流方向沿ADCB;受力方向向右D.电流方向沿ADCB;受力方向向左解析:由右手定则可判断AB中感应电流B→A,CD中电流D→C,由左手定则可判定CD受到向右的安培力.5.如图所示,在水平桌面上有一金属圆环,当用一条形磁铁由上向下插向圆环时,试问:(1)圆环对桌面的压力怎样变化?(2)圆环有收缩的趋势还是扩张的趋势?★答案★:(1)压力变大(2)收缩趋势解析:(1)根据楞次定律的推广含义“来拒去留”,圆环与磁铁之间相互排斥,从而使圆环对桌面的压力变大.(2)根据楞次定律的推广含义“增缩减扩”,磁铁插向圆环时,穿过圆环的磁通量增加,所以圆环有收缩的趋势.感谢您的下载!快乐分享,知识无限!。
4.3《楞次定律》学案全集1(人教版选修3-2)
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4.3楞次定律【学习目标】(一)知识与技能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。
(二)过程与方法1.通过实践活动,观察得到的实验现象,再通过分析论证,归纳总结得出结论。
2.通过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。
(三)情感、态度与价值观在本节课的学习中,同学们直接参与物理规律的发现过程,体验了一次自然规律发现过程中的乐趣和美的享受,并在头脑中进一步强化“实践是检验真理的唯一标准”这一辩证唯物主义观点。
【自主学习】想一想:闭合回路的磁通量发生变化时产生了感应电流,感应电流虽是标量,但有方向,如何判断感应电流的方向呢?点一点:由电流的磁效应可知感应电流周围也存在着磁场称为感应磁场,感应磁场的方向可用安培定则来判断,而感应磁场又与引起磁通量变化的磁场有关,故可通过感应磁场的方向来判断感应电流的方向。
议一议:在下列四幅图中,先画出原磁场的方向,后依据灵敏电流计指针的偏画出感应电流的方向,再画出感应磁场的方向,并通过完成下表中的问题以正确分析感应磁场的作用。
由以上探究可知:感应电流总具体有这样的方向,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,即楞次定律。
要注意此时感应磁场的方向既不一定与原磁场的方向相同,也不一定与原磁场的方向相反,但一定是阻碍磁通量的变化。
N图2N图1SS图3图4点一点:在上述四个过程中磁铁受到的感应磁场的作用方向与其运动的方向相反,故在此过程中磁铁的机械能转化为线圈的电能。
填一填:应用楞次定律的应用步骤:①明确研究的是哪一个闭合电路;②先确定原来磁场的方向,再分析穿过闭合电路的磁通量的变化;③由楞次定律确定感应电流的磁场方向;④用安培定则(即右手螺旋定则)判断感应电流的方向。
课时作业34:4.3楞次定律
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第3节楞次定律基础过关1.根据楞次定律知,感应电流的磁场一定是()A.阻碍引起感应电流的磁通量B.与引起感应电流的磁场方向相反C.阻碍引起感应电流磁场的磁通量的变化D.与引起感应电流的磁场方向相同解析由楞次定律可知,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,并不是阻碍原磁场的磁通量,感应电流的磁场可能与原磁场的方向相同,也可与原磁场方向相反,故选项C正确。
答案C2.如图1所示,一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中,环中的感应电流(自左向右看)()图1A.沿顺时针方向B.先沿顺时针方向后沿逆时针方向C.沿逆时针方向D.先沿逆时针方向后沿顺时针方向解析条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中,向右的磁通量一直增加,根据楞次定律,环中的感应电流(自左向右看)为逆时针方向。
选项C正确。
答案C3.线圈ab中的电流如图2所示,设电流从a到b为正方向,那么在0~t0这段时间内,用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流,从左向右看,它的方向是()图2A.顺时针B.逆时针C.先顺时针后逆时针D.先逆时针后顺时针解析在前t02时间内,电流正方向且减小,M中感应电流的磁场方向是向右的,故M中的感应电流方向从左向右看是顺时针方向;在后t02时间内,电流负方向且增大,故M中感应电流的磁场方向仍是向右的,M中的感应电流方向从左向右看仍是顺时针方向,即选项A正确。
