物理《楞次定律》教案.doc

学科物理 主备人王兴碧 使用人高二物理组1.4楞次定律 【预习案】学习重点 1:运用右手定则判断感应电流的方向 2:楞次定律的相关知识及运用学习难点 楞次定律的相关知识及运用一 预习题1右手定则的内容 2楞次定律的内容 3.在电磁感应现象中，下列说法正确的是【D】A感应电流的磁场总是与原磁场方向相反B闭合线圈放在变化的磁场中就一定能产生感应电流C闭合线圈放在匀强磁场中做切割磁感线运动时，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的磁通量的变化4恒定的匀强磁场中有一圆形的闭合导体线圈，线圈平面垂直于磁场方向。当线圈在此磁场中做下列哪种运动时，线圈中能产生感应电流？【 CD 】A线圈沿自身所在的平面做匀速运动 B线圈沿自身所在的平面做加速运动C线圈绕任意一条直径做匀速转动 D线圈绕任意一条直径做变速转动5如图所示，有一个带负电的粒子，沿一个圆形环导体的直径方向在圆环表面匀速飞过，则下列说法正确是【A】 A圆环中始终没有感应电流 B圆环中有顺时针方向的感应电流 C粒子靠近时有顺时针方向的感应电流，离开时则相反D粒子靠近时有逆时针方向的感应电流，离开时则相反6如图所示，通以电流I的直导线MN固定在竖直位置上，且与导线框abcd在同一平面内，则下列情况下导线框中能够产生感应电流的是 【 ABC 】A 通过直导线的电流强度增大B 通过直导线的电流强度减小 C线框水平向右移动D线框以MN为轴转动 1.4楞次定律 【行课案】 【教学目标】一、知识与技能1理解楞次定律的内容及实质。2能运用楞次定律判断感应电流的方向，解答有关问题。 二、过程与方法1体验楞次定律实验探究过程。续 备 2培养学生对物理现象的观察的能力和对实验数据的分析、归纳、概括、表述的能力。三、情感态度与价值观 1感受科学家对规律的研究过程，学习他们对工作严肃认真不怕困难的科学态度。2学会欣赏楞次定律的简洁美。【教学重点】来源:学.科.网Z.X.X.K引导学生分析实验数据，发现以感应电流的磁场来确定感应电流的方向。2理解楞次定律的内容及实质。【教学难点】1引导学生分析实验数据，发现以感应电流的磁场作为“中介”来确定感应电流的方向。2理解楞次定律的内容及实质。【教学方法】实验探究控制变量法、利用研究或表述问题的方法、比较总结法、分组学习法。【教学过程】一、设置情景，引入课题1对比实验一：强磁性球和铁球从同一高度同时自由释放。 2对比实验二： 强磁性球和铁球分别通过甲、乙铝管从同一高度同时自由释放。 3对比实验三： 强磁性球和铁球分别通过乙、甲铝管从同一高度同时自由释放。 学生思考回答：强磁性球和铁球是不是同时落地？对比实验一中两球同时落地；对比实验二、三中两球不是同时落地。教师启发引导：1强磁性球和铁球为什么通过铝管后不是同时落地？二、重温实验，提出问题1注意观察灵敏电流表指针是否偏转？向哪边偏转 偏转；向左、向右。2灵敏电流表指针偏转说明什么？偏转方向不同说明什么？ 线圈中产生的感应电流；感应电流方向会改变。3感应电流方向跟哪些因素有关呢？三、对比实验，合理猜想对比实验一：如图（4）所示，N极插入和N极抽出。对比实验二：如图（5）所示，N极插入和S极插入。学生思考猜想：1猜想感应电流的方向可能跟哪些因素有关？ A感应电流的方向可能跟磁通量的变化有关；备续B感应电流的方向可能跟原磁场的方向有关；1感应电流的方向可能跟原磁场的方向、磁通量的变化有关。2下面我们通过实验，探究感应电流的方向跟磁通量的变化、原磁场的方向的关系。4、 实验探究，归纳概括 探究感应电流的方向、磁通量的变化及原磁场的方向遵循什么规律？1条形磁铁与线圈间的相对运动有几种可能？2为了探究感应电流的方向与磁通量的变化、原磁场的方向的关系在物理学中通常采用什么方法？归纳概括、形成结论：当原磁通量变化时，感应电流的磁场阻碍磁通量变化五、楞次定律1 内容：感应电流的方向，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因果关系： 因：磁通量的变化。 果：感应电流的磁场的产生。 3“阻碍”的含义：（1）谁在阻碍？ 感应电流的磁场。（2）阻碍什么？原磁通量的变化。（3）如何阻碍？当磁通量增加时，阻碍磁通量增加；当磁通量减少时，阻碍磁通量减少。思 反学教 ） 克服电磁力做功, 能转化及守恒的必然结果。（5）能否阻止？（实验引导）延缓了增加和减少磁通量的时间。能否阻止后面再回答。 六、实验检验、评估结论跳环实验：合上开关瞬间，会看到什么现象？1）预测：竖直向上跳起。由楞次定律预测竖直向上跳起。