2019_2020版高中物理第一章电磁感应4楞次定律讲义精练（含解析）教科版.docx

4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：1.经历探究导体切割磁感线运动产生的感应电流方向的实验，归纳出右手定则.2.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、右手定则将右手手掌伸平，使大拇指与其余并拢的四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线从手心穿入，大拇指指向导体运动方向，这时四指的指向就是感应电流的方向，也就是感应电动势的方向二、楞次定律感应电流具有这样的方向，即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_(填“MN”或“NM”)图1答案NMMN一、右手定则的理解和应用1实验：探究导体切割磁感线运动产生的感应电流方向如图2所示的电路中，G为电流计(已知电流由左接线柱流入，指针向左偏，由右接线柱流入，指针向右偏)，当ab在磁场中切割磁感线运动时，指针的偏转情况如下表，根据指针的偏转情况，判断电流方向图2导体棒ab的运动指针偏转方向回路中电流方向(俯视)ab段中电流方向向右向左从b向a向左向右从a向b答案顺时针逆时针2对右手定则的理解(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不动，也可以是导体不动而磁场运动，还可以是两者以不同速度同时运动四指指向电流方向，切割磁感线的那部分导体相当于电源例1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的是()答案A解析在导体ab上，A中电流方向为ab，B中电流方向为ba，C中电流方向为ba，D中电流方向为ba，故选A.二、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3甲、乙、丙、丁所示进行实验操作，并填好实验现象图3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2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错误三、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3(多选)如图4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4A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，这种情况无感应电流，D正确例4(2017宿迁市高二下期末)如图5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5A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螺线管时，闭合线圈中的磁通量增加，产生感应电流方向为ab；当条形磁铁穿出螺线管时，闭合线圈中的磁通量减少，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3、例4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.1(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解析图A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2(楞次定律的理解)在电磁感应现象中，下列说法正确的是()A感应电流的磁场方向可能与引起感应电流的磁场方向相同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同C感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量D感应电流的磁场阻止了引起感应电流的磁通量的变化答案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的磁通量的变化，选项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A正确，B错误；感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化，不是阻止，选项D错误3(楞次定律的应用)如图6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6A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4(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7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7A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.考点一楞次定律的理解1(多选)关于感应电流，下列说法正确的是()A根据楞次定律知，感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量B感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化C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D当导体切割磁感线运动时，必须用安培定则确定感应电流的方向答案BC考点二楞次定律的应用2(多选)如图1所示，通电直导线L和平行于直导线放置的闭合导体框abcd，当通电导线L运动时(不与导体框接触且始终在导体框的左侧)，以下说法正确的是()图1A当导线L向左平移时，导体框abcd中感应电流的方向为abcdaB当导线L向左平移时，导体框abcd中感应电流的方向为adcbaC当导线L向右平移时，导体框abcd中感应电流的方向为abcdaD当导线L向右平移时，导体框abcd中感应电流的方向为adcba答案AD3.