答案A4.(多选)两根互相平行的金属导轨水平放置于如图3所示的匀强磁场中,在导轨上导体棒ab和cd可以自由滑动。
当ab在外力F作用下向右运动时,下列说法正确的是()图3A.cd内有电流通过,方向是d→cB.cd向左运动C.磁场对cd作用力向左D.磁场对ab作用力向左解析为了判断cd内电流方向,首先判断ab内的电流方向,因为ab在外力F 作用下向右做切割磁感线运动,根据右手定则判断可知电流的方向是b→a,ab 起着电源作用,电流从a端流出,回路的电流方向是b→a→d→c→b,所以A是正确的;由左手定则可知,cd受安培力向右,ab受安培力向左,所以选项D是正确的。
高中物理选修3-2学案10:4.3 楞次定律
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4.3 楞次定律[学习目标]1.知道楞次定律的内容,理解感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化的含义2.会利用楞次定律判断感应电流的方向3.会利用右手定则判断感应电流的方向[自主学习]注意:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化,是“阻碍”“变化”,不是阻止变化,阻碍的结果是使磁通量逐渐的变化。
如果引起感应电流的磁通量增加,感应电流的磁场就跟引起感应电流的磁场方向相反,如果引起感应电流的磁通量减少,感应电流的磁场方向就跟引起感应电流的磁场方向相同。
楞次定律也可理解为“感应电流的磁场方向总是阻碍相对运动”。
1.磁感应强度随时间的变化如图1所示,磁场方向垂直闭合线圈所在的平面,以垂直纸面向里为正方向。
t1时刻感应电流沿方向,t2时刻感应电流,t3时刻感应电流;t4时刻感应电流的方向沿。
2.如图所示,导体棒在磁场中垂直磁场方做切割磁感线运动,则a、b两端的电势关系是。
[典型例题]例1、如图所示,通电螺线管置于闭合金属环A的轴线上,A环在螺线管的正中间;当螺线管中电流减小时,A环将()A. 有收缩的趋势B. 有扩张的趋势C. 向左运动D. 向右运动例2、如图所示,在O点悬挂一轻质导线环,拿一条形磁铁沿导线环的轴线方向突然向环内插入,判断导线环在磁铁插入过程中如何运动?[针对训练]1.下述说法正确的是()A. 感应电流的磁场方向总是跟原来磁场方向相反B. 感应电流的磁场方向总是跟原来的磁场方向相同C. 当原磁场减弱时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同D. 当原磁场增强时,感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同2.关于楞次定律,下列说法中正确的是()A. 感应电流的磁场总是阻碍原磁场的增强B. 感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱C. 感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化D. 感应电流的磁场总是阻碍原磁通量的变化3.如图所示的匀强磁场中,有一直导线ab在一个导体框架上向左运动,那么ab导线中感应电流方向(有感应电流)及ab导线所受安培力方向分别是()A. 电流由b向a,安培力向左B. 电流由b向a,安培力向右C. 电流由a向b,安培力向左D. 电流由a向b,安培力向右4.如图所示,若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈Ⅰ突然缩小为线圈Ⅱ,则关于线圈的感应电流及其方向(从上往下看)是()A. 有顺时针方向的感应电流B. 有逆时针方向的感应电流C. 先逆时针后顺时针方向的感应电流D. 无感应电流5.如图所示,螺线管中放有一根条形磁铁,当磁铁突然向左抽出时,A点的电势比B点的电势;当磁铁突然向右抽出时,A点的电势比B点的电势。
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4.3楞次定律学案(含答案)
3楞次定律楞次定律学科素养与目标要求物理观念
1.正确理解楞次定律的内容及其本质.
2.掌握右手定则,并理解右手定则实际上是楞次定律的一种具体表现形式.科学思维
1.通过对实验现象的观察.归纳.概括,抽象得出影响感应电流方向的因素.
