高中物理 第四章第三节 楞次定律课件 新人教版选修32.ppt

教学教法分析 课前自主导学 当堂双基达标 课后知能检测 教学方案设计 课堂互动探究 3楞次定律 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1 通过实验探究归纳出判断感应电流方向的规律 楞次定律 2 正确理解楞次定律的内容及其本质 3 能够熟练运用楞次定律和右手定则判断感应电流的方向 教学地位本节知识是电学中的重点知识 也是高考考查的热点 同时也是电学知识的基础 新课导入建议当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时 回路中会产生感应电流 你知道此电流的方向是怎样的吗 如何判断感应电流的方向 通过这节课的学习 我们就能解决这些问题 教学流程设计 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 线圈内磁通量增加时的情况 向下 向上 向上 向下 线圈内磁通量减少时的情况 向下 向下 向上 向上 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 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 磁通量的减少 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 阻碍 阻碍 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 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 1 基本知识 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平面内 让磁感线从 进入 并使拇指指向 的方向 这时 所指的方向就是感应电流的方向 2 适用范围 右手定则适用于闭合回路中 导体做 时产生感应电流的情况 垂直 掌心 导线运动 四指 一部分 切割磁感线运动 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 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 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 1 弄清 阻碍 的几个层次 2 阻碍 的表现形式 多选 2014 银川高二检测 在电磁感应现象中 下列说法中错误的是 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 1 2014 北京朝阳区高二检测 某同学设计了一个电磁冲击钻 其原理示意图如图4 3 3所示 若发现钻头突然向右运动 则可能是 a 开关s由断开到闭合的瞬间b 开关s由闭合到断开的瞬间c 保持开关s闭合 变阻器滑片p加速向右滑动d 保持开关s闭合 变阻器滑片p匀速向右滑动 解析 若发现钻头m突然向右运动 则两螺线管互相排斥 根据楞次定律 可能是开关s由断开到闭合的瞬间 选项a正确 答案 a 问题导思 1 应用楞次定律时 涉及了三个因素 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 2 判断回路运动情况及回路面积的变化趋势 1 常规法 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 多选 2014 吉林高二检测 如图4 3 4所示 矩形闭合金属线圈放置在固定的水平薄板上 有一块蹄形磁铁如图所示置于水平薄板的正下方 磁极间距略大于矩形线圈的宽度 当磁铁全部匀速向右通过线圈时 线圈始终静止不动 那么线圈受到薄板摩擦力的方向和线圈中产生感应电流的方向 从上向下看 是 a 摩擦力方向一直向左b 摩擦力方向先向左 后向右c 感应电流的方向顺时针 逆时针 逆时针 顺时针d 感应电流的方向顺时针 逆时针 审题指导 1 首先明确蹄形磁铁的磁场分布 2 了解蹄形磁铁运动时穿过线圈的磁通量的变化情况 3 由楞次定律确定感应电流及摩擦力的方向 解析 靠近两极的磁场强 且方向从n极出s极进 根据楞次定律 感应电流的方向顺时针 逆时针 逆时针 顺时针 线圈有向右运动趋势 摩擦力方向一直向左 选项ac正确 答案 ac 2 如图4 3 5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 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 答案 c 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 2 右手定则与左手定则的比较 多选 如图4 3 6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 用一水平向右的力f拉动导体棒mn 以下关于导体棒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 mb 感应电流方向是m nc 安培力方向水平向左d 安培力方向水平向右 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 答案 ac 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 3 2014 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 7所示的三个位置时 感应电流的方向是 a 经过 时 a d c b ab 经过 时 a b c d ac 经过 时 无感应电流d 经过 时 a b c d a 解析 经过 时 穿过闭合线框的磁通量是向里的 且在增大 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 