电阻R、电容器C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁位于线圈的正上方，N极朝下，如图2所示.在使磁铁N极远离线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是()图2A从b到a，下极板带正电B从a到b，下极板带正电C从b到a，上极板带正电D从a到b，上极板带正电答案D4(多选)如图3所示，有界匀强磁场竖直向下穿过光滑的水平桌面，一椭圆形导体框平放在桌面上使导体框从左边进入磁场，从右边穿出磁场下列说法正确的是()图3A导体框进入磁场过程中，感应电流的方向为顺时针方向B导体框离开磁场过程中，感应电流的方向为顺时针方向C导体框全部在磁场中运动时，感应电流的方向为顺时针方向D导体框全部在磁场中运动时，无感应电流产生答案BD解析根据楞次定律，导体框进入磁场过程中，感应电流的方向为逆时针方向，导体框离开磁场过程中，感应电流的方向为顺时针方向，导体框全部在磁场中运动时，没有感应电流产生，故选项A、C错误，B、D正确5如图4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，磁场的方向如图所示，已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置、时(位置正好是细杆竖直时线圈所处的位置)，线圈内的感应电流(顺着磁场方向看去)()图4A、位置均是顺时针方向B、位置均是逆时针方向C位置是顺时针方向，位置为零，位置是逆时针方向D位置是逆时针方向，位置为零，位置是顺时针方向答案D解析线圈由初始位置向位置运动过程中，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，位置时感应电流的方向(沿磁感线方向看去)是逆时针方向；在位置时由左向右穿过线圈的磁通量最大，但变化率为0，由位置向位置运动时，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，根据安培定则可判定位置的电流方向(沿磁感线方向看去)是顺时针方向，且位置时感应电流为零，故D正确6如图5所示，一圆形金属线圈放置在水平桌面上，匀强磁场垂直桌面竖直向下，过线圈上A点作切线OO，OO与线圈在同一平面上在线圈以OO为轴翻转180的过程中，线圈中电流方向()图5A始终为ABCAB始终为ACBAC先为ACBA再为ABCAD先为ABCA再为ACBA答案A解析在线圈以OO为轴翻转090的过程中，穿过线圈正面向里的磁通量逐渐减少，由楞次定律可知感应电流方向为ABCA；线圈以OO为轴翻转90180的过程中，穿过线圈反面向里的磁通量逐渐增加，由楞次定律可知感应电流方向仍然为ABCA，A正确7长直导线与矩形线框abcd处在同一平面中静止不动，如图6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电流，It图像如图乙所示规定沿长直导线方向向上的电流为正方向关于0T时间内矩形线框中感应电流的方向，下列说法正确的是()图6A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，再变为逆时针方向答案D解析0时间内，直导线中向上的电流增大，通过线框中的磁通量增大，线框中产生逆时针方向的感应电流.时间内，直导线中向上的电流减小，通过线框中的磁通量减少，线框中产生顺时针方向的感应电流；同样判断出T时间内、TT时间内的感应电流方向分别为顺时针和逆时针，故选D.8如图7所示，两条互相平行的导线M、N中通有大小相等、方向相同的电流，矩形导线框abcd和两条导线在同一平面内且ad边与导线M平行，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，则在移动过程中，线框中的感应电流的方向为()图7A先顺时针后逆时针 B先逆时针后顺时针C一直是逆时针 D一直是顺时针答案C9(2018福州市高二检测)通电长直导线中有恒定电流I，方向竖直向上，矩形线框与直导线在同一竖直面内，现要使线框中产生如图8所示方向的感应电流，则应使线框()图8A稍向左平移B稍向右平移C稍向上平移D以直导线为轴匀速转动答案B解析由楞次定律可知，线框左移，磁通量增加，感应电流的方向与题图所示方向相反；选项C、D磁通量不变，无感应电流产生考点三右手定则的应用10如图9所示，CDEF是一个矩形金属框，当导体棒AB向右移动时，回路中会产生感应电流，则下列说法中正确的是()图9A导体棒中的电流方向由BAB电流表A1中的电流方向由FEC电流表A1中的电流方向由EFD电流表A2中的电流方向由DC答案B解析根据右手定则，导体棒内部电流方向为A到B，所以电流表A1中的电流方向由FE，A、C错，B对同理电流表A2中的电流方向由CD，D错11如图10所示，匀强磁场与圆形导体环所在平面垂直，导体ef与环接触良好，当ef向右匀速运动时()图10A圆环中磁通量不变，环上无感应电流产生B整个环中有顺时针方向的电流C整个环中有逆时针方向的电流D环的右侧有逆时针方向的电流，环的左侧有顺时针方向的电流答案D解析由右手定则知ef上的感应电流由ef，故环的右侧的电流方向为逆时针，环的左侧的电流方向为顺时针，选D.12.如图11所示，MN、PQ为同一水平面的两平行光滑导轨，导轨间有垂直于导轨平面的磁场(图中未画出)，导体ab、cd与导轨有良好的接触并能自由滑动，当导体ab沿轨道向右滑动时，则()图11Acd向右滑Bcd不动Ccd向