高二物理（人教版）学案 选择性必修二 第二章 第1节　楞次定律

8/8eq\a\vs4\al(第二章电磁感应)第1节楞次定律(强基课—逐点理清物理观念)课标要求学习目标1.探究影响感应电流方向的因素。2.理解楞次定律。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.理解楞次定律,并能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向。3.掌握右手定则,能够熟练应用右手定则判断感应电流的方向。逐点清(一)实验：探究影响感应电流方向的因素[多维度理解]一、问题的提出如图所示，把条形磁体的某一个磁极插入或抽出闭合线圈时，两种情况下电流表的指针发生了偏转，但两种情况下偏转方向不同，这说明感应电流的方向不同。那么感应电流的方向与哪些因素有关呢？二、实验原理1．由电流表指针偏转方向与电流方向的关系，找出感应电流的方向。2．通过实验，观察分析原磁场方向和磁通量的变化，记录感应电流的方向，然后归纳出感应电流的方向与原磁场方向、原磁通量变化之间的关系。三、实验器材条形磁体，螺线管，________，导线若干，干电池，滑动变阻器，开关，电池盒。四、实验探究1．探究电流表指针偏转方向和电流方向之间的关系。实验电路如图甲、乙所示。结论：电流从哪一侧接线柱流入，指针就向哪一侧偏转，即左进左偏，右进右偏(指针偏转方向应由实验得出，并非所有电流表都是这样的)。2．探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向(1)按如图所示连接电路，明确螺线管的绕线方向。(2)按照控制变量的方法分别进行N极(S极)向下插入线圈和N极(S极)向上抽出线圈的实验。①条形磁体插入线圈，线圈内磁通量增大(如图甲、乙所示),感应电流的磁场方向与原磁场方向__________图号磁体磁场方向感应电流方向(俯视)感应电流的磁场方向归纳总结甲向下______向上感应电流的磁场方向与原磁场方向______乙向上______向下②条形磁体从线圈中抽出，线圈内磁通量减小(如图丙、丁所示)图号磁体磁场方向感应电流方向(俯视)感应电流的磁场方向归纳总结丙向下_____向下感应电流的磁场方向与原磁场方向_____丁向上_____向上,感应电流的磁场方向与原磁场方向__________五、实验结论1．甲、乙两种情况：当线圈内磁通量______时，感应电流的磁场方向与原磁场方向______，阻碍磁通量的______。2．丙、丁两种情况：当线圈内磁通量______时，感应电流的磁场方向与原磁场方向______，阻碍磁通量的______。3．结论：感应电流的磁场总要阻碍原磁场磁通量的变化。六、注意事项1．确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系时，要用试触法，并注意减小电流强度，防止电流过大或通电时间过长损坏电流表。2．电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计。3．实验前设计好表格，并明确线圈的绕线方向。4．按照控制变量的思想进行实验。5．完成一种操作后，等电流表指针回零后再进行下一步操作。[全方位练明]1．如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。(1)将图中所缺导线补充完整。(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，那么闭合开关后，将线圈A迅速插入线圈B中，电流计指针将________(选填“向左偏”或“向右偏”)；线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针将________(选填“向左偏”或“向右偏”)。(3)在灵敏电流计所在的电路中，为电路提供电流的是________(选填图中仪器的字母)。2．(2024·山东青岛期末)某实验小组用图(a)所示装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验。该小组同学在纸上画出实验草图，记录磁极运动的四种情况，根据实验结果，分别标出不同情况下磁体的N极、S极运动方向以及相应感应电流的方向，如图(b)所示，请回答下面的问题：(1)甲、乙两次实验记录表明，当磁体靠近线圈运动，即穿过线圈的磁通量__________(选填“增大”或“减小”)时，根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向__________(选填“相同”或“相反”)；(2)丙、丁两次实验记录表明，当磁体远离线圈运动，即穿过线圈的磁通量__________(选填“增大”或“减小”)时，根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向__________(选填“相同”或“相反”)；(3)总结上述实验结果，可以得到关于感应电流方向的规律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要__________引起感应电流的磁通量的变化。逐点清(二)楞次定律[多维度理解]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．对“阻碍”的理解问题结论谁阻碍谁感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化为何阻碍(原)磁场的磁通量发生了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大时，感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反；当原磁场磁通量减小时，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，最终结果不受影响3．从能量角度理解楞次定律把磁极插入线圈或从线圈内抽出时，推力或拉力都必须做________，做功过程中消耗的______能转化为感应电流的______能。