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 时 穿过闭合线框的磁通量是向里的 且在减少 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 答案 c 如图4 3 8所示 一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的正下方 直导线与圆环在同一竖直面内 当通电直导线中电流增大时 弹性圆环的面积s和橡皮绳的长度l将 a 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 审题指导 1 电流变化 由电流产生的磁场也随之变化 2 线圈中产生的感应电流阻碍原磁场变化的方式主要表现为线圈面积的变化及线圈相对磁场位置的变化 规范解答 当通电导线中电流增大时 穿过金属圆环的磁通量增大 金属圆环中产生感应电流 根据楞次定律 感应电流要阻碍磁通量的增大 一是用缩小面积的方式进行阻碍 二是用远离直导线的方式进行阻碍 故d正确 答案 d 发生电磁感应时 通过改变回路的面积 或使回路相对磁场运动 都可以起到阻碍原磁通量变化的作用 1 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 解析 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的原磁通量的变化 与原磁场的变化无关 原磁场的变化跟磁通量的变化意义是不同的 答案 d 2 如图4 3 9表示闭合电路的一部分导体在磁极间运动的情形 图中导体垂直于纸面 a b c d分别表示导体运动中的四个不同位置 箭头表示导体在那个位置上的运动方向 则导体中感应电流的方向为垂直纸面向里时 导体的位置是 a ab bc cd d 解析 导体切割磁感线产生感应电流 用右手定则判断a位置正确 答案 a 3 电阻r 电容器c与一个线圈连成闭合回路 条形磁铁静止在线圈的正上方 n极朝下 如图4 3 10所示 现使磁铁开始自由下落 在n极接近线圈上端过程中 流过r的电流方向和电容器极板的带电情况是 a 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 解析 磁铁n极接近线圈的过程中 线圈中向下的磁通量增加 由楞次定律可得 感应电流方向为b r a 电容器下极板带正电 上极板带负电 答案 d 4 2014 锦州高二检测 某磁场磁感线如图4 3 11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 a 始终沿顺时针方向b 始终沿逆时针方向c 先沿顺时针方向再沿逆时针方向d 先沿逆时针方向再沿顺时针方向 解析 自a点落至图示位置时 穿过线圈的磁通量增加 由楞次定律判断知线圈中感应电流方向为顺时针 自图示位置落至b点时 穿过线圈的磁通量减少 由楞次定律判断知 线圈中感应电流方向为逆时针 c项正确 答案 c 5 如图4 3 12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 a 始终有感应电流自a向b流过电流表gb 始终有感应电流自b向a流过电流表gc 先有a g b方向的感应电流 后有b g a方向的感应电流d 将不会产生感应电流 解析 当条形磁铁进入螺线管时 闭合线圈中的磁通量增加 当穿出时 磁通量减少 由楞次定律可知c正确 答案 c 备选习题 1 如图教4 3 1所示 若套在条形磁铁上的弹性金属导线圈 突然缩小为线圈 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 解析 穿过线圈的磁通量包括磁体内和磁体外的一部分 合磁通量是向上的 当线圈突然缩小时合磁通量增加 原因是磁体外向下穿过线圈的磁通量减少 故由楞次定律判断 感应电流的方向为顺时针方向 a正确 答案 a 2 如图教4 3 2所示 导体线圈abcd与直导线在同一平面内 直导线通有恒定电流i 当线圈由左向右匀速通过直导线的过程中 线圈中感应电流的方向是 a 先abcd 再dcba 后abcdb 先abcd 再dcbac 先dcba 再abcd 后dcbad 一直dcba 解析 画出长直导线周围的磁场分布情况 如图所示 当线圈向右移动 未达到直导线之前 线圈内磁通量 增加 故感应电流方向为dcba 当线圈穿越直导线过程中线圈内磁通量 减少 同时磁通量 增加 所以先是合磁通量为 减少后是合磁通量为 增加 则感应电流的磁场方向为 感应电流方向为abcd 线圈穿过直导线后 线圈内磁通量为 减少 如同磁通量 进一步增加 故感应电流方向仍为dcba 考虑全过程 故正确答案为c 答案 c 3 一磁铁自上向下运动 穿过一闭合导体回路 如图教4 3 3所示 当磁铁运动到a处和b处时 回路中感应电流的方向分别是 a 顺时针 逆时针b 逆时针 顺时针c 顺时针 顺时针d 逆时针 逆时针 解析 当磁铁接近线圈时 线圈中的磁通量向下增加 由 增反减同 得知感应电流的磁场方向向上 再由安培定则知线圈中感应电流的方向为俯视逆时针 当磁铁从线圈中穿出时 原磁场方向不变仍向下 但穿过线圈的磁通量要减少 根据楞次定律知感应电流的磁场方向向下 由安培定则知感应电流为俯视顺时针 故选b 答案 b 4 2014 巢湖高二检测 如图教4 3 4 把一条形磁铁从图示位置由静止释放 穿过采用双线绕法的通电线圈 此过程中条形磁铁做 a 减速运动b 匀速运动c 自由落体运动d 变加速运动 解析 双线绕法得到的两个线圈通电时 由安培定则知 两线圈的磁场等值反向相互抵消 合磁场为零 对磁铁无作用力 当磁铁下落时 穿过两线圈的磁通量同向增加 根据楞次定律 两线圈中产生的感应电流等值反向 也互相抵消 线圈中无感应电流 线圈对磁铁没有作用力 磁铁下落过程中只受重力 又从静止开始 所以磁铁做自由落体运动 故c对 a b d错 答案 c 5 在 研究电磁感应现象 的实验中 首先要按图教4 3 5甲接线 以查明电流表指针的偏转方同与电流方向之间的关系 然后按图乙将电流表与副线圈b