七、楞次定律的应用：例题：法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图所示。软铁环上 教学反思 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？目的：1归纳应用楞次定律判断感应电流方向的步骤： 研究对象（线圈N）穿过线圈原磁场方向 磁通量的变化（减少）感应电流磁场的方向2归纳应用楞次定律判断感应电流方向的方框图：如图所示，线圈与螺线管共轴，要想在环中得到如图所示方向的感应电流，以下和方法中可行的是（ ） AS闭合瞬间；BS断开瞬间；CS闭合后，滑片P向右移动；DS闭合后，滑片P向左移动。九、呼应开头、结束新课1是感应电流的磁场阻碍了磁性球的下落。（引导学生回答）2演示磁性球下落过程，启发学生思考铝管能否阻止磁性球下落。感应电流的磁场不能阻止磁性球下落。（回答预留问题） 总结1.4楞次定律 【练习案】1.在电磁感应现象中，下列说法正确的是【D】A感应电流的磁场总是与原磁场方向相反B闭合线圈放在变化的磁场中就一定能产生感应电流C闭合线圈放在匀强磁场中做切割磁感线运动时，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的磁通量的变化2恒定的匀强磁场中有一圆形的闭合导体线圈，线圈平面垂直于磁场方向。当线圈在此磁场中做下列哪种运动时，线圈中能产生感应电流？【 CD 】A线圈沿自身所在的平面做匀速运动 B线圈沿自身所在的平面做加速运动C线圈绕任意一条直径做匀速转动 D线圈绕任意一条直径做变速转动3如图所示，有一个带负电的粒子，沿一个圆形环导体的直径方向在圆环表面匀速飞过，则下列说法正确的是【A】A圆环中始终没有感应电流B圆环中有顺时针方向的感应电流 C粒子靠近时有顺时针方向的感应电流，离开时则相反D粒子靠近时有逆时针方向的感应电流，离开时则相反4如图所示，通以电流I的直导线MN固定在竖直位置上，且与导线框abcd在同一平面内，则下列情况下导线框中能够产生感应电流的是【 ABC 】A通过直导线的电流强度增大B通过直导线的电流强度减小C线框水平向右移动D线框以MN为轴转动5如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大线圈M相连接。要使小线圈N获得逆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）【 D 】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6如图所示，导线框abcd与导线AB在同一平面内，直导线中通有恒定的电流I，当线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是【 D 】A先abcda，再dcbad，后abcdaB先abcda，再dcbadC始终是dcbadD先dcbad，再abcda，后dcbad7两个线圈A和B平行放置，分别通有如图所示方向的电流，欲使线圈B中的电流能在某一瞬时有所增大，则可以采取的措施是【BCD】A保持线圈的相对位置不变，增大线圈A中的电流B保持线圈的相对位置不变，减小线圈A中的电流C保持线圈A中的电流不变，将线圈A向右平移D保持线圈A中的电流不变，将线圈A向上平移8如图，螺线管CD导线的绕法不明。当磁铁AB插入螺线管时，电路中有图示方向的感应电流产生。关于螺线管极性的判断，正确的是【 C 】AC端一定是N极BC端一定是S极CC端的极性一定与磁铁B端的极性相同D因螺线管的绕法不明，无法判断其极性91931年英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”。1982年，美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验。他设想，如果一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的超导线圈，那么，从上向下看，超导线圈将出现【D】A先是逆时针方向的感应电动势，然后是顺时针方向的感应电流B先是顺时针方向的感应电动势，然后是逆时针方向的感应电流C顺时针方向持续流动的感应电流D逆时针方向持续流动的感应电流10一平面线圈用细杆悬于点，开始时细杆处于水平位置，释放后让它在如图所示的匀强磁场中运动。已知线圈平面始终与纸面垂直，当线圈第一次通过位置和位置时，顺着磁场的方向看去，线圈中感应电流的方向分别为【 B 】 位置位置A逆时针方向逆时针方向B逆时针方向顺时针方向C顺时针方向顺时针方向D顺时针方向逆时针方向11两圆环A、B置于同一水平面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环。