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．“阻碍”的表现形式楞次定律中的“阻碍”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，在转化过程中，总能量是守恒的。[典例]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，当它经过如图所示的三个位置时，感应电流的方向是()A．经过Ⅰ时，a→d→c→b→aB．经过Ⅱ时，a→b→c→d→aC．经过Ⅱ时，无感应电流D．经过Ⅲ时，a→b→c→d→a听课记录：/方法技巧/应用楞次定律判定感应电流方向的步骤[全方位练明]1.如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd在条形磁体的N极附近竖直下落，保持线圈水平，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，这个过程中线圈中的感应电流()A．沿abcda流动B．沿dcbad流动C．先沿abcda流动，后沿dcbad流动D．先沿dcbad流动，后沿abcda流动2.如图所示，匀强磁场垂直于圆形线圈所在平面向里，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逐点清(三)右手定则的理解和应用[多维度理解]1．右手定则：伸开________，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________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。2．两点说明(1)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________。楞次定律与右手定则的区别及联系比较项目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联系右手定则是楞次定律的特例[典例](2024·湖北武汉期末)如图所示，CDEF是金属框，框内存在着垂直纸面向里的匀强磁场。当导体棒MN向左移动时，下列说法正确的是()A．MNDC回路中感应电流为顺时针方向B．MNEF回路中感应电流为逆时针方向C．导体棒M端的电势低于N端的电势D．导体棒MN中感应电流方向为N到M听课记录：[全方位练明]1.如图所示，足够长的两光滑导轨水平放置，整个装置处于竖直向下的均匀磁场中，金属棒ab在水平外力的作用下，以速度v沿导轨向右做匀速运动，则金属棒ab受到的安培力的方向是()A．竖直向下 B．水平向右C．竖直向上 D．水平向左2．如图所示，边长为d的正方形线圈，从位置A开始向右运动，并穿过宽为L(L>d)的匀强磁场区域到达位置B，则()A．整个过程，线圈中始终有感应电流B．整个过程，线圈中始终没有感应电流C．线圈进入磁场和离开磁场的过程中，有感应电流，方向都是逆时针方向D．线圈进入磁场的过程中，感应电流的方向为逆时针方向；线圈离开磁场的过程中，感应电流的方向为顺时针方向第二章电磁感应第1节楞次定律逐点清(一)[多维度理解]三、电流表四、2.(2)①逆时针顺时针相反②顺时针逆时针相同五、1.增大相反增加2.减小相同减少[全方位练明]1．解析：(1)将线圈B和灵敏电流计串联组成一个回路，将开关、滑动变阻器、电源、线圈A串联组成另一个回路即可，连接图如图所示。(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，说明穿过线圈B的磁通量增加，灵敏电流计指针向右偏。闭合开关后，将线圈A迅速插入线圈B中时，穿过线圈B的磁通量增加，灵敏电流计指针将向右偏；线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，线圈A中的电流减小，穿过线圈B的磁通量减少，灵敏电流计指针将向左偏。(3)在灵敏电流计所在的电路中，为电路提供电流的是线圈B。答案：(1)见解析图(2)向右偏向左偏(3)B2．解析：(1)当磁体靠近线圈运动时，穿过线圈的磁感线条数增加，即穿过线圈的磁通量增大，根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反。(2)当磁体远离线圈运动时，穿过线圈的磁感线条数减少，即穿过线圈的磁通量减小，根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同。(3)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。答案：(1)增大相反(2)减小相同(3)阻碍逐点清(二)[多维度理解]1．阻碍磁通量的变化3.机械功机械电[典例]选C经过Ⅰ时，穿过闭合线框向里的磁通量增加，根据楞次定律知，感应电流的磁场方向向外，由安培定则判断感应电流方向为a→b→c→d→a，A错误；经过Ⅱ时，穿过闭合线框的磁通量不变，则感应电流为0，B错误，C正确；经过Ⅲ时，穿过闭合线框向里的磁通量减少，根据楞次定律知，感应电流的磁场方向向里，由安培定则判断感应电流方向为a→d→c→b→a，D错误。[全方位练明]1．选A由条形磁体的磁场分布可知，线圈在位置Ⅱ时，穿过线圈的磁通量最小，为零；线圈从位置Ⅰ到位置Ⅱ，从下向上穿过线圈的磁通量在减少；线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ，从上向下穿过线圈的磁通量在增加；根据楞次定律及右手螺旋定则可知，线圈中的感应电流的方向是abcda，故A正确。2．选A由几何知识，周长相等的几何图形中，圆的面积最大，当线圈由圆形变成正方形时，穿过线圈的磁通量变小，根据楞次定律结合安培定则可知，在线圈中将产生abcd方向的感应电流，故A正确。逐点清(三)[多维度理解]1．右手拇指四指2.(2)电源[典例]选C由右手定则知导体棒MN中感应电流方向为M到N，MNDC回路中感应电流为逆时针方向，MNEF回路中感应电流为顺时针方向，A、B、D错误；导体棒MN充当电源作用，电源内部电流从低电势流向高电势，故M端