2.掌握运用楞次定律和右手定则判断感应电流方向的方法和步骤.科学探究经历探究螺线管中感应电流方向的实验,记录.分析实验现象,交流讨论,归纳出普遍的规律.科学态度与责任参与实验.多角度分析和逐步明确归纳感应电流方向的过程,领略楞次定律的表述因高度抽象和概括而表现出的简洁美.
一.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.
二.右手定则伸开右手,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流的方向.
1.判断下列说法的正误.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感应电流的磁场可能与引起感应电流的磁场方向相同.3感应电流的磁场总是阻止引起感应电流的磁通量的变化.4右手定则和楞次定律都适用于所有电磁感应现象中感应电流方向的判断.
2.如图1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.现垂直于导轨放置一根导体棒MN,MN向右运动时,MN中的电流方向为________,MN向左运动时,MN中的电流方向为
________.均填“MN”或“NM”图1答案NMMN
一.对楞次定律的理解
1.实验探究影响感应电流方向的因素根据如图2甲.乙.丙.丁所示进行实验操作,并填好实验现象.图2甲乙丙丁条形磁铁运动的情况N极向下插入线圈S极向下插入线圈N极向上拔出线圈S
极向上拔出线圈原磁场方向“向上”或“向下”穿过线圈的磁通
量变化情况“增加”或“减少”感应电流的方向在螺线管上方俯
视逆时针顺时针顺时针逆时针感应电流的磁场方向“向上”或
“向下”原磁场与感应电流磁场的方向关系请根据上表所填内容
理解甲.乙两种情况下,磁通量都________,感应电流的磁场方向与原磁场方向________;丙.丁两种情况下,磁通量都________,感应电流的磁场方向与原磁场方向________.答案向下向上向下向上增加增加减少减少向上向下向下向上相反相反相同相同增加相
反减少相同
2.对楞次定律的理解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.2楞次定律中“阻碍”的含义“阻碍”的理解谁阻碍感应电流产生的磁场.阻碍谁阻碍引起感应电流的磁通量的变化.
如何阻碍当原磁通量增加时,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.阻碍效果阻碍并不是阻止,结果增加的还是增加,减少的还是减少.“阻碍”的表现形式从磁通量变化的角度看感应电流的效果是阻碍磁通量的变化.从相对运动的角度看感应电流的效果是阻碍相对运动.例1关于楞次定律,下列说法正确的是
A.感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
B.感应电流的磁场总是阻止磁通量的变化
C.原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场同向
D.感应电流的磁场总是跟原磁场反向,阻碍原磁场的变化答案A解析感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,选项A正确;阻碍并不是阻止,只起延缓的作用,选项B错误;原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时,感应电流的磁场与原磁场反向,选项C错误;当原磁通量增加时感应电流的磁场跟原磁场反向,当原磁通量减少时感应电流的磁场跟原磁场同向,选项D错误.
二.楞次定律的应用楞次定律应用四步曲1确定原磁场方向;2判定产生感应电流的磁通量如何变化增加还是减少;3根据楞次定律确定感应电流的磁场方向增反减同;4判定感应电流的方向.该步骤也可以简单地描述为“一原二变三感四螺旋”,一原确定原磁场的方向;二变确定磁通量是增加还是减少;三感判断感应
电流的磁场方向;四螺旋用右手螺旋定则判断感应电流的方向.例2多选如图3所示,闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在有界匀强磁场中,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.将圆环左右拉动,当环全部处在磁场中运动时,圆环中无感应电流答案BD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,应用右手螺旋定则可以判断出感应电流的方向是顺时针方向的,选项B正确,
A.C错误;当圆环全部处在磁场中运动时,穿过圆环的磁通量没有改变,该种情况无感应电流,D正确.例3xx宿迁市高二下期末如图4所示,一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管,则电路中图4
A.始终有感应电流自a向b流过电流表
B.始终有感应电流自b向a流过电流表
C.先有ab方向的感应电流,后有ba方向的感应电流
D.将不会产生感应电流答案C解析当条形磁铁进入闭合螺线管时,通过闭合螺线管的磁通量增加,产生感应电流方向为ab;当条形磁铁穿出螺线管时,通过闭合螺线管的磁通量减少,产生感应电流方向为ba,选项C正确.学科素养楞次定律既适用于闭合电路的一部分导体切割磁感线产生的感应电流方向的判断,又适用于因磁场变化在闭合电路中产生的感应电流方向的判断,通过例
2.例3中楞次定律的应用,使学生熟练掌握运用楞次定律处理问题的步骤,很好地体现了“科学思维”的学科素养.