当A以如图所示的方向绕中心转动，角速度发生变化时，B中产生如图所示方向的感应电流，则【 BC 】AA可能带正电且转速减小BA可能带正电且转速减大CA可能带负电且转速减小DA可能带负电且转速减大12环形线圈放在均匀磁场中，设在第1秒内磁感线垂直于线圈平面向内，若磁感应强度随时间变化关系如图，那么在第2秒内线圈中感应电流的大小和方向是【 】A感应电流大小恒定，顺时针方向B感应电流大小恒定，逆时针方向C感应电流逐渐增大，逆时针方向D感应电流逐渐减小，顺时针方向13 如图，导线AB和CD互相平行。下列说法正确的是【 】 A闭合开关s 时，导线CD中电流方向从C流向D B闭合开关s 时，导线CD中电流方向从D流向C C断开开关s 时，导线CD中电流方向从C流向D D断开开关s 时，导线CD中电流方向从D流向C14和是绕在一个环形铁芯上的两个线圈，绕法和线路如图现将开关从A处断开，然后合向B处在此过程中，通过电阻的电流方向是【】A先由C流向D，后又由C流向D B先由C流向D，后由D流向CC先由D流向C，后又由D流向C D先由D流向C，后由C流向D15一匀强磁场，磁场方向垂直纸面，规定向里的方向为正。在磁场中有一细金属圆环，线圈平面位于纸面内，如图甲所示。现令磁感应强度B随时间t变化，先按图乙中所示的Oa图象变化，后来又按图象bc和cd变化，令E1、E2、E3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，I1，I2，I3分别表示对应的感应电流，则【 BD AE1E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向BE1E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向CE1E2，I2沿顺时针方向，I3沿逆时针方向DE2=E3，I2沿顺时针方向，I3沿顺时针方向电磁感应现象和楞次定律练习题（能力提高题）1下列图中能产生感应电流的是 v v VNSV（A） （B） （C） （D） （E） （F） 2.如图12.1-2示，一水平放置的圆形通电线圈1固定，另一个较小的圆形线圈2从1的正上方下落，在下落的过程中两线圈平面绐终保持平行且共轴，则线圈2从1的正上方下落至1的正下方的过程中，从上向下看线圈2，应是： A.无感应电流产生 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3如图12.1-3，甲为竖直悬挂的闭合导体环，乙为带铁心的电磁铁，ab为架在水平平行导轨上的金属棒，导轨间有竖直向上的匀强磁场，开始时甲处于静止，当ab沿导轨做切割磁感线运动时，导体环甲远离电磁铁乙向左摆动，则ab可能的运动是： A向右匀速运动B向右加速运动C向右减速运动D向左加速运动4.如图12.1-示，螺线管B置于闭合金属环A的轴线上，当B中通过的电流减小时， 则 A.环A有缩小的趋势 B.环A有扩张的趋势C.螺线管B有缩短的趋势 D.螺线管B有伸长的趋势。5.如图所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的矩形线框，当滑动变阻器的滑片P自左向右滑动时，从纸外向纸内看，线框ab将 A保持静止不动 B逆时针转动 C顺时针转动 D发生转动，但因电源极性不明，无法确定转动方向。6. 图12.1-5中T是绕有两组线圈的闭合铁芯，线圈的绕向如图所示，金属棒ab可在两平行的金属导轨上沿导轨滑行，匀强磁场方向垂直纸面向里，若电流计中有向上的电流通过，则ab棒的运动可能是 A 向左匀速运动。B向右匀速运动。C. 向左匀加速运动。D向右匀加速运动。7. 如图所示，为地磁场磁感线的示意图，在北半球地磁场的坚直分量向下。飞机在我国上空匀逐巡航。机翼保持水平，飞行高度不变。由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差。设飞行员左方机翼未端处的电势为U1，右方机翼未端处的电势力U2，则 A.若飞机从西往东飞，U1比U2高 B.若飞机从东往西飞，U2比U1高C.若飞机从南往北飞，U1比U2高D.若飞机从北往南飞，U2比U1高8如图所示，在两根平行长直导线中，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，导线框沿着与两导线垂直的方向自右向左在两导线间匀速运动。在运动过程中，导线框中感应电流的方向B A沿ABCD方向不变。