三.右手定则的理解和应用如图所示,导体棒ab向右做切割磁感线运动.1请用楞次定律判断感应电流的方向.2感应电流I的方向.原磁场B的方向.导体棒运动的速度v的方向三者之间什么关系根据课本P13右手定则,自己试着做一做.答案1感应电流的方向adcba.2满足右手定则.
1.适用范围闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流方向的判断.
2.右手定则反映了磁场方向.导体运动方向和电流方向三者之间的相互垂直关系.1大拇指所指的方向是导体相对磁场切割磁感线的运动方向,既可以是导体运动而磁场未动,也可以是导体未动而磁场运动,还可以是两者以不同速度同时运动.2四指指向电流方向,切割磁感线的导体相当于电源.例4下列图中表示闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动的情景,导体ab上
的感应电流方向为ab是答案A解析在导体ab上,A中电流方向为ab,
B.
C.D中电流方向为ba,故选
A.
1.楞次定律的理解在电磁感应现象中,下列说法正确的是
A.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流原磁场的磁通量的变化
B.感应电流的磁场方向总是与引起感应电流的磁场方向相反
C.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流原磁场的磁通量
D.感应电流的磁场阻止了引起感应电流原磁场磁通量的变化答案A解析根据楞次定律,感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流原磁场的磁通量的变化,选项A正确,C错误;当原磁场增强时,感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相反,当原磁场减弱时,感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同,选项B错误;感应电流的磁场阻碍引起感应电流原磁场磁通量的变化,但不是阻止,选项D错误.
2.楞次定律的应用如图5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从线圈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,则线圈2从线圈1的正上方下落至正下方的全过程中,从上往下看,线圈2中图5
A.无感应电流
B.有顺时针方向的感应电流
C.有先顺时针后逆时针方向的感应电流
D.有先逆时针后顺时针方向的感应电流答案C解析根据安培定则判断可知,线圈1产生的磁场方向向上.当线圈2靠近线圈1时,穿过线圈2的磁通量增加,根据楞次定律可知,线圈2中产生顺时针方向的感应电流;当线圈2远离线圈1时,穿过线圈2的磁通量减小,根据楞次定律可知,线圈2中产生逆时针方向的感应电流.所以线圈2中感应电流的方向先是顺时针后是逆时针,故选项C正确.
3.楞次定律的应用小管同学为了探究感应电流的方向与什么因素有关,他把一灵敏电流计与一个线圈相连构成闭合电路,然后将条形磁铁插入或拔出线圈,如图6所示.其中线圈中所标箭头方向为感应电流方向.则下列判断正确的是图6
A.甲图磁铁正在向下运动
B.乙图磁铁正在向上运动
C.丙图磁铁正在向上运动
D.丁图磁铁正在向上运动答案D解析根据线圈中感应电流的方向,由右手螺旋定则可知,甲和丙中的线圈上端为感应电流磁场的S极,乙和丁中的线圈上端为N极,由楞次定律的“阻碍”含义知,甲和丁图中磁铁正在向上运动,乙和丙图中磁铁正在向下运动,故选项
A.
B.C错误,D正确.
4.右手定则的应用多选闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,如图所示,能正确表示磁感应强度B的方向.导体运动速度方向与产生的感应电流方向间关系的是答案BC解析A图中导体不切割磁感线,导体中无电流;由右手定则可以判断
B.C正确;D图中感应电流方向应垂直纸面向外.。