B沿ADCB方向不变。 C由ABCD方向变成ADCB方向。D由ADCB方向变成ABCD方向。9.如图（a），圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴.Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图（b）所示.P所受的重力为G，桌面对P的支持力为N，则 A.t1时刻NG B.t2时刻NGC.t3时刻NGD.t4时刻N=G 10如图所示，在一根软铁棒上绕有一组线圈，a、c是线圈的两端，b为中心抽头。把a、b两端接上两根平行金属导轨，在导轨间有匀强磁场，方向垂直线面向里，导轨上放一金属棒，当金属棒在导轨上滑动时，a、b、c各点间都有电势差，若要求a与c点的电势均高于b点，则 A.金属棒应向右加速运动B.金属棒应向右减速运动C.金属棒应向左加速运动D.金属棒应向左减速运动参考答案1 BCF 2、C 3、BD 4AD 5C 6D 7AC 8B 9AD 10A2 【例3】 M和N是绕在一个环形铁芯上的两个线圈，绕法和线路如图所示，现将电键S从a处断开，然后合向b处，在此过程中，通过电阻R2的电流方向是 3 A、先由c流向d，后又由c流向dB、先由c流向d，后由d流向c C、先由d流向c，后又由d流向cD、先由d流向c，后由c流向d【分析】 由于N回路中的电流断通，引起了环形铁芯中磁场的变化，使得线圈M中磁通量发生变化。只有当线圈M中的磁通量发生变化时，产生感应电流，也可能在电阻R2中通过。因此判断M线圈中原磁场的方向和磁通量的变化，才是解决此题的关键所在。【解答】 当电键S从a处断开，这时铁芯中，顺时针方向的磁场消失，穿过线圈M中的磁通量减少，根据楞次定律，线圈M中感应电流方向为McdM；当电键S合向b处时，铁芯中又产生了逆时针方向的磁场穿过线圈M中的磁通量增加，根据楞次定律，线圈M中感应电流方向仍为McdM。所以选项A正确。【说明】 应用楞次定律时，首先应该明确研究哪一个闭合回路中的电流方向，那么分析该回路中的磁场方向和磁通量的变化才是判定感应电流方向的依据。应用对象含混是容易犯的一个错误。【例4】 4根同样光滑的细铝杆a、b、c、d放在同一水平桌面上，其中a、c固定，b、d静止地放在a、c杆上，接触良好，O点为回路中心，如图，当条形磁铁一端从O点正上方向下插向回路时b、d两杆将 A、保持不动B、分别远离O点C、分别向O点靠近D、因不知磁极极性故无法判定【分析】 磁铁插向abcd构成的回路时，回路中磁通量增加，产生感应电流。同时，b、d中的电流又受到安培力作用而发生运动。【解答】 解法1 先假设N极插向回路，则原磁感线向下呈发散状；因导线切割磁感线，由右手定则，可知感应电流方向俯视为逆时针；根据左手定则知b导线受到向右的安培力，d导线受到向左的安培力答案C正确再假设S极插向回路，也可以得到同样的结论解法2 当磁铁插向回路的过程中（无论哪极朝下），穿过回路的磁通量增加，金属杆将向O靠近来阻碍磁通量增加。【证明】 本题应用楞次定律，从阻碍磁通量的增加很快可得出b、d均向O点运动，使回路的面积缩小，来抵消磁通量的增加。【例5】 如图，用细弹簧构成一闭合电路，中央放有一条形磁铁，当弹簧收缩时，穿过电路的磁通量和电路中感应电流方向（从N极向S极看时）正确的是 A减小，感应电流顺时针向 B减小，感应电流逆时针向C增大，感应电流顺时针向D增大，感应电流逆时针向【分析】 磁感线是闭合曲线，在条形磁铁外部从N极到S极，在内部从S极到N极，当闭合电路收缩时，外部从右向左穿过闭合电路的磁感线条数减少，而内部从左向右穿过 闭合电路的磁感线条数不变，于是使得穿过闭合电路从右向左的总磁通增强，所以从N极向S极看时，闭合电路内的感应电流为顺时针向。【解答】 C。【说明】 必须注意，产生感应电流的条件和楞次定律中所说的“穿过闭合电路的磁通量”指的都是闭合电路内的“合磁通”。【例6】一均匀的扁平条形磁铁与一圆形线圈同在一平面内圆心O重合为了在磁铁开始运动时在线圈中得到一方向如图所示的感应电流i，磁铁的运动方式应为 AN极向纸内，S极向纸外，使磁铁绕O点转动BN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外做平动D使磁铁沿垂直干线圈平面的方向向纸内做平动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【分析】由题设可知，在磁铁开始运动前，磁铁与线圈在同一平面内，这时穿过线圈的磁通量为零，因此线圈必定是在磁通量增加的情况下产生的感应电流。感应电流的